核電站大模板體系防連續(xù)倒塌設(shè)計與施工

張磊磊+魏慶平+吳金崗

摘 要：一方面，以防連續(xù)倒塌控制和“結(jié)構(gòu)延性”的設(shè)計概念為目標(biāo)，結(jié)合模板設(shè)計規(guī)范的要求，對核島大模板結(jié)構(gòu)提出了多方面的設(shè)計控制要求，比如大模板結(jié)構(gòu)體系應(yīng)選擇多次超靜定結(jié)構(gòu)、大模板高強拉桿采用設(shè)計強度值和大模板關(guān)鍵構(gòu)件失效后的防連續(xù)倒塌控制；另一方面，從大模板施工管理的角度，對不同的影響因素進行了原因分析，并提出了有針對性的防治對策。

關(guān)鍵詞：核電站；大模板；拉桿；混凝土

中圖分類號：TU755.21 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.102

各種堆型核電站土建施工均廣泛采用大模板工藝，通過組織流水施工有效進行墻體施工。大模板作業(yè)一般都被定性為高危作業(yè)，對大模板結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計方法的研究可提高大模板施工的安全性、優(yōu)化大模板結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1 大模板設(shè)計

1.1 大模板結(jié)構(gòu)體系

相對于靜定結(jié)構(gòu)而言，多次超靜定結(jié)構(gòu)在單個約束失效后，能在一定時間內(nèi)繼續(xù)維持結(jié)構(gòu)的功能和整體性，為現(xiàn)場應(yīng)急處理創(chuàng)造了條件。大模板配置數(shù)量和模數(shù)需要與建筑結(jié)構(gòu)尺寸、流水施工安排和結(jié)構(gòu)設(shè)計計算相配套，其中，大模板結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確、合理是預(yù)防大模板連續(xù)倒塌發(fā)生的關(guān)鍵。

大模板一般由面板、襯板、次龍骨、主龍骨、對拉螺桿和斜支撐組成 。大模板受力依次為混凝土側(cè)壓力→面板→襯板→次龍骨→主龍骨→拉桿、斜支撐。為了確保大模板不發(fā)生漲模，需按混凝土澆筑時模板的傳力路徑，分別對各個組成部件進行結(jié)構(gòu)受力計算。下面重點對高強拉桿及其失效后的情況進行分析。

式（1）（2）中：γC為新澆筑混凝土重力密度，取24 kN/m3；t0為新澆筑混凝土初凝時間，h；β1為外加劑影響修正系數(shù)；β2為混凝土坍落度影響修正系數(shù)；V為混凝土澆筑控制速度，m/h；H為混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度；F為模板側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值。

考慮到傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值F1，分別取荷載分項系數(shù)1.2和1.4，折減系數(shù)取為α，則作用于模板的總荷載設(shè)計值q為：

1.2 高強拉桿材料性能分析

高強拉桿在國外的應(yīng)用比較廣泛，不同國家對允許拉力值的要求不同，澳大利亞取1.6，美國和法國取2.0. 近年來，高強拉桿在國內(nèi)施工中被廣泛采用，但沒有與其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

1.3 關(guān)鍵構(gòu)件失效后防連續(xù)坍塌模擬分析

由于高強拉桿受拉不出現(xiàn)明顯的屈服階段，所以，在復(fù)核高強拉桿受力時，需要預(yù)留足夠的安全余量，在檢查和驗收基礎(chǔ)上，還需要對失效情況進行分析。如果大模板漲?；虮Ｊ紫葟囊桓瓧U處開始，則會演變?yōu)檫B鎖破壞。在此前提下，如果能保證受力最大的一排拉桿中每一拉桿拉斷后模板體系仍能保證整體的剛度、強度和穩(wěn)定性，則設(shè)計的大模板體系是比較安全、可靠的。大模板在接近模板底部處受力最大，復(fù)核受力最大位置按模板底部第1排和第2排的拉桿考慮。

如果底部第一排拉桿中的某一根拉桿受力超負(fù)荷被拉斷，則此處主龍骨驗算按三不等跨梁計算。在保證主龍骨強度和撓度的情況下，次龍骨和面板的強度、剛度和穩(wěn)定性可得到保障，但一旦底部某一拉桿失效，則原先由其所承受荷載將會轉(zhuǎn)移給周邊拉桿，并重新達到平衡。拉桿受力需滿足：

式（4）中：LH為拉桿水平間距；LV為拉桿豎向間距；LB為次龍骨底部懸挑長度。

如果底部第二排拉桿中一根拉桿受力超負(fù)荷被拉斷，則此處的主龍骨驗算與上述情況一致。在保證主龍骨強度和撓度的情況下，次龍骨和面板的強度、剛度和穩(wěn)定性可得到保障的，但一旦此拉桿失效，則原先由其所承受荷載將會轉(zhuǎn)移給周邊拉桿，并重新達到平衡。則拉桿受力需滿足：

綜上所述，高強拉桿需確保：

2 大模板連續(xù)倒塌的解決辦法

2.1 采購和加工控制

嚴(yán)格控制模板公司的代工產(chǎn)品的加工質(zhì)量。必須保證大模板組裝的所有偏差控制在允許范圍內(nèi)，實行班組自檢、加工廠出廠檢驗制度。

2.2 人員交底和培訓(xùn)

模板作業(yè)培訓(xùn)和交底要特別對模板間的連接方式、拉桿布置間距和混凝土澆筑速度等有明確說明。為了控制澆筑速度，可配備測距儀、測量標(biāo)桿或?qū)φ駬v棒進行標(biāo)識，采取多點均勻下料，并對每個下料點混凝土量進行計時控制等方法。

2.3 大模板支設(shè)的檢查和驗收

由于模板根部容易發(fā)生漲?；蚵{，為了增大大模板底部的強度，最下部一排拉桿距離底部應(yīng)為200～300 mm，同時，大模板的斜支撐應(yīng)支撐到最底部的一排鋼龍骨上。設(shè)計大模板時，必須確保設(shè)計的拼縫（墻體間、陰陽角處、異形模板）連接有較好的整體性，現(xiàn)場施工時必須按大模板的拼縫設(shè)計和施工要求執(zhí)行，不應(yīng)在現(xiàn)場配模。

3 結(jié)束語

本文對大模板防連續(xù)倒塌進行了系統(tǒng)的研究和分析，對預(yù)防大模板連續(xù)倒塌的效果比較明顯，且多增加的投資額較少，具有很好的社會效益。

參考文獻

[1]趙挺生，丁麗萍，唐菁菁，等.模板工程防倒塌設(shè)計與管理現(xiàn)狀[J].土木工程與管理學(xué)報，2011，28（3）：107-111.

〔編輯：張思楠〕