浅析黄河积石峡水电站1#机右侧悬臂板梁支撑系统施工方法

浅析黄河积石峡水电站1#机右侧悬臂板梁支撑系统施工方法

①赵宝英②刘智平③周贵林

①中国水利水电第四工程局有限公司青海西宁810003

②③中国水利水电建设工程咨询北京有限公司北京100024

摘要：积石峡水电站进水口1#机右侧EL1861高程外伸有一道悬臂板，结构体系为板、梁体系，悬挑砼长度为6.0m。悬挑板梁中设有两种形式的悬臂梁，一种为门机轨道底部对应的悬臂梁，梁根部的最大垂直高度为2.3m,梁头的最小垂直高度为1.1m；另一种悬臂梁为悬臂板底部支撑梁，梁根部最大垂直高度为1.2m,梁头最小垂直高度为0.45m，悬臂板厚均为0.3m。通过该方法的施工，为同类工程施工提供参考。

关键词：悬臂板梁；支撑系统；积石峡水电站

1工程概况及技术要求

1.1工程概况

电站进水口1#机右侧悬臂板、梁体型的基本工程特性如下：

电站进水口1#机右侧EL1861高程外伸有一道悬臂板，结构体系为板、梁体系，悬挑砼长度为6.0m，悬挑桩号范围为引右0+064.00～引右0+070.00，顺水流方向桩号范围为引0-001.00～引0+031.00。悬挑板梁中设有两种形式的悬臂梁，悬挑长度均为6m,其中一种为于门机轨道底部对应的悬臂梁，梁根部的最大垂直高度为2.3m,梁头的最小垂直高度为1.1m；另一种悬臂梁为悬中国水利水电第四工程局有限公司臂板底部支撑梁，梁根部最大垂直高度为1.2m,梁头最小垂直高度为0.45m，悬臂板厚均为0.3m。

1.2技术要求

为保证底部支撑系统及模板在浇筑过程中均匀受力，要求浇筑时严禁集中受料，梁、板混凝土浇筑时，应先将梁根据高度分层浇筑成阶梯形，当达到板底位置时即与板的砼一起浇筑。

1.3砼分层

为满足悬挑板、梁砼施工时底部支撑系统的搭设要求及保证底部支撑体系的结构稳定，1#机A-29-1仓的浇筑高程范围为EL1855～EL1857.5,A-30-1仓浇筑高程范围为EL1857.5～EL1860.25,A-31-1仓浇筑高程范围为EL1860.25～EL1861.00,其中在施工A-30-1仓时，引右0+060.6右侧浇筑成阶梯型，具体见下图。

2施工方法

2.1模板设计

电站进水口1#机右侧悬臂板、梁底部支撑系统采用预埋两道I28工字钢做悬臂钢支撑平台，EL1858.309高程顶部工字钢在浇筑砼时，按照设计图纸提前预埋工字钢端头，其余外露部分在后方加工成整体，待安装时吊运至施工现场，与提前预留的工字钢进行焊接。在平台上面每隔60cm放置一根I10工字钢，除门机轨道底部2根悬臂梁在工字钢顶部放置角钢排架作为顶模支撑系统以外，其余均在工字钢顶面搭设碗口式脚手架形成顶模支撑平台，具体搭设尺寸见附图，局部碗口式脚手架规格尺寸不满足搭设要求时，采用普通脚手架管代替，悬挑部位所有模板面板均采用胶合板。

2.2砼浇筑

2.2.1预埋工字钢

电站进水口1#机悬挑梁施工前，分别在EL1854.309及EL1858.309高程各埋一道I28工字钢。EL1854.309高程预埋工字钢总长为2.2m,埋入砼1m,外露1.2m,工字钢端头位置锚固两根Φ25，L=2.45m锚筋，锚筋与工字钢双面焊接，单侧焊缝长度不小于10cm；EL1858.309高程预埋两根I28工字钢，埋设前焊为一体，形成整体后埋入砼1.5m,且在工字钢端部焊接5根Φ25，L=2.45m锚筋，由于钢筋跨层埋设，钢筋可断开提前预埋，待工字钢安装后再与工字钢双面焊接，单侧焊缝长度不小于10cm。

工字钢埋设前先进行测量放点，利用测量控制点放置工字钢并加固牢固。埋设第二排工字钢时须与与第一排工字钢进行垂直度校核，以免发生安装偏差，造成支撑三角桁架受力不稳。安装工字钢埋件时在靠近砼边缘处沿工字钢周围包一层5cm厚的低发泡，待砼浇筑完毕，拆完支撑后割除工字钢，工字钢割除时伸入砼表面面约3cm深，割除后在砼表面按相关缺陷处理措施施工。

2.2.2钢支撑安装

⑴钢牛腿加工及安装

钢牛腿采用三角桁架形式，安装分为两部分，一部分在浇筑砼时预埋在砼里面，另一部分三角桁架提前在后方加工成整体，待安装时整体吊运至设计位置，与提前预埋的工字钢先进行点焊连接，待调整合格后连接接头采用四面夹钢板焊接，具体形式及大小见附图，三角桁架上弦杆材料为I28工字钢，下弦杆材料为2*[16槽钢，所有腹杆除最上游和最下游各一榀采用双支外，其余均采用单支[16槽钢，所有连接节点焊缝须满焊，保证钢牛腿焊接质量。所有三角桁架安装完毕，并调整合格后，在三角桁架底部挂设密目式安全网，安全网须与槽钢之间连接牢固。

