渡槽工程施工

2024-12-10

渡槽工程施工（共7篇）

1.渡槽工程施工篇一

高速公路上连续梁式渡槽的设计

针对合淮阜高速公路上的跨度较大的地面输水建筑物,普通的.梁式简支渡槽难以满足要求的特点,采用了预应力连续梁式渡槽,简略介绍了该渡槽结构设计和结构静力计算方法,指出这是一种经济合理并满足耐久性的结构.

作者：陈亮 CHEN Liang 作者单位：安徽省交通规划设计研究院,安徽,合肥,230088刊名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：36(21)分类号：U442关键词：高速公路预应力混凝土结构连续梁式渡槽

2.渡槽工程施工篇二

随着我国社会经济的不断发展, 不管是城市用水量还是农业用水量都在不断的增加, 这直接促进了水利水电工程的飞速发展[1]。渡槽作为水利工程当中最为重要的施工环节, 随着水利工程规模的逐渐增大, 在施工中各种问题逐渐被暴露出来, 这些问题的存在很大程度上影响着整个工程的施工质量[2]。将缆索吊装技术应用到水利水电工程中不但可以提升施工质量, 还可以显著提升施工效率[3], 本文就水利水电渡槽施工中缆索吊装技术具体应用进行深入分析。

1 缆索吊装系统简介

通常情况下, 缆绳吊装系统都是按照渡槽施工规模来确定的, 如果对于施工质量的要求比较高, 那么应该采取进口设备, 但是如果只是普通的施工要求, 那么使用国产设备完全能够满足相关施工条件。

本文中用到的缆绳由一组主索和两个吊点构成。其中主索包含有6根钢丝绳, 钢丝绳的规格是6×37S+FC, 每根绳索的最大拉力是2555k N;主索上面分布着吊点, 一个吊点可以吊重50t, 那么两个一共可以吊重100t。

吊塔的作用就是连接缆绳, 利用贝雷钢桁架片连接构成, 下端跟基础相铰结在一起, 能够在水平方向上进行自由移动, 因此具备较高的灵活性。此外, 吊塔的位置也存在差异, 进口岸吊塔位于进口岸39m处, 而出口岸吊塔位于出口岸27m处;和出口岸吊塔相比进口岸吊塔要高, 前者为15m, 后者为27m。

扣塔同样是缆索吊装系统中非常重要的组成部分, 由钢管构成。有6根主钢管, 尺寸是325mm×10mm, 横截面尺寸是3m×1.5m, 钢管都是两两进行对接, 1#和2#钢管扣挂在墩顶上面, 对应地, 3#和4#钢管扣挂在张拉平台上面。主索通过主索地锚来进行固定, 有着很多种分类, 应该充分结合具体情况来选择类型。比如说如果地质构造主要是石灰岩, 那么可以选择桩式地锚。选定地锚以后, 直接将主索一端捆绑到锚桩上。另外, 扣索地锚同样是固定主索用的, 但是位置和形式都不一样。在进口岸中, 扣索被装设在墩基础部位, 同时在这个位置开挖三根地桩, 每根地桩的直径都是1.2m。出口岸扣索同时使装设在墩基础部位, 也是在这个位置开挖三根地桩, 每根地桩的直径也是1.2m。

主索采用6根钢丝绳, 规格和上面相同。牵引索采用钢丝绳, 规格是28, 通过穿绕的形式和牵引卷扬机进行连接, 其中卷扬机的数量为2台, 每台的重量是15t。在主索牵引的时候, 两台机器一起运行。起重索采用规格为21.5的钢丝绳, 同样采取穿绕的形式和起重卷扬机进行连接, 卷扬机的数量为2台, 每台的重量是10t。扣锚索采用规格为15.24的钢丝绳, 具有松弛性低、强度高等特性, 同时抗拉性能也相对较好。

2 缆索吊装施工环节

2.1 缆索起重环节

在使用缆索吊装技术进行施工的时候, 缆索起重机发挥着非常重要的作用。它由很多个部分构成, 比如扣索系统、吊装系统以及稳定系统等, 每个系统都具有各自特定的功能。且每个系统又可以分为很多部分, 比如吊装系统中有吊锚、索塔等, 在整个系统当中起着拉吊主索的功能;扣索系统又由钢绞线、扣塔等组成;稳定系统由抗风索和平衡索等构成。下面分别对上述的系统进行详细的介绍。

2.1.1 吊装系统

整体布设:在进行整体布设的时候, 应该对缆吊实施详细的计算, 在计算结果的基础之上选择合适的设备。通常而言, 全部的吊装系统总重量是65t, 包括6根钢丝绳和2个吊具。每个吊具最大的承载重量是25t, 2个吊具总共就是50t, 钢丝绳的规格是62。在进行拱肋吊装的时候, 应该通过钢丝绳把两个吊具链接到一起, 确保2个吊具同步运作, 此外还能够保证2台牵引机能够同时运行。将2个吊具链接到一起以后, 还应该保持好适当的距离, 这样才可以确保牵引机的作用得到最大发挥。在吊具进行吊拉的时候, 必须确保两台牵引机同时运行, 同时所使用的钢丝绳规格为28, 只有这样才能够很好的配合分布在两岸的卷扬机顺利运行。

吊塔:吊装系统当中吊塔是其中最为重要的组成部分之一, 使用贝雷钢片组装而成, 按照所处位置不一样, 可以将其分为两类, 即进口岸吊塔以及出口岸吊塔。进口岸吊塔的高度是27m, 距离进口岸后方39m处, 出口岸吊塔的高度是15m, 位于出口岸后方27m的位置, 两个吊塔的高度差为12m。

扣塔:扣塔是通过很多钢管进行焊接而成, 共计6根主管, 横截面的规格是1.5m×3.0m, 以两两相互对接的形式连接到一起。其中, 主管规格是325mm×10mm, 而辅助管规格是168mm×6mm。

承载主索:整个承载主索的塔架主体部分的长度是283m, 后端的跨径是40m, 可以装设一套吊装系统, 其中内部一共有着很多规格为662mm的钢丝绳, 其中每根钢丝绳德的抗拉强度为1870MPa、长度是500mm。

牵引装置:总共安排了两个跑车, 使用钢丝绳对其进行牵引, 通过卷扬机来提供动力。其中起重钢丝绳的规格是28, 而卷扬机的自身重量是15t。

起重设备:配置一条主索, 但是上面装设了2个吊点, 并且每个吊点上面却装设有规格为21.5的钢丝绳。当肋节进行起吊的时候, 两个吊点同时运行, 并通过卷扬机来提供动力, 以此来进行实现吊拉工作。

2.1.2 稳定系统

吊装索塔:该稳定系统利用缆风索来使其更加稳定。其中缆风索又可以分为前风缆和后风缆两种。前风缆和后风缆采取的都是4根规格为28mm的钢丝绳, 这个部分分别装设到吊塔的左右两侧。

