江文龍
(中國(guó)水利水電第一工程局有限公司,吉林 長(zhǎng)春 130062)
雁形板結(jié)構(gòu)在水電站大跨度廠房屋蓋系統(tǒng)中的應(yīng)用
江文龍
(中國(guó)水利水電第一工程局有限公司,吉林 長(zhǎng)春 130062)
雁形板是一種新型梁板合一的屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件,它是在單T型板和V型板基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型屋蓋結(jié)構(gòu)形式。因單塊構(gòu)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(jié)構(gòu)中,雁形板屋蓋的抗震性能是最好的。
雁形板;結(jié)構(gòu);大跨度;廠房;屋蓋系統(tǒng)
ZONGOⅡ水電站工程位于剛果(金)下剛果省境內(nèi),安裝3臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組,單機(jī)容量50MW,總裝機(jī)容量150MW。根據(jù)ZONGOⅡ水電站項(xiàng)目總工期要求,經(jīng)與鋼結(jié)構(gòu)屋蓋比較分析,充分考慮屋面防水性能和效果。借鑒國(guó)內(nèi)、外類似工程成熟設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn),確定ZONGOⅡ水電站主廠房屋蓋系統(tǒng)選用后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土雁形板結(jié)構(gòu)。
雁形板自重按折算厚度86mm計(jì)算,結(jié)構(gòu)計(jì)算按鉸接排架(靜式鉸接)計(jì)算。根據(jù)主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸,經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,確定主廠房雁形板屋蓋跨度為23.45m,寬度為3m,共22件(見(jiàn)圖1)。為了使雁形板結(jié)構(gòu)與主廠房設(shè)計(jì)永久結(jié)構(gòu)縫位置相適應(yīng),保證雁形板結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,其中6件屋蓋設(shè)計(jì)為帶混凝土永久拉桿結(jié)構(gòu)。雁形板混凝土采用C45一級(jí)配細(xì)石混凝土,預(yù)應(yīng)力鋼筋Φp5(FPTK=1860N/mm2)為消除預(yù)應(yīng)力鋼絲束,構(gòu)造鋼筋采用冷軋帶肋鋼筋,預(yù)制結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表1。
表1 Z0NG0Ⅱ水電站主廠房雁形板屋蓋預(yù)制結(jié)構(gòu)尺寸
圖1 雁形板結(jié)構(gòu)斷面
2.1 施工工藝流程
制作場(chǎng)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(yàn)幾何尺寸→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→張拉→構(gòu)件運(yùn)輸→構(gòu)件吊裝→板縫澆筑及端部處理→屋面防水。
2.2 預(yù)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(wěn)定性。磚支墩制作:支墩用磚(規(guī)格為240×115×52)砌成240×240磚墩,根據(jù)需要可適當(dāng)增加尺寸,高低則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定??v向墩的間距為1m,共25個(gè)支墩。立支架關(guān)模:將兩個(gè)配對(duì)的支架按構(gòu)件所須高度位置安裝好連接板,按模板長(zhǎng)度所需支架數(shù)量編好編號(hào),按高度畫(huà)好標(biāo)記,要求梁和邊柱同時(shí)畫(huà),將支架正立于支墩上面,并用鋼模斜放在支架內(nèi)穩(wěn)定,以防傾倒,并校直、校平、校正,隨后便可以開(kāi)始關(guān)模。
(2)鋼筋工程。①鋼筋加工在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的鋼筋加工車(chē)間進(jìn)行;②鋼筋綁扎主要施工順序:鋼筋下料(調(diào)直)→成形→綁扎或焊接→驗(yàn)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(hù)層采用1:3水泥砂漿塊進(jìn)行控制。梁保護(hù)層為20mm;板、翼沿保護(hù)層為15mm。
(3)校模:用專用水平尺端平兩端頭,按設(shè)計(jì)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(biāo)好的標(biāo)記上。復(fù)核各支架的標(biāo)記是否與廣線平齊使整個(gè)支架標(biāo)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(zhì),打隔離劑。
