拱壩壩頂交通橋及工作橋的施工管理

卜明玉 劉學(xué)工 崔倫義 李明秋

拱壩壩頂交通橋及工作橋的施工管理

卜明玉 劉學(xué)工 崔倫義 李明秋

南俄5水電站交通橋及工作橋施工具有模板支撐高度大、施工總荷載高、單梁跨度較大的特點，且施工作業(yè)面狹窄、施工機(jī)械設(shè)備有限、技術(shù)要求高、施工難度大以及危險系數(shù)高等特點，通過不斷的修改和探索，采取最合適的施工方式進(jìn)行施工，既滿足了施工的工程質(zhì)量要求，又同時加快了施工進(jìn)度，確保工程順利發(fā)電。

碾壓混凝土拱壩 交通橋 工作橋 支撐系統(tǒng)

1 工程概況

南俄5電站攔河壩為碾壓混凝土重力拱壩，壩頂高程1 103.00 m，最大壩高100.50 m，壩頂寬度6.0 m，拱冠梁底寬42.00 m，拱冠梁厚高比0.424，壩頂中心線弧長234.848 m，弧高比2.42，頂拱中心角92.794°。壩頂交通橋全長87.2 m，共計7跨，最大單跨跨度13.4 m，橋長單跨13.4 m；工作橋，共計3跨，單跨跨度12 m，單跨橋長13.4 m。壩頂交通橋及工作位于壩中間，跨溢流壩段。

2 施工的特點和難點

壩頂交通橋及工作橋橋梁設(shè)計為預(yù)制梁。交通橋單T型梁混凝土方量8.73 m3，重約22 t，工作橋單T型梁混凝土方量7.0 m3，重約17.5 t?？紤]到老撾地區(qū)起吊設(shè)備最大為50 t汽車吊，橋梁無法吊裝，因此，壩頂交通橋及工作橋橋梁只能考慮現(xiàn)澆施工。

交通橋及工作橋施工存在以下特點：模板支撐高度比較大，最大支撐高度超過25 m；施工的總荷載比較大，最大達(dá)到22.7 kN/m；支撐系統(tǒng)底部處于傾斜的溢流表面，最大坡度達(dá)到45°；梁的跨度交通橋最大將近14 m，壩頂?shù)介l墩的4跨交通橋其地面到橋面的高度近100 m，施工進(jìn)度緊。

3 施工方案設(shè)計

3.1 交通橋梁及工作橋梁支撐

交通橋梁（L1）及工作橋梁（L7、L8）支撐采用扣件式鋼管腳手架，扣件式鋼管腳手架立桿間排距0.75 m，步距1.2 m，立桿距閘墩混凝土325 mm，壩縱軸向水平橫桿必須頂攏兩側(cè)閘墩混凝土，壩橫軸向連續(xù)剪力撐均勻布置，剪力撐桿水平間距3 m；頂部梁結(jié)構(gòu)下面剪力撐加密加強(qiáng)。

3.2 交通橋梁支撐

由于交通橋梁采取工字鋼梁支撐結(jié)構(gòu)，按混凝土施工最不利單梁支撐情況考慮，其單梁受力情況簡化如圖1所示。

圖1 工字鋼單梁受力情況簡圖

工字鋼支撐梁選用45a工字鋼，A、B支點預(yù)埋20a工字鋼，通過查閱《熱扎普通工字鋼》規(guī)范，查得45a工字鋼慣性矩I=32 240 cm4、截面抵抗矩W=1 430 cm3，20a工字鋼截面面積S=35.5 cm2。Lmax=1 050 cm。工字鋼為3號鋼，查得其允許應(yīng)力σ=1 70 MPa，允許剪應(yīng)力τ=100 MPa，彈性模量E=2.1×105MPa

3.2.1 單梁支撐荷載（q）計算

（1）45a工字鋼、架管和鋼模自重荷載：q1= 15 N/cm；

（2）新澆混凝土、鋼筋荷載：q2=175 N/cm；

（3）振動荷載：q3=30 N/cm；

（4）工作人員、澆筑設(shè)備、工具荷載：q4=7 N/cm。

荷載組合：q=q1+q2+q3+q4=227 N/cm。

3.2.2 強(qiáng)度計算

最大彎矩計：M=qL2/8=31 283 430 N·cm；最大應(yīng)力：σ=M/W=218.77 MPa＞170 MPa。檢查發(fā)現(xiàn)，梁混凝土如若采取一次性澆筑，45a工字鋼梁結(jié)構(gòu)支撐不能滿足要求。此時可考慮增加45a工字鋼加強(qiáng)支撐強(qiáng)度，也可考慮混凝土分層澆筑。但由于增加45a工字鋼，增加投入成本，后期45a工字鋼拆除比較困難，因此，考慮梁混凝土分次澆筑。梁混凝土分2層澆筑，第1層混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)14 d后，再進(jìn)行第2層混凝土澆筑。