扣塔:扣塔在运行的时候, 会承受着非常大的荷载, 经常会发生不平衡问题。一旦出现失衡问题则应该及时调节锚索的水平张力, 以此来确保塔顶的受力平衡。塔顶中的竖向压力能够利用经纬仪器直接测定, 一旦出现了微小的变动, 该仪器便会自动调整, 使其恢复到平衡位置。另外, 因为扣塔其高度不是非常高, 且在横向刚度非常好, 因此可以不设置缆风。

拱箱横向稳定系统:在拱肋节段进行吊装的时候, 必须利用抗风索才可以确保吊装的稳定。通常情况下都是在拱箱斜下侧各装设1根规格为21.5的钢丝绳。

2.2 缆索起重机试吊环节

首先进行现场平面的布置。这个环节包括很多部分内容, 比如风缆索、地锚以及主塔等。然后就是安装设备的环节, 概括起来主要有下面几个方面:①塔体安装。贝雷片是塔体的主要组成部分, 因此在组装的时候, 在确保稳定性的前提下将它们有机的组合到一起。②扣塔安装环节。钢管焊架是构成扣塔的主要部件, 在安装的时候需要用到吊机, 将焊架吊对应的位置。③缆索安装环节。构成缆索的缆绳有粗绳和细绳之分, 粗绳的规格是28, 细绳的规格是12。安装钢丝绳的时候, 一般情况下都是采取粗细结合, 协同作业的形式。首先在两岸把细钢丝绳同时放到谷底, 采用人工的方式将钢丝绳的两端连接到一起, 然后, 通过在进口岸和出口岸的牵引机和卷扬机拉紧细钢丝绳, 在这个过程当中, 牵引机在拉力的作用下运行, 缆索安装环节完毕。安装完缆索之后, 通过换轮机进一步拉紧绳索, 并将其固定到主索上面。④试吊环节。缆索试吊的过程中, 需要注重下面几条原则:试吊重量不可以一次性全部完成, 应该采取逐级加重的形式, 才可以确保加重的效果, 比如说可以先加重50%, 然后70%、100%, 最后达到120%。根据形式加重的时候, 要求来回牵引一次。另外, 在加载重量的时候, 需要特别注意塔架的位移情况和稳定性, 一旦出现异常现象, 必须立刻采取有效措施来应对异常情况, 等待问题排除以后才能够继续加载。

3结语

今年来在我国不管是城市还是农村的建设速度都在不断加快, 使得对水的需求量也在不断攀升。以此, 促使我国的水利水电工程也在快速发展, 使得供水不足的问题得到了很大的缓解。渡槽在整个水利工程中是一个非常重要的环节, 其施工质量的优劣对于整个水利工程质量的好坏以及运作效率都有着直接的影响, 所以必须高度关注该问题。本文深入分析了水利水电渡槽施工中缆索吊装技术具体应用事例, 以期能够给同行提供参考。

摘要：所谓缆索吊装技术指的就是通过悬挂的缆索运输并且安装构件的施工技术, 该项技术当前已经成功应用到了我国水利水电施工过程当中, 该项技术的使用在很大程度上提升了施工效率。本文就一个具体的事例作为讲解对象, 详细分析了水利水电渡槽施工中缆索吊装技术具体应用, 以供同行参考。

关键词：水利水电,渡槽施工,缆索吊装技术

参考文献

[1]曹永强, 倪广恒, 胡和平.水利水电工程建设对生态环境的影响分析[J].人民黄河, 2015 (1) :56~58.

[2]李俊宏, 何淑媛, 袁勤国.大型渡槽槽身施工技术进展[J].中国农村水利水电, 2015 (10) :61~63.

3.渡槽工程施工篇三

关键词:南水北调;渠道;薄壁砼;施工技术

中图分类号:TV91 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)03-0058-02

1工程简介

南水北调中线总干渠漕河渡槽段是南水北调中线京石段应急供水工程的重要组成部分,工程位于河北省保定市满城县境内,距保定市约30 km,该工程起点干渠桩号(371 + 122.5);终点干渠桩号(380 + 202.0),线路总长9 319.7 m。

南水北调中线京石段应急供水工程漕河渡槽段石渠工程是本段的第Ⅳ标段,石渠总长度为705 m,桩号为377 + 697～377 + 402,由2个弯道段和3个直线段组成,第一个弯段桩号为377 + 877.36～378 + 011.556,长度为134.196 m,转角为15°22′40″,弯段半径为500 m,第二个弯段桩号为378 + 193.693～378 + 396.545,长度为202.852 m,转角为46°29′25″,弯段半径为250 m。石渠过水断面形式为矩形,设计底宽26.5 m(衬砌后)。石渠混凝土工程主要分为侧墙混凝土和底板混凝土两部分。侧墙混凝土为薄壁砼结构,厚25 cm,高6.5 m。侧墙下部设置了0.75 m×0.5 m(宽×高)的齿槽。为保证薄壁侧墙砼与浆砌石或岩石面侧墙连接为一体,挖方段侧墙上设有Φ18锚杆,锚杆长度为1.5 m,入岩1.3 m。填方段侧墙则采用在浆砌石侧墙中预埋钢筋,钢筋规格为Φ18,长度为75 cm或100 cm,外露20 cm。

渠道衬砌分缝横向沿中心线每10 m一道,纵向在渠底中心及两侧齿墙处分缝,并在每个弯道段起始点另行分缝,侧墙砼衬砌板在2 cm宽伸缩缝内填料,上部为2 cm聚硫密封胶,下部为聚乙烯闭孔泡沫板。

2工程地质

建筑物区为低山丘陵地貌,渠道左侧为连绵的山体,最大高度290.0 m,坡度一般35 º左右,桩号377 + 900～378 + 402渠道左侧连续分布人工采石厂,山体形成陡壁,渠道两侧为坡地,地面高程60 m～70 m。出露的地层由老至新分别为:

(1)鲍县系雾迷山组第三段(JXW3),灰白色中厚层燧石条带白云岩,弱风化。建筑物区覆盖层以下及渠道中心线以左均为本组地层。

(2)第四系中更新统中段微含碎石红黏土、碎石块径1 cm～4 cm,层厚1.0 m,分布在378 + 180附近渠道中心线以左。全新统人工堆积碎石,块径3 cm～5 cm,局部10 cm～20 cm。层厚0.5 m～6 m,分布于377 + 900～378 + 402.0范围内。更新统中段冲洪积黄土状壤。

3石渠砼衬砌施工方案与砼施工分层

石渠侧墙砼厚度25 cm,根据分缝长度,单块板高度均为6.5 m,长度为7 m～13 m,根据设计要求,侧墙砼浇筑分两次成型,底部齿槽部位砼一次浇筑至底板面上50 cm,采用普通组合钢模板、拉筋、脚手架作支撑的常规施工手段,侧墙一次浇筑高度为6.0 m,一次浇筑完成,采用无拉筋大块模板现场进行拼装,桁架作为支撑结构。由于渠道侧墙有部分弯段,故设计时单块大模板模板长度不宜过长,以保证采用平面模板用于弯道部分后,砼表面折线与圆弧产生的误差控制在设计允许的范围之内。大模板采用机械进行吊装,人工辅助安装,砼垂直运输采用吊车吊吊罐进行,模板表面采用附着式振捣器进行振捣或直接在上部采用插入式振捣器进行振捣。

