廣西橋鞏水電站左岸重力壩門機梁采用“八字架”支撐體系現澆方案

李 猛

（中國水利水電第十三工程局有限公司，天津 300384）

一、概述

廣西橋鞏水電站壩址位于廣西來賓市遷江鎮，是紅水河上第九個梯級電站。電站正常蓄水位為84m，共安裝8臺5.7萬KW燈泡貫流式水輪發電機組，總裝機容量為45.6萬KW。左岸重力壩14#壩閘檢室門機梁單跨長度7.4m,寬度2.54m,重量約到150t，是整個重力壩施工的關鍵線路。為了確保模板安裝及混凝土澆筑的施工安全，并確保大梁下部結構施工進度，最大限度地減少交叉作業干擾，經方案對比，采用了“八字架”支撐體系進行大梁的施工。通過合理的施工組織，門機大梁順利施工完成，取得了較好的工程效益。

二、支撐結構的設計、布置

（一）支撐結構布置如圖1。

布置兩道“八字架”作為主要支承結構，梁的底模：門機大梁布置2排4道14a槽鋼作為承重結構的主梁，每排由兩道14a槽鋼焊接形成“工字”鋼，兩“工字”鋼之間使用Φ25鋼筋焊接加固；承重結構的次梁均使用方鋼。 框架柱部位采取預留木盒方法，將預埋鋼板部位預留出。墩墻部位人工鑿出面層砼，將該部位部分面層鋼筋割斷，形成凹槽安裝鋼管。大梁澆筑完畢后，拆除支撐鋼管，對預留孔洞部位進行鋼筋焊接恢復，砼面封堵處理。

（二）受力分析

1 承重結構受力分析

澆筑第一層時，梁的重量全部由支撐承重結構承擔，此種情況對支撐承重結構最不利，在此僅核算此種情況的受力情況。

1）承重主梁結構受力分析

圖1 支撐結構布置圖

①荷載計算大梁分三次現澆完成，第一層澆筑高程從▽98.6～▽99.6，截面尺寸a×b=2540mm×1000mm，單跨長度l=1500mm.總跨度L=7400mm

m=2.54×1.0×7.4×2.5×103

=47×103kg

考慮施工荷載等其他因素，按照1.5系數計算：

m=47×103×1.5=70.5×103kg

G=mg=70.5×103×9.8=690.9 KN

S=2.54×7.4=18.80m2；

P=G/S=690.9/18.80=36.75KN/ m2;

