摘要：文章结合红沿河核电站施工实践，以汽机台板高支模大体积混凝土钢管柱可调式支撑体系为研究对象，利用加载钢筋来模拟台板大梁施工。通过挠度变形观测提取相关数据，验证支撑体系施工过程中的安全性、整体稳定性和沉降是否得到保证，并根据相关分析结果，为汽机台板实际施工过程中预拱度设置和汽轮机及发电机等高精度埋件标高控制提供依据。
关键词：核电厂；汽机台板；钢管柱；预压试验；
0 前言
核电站中汽轮发电机基础位于汽机厂房的中心部位，是整个主厂房内体量最大的设备基础，其中汽机台板是汽机基础的主要组成部分，直接承受汽轮发电机组的自重和动荷载，结构复杂、自重大、高支模，是电厂土建施工中的重点和难点；汽机台板钢管柱可调式支撑体系技术在首次应用于核电站常规岛厂房中弹性式汽轮机基础结构施工，如何确定新支撑体系的弹性变形及非弹性变形，保证励磁机、汽轮机和发电机的埋件精度要求（±2mm），是施工该体系前急需解决的问题；本工程中采用选取代表性大梁，利用钢筋原材进行分级预压的方式进行试验，以验证支撑系统的强度及稳定性，确定支撑体系的非弹性变形及弹性变形，为模板底标高及埋件标高提供有利数据支撑。
1 工程概况
以红沿河核电站为例，汽机台板顶标高16.17m，由纵横9条大梁组成，最大尺寸为4.50m宽×3.97m高，荷载标准值100KN/m2，最大支模高度16m。汽机台板钢管柱可调式支撑体系技术，立柱采用Φ219mm×8mm钢管，水平连接及剪刀撑采用Φ76mm×3mm钢管，连接采用螺栓连接，所有钢构件在钢结构加工厂加工，现场拼装成组件后再吊装至作业面，最大限度的减少现场施工。
钢管柱顶设调节装置；模板体系采用18mm厚光面模板+50mm厚木板+32#工字钢（主楞）+14#工字钢（次楞@500mm）；钢管柱支撑体系安装完成后，选取有代表性的一根梁，进行预压试验，试验合格后再进行汽机台板施工。
图1：汽机台板钢管柱可调式支撑体系
2 预压目的及范围
验证支架的强度及稳定性，消除砼施工前支架的非弹性变形，收集试验数据，计算该支撑系统弹性及非弹性变形，为汽机台板施工提供有利数据支持。
根据《钢管满堂支架预压技术规程》JGJT_194-2009要求，选取具有代表性区域进行预压，本工程中选用Ⅲ轴线台板大梁梁底支撑架，进行预压实验，用1.1倍台板梁自重荷载预压工艺。
3 施工要点
3.1 荷载计算
根据《钢管满堂支架预压技术规程》JGJT_194-2009要求，采用1.1倍台板梁自重荷载预压工艺。
Ⅲ轴线台板截面12.06*2.356*3.97（长*宽*高）；
混凝土自重：25*12.06*2.356*3.97=2820.02kn=282t；
堆载重量：282*1.1=310.2t；
采用直径32（HRB400）原材12m堆载，单根重量0.00617*322*12=75.8kg，310.2*1000/75.8=4089.7根=4090根，宽度范围堆放根数2.356/0.032=73根，按70根计算，70*75.8=5306kg（单层钢筋总重）；共需4090/70=58.4层，理论高度58.4*0.032=1.86m
考虑直径32（HRB400）原材12m，每捆重约2.8t，共需310.2/2.8-110.8捆，按111捆堆载。每层11捆，共10层（散放4根）即可满足要求。两层间垫50*100mm木方@1000mm；
以上为理论数据，现场每层捆数及层数可根据现场情况进行适当调整。
3.2 预压方法
首先在支架面放线出梁体位置，然后进行均衡加载，先底板中再两边的顺序加载，均匀吊装，逐层加载。由于钢筋堆载较高，在每层钢筋中间垫一层木方，并在侧边设置对拉螺杆固定（水平间距不大于3m一道，竖向每两层设置一道）。
图2：钢筋加载照片
本工程分四级加载，分别为单元预压荷载的60%、80%、100%、110%。从Ⅲ轴线向两侧进行对称布载；每级加载完成后，应现停止下一级的加载，并应每隔12h对支撑架沉降量进行一次检测，当支架顶部监测点12h沉降量平均值小于2mm时，可进行下一级加载。并在每级加载后，对支架进行全面检查，及时发现问题，消除安全隐患，卸载过程也须逐级进行，并监测6h后监测点标高；