4石渠混凝土施工程序

根据石渠砼的分缝结构及砼本身的结构特点,石渠砼按照先齿槽砼后边墙砼最后底板砼的程序分段跳块进行施工。其中侧墙砼是石渠段砼施工的重点和难点,也直接制约着石渠的总体施工进度,根据施工进度对应的施工强度要求,需至少保证两个作业面同时进行浇筑。具体每一段砼浇筑施工程序如下:

齿槽基础清理→测量放样→齿槽底板超挖部位回填砼→齿槽钢筋绑扎→齿槽模板架立→齿槽混凝土浇筑→拆模养生及施工缝面处理→侧墙钢筋绑扎→侧墙模板架立→侧墙混凝土浇筑→拆模养生→底板清基→底板钢筋绑扎→底板模板架立→底板砼浇筑

5石渠底板砼浇筑施工方法

5.1模板架立

底板模板的支立主要为侧模的支立,侧模采用与底板砼厚度相同槽钢,并钻设锚杆进行固定。

模板支设中严格控制模板位置及顶面高程,模板底部与基础间缝隙采用嵌缝材料填塞密实,以避免混凝土在浇筑振捣时产生漏浆现象。

5.2底板砼浇筑

底板砼典型尺寸为12.75 m×10 m,单块浇筑方量约为40 m3左右。砼的水平运输采用6 m3或8 m3砼罐车,运至工作面后,通过溜槽直接入仓。

入仓的砼应及时平仓,若仓内有粗骨料堆积,应均匀分布到砂浆较多处。平仓采用人工进行,严禁使用振捣器平仓。平仓工作应随浇随平,不得堆积。

由于底板砼厚度为15 cm或25 cm,相对较薄,采用一次浇筑成型的方法施工。砼振捣以平板式振捣器为主,插入式振捣器为辅进行初振,在初振时,砼封顶高程应基本达到设计高程,发现缺少砼或表面不平整时要及时人工加料补平。初振时之后再用振捣梁全面进行振捣。混凝土振捣成后,采用人工配合混凝土整平机进行混凝土表面整平及抹光。

6实施效果

采用以上技术方案和管理手段,收到了预期良好效果,有效克服了混凝土常见顽症,如:错台、挂帘、气泡、蜂窝、麻面等缺陷,也克服了混凝土裂缝这一大难题,大大减少了后期混凝土缺陷处理的时间和资源投入,有效缩短了工期和节省了工程造价,起到了双赢效果,受到了同行、专家们的一致好评。因此,以上技术方案和管理手段的成功,既缩短了工期又取得良好经济效益,值得在同类型的工程中加以借鉴和推广。

A Emergent Water Supply Project and One Section of Projects Channel Side

Wall Thin Wall Concrete of Cao River Aqueduct of Beijing-Shijiazhuang Lines

With and Builds Construction Technology in South-North Water Diversion

Zhang Dong

Abstract: The South-North Water Diversion Project is to continue the Three Gorges Projects, diversion of natural gas from the western to the eastern regions, another super-huge project after the transmission of electricity from the western to the eastern region, along there are more line structure thing types, among them the concrete building of thin wall is the common structure of such position as a channel, etc., so the concrete structure quality of thin wall is accused of it is an important link of preventing channel seepage of whole South-North Water Diversion Project to make, at the same time in order to guarantee its appearance quality reaches and designs taking ask, adopting rational construction scheme or technology can guarantee the construction quality, construction speed and appearance quality of the thin wall concrete.

4.渡槽工程施工篇四

1 工程概况

黔中水利枢纽工程是以灌溉和城乡供水为主, 兼顾发电等综合利用, 并为改善区域生态环境创造条件的大 (一) 型跨流域调水工程, 水库总库容10.89亿m3, 年调水量7.41亿m3。总干渠和桂松干渠建有渡槽45座, 总长度17.665km, 其中拱式渡槽15座, 净跨大于100 m的大跨渡槽有:平寨渡槽、白鸡坡渡槽、龙场渡槽、祠堂边渡槽、青年队渡槽和塔山坡1号渡槽共6个渡槽, 6座渡槽有关特性如表1。

2 拱圈结构设计

2.1 工程地质条件

渡槽拱座基础为三叠系关岭组 (T2g) 、永宁镇组 (T1yn1) 、夜郎组 (T1y) 和二迭系峨眉山玄武岩 (P2β) , 以灰岩夹泥质灰岩、泥质白云岩、泥岩、泥灰岩、薄至中厚层灰岩、灰绿色玄武岩为主, 岩石强度高, 均能满足拱座的稳定及承载力要求, 但溶沟、溶槽发育, 部分基础需进行处理, 如平寨渡槽下游拱座的溶洞进行了置换并固结灌浆, 白鸡坡渡槽下游拱座溶槽进行了清挖及锚固, 祠堂边渡槽下游拱座采用群桩和抗推平洞等。

2.2 拱圈设计

2.2.1 矢跨比

矢跨比是拱结构一个重要的结构参数, 它不但影响拱的内力, 还影响拱施工方法的选择。从目前已建混凝土拱桥和钢管拱桥统计结果可知, 我国混凝土拱桥的矢跨比多为1/5~1/8, 以1/6居多;钢管混凝土拱桥矢跨比多在1/4~1/5之间, 以1/5最多[2], 贵州洪家渡水电站六圭河混凝土特大桥拱跨195m的矢跨比为1/5[4]。参照类似工程, 并通过设计多次调算, 黔中水利枢纽工程平寨渡槽、白鸡坡渡槽、祠堂边渡槽、青年队渡槽、塔山坡1号渡槽等5座渡槽采用矢跨比1/4, 龙场渡槽采用矢跨比1/5。

2.2.2 拱轴线

为最大限度地发挥拱的受压作用, 尽量将拱轴线设计为等于或接近于恒载压力线。通过对已建的89座跨径大于100m的拱桥统计, 采用悬链线的有76座, 占总数的85.4%;抛物线的有11座, 占12.4%;仅有2座采用其他曲线, 占2.2%;可见悬链线是我国混凝土拱桥最主要的拱轴线[2], 贵州洪家渡水电站六圭河特大桥拱轴线系数m=1.529 5[4]。参照类似工程, 结合渡槽的受力, 通过反复调算, 黔中水利枢纽工程6座大跨径渡槽全部采用悬链线无铰拱, 除龙场渡槽拱轴系数m=2.24外, 其他渡槽拱轴系数m=1.988。

2.2.3 主拱圈截面

箱形截面具有效率高、抗扭刚度大、结构整体受力性能好、经济以及施工方便等优点[2]。经过比较, 黔中水利枢纽工程大跨径拱式渡槽采用整体式箱形截面拱圈, 平均箱宽采用跨度的1/16~1/23。平寨渡槽和白鸡坡渡槽采用面三箱等截拱圈, 龙场渡槽采用二次抛物线变截面两箱拱圈, 祠堂边渡槽、青年队渡槽、塔山坡1号渡槽采用两箱等截面拱圈, 除龙场渡槽拱圈为C50钢筋混凝土外, 其他渡槽为C45钢筋混凝土。