3.2.3 分2 層混凝土澆筑強(qiáng)度計算

分2層混凝土澆筑荷載計算：新澆筑、鋼筋荷載q2=95 N/cm，荷載組合q=q1+q2+q3+q4=147。

最大彎矩計：M=qL2/8=18 880 310 N·cm；

最大應(yīng)力：σ=M/W=141.67 MPa＜170 MPa；

A、B支點：Vmax=RA=RB=qL/2=77 175 N；

最大剪應(yīng)力：τ=Vmax/S=21.74 MPa＜100 MPa。

3.2.4 撓度驗算

考慮工字鋼梁支撐上面腳手架支撐結(jié)構(gòu)，Lmax= 760 cm，最大撓度（L2梁工字鋼撓度）fmax=0.943 cm＜2 cm（混凝土結(jié)構(gòu)永久誤差）。

梁混凝土澆筑分2次澆筑，工字鋼梁結(jié)構(gòu)支撐滿足要求。

4 重點施工工序控制

4.1 支撐架搭設(shè)施工管理

腳手架施工應(yīng)采用自下而上，人工搭設(shè)。工字鋼梁上面腳手架支撐，應(yīng)先施工水平架管，再施工立柱架管，并與工字鋼梁鎖定后，再從下往上搭設(shè)。施工中應(yīng)考慮橋梁自身結(jié)構(gòu)的彈性撓度，底部處于傾斜的溢流面表面，腳手腳搭設(shè)應(yīng)考慮2.5‰L起弧，溢流面腳手架，立桿必須與溢流面錨筋焊接固定，避免腳手架溢流面滑動?？奂焦芗_手架搭設(shè)必須嚴(yán)格按照設(shè)計尺寸搭設(shè)，立桿和水平桿結(jié)果頭均應(yīng)錯開在不同的區(qū)框格層中設(shè)置，立桿的連接必須采用對接扣件對接，水平桿的連接采用搭設(shè)形式連接在同一立桿上。腳手架搭設(shè)完成后，必須驗收合格后方可投入使用，并必須在架體周邊設(shè)置安全警戒線。

4.2 混凝土澆筑施工管理

在混凝土澆筑前應(yīng)再次對支架的支撐情況進(jìn)行檢查，如若發(fā)現(xiàn)下沉，松動和變形情況及時解決，澆筑期間，檢查支撐、模板、鋼筋和預(yù)埋件等穩(wěn)固情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有松動，變形、移位時及時加固。

橋墩混凝土與大壩碾壓混凝土采取分倉澆筑，大壩碾壓混凝土澆筑時，預(yù)留橋墩結(jié)構(gòu)部分。為保證橋墩混凝土和大壩混凝土之間緊密結(jié)合，橋墩混凝土澆筑前，應(yīng)對大壩混凝土接觸部分進(jìn)行鑿毛處理，并沖洗干凈，同時橋墩混凝土中應(yīng)摻入MgO，UEA，SY-G等膨脹劑。

為確保施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制施工工序，交通橋梁L2，L6混凝土澆筑采取必須分2層澆筑，且第2層混凝土必須待第1層混凝土澆筑滿14 d后才可以進(jìn)行。第1層混凝土澆筑后，不能拆除橋梁下面支撐工字鋼結(jié)構(gòu)，必須等待第2層混凝土養(yǎng)護(hù)14 d后，再進(jìn)行拆除。

4.3 工字鋼拆除施工管理

在梁混凝土澆筑時，應(yīng)按要求預(yù)埋吊環(huán)，方便后期45a工字鋼拆除，拆除時應(yīng)采取由外到內(nèi)，先拆除外部工字鋼。在外部工字鋼兩頭焊接吊環(huán)，采用5 t的葫蘆起吊，人工慢慢移動，再沿著下游壩面緩緩下放，最終移至壩頂交通橋平面外后，再由其他設(shè)備吊至壩頂回收。拆除完外部工字鋼后，再拆除內(nèi)部工字鋼，同樣兩端焊接吊環(huán)，采用火焊割除焊接固定點，再采用鋼繩或麻繩將兩頭吊起，并緩緩下放至壩頂交通橋的平面上。

5 總結(jié)與思考

水利水電工程往往由于受到空間大小、設(shè)備條件情況以及氣候溫度等客觀因素的影響，一般的施工技術(shù)和方案無法適用于所有的工程，尤其目前很多公司的海外工程項目越來越多，現(xiàn)場項目施工存在施工技術(shù)要求高、施工難度大、危險系數(shù)高等特點。面對這些問題，必須通過對施工方法的不斷調(diào)整，大膽創(chuàng)新，結(jié)合每個工程項目的具體實際情況，采用最優(yōu)、最合適的施工辦法進(jìn)行施工，才能夠順利完成目標(biāo)。

卜明玉 男 助理工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

劉學(xué)工 男 工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

崔倫義 男 工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

李明秋 男 工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

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