三峡永久船闸上游引航道导航堤支墩滑模技术
摘 要:三峡工程永久船闸上游浮式导航堤支墩体积大,结构形式单一,采用液压滑模施工,支墩导承槽内模板采用翻转小钢模。滑模日平均滑升速度达2.2~2.4 m/d,单元工程质量评定为优良。采用液压滑模施工,提高了工程质量,缩短了工期,减少了财力、物力、人力的消耗。
1 工程概况
三峡工程永久船闸上游引航道进口段导航结构为浮式导航堤,浮堤由支墩固定,在支墩导承槽内随着水位上下活动。永久船闸共有4个浮堤支墩,南北两侧各两个,南(北)1号支墩基面高程126 m,尺寸为16 m×16 m,基础高度5.5 m,基础以上高程131.5 ~185 m段为8 m×10 m的柱状结构,上游向设导承槽,导承槽内设有二期插筋;南(北)2号支墩基面高程117.5 m,尺寸16 m×18 m,基础高度7 m,基础以上高程124.5 ~185 m段为8 m×10 m的柱状结构,上下游向设导承槽,导承槽内有二期插筋,插筋竖向间距均为50 cm。墩体水平截面尺寸见图1。
根据结构情况,基础部位采用常规方法施工,基础以上墩体上下截面一致,结构尺寸比较规则,采用滑模施工。采用滑模可减轻劳动强度,提高施工进度,混凝土连续浇筑,比常规模板工艺优越。
2 滑模设计
2.1 结构特点
滑模主要由模板、围圈、提升架、上部操作平台、吊架及液压系统组成(见图2、3)。
(1)单块模板长1.2 m、宽0.3 m,面板厚3 mm,竖肋三道、横肋六道,拐角处采用“L”形铁板连接。模板锥度为模板高度的0.3%~0.5%。
(2)围圈采用10号槽钢,上下共设两道围圈,间距为80cm。模板围圈系统设计为可分离式,遇特殊情况(停电等)需停滑时,可确保模板脱离混凝土面2~3 cm,以防止发生粘模现象。
(3)提升架为桁架式结构,间距为1.5 m(10 m向共7片)和1.4 m(8 m向共6片)。
(4)操作平台宽度为0.8 m,平台上铺4 cm厚板,并与模板上口齐平。在操作平台之下,每隔1.2 m悬挂1个吊架,吊架上铺木板,外设安全栏杆。
(5)液压系统由1个控制台(YKT-36型)和26组千斤顶(GYD-60型)组成。
2.2 滑模设计
2.2.1 滑模结构设计
由于导航堤支墩是一个8 m×10 m的实心体,中间不增设提升架支腿,需将提升架横梁放长至8 m(10 m)以上,才能防止模板在混凝土侧压力作用下产生较大变形。由于提升架横梁太长,在混凝土侧压力作用下,横梁的弹性变形必然加大。
根据结构计算,提升架上横梁最大应力为8.95 kN/cm²(压应力),采用[10号槽钢可满足应力要求,但提升架变形达21.3 mm。若加上提升架受力后的原始变形(通常在10 mm以内),总变形将超过30 mm,显然偏大。
为了减少提升架横梁由于跨度过大产生较大挠度引起的变形,必须将提升架横梁设计成桁架式(见图3)。经校核,确定的桁架式结构及杆件均满足要求。
2.2.2 千斤顶数量计算
(1)摩阻力G1=[(8 m+10 m+1.9 m)×2]×1.2 m×3kN/m² 143 kN;
(2)滑模设备重:取1.5 kN/m²,G2=12 m×10 m×1.5kN/m²=180 kN;
(3)施工荷载:取1.0 kN/m²,G3=12 m×10 m×1.0kN/m²=120 kN;
(4)合计总量:G=G1+G2+G3=443 kN。
(5)千斤顶数量计算:千斤顶数量M=KG/[N]=2.0×443/60=15只,实际设置26只。式中,K为安全系数,取2.0;[N]为单个千斤顶容许承载力,为60 kN。
通过以上计算分析,8 m与10 m的提升架横梁均采用双向桁架体系,可使支墩采用滑模施工实际可行。
2.2.3 导槽内模板设计
南(北)1号支墩上游向、南(北)2号支墩上下游向设有导承槽,且导承槽内有二期插筋,插筋竖向间距50 cm。常规方法是滑模边滑升,在导槽内边组装加工好的木模,但这样木模安装慢且尺寸难以掌握,施工干扰大,二期插筋不准确,影响工程质量。因此,根据支墩截面和竖向插筋有规律(间距50 cm)的特点,设计了小块钢模,高度50 cm(与插筋间距相同),并在插筋位置小钢模角部留圆角。在滑模架上的导槽部位设置了滑道,滑道支架与滑模提升架连为一体,施工时钢模直接靠在滑道上。导槽部位的小钢模为翻模施工,二期插筋直接预插在预留的钢模圆孔内。
2.3 工作原理
2.3.1 滑模滑升
(1)初升。由于混凝土凝固时间长,初次浇筑时,侧压力最大,模板根部需固定牢靠。掌握好初升时间,当混凝土用手指按有指印但无砂浆粘手时,方可初升。若无印痕则提升太迟,若砂浆粘手,则初升太早。当初升至15cm时,需进行一次全面检查,无误后方可进入正常滑升。
(2)正常滑升。正常滑升时,分层浇筑混凝土,分层滑升,其分层滑升的高度与混凝土的浇筑层厚相匹配,约为30cm。
(3)停滑措施及施工缝的处理。因特殊原因必须暂停施工时,应采用停滑措施。在停浇混凝土后,应每隔1 h启动一次控制台,升一个行程,如此连续进行,直至混凝土与模板不再粘结为止,然后进行混凝土缝面处理。
2.3.2 校模
模板滑升前和滑升过程中应根据测量控制基准进行校模。
(1)模板垂直度调整。在支墩4个角于初升前设4个基准点,并用线锤由操作平台上下放至基准点,通过对4个基准点的检查,即可反应出垂直度的偏差状况。当出现偏差时,可用关闭部分千斤顶或一边垫高千斤顶的底座的倾斜法,进行垂直度的调整或纠偏。正常滑井过程中,每上升60cm检查一次垂直度。
|
