高排架结构混凝土在投标阶段的安全施工技术.pdf

65高排架结构混凝土在投标阶段的安全施工技术魏伟应慧能/中国水利水电第十二工程局有限公司【摘要】某工程抽水蓄能电站进出水口启闭机室属于高排架梁板柱结构，闸室平台上部高排架结构与下部闸室之间存在着立体交叉作业情形，在投标阶段就对该部位的混凝土浇筑安全施工技术以及跨越冬期施工保温技术进行细化编排是有必要的，对实施阶段或其他类似工程有指导和借鉴意义。【关键词】高排架果混凝土浇筑技术1工程概况电站区域多年平均气温为13.9，月平均最高气温为2 5.6（7 月），月平均最低气温为1.7（1月），极端最高气温为3 8.7，极端最低气温为一13.5。上水库进、出水口启闭机排架结构尺寸为18.0 m10.6mX18.8m（长宽高）。启闭机排架柱由4根独立的立柱组成，立柱之间由2 根柱间连系梁连接，顶板主要由2 根连系大梁、6 根次梁组成。立柱截面为1.5m1.5m（长宽），连系梁主梁尺寸截面为1.2 m2.4m（宽X高），次梁截面为0.8 m1.4m（宽高），启闭机平台板厚2 5 cm。2施工方案在钢筋加工厂集中进行钢筋制作，由加工场的10 t龙门吊吊至运输汽车运至现场，人工安装，工作面采用35t汽车吊进行吊运；采用钢模板为主，木模板为辅进行立模；闸门井采用“工字钢十杉木板十固定式围栏”进行孔口封闭；盘扣式满堂支撑架体系进行模板支撑；采用3 5 t汽车吊及3 m吊罐进行混凝土垂直运输人模。2.1施工布置施工道路布置：外围施工道路接环库公路通至进、出水口闸门竖井平台。施工用水布置：由布置于上水库的水池引接，施工区域附近设置临时水箱。施工用电布置：由布置于闸门井附近用于前期闸门井开挖的5 0 0 kVA变压器供电。2.2启闭机排架混凝土施工工艺流程工艺流程：启闭机排架柱混凝土施工启闭机排架范围场地清场闸门井孔口封闭盘扣式满堂支撑体系搭设底模钢筋安装侧模浇筑梁板混凝土混凝土养护拆模。2.3混凝土浇筑分层规划混凝土采用分层浇筑，根据启闭机排架结构形体尺寸，结合施工规范要求，将框架结构分五层浇筑到顶，分层高度至与梁相交处。启闭机排架分层浇筑部面示意图见图1。2.4柱梁板支撑体系搭建进、出水口闸室启闭机排架混凝土浇筑脚手架搭设规划为以下三个区块，具体如下。（1）排架柱区块：启闭机排架设4根相对独立的柱子，柱子截面尺寸为1.5 m1.5m（长宽）。采用钢管搭设成“井”字形架对模板进行固定，柱子的每两个相对面用拉条对拉紧固。（2）柱间连系梁区块：顺水流方向的排架柱与排架柱之间设连系梁，按闸门井平台0.0 0 0 m高程为参考面，连系梁所在高程分别为6.0 0 0 7.0 0 0 m、12.40 0 13.40 0 m，所在高程的连系梁截面均为0.8 mX1.0m（宽高）。柱间连系梁浇筑均采用盘扣架作梁底支撑，钢模板作梁底模及侧模进行浇筑。（3）启闭机平台主梁、次梁及顶板区块：启闭机平台所在高程为18.8 0 0 m，主梁、次梁及顶板混凝土一次66程混凝土工启闭机平台以上部启闭机平台分为启闭机房结构次梁L2次梁L3次梁L3主染L1次梁L3次梁L3次梁L206835t汽车吊连系梁连系梁进水口中心连系梁线连系梁柱柱009一闸门井平台1501501200150150图1启闭机排架分层浇筑剖面示意图图（单位：cm）性整体浇筑完成。