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)。

1 雁形板設(shè)計(jì)

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 雁形板預(yù)制施工

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。縱向墩的間距為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)，按高度畫好標(biāo)記，要求梁和邊柱同時(shí)畫，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 張拉施工

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 安裝工程

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門機(jī)、一臺(tái)50t汽車起重機(jī)、一臺(tái)70t汽車起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)、選用改裝大型拖車進(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塊屋面板由拖車運(yùn)輸?shù)桨惭b間內(nèi)，由一臺(tái)70t汽車起重機(jī)在安裝間內(nèi)直接起吊就位，安裝間內(nèi)剩余屋面板由門機(jī)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(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。

6 結(jié)束語(yǔ)

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.

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