厂房尾水平台梁板现浇混凝土支撑钢桁架设计.pdf

土外的牛腿采用工字钢三角支撑的方法。 根据荷载区别，门机梁桁架设计为 l mX1 5 m ( 宽高) ， 板桁架设计为 I mX l m ( 宽高) ，为便于安装和拆除，两侧 各预留9 c m富余度，长度设为 1 1 4 m ( 4 、5 号机为 1 0 7 m ) 。 新增 加MQ 9 o o B门机 粱 K- 1 厂 房 尾 水 平 台 梁 板 现 浇 混 凝 土 支 撑 钢 桁 架 设 计 I 由于门机梁底部高程为 1 0 3 9 3 5 m，桁架设计高度为 1 5 m，扣除水平贯通找平用 的方钢，调节木楔、模板 ， 工字钢支撑顶部高程布置在 1 0 3 7 5 m。布置如图 2和图 3 所示 ( 以板桁架布置为例) 。 图 2 尾 水平 台侧剖 面图 ( 单位 ：mm) 组合钢 模板 目1 041 0m 一 【 l - 调 节 螺 杆 空 心 方 钢 J i l I l 】 【 l 】 J 口 1 L 1 oo 1 o o L 1 L l ， o i 7 5 I l 6 1 ， 双 【l 2 ， 槽 钢 5 O x 6 角 钢 J 、 J J I J ， ， 、 f “ k71 0 3 8 2 m 空心方钢 1 o ol 加 口1 o3 7 3 m i 7 5 0 兰 墙 俸 预 蝴 8 9 钢 管 双 根 l 2 6 槽 钢 I 0 C 1 0 3 7 0 m ! !一 。 2 0 a 号工字钢 ( 一。 图 3 3 结构计算 3 1 荷载计算 尾水平 台 0 7 m板 支撑剖 面图 ( 单位 ：mm) H=I 2 m，下料接触平均面积 s 一1 m2 ，缓冲时间 一l s ； 吊罐卸 料 口面 积 S： 0 7 X 0 7 ：0 4 9 mz ，h：0 5 m， ：S h =O 4 9 0 50 2 4 5 m3 ，则混 凝 土质 量 为 m一 舢 一 0 6 1 2 5 t 。 取 I 1 5 8 m跨度，2 3 5 m梁及 0 7 m板分别进行计 算 ，在此以 0 7 m板为例进行计算。 考虑下料时混凝土的堆积高度，取 0 8 m层高、I m 宽度的混凝土进行计算。 钢筋混凝土 自重 G1 ：2 5 k N m3 ，钢管支架 自重力 G 2 2 5 0 N m2 ，空心 方 钢 1 0 0 mm l O O mm 5 mm 质 量 m一1 4 5 7 k g m，钢模板 自重 G3 ： 0 8 k N m2 ，横杆跨度 L 一1 0 m，可变荷载：振动荷载 F 一2 O k N m2 ，人员及 设备荷载 Fz ：2 O k N mz 。 每平方米内方钢荷载：G 4 1 4 5 7 x( 1 m+l m) 9 8 2 8 6( N )一O 2 8 6( k N ) 。 混凝土卸料时产 生冲击荷载计算 ，吊罐下料 高度 动量守恒定律：m 一告m 得 一 V 2 g h一 4 8 5 m s 动量守恒定律：F t =my知， ( F 一mg ) =my ，得 F i 申 一9 O k N m2 则桁架沿梁跨度方均布荷载为 ( 动荷载 系数 k取 1 2 ) ： Qk ( 0 8 G1 + G2+ G3+ G4+ F1+ F2+ F冲) 一 4 1 2 k N m。 3 2 软件计算及结构校核 3 2 1 软件内力计算 以 0 7 m板为例 ，通过结构受力软件计算成果如图 4 所示 。 