可移动整体钢内模台车的研制与应用.pdf

可移动整体钢内模台车的研制与应用 成果来源:2021 年获河南河务局科技进步一等奖;2022 年获黄委科技进步二等奖应用时间:2020 年至今应用单位:中原大河水利水电工程有限公司;濮阳河务局范县黄河河务局;台前黄河河务局1 研制背景渠村穿堤涵闸改建工程是引黄入冀补淀工程的渠首闸,闸室渐变段后的涵洞共 16节,长度均为 10m、灌溉孔和引水孔的结构尺寸均为 4.4m4.4m 和 2m4.4m。由于渠村穿堤渠首闸处在黄河大堤上,提出了 2017 年6 月底之前必须把黄河大堤恢复到开挖前的原断面、具备防汛条件这一硬性任务,为提高和加快涵洞段的施工质量和工程进度,计划采用满足涵洞结构、同一钢结构尺寸的钢内模移动台车进行施工。移动台车不但要保证钢内模的可移动性,还要保证钢内模的整体性、强度和刚度等要求。这一构思的成形,能有效地降低施工成本,更能全面压缩施工工期。2 成果技术介绍通过“3D”软件绘制出完全符合施工设计图纸的结构、断面尺寸的立体台车,为移动台车的模板设计提供基本理论数据,形成模拟台车;对模拟台车进行数字量化设计,对台车的钢模板、剪刀撑、满堂红脚手架钢管支撑拉杆、顶丝等精准尺寸进行设计,最终形成数字台车;以数字台车设计为基础,对实体台车进行安装和施工,形成可移动的涵洞台车。2.1 技术线路移动台车安装运行的技术线路按模板定制、施工放样、钢筋绑扎、模板安装、钢轮及轮梁的安装、钢管支撑的搭设、顶板的安装、高强螺杆与顶丝、整体定位和校正、混凝土浇筑等的顺序进行。当涵洞顶板混凝土强度达到设计强度的 75%以上时可对台车进行脱模、移动至下一工作面连续施工,如图 1 所示。图 1 技术线路图2.2 可移动整体钢内模台车涵洞段过水的断面尺寸为 4.4m4.4m和 2m4.4m,每节长度为 10m 的结构形式,共计 16 节,为确保汛前具备下闸挡水,合理计算成本和效益,计划使用三套“一联 6 孔”的定型钢内模移动台车。2.2.1 钢模板根据涵洞断面厚度、长度和宽度,为保证钢内模的强度和钢度,钢模板的板厚为5mm,倒角处采用组合式模板,模板之间均采用螺栓拼接。2.2.2 支撑为提高台车的强度、刚度和稳定性,台车的钢内模的支撑至关重要,设计采用 50 mm 壁厚为 3 mm 的钢管支撑。在台车内部每道纵、横钢管的两端均设置高强螺杆可旋转调整高程的顶丝。2.2.3 滚动轮、轮梁整体台车脱模后需要行走到下节涵洞作12成果推广应用为内模进行浇筑混凝土连续使用,台车的移动有轨道式、电动式、液压式、滚动式等行走方式,从低成本思路考虑,本工程台车设计采用300 mm 滚动式内铁外塑双胶轮行走方式。轮梁设计为两根通长为9m、100mm100mm 的5mm 厚方管焊接到双胶轮中轴上。3 成果创新点3.1 设置导向胶轮在轮梁两端向内 1/6 处安装 300mm 内铁外塑中轴联接的半刚性双胶轮,使台车纵向移动时对箱涵基础的混凝土做到无损式、无偏沉均衡滚动。3.2 设置稳定调节器台车内部纵横钢管的两端设置高强螺杆的可旋转顶丝作为台车的调节器,使台车上下、左右钢模板的高程、垂直度、水平度可控可调,且增加了台车整体稳定性。3.3 设置稳定系统组合通过两套移动轮梁、多套稳定调节器和调节器下部安装半刚性枕木形成双轮梁支撑稳定系统组合,可实现台车整体移动的完整性和台车的可操作性及降低轮梁集中受力的作用。2021 年可移动整体钢内模台车申报河南河务局科技进步奖,荣获一等奖;2022 年申报水利部黄河水利委员会科技进步奖,荣获二等奖;2022 年 6 月编制可移动整体钢内模台车施工工法,申报水利行业施工工法,2022 年 9 月通过审定为行业工法。4 示范应用情况2020 年范县彭楼灌区改扩建工程(渠首段)包括渠首闸和穿堤闸,其中渠首闸闸室后接一联 5 孔的 6 节涵洞(6 节10m),穿堤闸工程闸室后也接一联 5 孔的涵洞(14 节10m),两闸涵洞总长 200m、20 节涵洞。该工程涵洞段同样采用移动台车组织施工,起到了工程机械化、高质量性、降本增效、缩短工期等功效。5 推广应用前景黄河下游引黄涵闸改建工程(河南段)施工第八标段,包括邢庙闸、于庄闸、刘楼闸、影唐闸改建工程,其中邢庙闸后接单孔 10 节涵洞(10 节9m)、刘楼闸闸后接单孔 11 节涵洞(11 节9m),邢庙、刘楼闸 2022 年 10月份开始施工,采用可移动整体钢内模台车施工工法,2023 年 3 月底完成工程主体施工。于庄闸、影唐闸改建工程计划 2023 年10 份开工。实践证明,可移动整体钢内模台车的使用具有安全、高效、低成本、混凝土浇筑后内外质量有保证等特点,而工期的隐形“增值”成本则更能充分体现可移动整体钢内模台车的技术性、可操作性和安全性,具有广阔的推广应用价值和前景。【供稿:濮阳黄河河务局 姜艳芝 江姣姣】(上接第 2 页)4 注重成果转化与宣传获省部级奖项 4 项、其他奖项 10 余项;发表 SCI、EI 论文 9 篇,核心期刊 20 余篇;授权发明专利 3 项;出版专著 3 部。参与编制青海省水利工程(水库、堤防、灌区)管护定额地方标准。中心年均相关技术推广合同额 300 万元以上。中心下一步将继续围绕水生态环境研究前沿领域,立足水生态环境治理急需解决的技术难题,通过自主研发和产、学、研等多种形式进行技术攻关。同时,加强人才培养与学术交流,打造一支高水平、高质量的攻关队伍。【供稿:黄科院 王弯弯 编辑:国科局 席会华】22 治黄科技信息2023 年第 4 期