3 施工方案

结合现场的地形条件和施工单位的资源及技术情况, 6个大跨径渡槽分别采用了预制吊装、悬拼钢拱架和组合落地支架现浇方案。

3.1 预制吊装施工方案

平寨渡槽、白鸡坡渡槽和龙场渡槽3座渡槽均采用预制吊装, 平寨渡槽、白鸡坡渡槽采用三箱预制节段吊装[5], 龙场渡槽采用整节段预制吊装[6]。

3.1.1 拱圈节段划分及吊装截面设计

平寨渡槽拱圈分9个节段, 每个节段长度13.85m, 按两个边箱和1个中箱进行预制, 边箱宽2 040 mm, 中箱宽1 880mm, 每节段间设现浇纵缝, 最大吊装重量65t。白鸡坡渡槽拱圈分为15个节段, 每个节段长度12.03m, 按两个边箱和1个中箱进行预制, 边箱宽2 390mm, 中箱宽2 680mm, 每节段间设现浇纵缝, 最大吊装重量90t。龙场渡槽拱圈设2个拱脚段、26个拱箱段和1个合拢段共29个节段;上下游两拱脚段长度19 490mm, 重量774.6t;预制节段长度5 361~8 606mm, 节段重量194~241t;合拢段长度800mm。

3.1.2 缆索吊装系统及扣挂系统布置

平寨渡槽、白鸡坡渡槽和龙场渡槽均采用缆索吊装施工, 并在上下游设置缆吊系统;扣塔系统通过对上下游交接墩进行临时加高形成, 具体布置参数见表3。

3.1.3 拱圈节段混凝土预制

由于受预制梁场地形制约, 平寨渡槽采用单节段预制, 白鸡坡渡槽和龙场渡槽采用部分长线法预制。平寨设置5个节段预制台座, 1套80t龙门吊;白鸡坡设置8个台座, 1套90t龙门吊;龙场渡槽设4个台座, 1套240t龙门吊;预制节段混凝土强度达到85%后通过龙门吊运输至存梁区2个月以上, 才能进行吊装。

3.1.4 拱圈吊装施工

平寨和白鸡坡渡槽为三箱预制吊装[3], 先吊装施工中拱箱, 中拱箱合拢后拆除扣索再进行左右拱箱吊装, 三箱合拢后, 再在拱箱顶板、现浇纵缝和纵横向湿接缝面上现浇200mm (白鸡坡渡槽为300cm) 同标号钢筋混凝土达到拱圈的设计尺寸;龙场渡槽首先采用满堂支架与扣索反拉贝雷片相结合支撑组合完成拱脚段混凝土浇筑和扣索张拉;再进行1号节段吊装, 吊装到位接头拼接完成后, 安装和张拉第二段扣锚索, 完成2个节段吊装后, 立即浇筑上2个节段间接头缝混凝土, 待接头混凝土强度达85%以上方可进行下节段的吊装, 直至完成13号节段吊装, 合拢段采用劲性骨架现浇混凝土, 拱圈合拢并达到设计强度后, 再分级松扣。

3.2 悬拼钢拱架施工方案

祠堂边渡槽采用贝雷片拼装为桁架, 采用缆索吊装桁架悬臂拼装形成钢拱架拱圈, 然后进行预压, 再浇筑拱圈钢筋混凝土的悬拼钢拱架施工方案[7]。

3.2.1 缆索吊装系统及扣挂系统布置

祠堂边渡槽在进口岸采用4×1组的贝雷桁架拼装形成吊塔, 塔高30m;出口侧采用长6m的61 200mm的桩式锚碇;缆索布置110+270+0m, 吊装重量10t, 采用1组239的钢丝绳。在进口承台上采用8×1组的贝雷桁架拼装形成扣塔, 塔高9m;出口侧受垮塌边坡限制不能设置扣塔, 扣索直接锚固在缆索的锚碇桩基上和承台上;扣索及背索采用21.5钢丝绳。

3.2.2 钢拱架的拼装及预压

贝雷拱架纵向对称布置, 全拱圈安装标准贝雷片800片, 横向分为20组, 每组40片;标准贝雷片中间采用0.3 m短弦杆60根, 0.33m短弦杆120根。拱脚转铰采用325mm×10mm钢管灌注C30混凝土, 用[20槽钢与钢拱架连接, 每2组贝雷架配置1个拱脚转铰;合拢段采用60cm的长短弦杆配[20槽钢, 两侧用弦杆螺栓连接。贝雷架每组半幅分为5个节段, 从下而上分别为5片、4片、4片、3片和4片, 节段间通过30cm或33cm长短接头弦杆连接改变线形。每组节段采用缆索吊装悬拼, 并从拱脚至拱顶依次对称吊装, 每节段吊装完毕立即安装相应扣索。钢拱架采用先安装中间4组贝雷架, 然后进行左右各4组, 再安装左右最外侧4组, 最后形成钢拱架。为确保拱架的侧向稳定, 在拱圈左右岸各布置4组21.5的缆风索。

按照拱圈分环分段的混凝土浇筑顺序, 采用拱圈底板和下马蹄钢筋混凝土重量的0~100%~120%进行加载预压, 并通过在钢拱架上用钢管脚手架搭设平台安装水箱进行预压, 预压总重量1 203t, 预压时间约1个月。

3.2.3 拱圈混凝土浇筑

预压完成后即可进行拱圈混凝土浇筑, 在钢拱架上缘采用方木、钢管架和模板拼装形成拱圈线形进行混凝土浇筑。拱圈采用竖向分环、纵向分段, 并遵循纵横向对称、均衡, 尽早形成拱圈发挥拱效应原则, 并结合现场混凝土运输能力, 整个拱圈分为三环九段, 每段分为上中下三环, 第一环为底板和下马蹄;第二环为腹板和横隔板;第三段为顶板和上马蹄。混凝土由拌和站集中拌制, 采用罐车运输和混凝土泵入仓。混凝土浇筑时, 采用分层浇筑斜面推进, 分层厚度不大于30cm, 拱脚段浇筑方向为从下往上, 拱顶段浇筑方向为从拱圈两岸往正中方向对称进行。

3.2.4 拱架拆除

拱圈混凝土浇筑完毕, 达到设计强度的100%和养护龄期达到28d后, 卸落模板和支架, 并在拱上架排施工期间逐步拆除拱架。拆除前, 应通过预先埋设的预留孔, 采用钢丝绳将拱架与主拱圈底板连接, 然后按从外侧向内侧、从高处向低处的顺序逐排依次拆除下平联、上平联和拱架, 最后利用缆索吊装系统将已拆除的拱架节段转移[8]。

3.3 落地支架施工方案

青年队渡槽为6连拱、塔山坡1号渡槽为2连拱, 均为高大跨连拱渡槽, 采用常规的满堂脚手架进行支撑已不能满足要求, 借鉴公路桥梁的施工经验, 采用钢管立柱与贝雷梁组合落地支架施工方案。同时, 为了满足工程总工期要求, 采用6连拱和2连拱同时施工。

