岩锚梁混凝土浇筑时支撑排架的应用.pdf

第5 期 ( 总第1 3 4 期) 中国水 雠及电气化 N o 5( T O T A L N o 1 3 4 ) 2 0 1 6 年 5 月 C h i n a Wa t e r P o w e r & E l e c t r i f i c a t i o n D OI ：1 0 1 6 6 1 7 j c n k i 1 1 - 5 5 4 3 T K 2 0 1 6 0 5 0 0 5 岩 锚梁混凝 土浇筑 时支撑排架 的应用 王 丹 ( 辽宁润中供水有限责任公司，辽宁 沈阳 1 0 0 1 6 6 ) 【 摘要】 在地下工程设计中，越来越多采用岩锚梁作为起 吊设备的基础，这种设计既可节约工程量又安全可 靠。在岩锚梁混凝土浇筑过程中，由于各方面的原 因造成模板处于悬空状态。本文结合工程实例 ，通过材料力 学的方法计算，证明采用排架作为模板的支撑是安全可靠的。 【 关键词】 岩锚梁；承重排架；模板 中图分类号：T V 5 5 4 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 6 7 3 - 8 2 4 1 ( 2 0 1 6 )0 5 - 0 0 1 1 - 0 4 App l i c a t i o n o f s uppo r t i n g f r a m e d be nt du r i n g r o c k a nc ho r be a m c o nc r e t e p o ur i ng W ANG Da n ( L i a o n i n g R u n z h o n g Wa t e r S u p p l y C o ， L t d ， S h e n y a n g 1 0 0 1 6 6 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Ro c k a n c h o r b e a ms a r e a d o p t e d a s t h eu n d a t i o n o f l i f t i n g e q u i p me n t ， wh i c h a r e mo r e a n d mo r e wi d e l y u s e d i n u n d e r g r o u n d e n g i n e e r i n g d e s i g n T h e d e s i g n c a n s a v e e n g i n e e r i n g q u a n t i t y ，wh i c h i s s a f e a n d r e l i a b l e T e mp l a t e s a r e s u s p e n d e d d u e t o r e a s o n s i n a l l a s p e c t s i n t h e p r o c e s s o f r o c k a n c h o r b e a m c o n c r e t e p o u tin g En g i n e e r i n g e x a mp l e s a r e c o mb i n e d i n t h e p a p e r ，a n d i t i s p r o v e d t h a t f r a me d b e n t i s s afe a n d r e l i a b l e a s t e mp l a t e s u p p o a c c o r d i n g t o c a l c u l a t i o n t h r o u g h me c h a ni c s o f ma t e r i a l s me t h o d Ke y wo r d s ：r o c k a n c h o r b e a m ；b e a r i n g b e n t ；t e mp l a t e 1 工程概 况 观音 阁水 库地下 电站位 于进 水 口后 1 5 6 7 m处 的 山体 内 ，衬 砌 后 的 尺 寸 为 9 5 m X 2 0 5 m X 4 1 3 0 m ( 长 X 宽 高 ) 。