3 3 一 水 利 水 电 施 工 2 0 1 6 第2 期 总 第1 5 5 期 _ 厶 0 0 0 0 0 0 o o o 4 。 呻 o 0 0 1o o 0 0 o 碧 图 4 钢 结构桁 架 内力计算 图 3 2 2 抗弯稳定计算 ( 1 )桁架中横杆 1 2 6槽钢的抗弯稳定计算。桁架 横杆采用双根 1 2 6槽钢加钢板焊接而成 ，根据软件内 力计算表，槽钢受弯矩最大值为 M ：5 5 k N m；槽钢 抗弯稳定条件为 =2 1 5 N ram2 。 厂 一M ( r W)一 5 51 0 ( 1 26 1 6 6 72 ) 3 7 1 6( N m m ) =2 1 5 N ram2 ( 2 )桁架中竖杆抗弯稳定计算。 桁架竖杆采用 5 O 6角钢，根据软件内力计算表， 端部受弯矩最大值为 0 3 k Nm；角钢抗弯稳定条件为 一2 1 5 N mm2 。 f y ( r W) 一0 31 0 ( 1 21 6 2 5 4 ) 1 5 3 8( N mm ) 一2 1 5 N mmz ( 3 )桁架 中斜 杆抗 弯 稳定 计 算。桁 架 斜杆 采 用 8 9 mm ( 一6 ri m1 )钢管 ，根据软件内力计算表，钢管受 弯矩最大值为 一1 6 k Nm；槽钢抗弯稳定条件为 、， ， 一2 1 5 N mm 。 ， 一 ( r W) 一 1 61 0 ( 1 23 0 4 3 4 ) 4 3 8 1( N mm ) 一2 1 5 N mmz 3 2 3 抗拉( 压 )稳 定计 算 ( 1 )桁架中横杆 1 2 6槽钢的抗压稳定计算。根据 软件内力计算表，槽钢受压力最大值为 N 一5 0 5 1 k N， 受拉力最大值为 4 9 0 5 k N；槽钢 1 2 6抗压稳定条件为 L -m -2 0 5 N ram 2 抗压稳定 ： L i 一l o o o 4 9 8 2 0 0 8 ，根 据受 压 杆件截面分类属 b类，查表 的抗压稳定 系数 一o 9 7 ； ， 一N ( ) 一 5 0 5 1 1 0 。 ( 0 9 7 1 5 6 9 2 ) 1 6 5 9 4 ( N ram ) 力一2 0 5 N mmz 。 抗 拉稳定 ：厂 一N ( )一4 9 0 5 1 0 。 ( 1 5 6 9 2 )l 5 6 3 1( N ram ) r 门 一2 0 5 N ramz 。 ( 2 )桁架中竖杆抗压稳定计算。根据软件 内力计算 表，分析得角钢受压力最大值为 一 一2 9 4 k N， 5 0 6角钢抗压稳定条件为 _ 厂 1厂 一 2 0 5 N ram。 。 一 f 一1 o o o 9 1 5 2 3 6 ，根据受压杆件截面分 类属 b 类 ，查表的抗压稳定系数 妒 一O 8 4 5 。 ， 一N ( )一2 9 4 1 0 。 ( 0 8 4 5 5 6 8 8 ) 6 1 1 7 ( N ram。 ) r 门 一2 0 5 N mmz ( 3 )桁架中斜杆抗压稳定计算。根据软件内力计算 表，分析得斜撑钢管端部受压最大值为 N 一2 0 8 5 k N ( L 1 1 1 2 m) ，中部受拉大值为 N x 2 1 9 4 9 k N ( L 2 1 4 1 4 m) ；钢管抗压稳定条件为 -厂 一 2 0 5 N n n z 。 