3.3.1 支架施工

拱圈支架主要由2部分组成。上部主梁采用900+2×225+2×900+450+2×225+450+2×900+2×225+900mm共15片标准贝雷梁形成支撑架, 并对拱圈腹板处的贝雷梁采用[10槽钢进行横向加密, 贝雷梁和下部的钢管立柱连接采用和贝雷梁材料一样的16锰钢加工的异性支撑架, 异性支撑架分别通过螺栓贝雷梁和下部分配梁连接。下部支墩采用螺旋钢管, 立柱支墩通过砂筒和分配梁连接, 支墩根据支架高度采用800×8mm或630×8mm的钢管立柱, 每个拱圈支墩顺槽向设6组, 每组2排;横向设置一排5根钢管立柱, 柱间距为3.8+5+5+5+3.8m, 其中只有3根立柱为主要受力柱, 两侧的立柱主要增加稳定性;每组钢管立柱间采用325×6mm的钢管柱连接, 横向钢管通过环形钢板焊接在支墩钢管上;支墩采用混凝土基础, 钢管支墩和基础的预埋钢板采用焊接, 并且在钢管立柱的四周加三角楔形块, 加强钢管立柱根部的抗剪能力。

通过设在每个拱座的6015型塔机进行支架吊装施工, 支架搭设完成后, 需对支架进行预压, 通过塔吊在贝雷梁顶部搭设平台堆码砂袋预压, 预压质量按拱圈底板、腹板和横隔板钢筋混凝土质量的0%~30%~60%~120%进行加载预压, 总堆载质量2 356t, 预压时间约1个月。

3.3.2 拱圈混凝土浇筑

预压完成后即可进行拱圈混凝土浇筑, 拱圈采用竖向分环、纵向分段, 并遵循纵横向对称、均衡, 尽早形成拱圈发挥拱效应原则, 结合混凝土运输能力, 整个拱圈分为二环和五段, 每段分为上下二环, 第一环为底板、腹板和横隔板;第二环为顶板。混凝土由拌和站集中拌制, 采用罐车和混凝土泵入仓。拱脚混凝土浇筑采取水平移动, 向拱顶推进, 上下分层错开浇注, 即先浇筑1~1.5m长的底板, 再浇筑腹板, 循环作业, 拱顶段浇筑方向为从拱圈两岸往正中方向对称进行, 中间段由L/5往2L/5位置浇筑。

3.3.3 支架拆除

拱圈混凝土浇筑完毕, 强度达到设计100%和养护龄期达到28d后, 应及时进行支架拆除, 按对称、少量、多次、逐渐完成。青年队6连拱先拆除3、4孔, 再拆除2、5孔, 最后拆除1、6孔支架;塔山坡1号渡槽2连拱应同时对称拆除1、2孔支架。卸落时, 为避免拱圈发生“M”形的变形[9], 从拱顶开始, 逐渐向拱脚对称卸落, 卸架时宜气温较高时进行。

4 结论

黔中水利枢纽工程位于云贵高原二级台地, 地形起伏较大, 为节省宝贵的水头资源, 实现总干渠的自流输水, 在63.4km长的总干渠布置了100m以上的6座大跨径拱式渡槽, 无论从跨度和吊装重量均属水利行业首创, 并同时采用预制吊装、悬拼钢拱架和组合落地支架等多种施工方法, 6座渡槽的成功实施将为水利行业大跨径拱式渡槽的设计与施工提供参考, 并将推动大跨径拱槽 (桥) 的发展。

参考文献

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[4]裴炳志, 胡佳安, 谢春生.贵州洪家渡水电站六圭河公路特大桥创新设计[J].桥梁建设, 2005, (4) :27-31.

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[8]李江.钢筋混凝土箱型拱桥悬拼拱架设计[J].网络财富, 2009, (5) :214-215.

5.渡槽工程施工篇五

高州水库灌区位于广东省粤西沿海鉴江流域中下游平原, 设计灌溉总面积118万亩, 是广东省三大灌区之一。根据工程任务, 对高州水库灌区石骨总干渠原有旧的莲塘渡槽进行拆除, 并在其一侧进行重建, 重建后的莲塘渡槽位于石骨总干渠桩号2+100-2+300处, 横跨莲塘河, 设计最大流量分别为69m3/s, 建筑物级别为3级。槽身总长200m, 槽身单跨10m, 上下游连接段长分别为53.6m和24.1m, 渡槽上部为钢筋混凝土矩形槽结构, 过水断面为7m×3.9m;下部构造为灌注桩、承台、槽墩的支撑形式。

灌注桩共84根, 桩身设计混凝土强度等级为C25, 桩径为1000mm, 要求桩底进入弱风化层不小于1.0m, 单桩竖向承载力特征值≥2600k N, 具体桩基平面布置如图1。

2 地质条件

渡槽横跨莲塘河, 河道总宽220m, 主河床宽20m, 两岸河滩为菜地和香蕉地, 根据钻探资料显示, 渡槽所在地的地层分布自上向下为:人工填土层、砂砾石层、全风化层、弱风化层, 其中人工填土层平均厚1.5m, 砂砾石层平均厚4.5m, 全风化层褐色混合岩, 风化透彻呈砾质粉土状平均厚2.5m, 弱风化层灰带白色混合岩, 岩质坚硬平均厚8.4m。

3 设备选择

根据莲塘渡槽所处地质条件, 决定采用冲击式钻机成孔, 它不仅适用于一般的软弱地层, 亦可适用砾石、卵石、漂石和基岩[1]。根据施工工期要求, 莲塘渡槽灌注桩施工投入两台CZ30型冲击式钻机。

4 施工方案

4.1 施工布置

由于莲塘河枯水季节河水流量较小约为10m3/s, 本工程采用分期回填施工平台。桩基施工分两期进行, 一期施工河道左岸40根桩, 二期施工河道右岸44根桩。

渡槽承台为四桩承台, 承台横向桩间距1.5m, 纵向桩间距7.2m, 为防止穿孔, 一个承台内横向两根桩的施工要有一定的时间间隔, 因此一个承台内的桩只由一台桩机负责施工, 在四根桩全部完成后再移对下一个承台施工, 具体顺序如图2。

4.2 施工准备

将河滩地范围内的植被清除并整平, 开挖加深导流河床, 开挖砂砾料回填施工平台出水面后采用进占法回填2m厚粘土并分层压实, 回填范围满足桩机移动和混凝土运输要求即可;施工道路结合渡槽主体结构施工的需要布置在新建渡槽下游侧。

泥浆池的布置按两个承台的桩共用一个池的原则进行, 具体位置根据现场实际情况确定, 过滤泥浆产生的弃渣用汽车外运。

4.3 成桩施工

4.3.1 护筒埋设。

护筒采用8mm厚的钢板加工制成, 每节高度1.5m, 内径1.2m, 在校核桩位中心后, 采用人工挖埋结合锤击方法埋设, 入土深度3m~4m, 并高出地面0.3m, 最上一节护筒顶部开设两个溢浆孔;在护筒埋设完成后, 测定筒顶标高, 便于计算桩底高程。