厂 房 内 安 装 有 2 台水 轮 发 电机 组 ( 单 台装 机容量为 1 3 MW) 和 2台直径 为 2 4 m 的锥 形消能阀。为满足机组安装及检修时吊装的需要 ，在 厂房顶部 的岩锚 梁 上 设 置桥 式 起 重机 ，起重 荷 载 为 7 5 t 。岩锚梁高 2 8 6 4 m、宽 2 m，岩壁角 3 5 。 ，梁体底 面倾角 4 8 8 。 ，采用 C 3 5钢筋混凝土 ，岩锚梁锚杆每 个截面有 4根 ，其 中 2根 直径为 3 2 ra m，长度 分别 为 8 5 m和 7 2 m，入岩长度分别 为 7 m和 6 m，间距 分别 为 7 0 c m和 7 5 c m； 1根直 径为 2 5 r n r n ，长度 为 7 m，人 岩长度 为 6 m，间距 为 1 5 m；1根为 受压 钢筋 ，直 径 为 3 2 m m，长度为 7 2 m，人 岩长度 为 6 m，间距为 7 5 c m。岩锚 吊车梁标准断面见下页 图。 2 模板外承重排架设计 由于岩锚梁混凝土浇筑时 厂房 已开挖至 2 6 2 3 0 m 高程 ，开挖面与模板底部高差为 6 m，造成岩锚梁浇 7 1 施工技术 Co ns t r uc t i o n Te c h no l o g y 岩壁吊车梁标准断面图 筑时其模板处于悬空状态，为保证混凝土浇筑过程中 递给基础。 模 板的整体 稳 定性 ，需 在钢 模 板外 设 置 承重 排 架支 撑 。具体设计参数如下： 排 架 立 杆 采 用 单 立 杆，立 杆 的最 大 纵 距 为 0 7 5 m，横距 为 0 4 5 m；横杆的最大 步距为 0 7 m，与 墙距离为 0 3 8 m；横杆与立杆采用单扣件连接 ，连墙 件采用 1 2拉杆与边墙系统锚杆焊接 ；采用的钢管直 径 为 4 8 m m，厚 3 5 m m。 本计算主要针对承重排架立杆的稳定性与支撑工 字钢的强度、挠度及地基承载力进行核算；由于岩锚 梁混凝土浇筑时无法进行其他作业 ，故排架的稳定计 算按照只浇筑岩锚梁的情况进行考虑。 承重排架的垂直荷载 ( 自重和施工荷载)由小 横杆 、大横杆和立杆组成 的排架 承受 ，并通过 立杆传 1 2 2 1 荷载确定 横板系统 自重 ： P = 4 8 k N m ； 钢 筋 混 凝 土 自重：P 2=2 5 k N m 2 4 2 m = 6 0 5 k Nm ； 施工均布荷载 ： P 3 = 2 5 k N m ； 振捣混凝土产生 的荷载 ： P = 2 k N m ； 静荷 载 标 准 值 ：N G= ( P 1+P 2 ) 0 4 5 m 0 7 5 m =2 2 0 4k N： 活荷 载 标 准 值 ：N o= ( P ，+P ) 0 4 5 m 0 7 5m =1 5 2 k N。 2 2 立杆稳定校核 不考 虑风荷 载时 ，立杆的轴 向压力设计值 为 N= 1 2NG+1 4 N0=28 5 8k N。 施工技术 C o n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y 立 杆稳定性按下式计算 ： ( 鲫 ) f 式中 _计算立杆段的轴向设计值 ，为 2 8 5 8 k N； 沙 轴 心 受 压 构 件 的 稳 定 系 数 ，查 表 为 1 7 0； A 立 杆的截面面积 ，A= 4 8 9 c m ； 产 _ 钢材 的抗 弯强度设计值 ， 8钢管 f= 2 0 5k Nmm 。 代入公式得 ： ( )=8 1 6 N m m 厂=2 0 5 N r n m 因此 ，立杆稳定性满足要求 。 