垂直水流方向的排架柱与排架柱之间设主梁L1，主梁截面为1.2 m2.4m（宽高）；顺水流方向的排架柱与排架柱之间设次梁L2，L 2 梁截面为0.8mX1.4m（宽高）；顺水流方向板底两个吊孔左右侧边各设1根次梁L3，L 3 梁截面为0.5 m1.4m（宽高）。均采用脚手架钢管作为梁、板的底部支撑。为保证启闭机排架施工期安全，闸门井平台提升孔需要进行封闭，利用铺设的工18 工字钢作支撑骨架，采用杉木板进行覆盖。模板支撑平面布置示意见图2。水流跨越孔口工字钢梁钢管120009017111闸门井孔中范围8080808080180074747418018080808080118315015001501800图2模板支撑平面布置示意图（单位：cm）67高排架结构混凝土在投标阶段的安全施工技术“排架柱”“柱间连系梁”“启闭机平台”三部分支撑体系之间承担着各部分的主要荷载，通过纵、横向水平杆连成一个整体，以保证任何一个部位混凝土浇筑时整个排架的整体稳定性。2.5模板受力支撑体系分项荷载验算2.5.1柱支撑及模板验算柱模板的背部支撑由两层钢楞组成：第一层为直接支撑模板的竖楞，用以支撑混凝土对模板的侧压力；第二层为支撑竖楞的柱箍，用以支撑竖楞所受的压力；柱箍之间用对拉螺栓相互拉接，形成一个完整的柱模板支撑体系。柱模板设计示意见图3。柱箍竖楞008面板对拉螺栓图3柱模板设计示意图图（单位：mm）柱支撑及模板支模体系验算项目主要有：面板抗弯强度验算、竖楞抗弯强度验算、柱箍抗弯强度验算、对拉螺栓的验算。经核算，采用厚度2 0 mm的标准钢模板、竖楞及柱箍采用国标g48.3mm3.6mm钢管、采用M12对拉螺栓（截面宽度及柱高度方向受力验算），均满足安全受力要求。2.5.2支撑荷载验算分别进行柱间连系梁支撑架荷载验算、启闭机平台主梁支撑架荷载验算、启闭机平台顶板及次梁的模板高支撑架荷载验算，验算结果均满足安全受力要求。.5.3闸门井平台孔口处工字钢截面选择及承载力验算(1)荷载计算：1）何载计算：钢筋及混凝土自重：45 7.5 kN。支撑架钢管总重量：97 kN。钢模板的总重量：16 kN。施工期的活载：13 7 kN。恒荷载：（45 7.5 kN+97kN+16kN）X 1.0 5=599.025kN。活荷载：13 7 kNX1.2=164.4kN。总计：7 6 3.42 5 kN。（2）工字钢截面选择：一根工字钢受力：1/8 X763.425kN=95.43kN。一根钢管传至工字钢的力：F=1/495.43kN=23.8575kN。Mmx=0.747F+0.32F+0.3735F=34.37kNm。W=(34.37X100)/(1.05X215X0.1)=152.25(cm)。查型钢特性表，选用材料为工18 工字钢。W,=185.4cm，I=16 6 9 c m，I/S,=15.6 7 c m,tw=6.5mm,t=10.7mm。圆弧半径r=8.5mm，g=2 4.13 9.8 110-3=0.237(kN/m)。（3）强度与稳定性验算：弯应力：=M/(W)=34.37X100/(1.05X185.4)=176.56N/mmf=215N/mm。剪力：V,=56.7625kN。剪应力：t=V,S,/I,tw=56.76/15.67X0.65=55.73(N/mm)f=125N/mm。（4）挠度验算：最大挠度近似值：Y=6.33PL3/(384EI)=6.33X23.8575X10-2X3003/(384X2.06X104X1669)=3.1X103 cmL/250=1.2cm。