加载前、卸载前的观测资料均需汇总、报验，经核算满足要求后，可进入下一级的加载、卸载程序；
卸除顺序从两端向中间，对称、均衡、同步卸载，同时继续观测。在观测过程中，当支架变形明显加大时，加大观测密度，随时反馈信息。预压完成后，整理数据，根据支架变形、沉降和回弹量确定支架的预拱度数值。
在堆载区设置系统测量点，沿梁纵向每隔1/4断面布置一个监测断面，即梁端、1/4跨、1/2跨设置一观测横断面，每一断面上布设3个观测点，施工时注意预留出观测位置及视线；
监测时，指派专人使用水准仪进行沉降观测，布设好观测杆后，进行以下监测。加载前测定出其杆顶标高。每级加载后应先停止下一级加载，并应每隔12h对支架沉降量进行一次监测。当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时，进行下一级加载，按此步骤，直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后，沉降稳定标准为24小时±1mm。
支架预压的监测应包括下列内容：
① 加载前监测点标高（H0）；
② 每级加载后监测点标高（H1、H2、H3）；
③ 加载至110%后每间隔24h监测点标高（H4）；
④ 卸载6h后监测点标高（H5）；
在全部加载完成后的支架预压检测过程中，当满足下列条件之一时，判定支架预压合格：
1.各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm；
2.各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm；
当不满足要求时，查明原因后对同类支架全部进行处理，处理后的支架应重新选择代表性区域进行预压，并满足上述要求。
3.3 数据整理分析
卸载完成后，整理收集到的所有数据，得出支架和底模的弹性变形和非弹性变形，确定模架在混凝土浇筑过程中的挠度，并绘制荷载-变形曲线，为设置底模预拱度、汽机台板埋件标高控制提供依据。预压监测应计算沉降量、弹性变形量、非弹性变形量：
非弹性变形量：δ1＝H0- H5；
弹性变形量：δ2＝H5- H4；
每级加载后监测点标高H1、H2、H3差值反应加载后沉降情况。
观测数据现场分析，并对前后观测数据进行对比分析。本次加载最大荷载310.2t过程中，最大弹性变形为3.6mm，最大非弹性变形-0.1mm；根据midas软件验算结果，钢管柱最大沉降4.14mm，对观测数据进行分析，可知，本模架在荷载作用下各部分受力均处于弹性范围，实测值与理论值较为接近，支撑体系拼接板未出现滑移现象，各连接部位紧固，整个支撑体系处于受力稳定状态；
由此，该支撑体系安全可靠，可投入使用，根据加载及卸载各阶段的实测成果，对支撑体系的弹性变形及非弹性变形进行分析。根据弹性变形数据表，确定底模预拱度、汽机台板埋件标高。
图3：Ⅲ轴梁位移图
4 结语
本工程采用钢筋原材，对代表性大梁梁底支撑体系进行预压试验，预压结果完全满足台板施工要求。根据上述试验结果，对汽机台板施工精度进行了控制，保证了励磁机、汽轮机和发电机的埋件精度要求（±2mm），为钢管柱可调式支撑体系在汽机台板中的安全使用和预拱度的合理设置及埋件标高控制提供了依据。通过本次试验也为钢管柱可调式支撑体系在同类型工程施工提供一定的借鉴和参考。
参考文献：
[1]《核电工程混凝土冬期施工规程》（NB/T 20387-2016）
[2]《建筑工程冬期施工规程》（JGJT 104-2011）
[3] 高寒地区混凝土施工技术 杨赵军 中国水运 2010
论文作者:李燕
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第13期
论文发表时间:2019/1/21
标签：预压论文; 汽机论文; 标高论文; 加载论文; 支架论文; 弹性论文; 钢管论文; 《建筑细部》2018年第13期论文;