端部 ： L 1 i 一1 1 2 0 2 9 4 3 8 1 ，根 据受 压 杆件 34 截面分类属 a 类 ，查表的抗压稳定系数 =0 9 4 6 ；f x N l ( ) 一 1 9 2 1 l O 。 ( o 9 4 6 1 5 6 4 5 1 ) 1 2 9 7 9( N mm2 ) 厂 一2 0 5 N mm2 。 中部 ：厂 2 一N x 2 A一1 9 4 9 1 0 。 1 5 6 4 5 1 1 2 4 5 8 ( N mmz ) 门 一2 0 5 N mm2 。 ( 4 )抗剪稳定计算。根据软件内力计算表，分析得横杆 受剪力最大值为 _N 一1 9 7 k N，其他杆件接近于零杆件。槽 钢 1 2 6 钢抗剪稳定条件为 _厂 v 一 1 2 5 N mm 。 一 A一 1 9 7 ( 1 5 6 9 2 ) 6 2 8 ( N mm。 ) 一1 2 5 N r n mz 3 3 预埋工字钢计算 工字钢埋件支撑桁架上部全部荷载，每个支撑点受 力为 3 3 4 9 6 1 1 5 8 2 1 9 4( k N) 。受支撑点取距离混 凝 土面 1 5 c m处 。 抗弯稳定计算：， v M 八r 一1 9 4 0 1 5 ( 1 2 x 2 3 6 9 0 0 ) 1 0 2 ( N r n m ) l 一2 1 5 N mm 。 挠度计算：( U =F L 3 3 E I 一1 9 4( O 1 5 ) 。 ( 3 2 0 6 1 0 1 1 2 7 0 0 0 0 ) 一O 0 9 ( ram) L 5 0 0 =0 3 ram，满足要求。 4桁架结构设计 及加工 ( 1 )大横杆：桁架大横杆采用双槽钢 ( 1 2 6号)内 加钢板 ( 一1 6 c m)焊接的形式，两侧槽钢连接点须错 头焊接，在节点位置槽钢之间增设钢板，在设有斜拉钢 管的部位钢板尺寸为 4 0 c m) 3 0 c m ( 长宽) ，外露 2 0 c m 与角钢和钢管焊接；在 只有角钢焊接点处钢板尺寸为 2 0 c mX 2 0 c m ( 长宽) ，外露 1 0 c m与角钢焊接。 ( 2 )斜杆 ：斜杆与外露钢板焊接，焊接时先将斜杆 钢管对称开缝，将钢板卡入缝内，钢管缝隙与钢板相接 部分做焊缝焊接，注意开缝长度须与卡人钢板长度一致。 ( 3 )竖杆 ：竖 杆 采 用 角 钢 5 O6 ，焊 接 于 钢 板 左 右 ，以保证结构稳定。 ( 4 )连接杆：每个 桁架 由左右 两侧 单面结构 通过 5 O 6 角钢与左右两侧的槽钢内侧焊接，焊接点为节点 位置 ，并增加对角点的焊接 ，连接成柱形结构。 ( 5 )对角加固焊接：对于 6道梁桁架 ( 1 5 ml m) ， 每道利用 5 O 6角钢焊接 3排进行对角加固。 所有焊接处的焊缝一律要求连续满焊，焊缝高度保 证 l c m，单根杆件在每个节点处的焊缝总长度根据各杆 的受力大小需达到要求的长度。 桁架焊接加工细部样式如图 5所示。0 7 m板桁架结 构设计见 图 6 。各部位材料 表见表 1 。 ( 下转 至第 5 8页) 一 水 利 水 电 施 工 2 0 1 6 第 2 期 总 第1 5 5 期 累计完成帷幕灌浆共 5 9个单元 ，合格率 1 0 0 ，优 良单 元 5 6个 ，优 良率 9 4 9 。 受变形拉裂体 影 响部位 经上 述措 施 处理 后均 一 次检 查合格，灌后透水率均小于 3 L u 。各部位灌后检测孔岩 芯中可明显见水泥浆液结石、丙烯酸盐浆液结石，浆液 在裂隙中填充饱满。