(4)雁形板混凝土為C40一級(jí)配細(xì)石混凝土。混凝土利用60m3/h強(qiáng)制式拌和站生產(chǎn),8m3混凝土罐車(chē)運(yùn)至預(yù)制工作面,由工人用鐵鏟及時(shí)將混凝土運(yùn)至已扎好鋼筋的雁形板模板上。待混凝土初凝后進(jìn)行二次收光。
(5)采用分段拆模法,待混凝土強(qiáng)度達(dá)30%時(shí)(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(yǎng)護(hù):采用薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)?;炷翝餐旰?2小時(shí)內(nèi),待混凝土終凝,及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少不少于7d。
3.1 數(shù)據(jù)與參數(shù)
預(yù)應(yīng)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(yīng)力=0.64Fptk,超張3%,張拉控制應(yīng)力&con=1190.4MPa,設(shè)計(jì)張拉力F=1308.249kN,實(shí)際張拉力F=1347.497kN,理論伸長(zhǎng)值ΔL=137mm。預(yù)應(yīng)力鋼筋選用φp5(FPTK=1860N/mm2)消除應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼絲(φp5)下料→錨固端鐓頭→穿預(yù)應(yīng)力鋼絲→張拉端裝錨具→夾片→張拉→孔道灌漿→切割端部預(yù)應(yīng)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(kāi)始吊裝。
4.1 安裝現(xiàn)場(chǎng)要求與設(shè)備選用
為了保證雁形板的運(yùn)輸及安裝安全,轉(zhuǎn)運(yùn)道路必須密實(shí)堅(jiān)硬,道路轉(zhuǎn)彎半徑大于20m,道路承載能力不小于100Kp。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工布置和構(gòu)件特點(diǎn),選用廠房MQ600 30/10t門(mén)機(jī)、一臺(tái)50t汽車(chē)起重機(jī)、一臺(tái)70t汽車(chē)起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)、選用改裝大型拖車(chē)進(jìn)行雁形板的運(yùn)輸。根據(jù)主廠房結(jié)構(gòu)布置,先安裝廠房安裝間雁形板(從安裝間邊墻側(cè)開(kāi)始),接著安裝1號(hào)機(jī)組和2號(hào)機(jī)組,最后進(jìn)行3#機(jī)組屋蓋安裝。
4.2 安裝方法
1#、2#、3#機(jī)組的屋面板由門(mén)機(jī)直接吊裝就位;安裝間靠近邊墻側(cè)2塊屋面板由拖車(chē)運(yùn)輸?shù)桨惭b間內(nèi),由一臺(tái)70t汽車(chē)起重機(jī)在安裝間內(nèi)直接起吊就位,安裝間內(nèi)剩余屋面板由門(mén)機(jī)直接起吊就位。
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(yù)埋件采用焊接方式連接牢固,并用細(xì)石混凝土將板翼緣間縫隙填充密實(shí),最后在細(xì)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(cè)托梁上部磚砌體混凝土壓頂處敷設(shè)并延伸至排水天溝內(nèi)。防水卷材采用熱粘法施工。
雁形板結(jié)構(gòu)體系為波形屋蓋,具有造型新穎,結(jié)構(gòu)合理,整體剛度好,抗震性能強(qiáng),設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)便、速度快等優(yōu)點(diǎn)。ZONGOⅡ水電站主廠房屋蓋系統(tǒng)采用后張預(yù)應(yīng)力雁形板結(jié)構(gòu),大大節(jié)省了屋蓋系統(tǒng)施工工期,滿足項(xiàng)目總體工期要求。同時(shí),經(jīng)與鋼結(jié)構(gòu)屋蓋比較,雁形板結(jié)構(gòu)工程造價(jià)低廉,屋面排水快捷,防水處理簡(jiǎn)單可靠,防水效果和質(zhì)量較好,維修費(fèi)用低,綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較好。雁形板結(jié)構(gòu)在ZONGOⅡ水電站主廠房屋蓋系統(tǒng)施工中得到了較好的應(yīng)用,經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)施工總結(jié),積累的成功經(jīng)驗(yàn)可在今后類似工程中進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
[1]水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].SL191-2008.
[2]水工混凝土施工規(guī)范[S].DLT5144-2001.
[3]水利水電工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程[S].SL_398-2007.
TV731
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2096-2789(2016)11-0105-02