雁形板結構在水電站大跨度廠房屋蓋系統中的應用

江文龍

（中國水利水電第一工程局有限公司，吉林 長春 130062）

雁形板結構在水電站大跨度廠房屋蓋系統中的應用

江文龍

（中國水利水電第一工程局有限公司，吉林 長春 130062）

雁形板是一種新型梁板合一的屋蓋結構構件，它是在單T型板和V型板基礎上發展起來的新型屋蓋結構形式。因單塊構件截面酷似飛翔中的大雁命名為雁形板，在已有的裝配式混凝土屋蓋結構中，雁形板屋蓋的抗震性能是最好的。

雁形板；結構；大跨度；廠房；屋蓋系統

ZONGOⅡ水電站工程位于剛果（金）下剛果省境內，安裝3臺混流式水輪發電機組，單機容量50MW，總裝機容量150MW。根據ZONGOⅡ水電站項目總工期要求，經與鋼結構屋蓋比較分析，充分考慮屋面防水性能和效果。借鑒國內、外類似工程成熟設計及施工經驗，確定ZONGOⅡ水電站主廠房屋蓋系統選用后張法預應力鋼筋混凝土雁形板結構。

1 雁形板設計

雁形板自重按折算厚度86mm計算，結構計算按鉸接排架（靜式鉸接）計算。根據主廠房結構設計尺寸，經結構設計計算，確定主廠房雁形板屋蓋跨度為23.45m，寬度為3m，共22件（見圖1）。為了使雁形板結構與主廠房設計永久結構縫位置相適應，保證雁形板結構的整體穩定性，其中6件屋蓋設計為帶混凝土永久拉桿結構。雁形板混凝土采用C45一級配細石混凝土，預應力鋼筋Φp5（FPTK=1860N/mm2）為消除預應力鋼絲束，構造鋼筋采用冷軋帶肋鋼筋，預制結構尺寸見表1。

表1 Z0NG0Ⅱ水電站主廠房雁形板屋蓋預制結構尺寸

圖1 雁形板結構斷面

2 雁形板預制施工

2.1 施工工藝流程

制作場地放樣→用磚做基墩→立定型支架→模板安裝→初校幾何尺寸→鋼筋安裝→校驗幾何尺寸→混凝土澆筑→養護→張拉→構件運輸→構件吊裝→板縫澆筑及端部處理→屋面防水。

2.2 預制施工方案

（1）支架、模板均為特制異形支架、模板，支架、模板具有足夠的承載力、剛度和穩定性。磚支墩制作：支墩用磚（規格為240×115×52）砌成240×240磚墩，根據需要可適當增加尺寸，高低則根據現場情況而定。縱向墩的間距為1m，共25個支墩。立支架關模：將兩個配對的支架按構件所須高度位置安裝好連接板，按模板長度所需支架數量編好編號，按高度畫好標記，要求梁和邊柱同時畫，將支架正立于支墩上面，并用鋼模斜放在支架內穩定，以防傾倒，并校直、校平、校正，隨后便可以開始關模。

（2）鋼筋工程。①鋼筋加工在現場設置的鋼筋加工車間進行；②鋼筋綁扎主要施工順序：鋼筋下料（調直）→成形→綁扎或焊接→驗收梁、板鋼筋綁扎：①板與梁交叉處，板的鋼筋在上，梁的鋼筋在下。②梁板鋼筋的保護層采用1:3水泥砂漿塊進行控制。梁保護層為20mm；板、翼沿保護層為15mm。

（3）校模：用專用水平尺端平兩端頭，按設計確定板的高度寬度，并將支架固定，用廣線緊系在兩端梁支架標好的標記上。復核各支架的標記是否與廣線平齊使整個支架標記與廣線成一條直線。梁校正后接著校翼板，方法同上。最后清除模板上的雜質，打隔離劑。