三角桁架安装完成后，分别在EL1858.309及EL1854.309位置，Ι28工字钢端头水平位置用[16槽钢各连接一道水平连杆，其余部位在各排架之间采用[16槽钢加固成“八字型”斜撑，每两榀三角桁架之间斜支撑连接根数不少于2道。

⑵钢栏杆及人行通道设置

为保证施工人员的安全，在EL1858.309高程及EL1854.309高程Ι28工字钢顶部铺设马道板（具体位置见附图），靠外侧设置钢栏杆防护，钢栏杆形式参照安全文明施工标准防护栏杆制安，形成施工操作平台，马道板与工字钢之间须用铅丝绑扎牢固。从EL1858.309高程至EL1854.309高程之间，在适当位置按照设计图纸设置一人行通道，通道底部满铺马道板，并安装防滑条，两侧用钢筋焊接形成防护栏。

⑶找平工字钢及碗口架安装

三角桁架顶部铺设找平工字钢，工字钢第一排铺设在引右0+064.15处，其余每隔60cm铺设，引0-001.00～0+004.4及引0+026.5～引0+31桩号范围内每隔60cm铺设两道工字钢，其余部位均铺设单排工字钢，工字钢距上下游位置各挑出60cm,以便搭设操作平台。工字钢铺设时接头位置不宜集中，应相互错开。

碗扣架运至施工现场后，按规格分类堆放，检查各杆件，若因运输或堆放原因造成较大弯曲，必须及时安排调直。

碗扣式脚手架采用满堂红搭设方式，施工时严格按照图纸尺寸控制，局部位置与碗口架标准尺寸不对应处采用普通脚手架管搭设，碗口架立杆搭设规格可按照本图尺寸控制，现场施工时也可对立杆进行局部调整，但必须满足安装高度及调节范围的要求。

碗口架搭设时纵横位置方向需设置斜支撑，斜支撑采用普通脚手架管搭设，搭设数量按每隔3m搭设一道控制。

门机轨道梁底部位置，在三角桁架梁顶部按设计要求位置安装角钢排架，排架安装后，在排架与排架之间需用不小于Φ28钢筋搭设斜向支撑，每两榀之间斜向支撑不少于6道。

⑷模板安装

悬挑梁部位模板面板均采用胶合板。门机轨道梁底部方木中心间距按15cm控制（方木立放），其余部位方木间距可适当调整，但最大中心宽度不超过20cm。面板铺完后，应复核模板面标高和板面平整度，预埋件和预留孔洞位置应准确。支模顶架必须稳定、牢固。模板梁面、板面应清扫干净。在模板安装时，拟采用在每道梁底部合适位置预埋一根Φ25吊环，尽量预埋在靠边墙位置，吊环须与主筋之间可靠连接，以便拆除模板及支撑系统时使用。

2.2.3砼浇筑

⑴梁、板混凝土浇筑时，应先将梁根据高度分层浇筑成阶梯形，当达到板底位置时即与板的砼一起浇筑，随着阶梯形的不断延长，则可连续向前推进。倾倒砼的方向应与浇筑方向相反。

⑵浇筑时仓内利用人工平仓，插入式振捣棒进行砼振捣作业。振捣时振捣器距模板的振捣距离不应小于振捣器有效半径的1/2，并不得触动钢筋。在浇筑仓内，无法使用振捣器的部位应辅以人工捣固，使其密实。为使模板均匀受力，平仓铺料时一定要均匀铺开。浇筑时要求均匀下料，以防止应力集中或导致模板及支撑产生偏移。

⑶悬臂板砼浇筑时，设专用架空走道供操作人员使用，并随浇筑进程适时移动。收面时要用刮杠找平后收面，收面次数不少于3遍，为防止结构表面裂缝，在混凝土初凝前再搓一次。

⑷在浇筑中，随时检查模板、支架、钢筋、予埋件是否有位移情况，如发现有位移情况发生，应立即采取措施，进行复位校正加固。

2.2.4砼养护

常温下砼浇筑完12小时后可开始养护，养护天数不少于14天。

3结构计算

3.1模板支撑系统结构验算

1#机进水口右侧门机轨道牛腿最大高度为2.3m,其余牛腿最大高度为1.2m,板厚为0.3m,所以校核时按门机轨道牛腿最大高度2.3m验算。牛腿底部采用工字钢横梁及底部三角钢牛腿支撑，为此，对支撑系统危险截面，即对牛腿底部的工字钢、三角桁架钢牛腿系统进行受力计算，以保证施工中各支撑系统能满足刚度及强度要求。

3.1.1方木验算

因门机轨道悬挑梁最大高度为2.3m,底部角钢排架间距为60cm,因此方木跨度为60cm，间距按15cm排放。

线荷载为：q=2.3m×0.15m×25KN/m3=8.625KN/m

⑴强度计算

最大弯矩：

4结束语

积石峡水电站1#机右侧悬臂板梁支撑系统施工工期紧、难度大，环境条件差，通过上述施工方法和合理有效的施工措施，保证了施工质量、安全和施工工期，为下一阶段各标段的施工提供了有力保证，经过实际施工过程是行之有效的。同时，也为以后同类工程的施工积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]DL/T5144-2001.水工混凝土施工规范[S].

[2]DL/T5169-2013.水工混凝土钢筋施工规范[S].

[3]SL36-2006.水工金属结构焊接通用技术条件[S].