4.3.2 冲击成孔。

护筒埋设完成后, 桩机就位, 先低锤密击, 锤高0.4m~0.6m, 直至孔深达护筒底以下3m~4m后, 才可加快速度, 将锤提高至2m~3.5m以上转入正常冲击, 直至设计深度。

粘土中冲孔时, 采用原土造浆;在较厚的砂层中钻进时, 采用在孔中投入粘土造浆。

在淤泥等易塌孔的区段及时加小片石、粘土, 同时改用小冲程反复冲击, 使孔壁挤压密实, 控制泥浆比重在1.3-1.5范围内。为保证成孔质量, 在成孔过程中要定期进行检孔, 检孔采用自制的钢筋笼, 其外径等于设计孔径, 长度约为孔径的5倍。每钻进4米左右或者通过易缩孔土层以及更换钻锥前都应进行检孔, 当检孔钢筋笼不能沉到原来钻达的深度, 或者拉紧时的钢丝绳偏离了护筒中心, 则考虑可能发生了斜孔、弯孔或者缩孔等情况, 如不严重时, 可调整钻机位置继续成孔;若情况严重则应考虑回填问题孔段, 重新冲孔。在成孔施工至基岩面时, 加大冲程且勤清渣。每钻进100~200mm要取一次岩样, 并妥善保存, 以便终孔时验证。冲击过程中, 为防止跑架, 随时校核钢丝绳是否对中桩位中心, 发生偏差应立即纠正。在达到终孔条件后, 用测绳下挂0.5kg重物测量检查孔深。

4.3.3 终孔、清孔

钻孔到设计标高, 并达到设计要求入岩深度后, 停止冲孔, 稍提冲击锤以小冲程 (约50cm~100cm) 反复冲击挠动桩底沉渣, 采用泥浆泵反循环置浆法清孔, 直至沉渣厚度、泥浆比重符合规范要求为止。

4.3.4 下放钢筋笼

在一次清孔完毕后, 采用汽车起重机吊放钢筋笼, 钢筋笼就位后立即与护筒固定, 防止在灌注混凝土时发生上浮。

4.3.5 安放导管

导管必须具有良好的密封性能, 导管吊放时应居中且垂直, 下口距孔底0.3~0.5米。

4.3.6 二次清孔

二次清孔在导管下放后, 利用导管进行, 二次清孔泥浆比重控制在1.15~1.2[2], 孔底沉渣厚度≤50mm[2]。清孔过程中要及时补给足够的泥浆, 并保持孔内浆面的高度。

4.3.7 水下混凝土灌筑

二次清孔后立即安放料斗, 料斗容积必须满足首次混凝土能埋管不少于0.8m~1.2m的要求, 在料斗底部安放隔水栓, 随后混凝土由搅拌车运输至灌筑地点进行灌注。混凝土灌筑要一气呵成, 不得中断, 并控制在4~6h内浇筑完, 以保证混凝土的均匀性。

为防止钢筋骨架上浮, 当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时, 应降低混凝土的灌注速度;当混凝土上升到骨架底口4m以上时, 恢复正常灌注速度。

4.4 质量检测

在所有灌注桩施工完成并达到28d龄期后, 分别采用高压变、低应变和抽芯的方法对桩身质量进行了检测, 其中高应变检测5根桩, 单桩竖向承载力均大于2600k N, 且全部达到一类桩以上标准;低应变检测19根桩, 全部达到一类桩以上标准;抽芯检测5根桩, 桩身混凝土芯样试件抗压强度代表值为28.5-31.2Mpa, 桩身底部进入弱风化层全部超过1.0m, 且根据芯样判定桩身达到一类桩以上标准。

5 结论

实践证明, 冲孔灌注桩在莲塘渡槽桩基施工中的应用达到了设计及规范要求, 取得了良好的效果, 同时通过施工也总结了一些注意事项和建议:

5.1在二次清孔后以及开始灌混凝土前测量孔深, 以该两次孔深的差值作为最终的孔底沉渣厚度, 如果超过规范要求, 必须重新清孔。

5.2 在成孔时不得以增大孔深的方式来抵消孔底沉渣的厚度。

5.3 尽量注意对施工场地的维护, 做好泥浆的收集和再利用, 避免泥浆随意流淌软化地面, 造机机械设备移动困难而影响施工。

5.4 成孔与灌注施工应连续进行, 这样可以减小一定的扩孔系数, 降低施工成本。

5.5在桩顶标高高于原地面的位置施工时, 应采用粘土回填至桩顶以上0.5m, 作为施工平台, 同时增加护筒埋深至原地面以下2.0m。

5.6 混凝土拌和物的供应要有备用方案, 防止供料因故中断时无法连续灌注发生断桩。

5.7 在判断混凝土面的标高时要结合已灌注方量和经验的扩孔系数以及现场实探情况, 取低值。

5.8 不能忽视泥浆比重的控制, 适当的泥浆比重也是控制扩孔系数、降低施工成本的一项有效措施。

摘要：本文根据灌注桩的特点和适用条件及工程施工地点的地质条件、现场情况, 介绍了莲塘渡槽灌注桩的施工工艺选择、冲孔灌注桩的施工流程以及施工中一些关键的注意事项和建议。

关键词：冲孔灌注桩,施工工艺,应用

参考文献

[1]水利水电工程施工手册编委会编.水利水电工程施工手册 (第1卷地基与基础工程) [M].北京:中国电力出版社, 2004.

6.渡槽工程施工篇六

某钢筋混凝土渡槽采用薄壁箱型结构,双线双槽布置,单槽顶部全宽15m,底部全宽15.1m,单槽净宽13.0m,两槽间内壁间距5.0m,两槽之间加盖人行道板。双线渡槽全宽顶宽33m,底宽33.5m。槽身结构如图1所示。

该渡槽采用了C50高性能混凝土,早期发热速度快,发热量高。槽身底板、侧墙等薄壁构件在浇筑初期容易出现较大的内外温差,如果此时再出现寒潮,极易导致表面产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度,产生“由外而内”的贯通裂缝。渡槽工程一般采取两层浇筑的施工工艺,下层混凝土浇筑完毕经过一段间歇期后再浇筑上层混凝土。这样就存在上下层新老浇筑混凝土的相互作用,上层新浇混凝土由于温度变化而产生变形时将受到下层老混凝土的约束,当新老混凝土之间的抗力小于因变形而产生的内力时就会产生贯通性的裂缝。无论表面裂缝还是贯穿性裂缝,都将对渡槽结构的抗渗性、耐久性以及整体性和安全性造成很大影响[1]。

利用结构分析软件建立单跨渡槽结构的仿真模型,考虑实际施工过程中各种因素的影响,施加符合实际情况的边界约束条件进行水化热仿真分析,研究渡槽结构内部不同部位的温度和温度应力的变化情况,对采取相应措施减小温度应力、提高混凝土的抗裂性具有重要意义。