2 3 纵向钢支撑验算 工字钢 ( I 1 8 )沿纵 向通 长布 置在 承重 排架 的调 节顶托之上 ，按简支梁校核跨 中弯矩和挠度。 2 3 1 强度 校核 1 2( P 1 + P 2 )+1 4( P 3+P 4 ) q 一 = 7 0 5 5k Nm Z= 0 7 m 则跨 中弯矩 M =q l 8=7 0 5 5 k N m ( 0 7 ram) 8 ： 4 9 6 kN 1T I ：一 M ： ：2 6 7 3 MP a W 1 8 5 4 4 41 0一H l 3 。 一 一 = 1 6 0MPa 强度满足要求 。 2 3 2 挠 度计 算 f=5 q l ( 3 8 4 E I )=0 1 0 m m 1 2 0 0 =5 m m 挠度满足要求 。 2 4 横杆计算 按照 建筑扣件式钢管脚手架安全技术规范 第 5 2 4条的规定 ，大横杆按 照三跨 度连续梁进 行强 度 和挠度计算 ，此处小横杆按二跨度连续梁进行核算 。 2 4 1 纵向水平横杆弯度设计值 M =1 1 2 X 7 0 5 5 k N m ( 0 7 I n 3) ：0 3 6 7 k N i n = MW = 0 3 6 7k N m 5 0 8 c m = 7 2 2 k N mm f=2 0 5 N mm 纵向水平杆的抗弯强度满足要求。 2 4 2 横 向水平杆 弯度设计值 M =0 0 77 0 5 5 k N m ( 0 3 8 m) =0 7 1 3 k Nm =MW = 0 71 3k N m 5 08 c m。 = 1 4 0 4 N m m f =2 0 5 N m m 横向水平杆的挠度满足要求。 2 5 操作平台允许承载力 操作平台按简支梁校核钢管抗弯强度 ，由 = M = M = 2 0 5 N mm 得 ： M= 1 0 4k N I n Y M= 警 ( z 按 0 9 m 1) ， 代 人 数 据 得 ： = 垡 = 1 0 4 kN m q = 1 0 2 7k Nm 即操作 平 台承载 力 为 1 0 4 8 k g f I n ，按 不超 过 6 0 0 k g f m 控制 。 2 6 地基承载力计算 立杆 基础底 面的平 均压力应满足 P 。 地基 承载力设 计值 为 ： g ：l 扣 K c 式中厶地基承载力标准值 ，取 1 5 0 0 k N m ； 脚 手 架 地基 承 载力 调 整 系 数 ，对 碎 石 土 、砂土 、回填 土取 0 4 。 代人数据得： = 1 5 0 0 k N m X 0 4 = 6 0 0 kN m 底部采用 1 0 c m1 2 c m方木 支撑 。 立杆基础底 面的平均压力 为 ： p= N A = = 3 1 8k N m =6 0 0 kN m。 地基承载力满足要求 。 3 模板架立 3 1 排架搭设 施工排架宽 2 8 m、高 6 m，采用 ,t a g3 5钢管 7 3 施工技术 Co ns t r u c t i o n Te c h no l o g y 进行搭设 。立杆 间排距 为 7 5 0 ra m X 4 5 0 ra m，横杆 间排 距 为 6 5 0 ra m X 7 0 0 m m，并 采用 纵 横 向剪 刀 撑进 行 加 固。排架搭设前先对基 岩面进 行清理 ，整平 安装托底 枋木后 ，再按 照设计 图纸将 用于施工平 台搭 设 的立杆 直接落 到基础层 上 ，然后搭设 纵横 向钢 管。在施工排 架 的顶 部 2 7 0 9 8 m 高程搭 设施 工平 台，宽 1 5 m，施 工平台上铺设马道板，并用铅丝将马道板与钢管脚手 架绑扎连接，以防马道板发生滑动。搭设排架的同时 在 平行 于洞轴线方 向采用 8钢管搭设施工爬梯 ，并 根据现场实际情况进行布设，且对 2 7 0 9 8 m高程以上 排架和爬梯靠洞轴线侧挂绿色安全网，以保证施工作 业 人员安全 J 。 3 2 模板体系与安装 3 2 1 模 板体 系 由于岩锚梁为永久外露面结构 ，对其 外观质量 要 求高。