摘要：乌东德水电站右岸进水塔左右两侧为空腔结构，空腔顶部采用混凝土梁板结构封闭，混凝土梁板跨度为11.8m距空腔底板高差为62.6m，施工难度大、安全风险突出。本文针对上述情况，介绍了乌东德水电站进水塔塔顶空腔梁板结构的支撑体系、浇筑顺序等施工技术。
关键词：乌东德水电站；进水塔塔顶空腔梁板
1工程概述
乌东德水电站右岸进水塔为墩墙式钢筋混凝土结构，进水塔前沿宽度为204.0m，分六段布置从左至右分别为7#～12#进水塔，单塔宽为34.0m，塔体建基面高程EL908.00m，塔顶高程EL988.0m，塔高为80m。塔体左右两侧分别为6.3m×11.8m空心结构，起止高程EL923.5m～EL986.10m，顶部采用梁板结构封闭。空腔L1主梁断面尺寸80×180cm，长度为11.8m，顺水流方向间隔1.30m布置单侧塔体共布置3根；L2次梁断面尺寸为80×160cm，长度为6.3m，垂直水流方向布置在主梁L1跨中部位；主次梁上部为60cm混凝土板。
2空腔梁钢桁架支撑技术
进水塔塔顶空腔混凝土梁板跨度为11.8m，距空腔底板高度为62.6m，塔体空腔高度较大且空腔梁跨度较大，施工难度大，安全风险高。结合空腔顶部结构特点，充分利用钢桁架支撑优点，空腔内主、次梁支撑采用预埋定位锥+钢牛腿+钢桁架作为混凝土梁模板支撑体系。
2.1钢桁架及钢牛腿加工
单榀钢桁架为上大下小的梯形结构，同时为了便于钢桁架的安装，空腔钢桁架最大跨度为11.72m两侧各预留4cm安装空间，最大高度为1.55m。单榀桁架梁上、下弦杆均采用2[20槽钢，上弦杆长度为11.72m，节点间距为1.116m,下弦杆长度为9.68m,节点间距为2.232m。直腹杆采用2[12槽钢长1.01m，斜腹杆采用2[12槽钢长1.34m，弦杆与腹杆之间采用2cm厚钢板焊接，两端支撑点下部焊有2cm厚钢板。上下弦杆的底部和上部分别焊接20cmΦ48钢管，方便各单榀桁架之间采用钢管扣件连接为整体。
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①上弦杆2[20槽钢；②下弦杆2[20槽钢；③斜腹杆2[12槽钢；④直腹杆2[12槽钢；
⑤斜腹杆节点板；⑥直腹杆节点板；⑦端头节点板；⑧垫板；⑨Φ48钢管。
图1单榀桁架制作示意图
单个钢牛腿由4块15mm厚钢板焊接组成，分别为竖向板尺寸为25×30.5cm，板上预留两个椭圆孔；水平板尺寸为35×30.5cm，焊接在距竖向板顶部5cm处；两个梯形腹板尺寸为20×35（5）cm，焊接在水平板底部。
2.2支撑体系施工
空腔梁底模底部顺水利方向布置横向围令，横向围令采用[10槽钢间距30cm；横向围令下部垂直水流方向布置纵向围令，纵向围令采用I10工字钢间距90cm；为便于后期模板拆除，在横向围令与纵向围令之间设置三角形木楔。纵向围令布置在钢桁架上，每根主梁下部钢桁架间距为50cm，相邻钢桁架上下弦杆采用Φ48钢管及扣件连接为整体。单榀钢桁架两端分别放置在2I10工字钢组成的凑合梁上，凑合梁底部依靠固定在空腔上下游墩墙的钢牛腿支撑，单个钢牛腿采用靠2根预埋的M36定位锥固定。
定位锥为两两一组，水平误差在±2.5mm以内，间距在±5mm以内，预埋定位锥距混凝土收仓面收仓面≥30cm。单个钢牛腿水平向误差控制在5mm内，牛腿整体不平整位置采用钢板垫平垫实。凑合梁的两端设置限位钢筋将凑合梁位置固定，防止凑合梁移动。桁架梁按照要求放置，桁架梁与钢牛腿的中心对中，采用U型卡与钢牛腿及凑合梁梁连接成为整体，桁架梁与与混凝土接触面采用木楔垫实，不允许出现缝隙。