（4）雁形板混凝土為C40一級配細石混凝土。混凝土利用60m3/h強制式拌和站生產，8m3混凝土罐車運至預制工作面，由工人用鐵鏟及時將混凝土運至已扎好鋼筋的雁形板模板上。待混凝土初凝后進行二次收光。

（5）采用分段拆模法，待混凝土強度達30%時（即混凝土終凝后12h）便可以脫模。先松壓板，拆翼板模及兩端擋板，并將翼板模上的污物清理干凈，再將支架拆除。

（6）混凝土養護：采用薄膜覆蓋養護。混凝土澆完后12小時內，待混凝土終凝，及時進行養護，覆蓋薄膜養護時間至少不少于7d。

3 張拉施工

3.1 數據與參數

預應力部分為每件雁形板1束56絲，分為8組，每組7絲，張拉控制應力=0.64Fptk，超張3%，張拉控制應力&con=1190.4MPa，設計張拉力F=1308.249kN，實際張拉力F=1347.497kN，理論伸長值ΔL=137mm。預應力鋼筋選用φp5（FPTK=1860N/mm2）消除應力鋼絲束，張拉端錨具選用“OVM”型群錨，錨固端為墩頭錨板（45#鋼加工制成）。

3.2 工藝與流程

張拉施工工藝流程預應力鋼絲（φp5）下料→錨固端鐓頭→穿預應力鋼絲→張拉端裝錨具→夾片→張拉→孔道灌漿→切割端部預應力筋→封閉端部。張拉完畢后宜盡快灌漿，注漿水灰比不大于0.45。灌漿完畢靜置1～2d后，開始吊裝。

4 安裝工程

4.1 安裝現場要求與設備選用

為了保證雁形板的運輸及安裝安全，轉運道路必須密實堅硬，道路轉彎半徑大于20m，道路承載能力不小于100Kp。根據現場施工布置和構件特點，選用廠房MQ600 30/10t門機、一臺50t汽車起重機、一臺70t汽車起重機進行吊裝作業、選用改裝大型拖車進行雁形板的運輸。根據主廠房結構布置，先安裝廠房安裝間雁形板（從安裝間邊墻側開始），接著安裝1號機組和2號機組，最后進行3#機組屋蓋安裝。

4.2 安裝方法

1#、2#、3#機組的屋面板由門機直接吊裝就位；安裝間靠近邊墻側2塊屋面板由拖車運輸到安裝間內，由一臺70t汽車起重機在安裝間內直接起吊就位，安裝間內剩余屋面板由門機直接起吊就位。

5 屋面防水工程施工

在雁形板屋蓋安裝施工全部完成后，利用φ10鋼筋將雁形板翼緣預埋件采用焊接方式連接牢固，并用細石混凝土將板翼緣間縫隙填充密實，最后在細石混凝土外部做防水砂漿裹頭。雁形板屋面防水采用4mm厚APP帶砂面防水卷材將主廠房屋面滿鋪，從主廠房上游側托梁上部磚砌體混凝土壓頂處敷設并延伸至排水天溝內。防水卷材采用熱粘法施工。

6 結束語

雁形板結構體系為波形屋蓋，具有造型新穎，結構合理，整體剛度好，抗震性能強，設計施工簡便、速度快等優點。ZONGOⅡ水電站主廠房屋蓋系統采用后張預應力雁形板結構，大大節省了屋蓋系統施工工期，滿足項目總體工期要求。同時，經與鋼結構屋蓋比較，雁形板結構工程造價低廉，屋面排水快捷，防水處理簡單可靠，防水效果和質量較好，維修費用低，綜合經濟技術指標較好。雁形板結構在ZONGOⅡ水電站主廠房屋蓋系統施工中得到了較好的應用，經過設計施工總結，積累的成功經驗可在今后類似工程中進一步推廣和應用。

[1]水工混凝土結構設計規范[S].SL191-2008.

[2]水工混凝土施工規范[S].DLT5144-2001.

[3]水利水電工程施工通用安全技術規程[S].SL_398-2007.

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2096-2789（2016）11-0105-02