岩锚梁斜面和直立面模板均采用 1 8 m m厚竹胶 合板面板。岩壁吊车梁混凝土采用 5 c l n X 8 c m3 0 c m 枋木作为背枋，枋木 5 c m面与模板面相贴 ，背枋后采 用双排 8 X 3 5钢管 和 + 1 4拉筋进 行加 固 ，拉筋 按 6 0 c m X 9 0 c m布置 ，拉 筋末 端加 工 成螺 纹与 纹套 筒 连接 ，纹套筒通过模板及钢管后 的蝶形 扣件后 与螺母 连接固定。堵头模板和键槽模板现场均采用木模板拼 装 。基岩面超挖空隙处采用木条 + 砂 浆进行拼 补 。岩 锚梁斜面竹胶合板与直面竹胶合板连接处预先将斜面 竹胶合板 加工 成 4 8 8 。 斜 角 ，同时 采用 双 面胶 贴 缝 ， 以利于模板连接处的密实 ，斜面竹胶合板之间也采用 双面胶贴缝 。斜面模板设一排拉筋与 岩锚 梁上 拐点处 系统锚杆焊接 ，并支撑在下部 可调节 撑托上 。单 块模 板由四根枋木组合 ，双排 8钢管和 + 1 4拉筋进行内 拉 ，可调节撑托配合脚手架管进行外撑 。 岩锚梁直立 面竹模板安装 就位后 在其 内侧 采用双 面胶黏结，使模板连接处黏结密实。模板采用 四排 1 4拉筋和内撑杆等手段安装固定，拉筋焊接在岩锚 梁上拐点处系统锚杆和岩锚梁上拐点以上 6 0 c m处增 设 的 2 5 ，L=1 5 m入岩 1 3 m 1 0 0 c m插筋上 ，拉筋 末端加工成螺纹与纹套筒连接 ，纹套筒通过模板及钢 管后 的蝶形扣件后 与螺母 连接固定 。 1 4 岩锚 梁堵头模板后采用 5 c m X 8 c m3 0 c m枋木 作 为背枋 ，枋 木 5 c m面与模板面相贴 ，背枋后采 用双排 8 X 3 5 6 0 0 c m钢管和 + 1 4拉筋进行加 固。 键槽模 板按 照设计 图纸 中尺寸及高程 部位进行 布 设 ，采用木材加工成木盒子 固定在堵头模板 上。 3 2 2模 板安 装 斜面模板和直面模板在安装处连成整体后吊装就 位，按测量放样提供的边线 、中心线及高程点立模。 模板安装就位后，再次测量复核其高程和水平位置。 双面模板安装完成后 ，拼缝模板之问利用双面胶 补缝 ，模板表面涂刷脱模剂 。模板要 求组装 紧密 ，拼 缝之间不允许有错台，模板组装后要求整个板面平整 光滑。模板全部安装完成后，测量检查模板是否符合 设计要求，并为结构钢筋的安装放线。 模板校正时 ，如果相邻两块体混凝 土面变 形均在 允许范围内，一定要与相邻两块体混凝土面紧密贴 合 。模板应保证有足够 的搭接 长度 ，严防连接 部位 出 现错台、挂帘等现象。模板校正后 ，最大允许误差必 须控制在设计允许范 围内。 焊接后的拉筋必须平直 ，不允许有弯折和松脱现 象 。拉筋 的搭接焊缝 长度不 得小 于 l O d ，焊 缝必 须饱 满连续，焊接时竖向焊缝必须 自下而上焊。拉筋焊完 后 ，加装螺纹套筒 ，并应及时通 知外 面 的模板 工将套 筒螺杆上紧 ；对于 紧堵头模板 的拉 筋 ，以手感 到受力 为准 ，不能将堵头模板偏转 、移位 。 4 结 语 通过在模板外设置承重支架，保证了混凝土浇筑 时模板 的稳 定。该 工程 于 2 0 1 3年 1 1月 2 1日开 始施 工 ，2 0 1 3年 1 2月 3 1日全 部完 成 岩 锚 梁混 凝 土 的浇 筑 。实践证 明此次设计是科学 的 ，为类似工程 提供 了 参考 。A 参 考文献 1 J G J 1 3 0 _2 0 1 1建 筑施 工 扣 件 式 钢管 脚 手 架安 全 技 术 规 范 s 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 1 1 2 胡香伟 锦屏 一 级水 电站 地下 厂 房岩 锚 梁 混凝 土施 工 技 术 J 云南水力发电 ， 2 0 1 0 ( 2 ) ： 8 0 - 8 4 3 徐萍 ， 朱宝 凡 小湾地 下厂房 岩锚 吊车梁施工技 术 J 隧道 建 设 ， 2 0 0 8 ( 1 ) ： 6 7 - 7 1