水泥化学复合灌浆芯样经第三方抽 检检 测 ，c qx J 0 1各 取 样 深 度 的 渗 透 系 数 均 小 于 6 2 5 1 0 c m s ，C QX J 0 2各取样深度 的渗透系数均小于 7 2 4 1 0 c m s ，满 足防渗要 求 。 工程 于 2 0 1 4年 5月 5日通过 蓄水安 全鉴定 ，8月 1 8 日通过 蓄水 验收 ， 8月 2 0日下闸 蓄水 ，3台机组 于 9 月 7 日正式并入 四川 I 电网投入商业运行 。大坝运行安全，渗 流监测正常，监测数据表明上游库区水位在正常蓄水位 时 ，最 大渗 流量在设计允许范 围之 内。 6 结束语 蠕滑变形拉裂体的防渗处理是斜卡水电站防渗处理 ( 上接第 3 4页) 工程的重点和难点，是一个系统性工程。本工程针对其 不同部位，结合其地质特征 ，采用不同的灌浆工艺施工， 取得 了满意 的效果 ，有 效 地缩 短 了施工 工期 ，保证 了工 程质量，为电站施工期及营运期的安全提供 了保障。这 一 套针对复杂地质条件的处理技术 ，不但对本工程有重 要的意义，还可为今后类似工程提供资料和参考。 ( 1 )本工程所采用 的自密实砂浆具有高流动性、不 离析、黏度低，无须振捣而达到密实等特点，施工简便， 用于帷幕灌浆施工满足防渗要求。 ( 2 )本工程所采用的双液灌浆法，浆液初期具有宾汉流 体的特征，初始流动l 生 彳 艮 好，初始距离较大，一定时间后黏 度变大，流动l生 降低，既能保证灌浆质量，又能有效控制浆 液扩散范围，有利于减少复灌率，缩短施工工期。 ( 3 )针对变形拉裂体的底滑面以及墙下覆盖层的动 水条件灌浆 ，本工程采用丙烯酸盐灌浆工艺，浆液能灌 人比湿磨细水泥更小的裂隙，并且随着缓凝剂掺加比例 的不同，浆液能在 1 4 6 0 mi n内胶凝固结，为类似防渗 工程提供了借鉴。 表 1 各 部 位 材 料 表 杆件 材料 型号 数量 杆件编号 备注 类型 名称 规格 ( m) 双根加钢板 大横杆 槽钢 1 2 6 9 1 2 l 1 2 ，3 8 4 9 型焊接 1 3，1 5 ， 1 7 ， 1 9 ， 竖杆 角钢 5 0 6 2 6 2 1 ，2 3 ，2 5 ，2 7 ， 与横杆焊接 2 9， 3 1 ，3 3，3 5，3 7 续表 杆件 材料 型号 数量 类型 名称 规格 ( m) 杆件编号 备注 8 9 ( 占 一 1 4 ， 1 6 ， 1 8，2 0， 斜杆 钢管 3 3 2 2 ，2 4 ，2 6 ，2 8 ， 与横杆焊接 6 ram) 3 0 ，3 2， 3 4，3 6 连接杆 角钢 5 O 6 6 5 左右连接 图 5 桁 架焊接加 工细部样式示意 图 ( 单位 ：mm) 70 0 e l 00 0 I l 0 0 0 f l 0 00 I 1 0 0 0 I 1 0 0 0 1 1 0 0 0 I l 0 00 I 1 0 0 0 I 】 00 0 I 1 0 0 0 I 70 0 5 结束语 图 6 0 7 m板桁 架结构设计 图 ( 单位 ：m m) 现场尾水平 台 已按设 计 方案施 工 完成 ，过程 中完全 保证了施工进度、质量 、安全等各个环节 ，并较大地节 5 8 约了施工成本，对现场起了明显的赶工作用。钢结构支 撑桁架的灵活运用，可以解决类似板梁混凝土现浇支撑 的问题 ，为高落差 、大 跨度 的梁 板现 浇混 凝 土施 工提 供 了一种较好 的施工方法 。