以上验算结果表明，选用I18工字钢支撑强度满足要求。2.6钢筋加工及焊接钢筋加工前，将钢筋配料表逐一与设计图纸校核，检查下料表有否遗漏，检查无误后方可开始加工。钢筋表面洁净无损伤，油漆污染和铁锈等在使用前清除干净。有局部弯折的钢筋进行调直，箍筋末端弯钩长度和钢筋加工后的允许偏差分别满足规范要求，钢筋在加工厂加工成形运至现场人工绑扎。主筋采用套筒连接或规范及设计要求方法进行连接，直径D25mm的辅筋采用搭接焊连接或规范及设计要求方法进行连接；直径D25mm的辅筋采用套筒连接或规范及设计要求方法进行连接，主筋及辅筋接头均应错开布置，同一断面接头不得超过5 0%。钢筋接头采用搭接焊的，双面焊搭接长度不小于钢筋直径的5 倍，单面焊不小于钢筋直径的10 倍。2.7混凝土浇筑及振捣上水库进、出水口闸室启闭机排架混凝土浇筑均采用3 5 t汽车吊配合3 m卧罐吊运人仓面。启闭架柱第一层混凝土浇筑之前，先将结合处的老混凝土面凿68程混凝土工毛并冲洗干净。在浇筑第一坏混凝土前，先均匀铺设一层厚2 3 cm的水泥砂浆。砂浆的标号比同部位混凝土标号高一级。每次铺设砂浆的面积与浇筑强度相适应，以铺设砂浆后3 0 min内被混凝土覆盖为限，铺设工艺保证新浇混凝土能与基岩或老混凝土结合良好。浇筑时保持连续性，如因故中止且超过允许间歇时间（自出料至覆盖上坏混凝土为止），则按施工缝处理，施工缝处理时对老混凝土面全部凿毛，去除表面的浮浆和表层凝固的混凝土。浇人仓内的混凝土随浇随平仓，防止堆积。仓内若有粗骨料堆积时，将堆积的骨料均匀散铺至砂浆较多处，使混凝土级配均匀，以免造成内部蜂窝。混凝土自由下落高度不大于2 m，超过此界限时采取缓降措施。每层下料高度不得超过振捣器头长度的1.2 5 倍。对于本处排架结构，考虑到模板的稳固性，每层下料高度按照3 0 cm控制。该排架分仓最大浇筑高度为5 m，充分考虑振捣棒的软轴长度，同时，梁柱结构连接处属混凝土浇筑薄弱部位，配备2 台$3 0 mm振捣棒，该型号振捣棒同时也适用于小截面处混凝土浇筑。混凝土浇筑工程中，安排专职技术人员对可能出现的模板变形、漏浆等情况进行观察，必要时采取加固，堵漏措施。2.8混凝土养护混凝土养护派专人负责。混凝土浇筑完毕后6 18 h内（初凝后）开始进行养护，养护所使用的土工布保证湿润，覆盖养护到达到一定强度后开始洒水养护。3冬期施工保温技术当日平均气温稳定在5 以下或最低气温稳定在一3 以下时，混凝土施工遵照规范有关规定，按低温季节混凝土施工实施。（1）浇筑前温控措施。1）混凝土搅拌运输车用定制的加棉帆布覆盖。2）低温季节施工的混凝土部位不宜分散，尽可能集中连续浇筑。3）选择每天光照充足或环境温度相对较高的正温时段进行浇筑。4）备好塑料薄膜、保温被等保温材料。（2）浇筑过程中温控措施。1）采用大型混凝土运输设备（如10 m以上搅拌车）和足够数量的振捣器等浇筑设备。2）搅拌车罐身采取保温被进行包裹保温。（3）浇筑完成后立即进行覆盖保温，铺设“一层塑料薄膜十两层保温被”方式对所浇混凝土进行包裹。（4）推迟拆模时间，拆模时间延长至3 d以上。4结语按照文章所述的启闭机高排架结构混凝土浇筑技术及冬期施工保温技术，对该工程实施阶段或类似工程具有一定的指导和借鉴意义。但在工程实施前，需要进一步核算满堂脚手架支撑受力、孔口工字钢承载力以及冬季施工保温的热工计算，确保高排架结构混凝土完成的质量、安全、进度等要求在受控区间。