2数值仿真分析模型

2.1计算模型的建立

本文借助大型有限元分析软件MIDAS/CIVIL, 对该渡槽结构进行施工过程的水化热仿真分析。模型采用三维实体单元,建立一跨渡槽(跨径40m)的整体模型, 共计划分10522个单元,15731个结点。按照先计算施工过程中水化热引起的结构中温度场的分布,再将所计算的温度场作为荷载施加到结构中计算因温度产生的结构内力。温度场仿真分析时,侧墙及底板通过模板与空气接触,顶面直接与空气接触;边界上存在与空气的热对流,属于热分析中的第三类边界条件,对流边界条件作为面荷载施加于实体表面;在应力场计算时,考虑到槽身混凝土底面采用满堂支架施工,在渡槽底面增加Y轴方向的约束[2,3,4]。

2.2计算参数的选取

按照施工的常规方案,单跨渡槽先浇筑底板混凝土,至侧墙“八”字墙以上60cm左右的高度,间歇10d后再浇筑上层混凝土。表1为工程所在流域内的实测气象资料,流域内全年盛行的风向为NE。结合气象资料, 渡槽工程的可施工期为每年的3月~ 11月。

混凝土比热取0.96k J/(kg·℃), 导温系数为0.00274m2/h, 热膨胀系数为7.43×10-6/℃ , 不同龄期槽身混凝土的抗拉强度如表2所示。

2.3典型点分布

渡槽不同部位混凝土的内外温度及应力是不同的。对于工程质量而言,只要最不利的部位能够满足要求,其他部位一定也满足质量要求。为了解槽体结构温度随龄期发展的变化规律,选取具有代表性的位置点(典型点)绘制其施工期温度及应力变化过程线。通过典型点的结果分析即可有效总结整个结构不同部位混凝土的温度及应力变化规律。过程线整理选取有代表性的4个关键部位8个节点,渡槽结构底板中部、侧墙最薄部位、侧墙新老混凝土交界处、侧墙与底板衔接处受温度应力影响比较明显,最容易开裂,选取它们为分析研究的关键部位,在每个关键部位表面和内部各选取一个典型点,其分布如图2所示。

3渡槽混凝土温度及应力分析

3.1无防裂措施情况下温度及应力分析

单跨渡槽在每月的1日开始浇筑,浇筑完成下层混凝土后间歇10d再浇筑上层混凝土,两层混凝土浇筑温度均取旬平均气温。现以3月份混凝土浇筑过程为研究对象, 分析研究在不采取任何保温、隔热、降温等防裂措施的情况下槽身混凝土内的温度分布、温度及应力变化特点。图3~图8为混凝土浇筑后不同龄期温度分布情况,图9、图10为各典型点处温度及温度应力随时间变化情况,各典型点温度及应力特征值见表3。

计算结果表明,不采取任何防裂措施时,渡槽混凝土结构表面因水化热升温造成的拉应力均超过了该龄期混凝土的抗拉强度,从而会在相应位置出现温度裂缝。混凝土在浇筑初期水化速度快,发热量大, 干缩变形及自身体积收缩变形量也偏大。尽管混凝土抗拉强度也在增长,但由于混凝土水化热造成的快速增长的表面温度拉应力仍然给温控防裂带来很大困难,施工中必须给予足够的重视。

混凝土仿真计算结果表明:当上层新浇侧墙混凝土温度下降时,结合面部位混凝土受老混凝土约束,内部产生了较大的温度应力。造成这种情况的原因主要包括三个方面: 1混凝土发热速度较快, 新浇混凝土很快达到最高温度,而老混凝土的温度已趋于稳定,这必将引起较大的温差;2新老混凝土结合面附近, 上层混凝土在温度下降时体积收缩,而下层老混凝土的收缩变形相对较小,这必将引起相对约束效应;3混凝土的自身体积收缩应变较大,这也是造成较大应力的一个主要原因[5,6,7,8]。

3.2有防裂措施情况下温度及应力分析

仍以3月份混凝土浇筑过程为研究对象,但在混凝土浇筑过程中采取保温、隔热、降温等防裂措施,分析研究槽身混凝土内的温度分布、温度及应力变化特点。

实际工程中一般采取外保、内降的防裂措施。 “外保 ” 是指通过在槽身钢模板外表面覆盖聚乙烯苯板进行表面保温隔热,避免槽身外表面温度随周围环境温度下降过快;“内降”是指通过在槽身侧墙和底板通冷水管散热降温,避免槽身内部由于水化热积累而造成温度上升过高,同时采取外保、内降这两个措施可以显著降低槽身表里温差,从而减小温度应力,提高混凝土的抗裂能力。仿真分析时,根据聚乙烯苯保温板和空气导热系数的不同,相应改变计算模型的表面对流边界条件,以此来模拟钢模外苯板对混凝土的保温作用;利用软件的管冷功能来模拟渡槽侧墙和底板内冷水管的散热作用[9,10,11,12,13]。

有防裂措施情况下,各典型点温度及应力变化曲线如图11和图12所示,各典型点温度及应力特征值见表4。

计算结果表明,采取保温、降温防裂措施的混凝土表里温差明显降低,由于温度变化产生的表面拉应力大大减小,其中两次浇筑混凝土结合面处的表面最大拉应力无防裂措施时为3.13MPa, 大于此时的混凝土抗拉强度2.8MPa;有防护措施时两次浇筑混凝土结合面处的表面最大拉应力降低到1.43MPa,明显小于此时的混凝土抗拉强度2.8MPa。而侧墙底的表面最大拉应力也由7.09MPa减小到1.73MPa。仿真分析结果表明 ,同时采取外保、内降措施抗裂效果显著。

( 有防裂措施 )

4结论

(1)薄壁混凝土渡槽结构由于施工过程中内部水化热的积聚而使槽身表里温差过大,由此会在混凝土内产生很大的温度拉应力, 易出现温度裂缝, 从而对混凝土的抗渗性、耐久性、整体性等造成很大影响,裂缝开展严重的甚至危及结构的安全。

(2)薄壁混凝土渡槽一般采用两次浇筑成型的施工方法,一般先浇筑底板混凝土,隔10d左右再浇筑上层混凝土,槽身底板中部、侧墙最小壁厚处、侧墙底部、分层浇筑混凝土结合面处等四个关键部位受温度应力影响最显著,最容易出现温度裂缝。

(3) 在不采取任何保温、降温等防裂措施的情况下,槽身底板中部和侧墙底部分别在下层混凝土浇筑后0.6d、1.5d达到最大表里温差, 侧墙中部和结合面均在上层混凝土浇筑后0.6d达到最大表里温差,并且槽身各关键部位的最大温度拉应力均超过相应龄期混凝土的抗拉强度,开裂现象严重。

(4)在综合采取外保、内降防裂措施 (钢模外贴聚乙烯苯板保温隔热,同时槽身侧墙和底板通冷水管散热降温)的情况下,槽身表里温差和温度应力明显减小,槽身底板中部和侧墙底部分别在下层混凝土浇筑后2d、2.5d达到最大表里温差, 侧墙中部和结合面分别在上层混凝土浇筑后2d、1d达到最大表里温差,并且槽身各关键部位的最大温度拉应力都有很大程度的降低,很多部位最大拉应力小于相应龄期混凝土的抗拉强度,抗裂效果显著。