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图2主梁L1底模支撑示意图
混凝土浇筑过程中对桁架梁及时进行变形监测，在空腔梁中部设置监测点标示清楚，塔顶空腔梁开始浇筑间隔3~4小时采用测量仪器对空腔梁中进行监测，若发现钢桁架变形在1cm以内，则属于设计变形，可正常进行浇筑；若变形值在1~2cm之间，则应加强监测频率同时放缓浇筑速度；若变形大于2cm则应通知相关人员现场查看并制定相应处理措施；若变形值大于3cm则应立即停止浇筑自然收仓处理。
2.3支撑体系拆除
空腔梁底部支撑体系需在梁混凝土强度达到设计强度的100%方可拆除，拆除首先将三角形木楔拆掉，然后拆除模板及围令。钢桁架拆除采用塔机和汽车吊配合，吊运采用直径不小于Φ18钢丝绳。首先将钢桁架从主梁下部一直两主梁间空腔区域，桁架两端分别采用塔机和汽车吊吊起，塔机段向上提升汽车吊端向下降使桁架由水平状态转换为竖直状态，松开汽车吊钢丝绳，使用塔机将桁架吊运出空腔放置在进水塔塔顶。
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图3塔顶空腔板梁分期浇筑示意图
3空腔梁板分期浇筑技术
进水塔塔体空腔在EL986.10m~EL987.9m高程为现浇板梁结构封顶，由于空腔封顶后为全封闭结构，常规施工方式即在现浇梁板底部设置支撑体系，但整体浇筑后支撑材料无法取出，后期存在坠落隐患，另外浇筑时内部支撑体系的状态无法监控，有较大的安全风险；若采用部分浇筑+预留孔洞拆除+剩余反吊浇筑的方式，支撑材料拆除取出困难，费时费力，且安全风险较大。因此，在满足设计结构要求的前提下，采用板梁分期浇筑、增设条带牛腿及预制模板支撑的施工方式，完成塔体空腔顶板现浇混凝土施工。
空腔梁板共分两期浇筑，一期浇筑梁顶部60cm以下部分，二期浇筑剩余梁板结构，二期混凝土在一期空腔梁强度达到设计要求后且梁底部支撑模板的桁架拆除完成后进行浇筑。
在空腔板下部20cm处的现浇梁和空腔边墙上增设条带牛腿结构并随一期混凝土同步浇筑，条带牛腿断面尺寸为15×30cm(宽×高)。条带牛腿顺水流向布置，结构主筋为18@15cm，分布钢筋为10@10cm，分布钢筋伸入侧面结构50cm，结构主筋和抗剪钢筋重合部分采用扎丝绑扎。
预制模板布置空腔板底部，预制模板最大跨距为1.3m厚度为20cm，为方便预制板安装，相邻预制板之间预留1cm间隙，预制板与梁之间预留2cm间隙。预制模板安装完成后在其上部浇筑60cm厚的空腔板混凝土。预制板内布置两层钢筋网，纵横向均为18@20cm，预制板之间缝隙采用M35砂浆回填补缝。为便于预制板吊装，预制模板制作时预埋Φ12圆钢吊环。
4结束语
乌东德右岸进水塔塔体顶部空腔梁板结构通过采用梁板分两期浇筑，在梁侧面增设条带牛腿，待梁结构达到设计强度后在条带牛腿上放置预制的混凝土模板，完成上层板的混凝土浇筑，大大降低了梁板同期浇筑的安全风险；通过在空腔上下游塔体对应空腔梁的位置预埋定位锥，定位锥上固定钢牛腿，钢牛腿上部设置钢桁架，作为空腔梁底模支撑体系，减少了预埋型钢支撑桁架后期混凝土消缺的工程量，作为支撑桁架可以在梁达到强度后拆除重复利用，减少了资源浪费，不仅减少了施工难度，节约了工期，安全系数也得到了保证，同时为以后类似的大型水利工程梁板混凝土浇筑提供了宝贵的经验。
论文作者:李松旭,范婷,蒋天晓
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/11
标签：空腔论文; 桁架论文; 混凝土论文; 东德论文; 结构论文; 槽钢论文; 预制板论文; 《基层建设》2019年第29期论文;