線性荷載q=690.9kn/7.4m=93.36KN/m

②槽鋼承受彎矩計算

由于砼澆筑時為一定方向輪換澆筑，作用在槽鋼圍檁上的荷載非均布荷載，按照最不利情況分析，近似取荷載分布于等跨連續梁（五跨）考慮計算：

據《建筑結構靜力計算手冊》，此種條件下：

Mx=0.117H l2

My=0.117vl2

Mx、My-x、y方向承受的彎矩；

H-承受的水平荷載；

V-槽鋼承受的垂直線性荷載（即q）；

l-單跨跨度

水平方向受力不予考慮，僅核算垂直方向應力：

My=0.117vl,2=0.117×93.36×1.52

=24.6KN·m

③強度及撓度計算

截面校合

ε=M/w

w-截面抵抗距

f-抗壓強度設計值，取215Mpa；

w=M/f=25.0×106/215

=116279 mm3=116.3 cm3

（2）本方案布置4道14a槽鋼，查得wx=80.5cm3，故W=80.5×4=322>116.3 cm3，故按照方案布置承重主梁結構滿足要求。

2 承重次梁結構受力分析

次梁結構為間距200mm布置方鋼（50×100），核算單根方鋼受力情況：

（1）方鋼受力計算：

m=2.54×1.0×0.2×2.5×103

=1.27×103kg

考慮施工荷載等其他因素，按照1.5系數計算：

m=1.27×103×1.5=1.91×103kg

G=mg=1.91×103×9.8=18.72 KN

S=2.54×0.2=0.508 m2

P=G/S=18.72/0.508=36.85 KN/ m2

線性荷載q=G/L=18.72/2.54=7.37 KN/ m

（2）截面校合

ε=M/w

w-截面抵抗距

f-抗壓強度設計值，取215Mpa；

Mmax=0.119qL2

=0.119×7.37×1.942=3.3KN·m

w=M/f=3.3×106/215

=15349mm3=15.35cm3

查得（50×100×3）方鋼抵抗拒

wx=22.42cm3

故滿足要求。

（3）繪按此種受力情況繪制剪力及彎矩圖進行校核

a：支座反力計算：

YA=YB=1/2ql=0.5×7.37×2.54

=9.36KN

B：彎矩計算：

Ma=-1/2ql2=-0.5×7.37×0.42

=0.59 KNm

Mb=Ma=0.59 KNm

Mc=Ya×0.87-1/2q（1.27）2

=9.36×0.87-0.5×7.37×1.272

=2.2 KNm

Mc

故步驟（2）中截面校合穩定。

3 鋼管軸心受壓穩定核算

根據《建筑施工計算手冊》，利用軸心受壓桿穩定計算式

N＜ζAf ，進行核算。

第一層砼質量

m=（2.54×1/2）×1.0×7.4×

2.5×103=23.5×103kg

考慮施工荷載等其他因素，按照1.5系數計算：

m=23.5×103×1.5=35.25×103kg

G=mg=35.25×103×9.8=345.45 KN

S=1.27×7.4=9.4m2

P=G/S=345.45/9.4=36.75 KN/ m2

線性荷載：

q=G/l=345.45 KN/7.4m=46.68 KN/ m

最大支座反力

Ymax=1.0×ql=1.0×46.68×1.5

=70.04KN

鋼管按照45°安裝，軸向力

F=70.04/sin45°=99.05KN

穩定系數核算，查得Ф150，壁厚6mm鋼管截面積2939mm2，鋼材抗壓強度設計值f=215N/mm2：

鋼管支柱穩定系數ζ=99.05×103N/（2939×215）=0.16

由軸心受壓鋼結構b類（焊接安裝）穩定系數=0.27～0.3

故鋼管軸心受壓穩定。

三、現澆梁施工措施

1 準備工作

為保證門機梁現澆施工的順利進行，各相關部門（施工隊）應根據以下各項要求，相互配合，爭取按時、保質完成該項施工任務。

（1）熟悉施工圖紙關于結構設計的要求，明確需要完成的施工任務，做好相關的材料計劃，編制相關工作安排；首先進行支撐架的底部支撐預埋鋼板施工。

（2）承重結構的搭設：布置兩道Φ150鋼管“八字” 支撐架,與預埋鋼板焊接牢固，按照間距1740mm布置4道槽鋼，槽鋼兩端埋入砼柱頭150mm，調平后再分別與柱頭鋼筋和鋼管焊接，兩道承重主梁結構之間使用Φ25鋼筋焊接固定；承重槽鋼在安裝加固前，由測量人員進行校核，確保槽鋼布置滿足要求。

（3）主要支撐結構搭設完成后，施工隊應根據施工需要搭設施工操作平臺，操作平臺要求用毛竹搭設與鋼管排架連接牢固，并用安全網封閉。

（4）承重結構安裝完成后，由測量人員對門機梁梁端放樣，放出梁中心線控制點，以便就位準確，底部模板安裝應按圖紙要求在梁底預拱（預拱度3‰），預拱2cm；

（5）施工隊應按設計圖紙要求進行底模安裝，在梁兩端的45度底模處可用木模。鋼筋和模板工工序：放樣進行現澆梁底模的安裝→主梁鋼筋安裝→鋼筋焊接及預埋件的安裝→鋼筋焊接試驗合格→主梁側模的安裝加固→梁面預埋件的安裝；

（6）質安部在現場對承架和操作平臺進行檢查，經過監理工程師驗收合格后才能進行模板和鋼筋的施工。

2 操作平臺的施工

門機梁支承架就位并加固之后，需鋪設全封閉安全設施，并搭設施工平臺進行混凝土現澆施工。施工平臺具體制作可利用底模槽鋼：在槽鋼兩側焊搭Φ25鋼筋作為支撐架，再鋪設毛竹形成整體，周圍掛全封閉安全網。施工隊也可根據實際情況采用其它方法搭設施工平臺，但必須保證結構的整體及安全。

3 混凝土澆筑

混凝土澆筑：混凝土鋪料應從梁兩端開始攤鋪，分層厚度控制在30cm～40cm。用軟軸振動器進行振搗，振搗過程中要注意振動器不要振動模板，防止變形。不要漏振，振動棒快插慢拔，直至混凝土表面泛漿，不再冒氣泡為止，保證密實，無蜂窩狗洞產生。混凝土澆筑完成后10～12h后開始養護，要求流水養護，養護時間按照春、秋季混凝土養護程序進行。

由于本部位施工時間緊，任務重。在保證施工質量的前提下，采用調整的混凝土施工配合比，將混凝土齡期由28天調整為14天或將混凝土強度提高一個等級。

4 拆模方法及注意事項

在混凝土達到3天齡期后可拆除側模；在混凝土達到設計強度后，拆除毛竹搭設操作平臺，再用塔吊配合拆除底模槽鋼，其余材料整體脫落到閘檢室▽78.0平臺，用塔吊搬運、平板車運走。整個拆除過程要求有安全員監督，確保施工安全。

四、安全技術措施

1 嚴格按照設計圖紙和有關技術要求，規范施工，嚴格執行三級檢查制度，確保門機梁工程質量。

2 梁底層受力筋的保護層必須滿足設計要求，梁頭混凝土墊塊應使有足夠強度，避免鋼筋在自重作用下將墊塊壓碎從而導致鋼筋籠失穩，預制梁變形。

3 在澆筑第三層混凝土過程中，振動棒不應插到第一層已終凝的混凝土上，以免破壞混凝土整體性能。在澆筑過程中必須模板工值班，隨時檢查支承架及拉筋的受力情況。發現問題及時處理，夜間施工應安排有足夠的照明。

4 施工隊應做好施工技術與安全交底工作，認真開展班前會，作好危險點分析及記錄，施工時設專職安全員進行監護，配合值班技術員隨時掌握現場施工動態，及時發現一切不安全因素，在事故發生前將險情排除，真正做到“安全第一，預防為主”。

5 因屬于高空作業，進入施工現場的操作人員必須樹立牢固的安全意識，配戴好三寶，作到“三不傷害”，有恐高癥及心臟病的人員不得進行高空作業，必須杜絕酒后作業現象出現。

6 施工人員必須在臨空面搭設全封閉安全網，并經有關部門檢查合格后方可使用。設置防護欄，配以警示牌，防止墜落及高空墜物傷人。工作面的材料應統一分類堆放，嚴禁亂扔亂放，做到文明施工。其他未詳事項嚴格按照國家、行業有關安全生產的規程、規范相關規定進行施工。

[1]廣西電力工業勘察設計研究院.紅水河橋鞏水電站可行性研究報告[Z].