摘要：以实际工程为例,利用结构分析软件建立了数值仿真分析模型;对渡槽混凝土温度及应力进行了分析,并提出了相应的防裂措施;可为类似薄壁混凝土渡槽结构的施工提供借鉴和理论依据。

7.渡槽工程施工篇七

南水北调中线湍河渡槽为目前国内跨度最大、技术难度最高的U型薄壁渡槽结构,施工难度大,混凝土质量要求高。槽身为相互独立的3槽预应力混凝土U型结构,单跨40m,共18跨,单槽内空尺寸(高×宽)7.23m×9.0m。设计流量为350m3/s,加大流量为420m3/s。

DZ40/1600 U型渡槽造槽机是为南水北调中线工程湍河40m跨渡槽现浇施工而设计、制造的专用设备,全机总重约1280t,外形尺寸为88m×13.5m×16.5m(长 ×宽×高),能承载40m U型渡槽1600t的结构荷载。

2应用背景

槽身采用DZ40/1600U型造槽机进行机械化原位现浇施工,不受河滩软弱地基或跨越河流等复杂地形、地貌的影响,可以节约大量的支撑排架和下部基础处理的时间。新设备、新技术在本项目应用过程中,发现部分技术缺陷需要完善。首跨工程槽(18#中槽)浇筑过程中出现的内外模变形不同步问题,造成槽体内壁局部出现挂帘现象,对槽体外观质量产生负面影响。槽身底板混凝土浇筑时,外肋和外模变形缓慢、基本同步,变形值在正常设计取值范围内(混凝土浇筑至200m3左右时,外肋、外模同步变形约0.9cm);当浇筑至槽体反弧段时(混凝土浇筑量由200m3升至300m3),3个小时内外肋、外模出现了2cm左右的变形、沉降,而内主梁变形未与外肋、外模同步,导致现场刚浇筑完成正在塑性变形的混凝土与内模脱空,新浇筑混凝土沿脱空部位流挂,形成挂帘现象。

3施工技术难点分析

采用DZ40/1600 U型渡槽造槽机替代传统满堂支架体系原位现浇超大U型预应力渡槽,不受河滩软弱地基及跨越河流等复杂地形、地貌的影响全年进行施工。新设备、新技术在应用过程中主要存在以下几个技术上的难点,需要克服。

(1)槽身浇筑过程中,造槽机外模受混凝土荷载作用发生向下沉降变形,由于内模系统与外模系统之间无连接装置,仅在张拉端处用端头模板和其固定螺栓连接外模和内模,无法使内外模协同受力,因此在混凝土浇筑至槽身底板以上部分混凝土时,内模受浆液上浮力,有上浮的趋势,上浮力约517t,而造槽机造槽机内梁内模系统共重约370t,上浮力大于内梁内模系统自重,导致内模出现上浮。内模自重与内模所受上浮力差值约为147t,如何在基本不增加造槽机结构自身重量的前提下,研究出有的技术效措施来解决内模上浮问题,以达到内外模同步协调变形是本研究项目的重要难点。

(2)本项目研究开始时,3台造槽机均已加工完成,并完成现场拼装。对造槽机设备进行结构优化和改造是本研究项目的重要目标之一。如何在不影响工程施工进度的前提下,研究出满足工程要求的设备优化成果并完成现场优化改造是本项目的另一难点。

4技术方案研究

4.1造槽机内外模变形监测

通过在17#中、18#左、18#右等槽身施工时于内、外模关联部位设置测点,监测施工过程中各部位的变形情况,探求模板变形发展规律,为变形产生原因的分析与研究及采取的工艺改善措施提供依据。因在混凝土浇筑过程中,内模上设备转运和人员走动频繁,同时内模内撑杆、下料窗口很多,现场不具备直接测量内模变形的条件,因此,在内梁上设置沉降变形观测点,以内梁沉降量作为内模沉降变形数值进行分析,以外梁沉降量作为外模沉降值进行分析,同时,在外肋上设置观测点进行监测,复核外梁挠度变形数据。

实测数据显示,浇筑过程的内外模变形分为三个阶段性变形。

第一阶段为槽身底板部分浇筑期间(内模未接触混凝土前),外模变形较小, 不超过5mm,内模受与外模相连的连接螺栓传力作用,发生向下沉降变形,中部变形约3mm,两端次之。第二阶段为底板部分浇筑完成至槽身反弧段浇筑完成的过程,此阶段外模继续受重力作用产生挠度变形,以槽身跨度中部为最大、达19mm;此阶段内,内模受混凝土浆液浮力发生上鼓变形,中部变形最大、达8mm, 两端次之,随着混凝土重量增加以及下部混凝土的凝固,内模上鼓变形逐渐变小, 在反弧段顶部部分浇筑时,内模已出现垂直向下的竖向位移。第三阶段为反弧段以上混凝土浇筑,内外模均发生垂直向下的挠度变形,内模最大挠度约18mm,外模最大挠度约29mm。

从以上分析可以看出,内外模变形有以下特点:1底板浇筑阶段,因内模未与混凝土浆液接触,因此在混凝土自重作用下发生向下沉降变形,当混凝土浇筑至底板以上部分时,内模变形主要受混凝土浆液浮力作用而出现上鼓,底板浇筑过程中,因混凝土总体载荷不大,因此外模发生向下沉降变形,但变形量一般不大。 2外模挠度变形随混凝土自重逐步变大,在槽跨中部挠度值最大,符合一般规律, 挠度值的大小显示跟槽段跨度大小有关系。3模板变形增长主要受混凝土自重增加控制,外模受混凝土自重加载直接下沉,内模则因主梁承载后的下沉效应被动变形。某时段内模受混凝土浆液浮力上鼓与因主梁下沉而被动下沉的共同作用必有一恢复到浇筑前变形的中间状态。

在底板以上的反弧段浇筑阶段,内模由于受到水泥浆液浮力出现上鼓,随后在混凝土自重作用下上鼓逐渐消失,挠度值逐步平稳增加,外模挠度增加平稳, 随浇筑进度基本呈线性关系。

内外模沉降差值与浇筑时间呈非线性关系发展,拟合方程为:

上式中y为内外模板沉降差,t为不间断浇筑时间。因此内外模变形主要发生在浇筑后12h内。

4.2理论计算

通过确定的计算方法,用专用软件对造槽机内梁、内模的荷载和变形进行计算。

计算结果:

Y方向位移:38.7-(-5.37) = 44 ㎜,即跨中部位内梁、内模向上方可预先起拱度约44mm,已大于造槽机外模设计挠度变形值40mm,可满足造槽机内外模变形同步的控制要求。

计算结果见表1。

备注:吊杆拉力指的是2根吊杆的拉力之和

4.3槽身施工工艺优化

在后续槽身施工过程中,研究人员对槽身混凝土配合比重新进行试配,并在后续槽身施工中,不断调整和优化,研究出和易性更好,性能更符合槽身施工质量要求的C50W8F200配合比。优化槽身混凝土浇筑工艺,采取薄层水平浇筑工艺, 强振捣、勤观测等方法,取得一套槽身混凝土施工标准化施工工艺。

5结语