觀音巖水電站尾水平臺梁板現(xiàn)澆混凝土支撐鋼桁架設(shè)計

羅 冉，何 倩，林小莉，吳先燦

(中國水利水電第七工程局有限公司觀音巖項目部，四川 攀枝花，617012)

觀音巖水電站尾水平臺梁板現(xiàn)澆混凝土支撐鋼桁架設(shè)計

羅 冉，何 倩，林小莉，吳先燦

(中國水利水電第七工程局有限公司觀音巖項目部，四川 攀枝花，617012)

觀音巖水電站廠房1#～5#機尾水平臺采用現(xiàn)澆施工，與其下部尾水擴散段混凝土面高程高差達50余m，如采用常規(guī)搭設(shè)腳手架的施工方案，將搭設(shè)大量腳手架，對施工工期、施工成本都極為不利。為此，通過對混凝土結(jié)構(gòu)特性的分析，提出采用現(xiàn)澆混凝土下部安裝鋼結(jié)構(gòu)桁架的方式進行支撐施工，將節(jié)約大量工期、成本，并確保施工安全，特別對尾水平臺的趕工起到關(guān)鍵作用。

尾水平臺 梁板結(jié)構(gòu) 現(xiàn)澆混凝土 鋼桁架設(shè)計 觀音巖水電站

1 工程概況

觀音巖水電站尾水平臺(壩橫0+165.5m～0+198.1m，廠縱0+155.4m～0+190.4m)頂高程為1041.7m,布置有兩道尾水門機軌道梁，高2.35m寬1m,分別位于壩橫0+186.4m和壩橫0+194.4m，并新增一道MQ900門機梁，壩橫0+183.9m，其余板厚0.7m,1#～3#機尾水平臺跨度為11.58m,4#、5#尾水平臺跨度為10.9m?？肯掠尾加形菜张Ｍ?，底部高程為1039.2m，高2.5m，在1039.2m～1040.7m高程部位，有1∶1的倒坡。單機組平面布置如圖1所示。

圖1 1#～3#機尾水平臺布置

2 桁架總體規(guī)劃

根據(jù)較大跨度11.58m，在2.35m梁高及0.7m板厚兩種工況下，設(shè)計加工兩種鋼結(jié)構(gòu)桁架進行支撐。通過在下部混凝土內(nèi)預(yù)埋工字鋼支撐桁架，再在桁架上布置少量腳手架配調(diào)節(jié)螺桿進行頂板支撐，以便于桁架、模板等材料后期的拆除工作。下游側(cè)挑出混凝土外的牛腿，采用工字鋼三角支撐。

根據(jù)荷載區(qū)別，門機梁桁架設(shè)計為1m×1.5m(寬×高),板桁架設(shè)計為1m×1m(寬×高)，為便于安裝和拆除，兩側(cè)各預(yù)留9cm富裕度，長度設(shè)為11.4m(4#、5#機為10.7m)。

由于門機梁底部高程為1039.35m，桁架設(shè)計高度為1.5m,扣除水平貫通找平用的方鋼、調(diào)節(jié)木楔、模板，工字鋼支撐頂部高程為1037.5m。布置如圖2、圖3所示(主要以板桁架布置為例進行介紹)。

圖2 尾水平臺側(cè)剖面

圖3 尾水平臺0.7m板支撐剖面

該現(xiàn)澆混凝土支撐鋼桁架通過結(jié)構(gòu)計算，桁架中橫桿、豎桿、斜桿均滿足抗彎、抗壓(拉)及抗剪穩(wěn)定要求，預(yù)埋工字鋼滿足抗彎穩(wěn)定及撓度規(guī)范要求。

3 桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計及加工

3.1 大橫桿

桁架大橫桿采用雙槽鋼(12.6#)內(nèi)加鋼板(δ=1.6cm)焊接的形式，兩側(cè)槽鋼連接點須錯頭焊接，在節(jié)點位置槽鋼之間增設(shè)鋼板，在設(shè)有斜拉鋼管部位，鋼板尺寸為40cm×30cm(長×寬)，外露20cm與角鋼和鋼管焊接；在只有角鋼焊接點處，鋼板尺寸為：20cm×20cm(長×寬)，外露10cm與角鋼焊接。

3.2 斜桿

斜桿與外露鋼板焊接，焊接時先將斜桿鋼管對稱開縫，將鋼板卡入縫內(nèi)，鋼管縫隙與鋼板相接部分做焊縫焊接，注意開縫長度須與卡入鋼板長度一致。

3.3 豎桿

豎桿采用角鋼∠50mm×6mm，焊接于鋼板左右，以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3.4 連接桿

每個桁架由左右兩側(cè)單面結(jié)構(gòu)通過∠50mm×6mm角鋼與左右兩側(cè)的槽鋼內(nèi)側(cè)焊接，焊接點為結(jié)點位置，并增加對角點的焊接，連接成柱形結(jié)構(gòu)。

3.5 對角加固焊接

對于6道梁桁架(1.5m×1m)，每道利用∠50mm×6mm角鋼焊接三排進行對角加固。

3.6 焊接加工要求

所有焊接處的焊縫一律要求連續(xù)滿焊，焊縫高度保證1cm；根據(jù)各桿的受力大小，單根桿件在每個節(jié)點處的焊縫總長度需達到以下要求的長度(每個節(jié)點4道焊縫長度之和，單位cm)。

圖4 桁架焊接加工示意

圖5 0.7m板桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計

表1 各部位材料

4 結(jié)語

現(xiàn)場尾水平臺已按設(shè)計方案施工完成，施工過程中完全保證了施工進度、質(zhì)量、安全等各個環(huán)節(jié)，并較大地節(jié)約了施工成本，對現(xiàn)場起到明顯的趕工作用。鋼結(jié)構(gòu)支撐桁架在水式結(jié)構(gòu)中的靈活運用，可以解決類似板梁混凝土現(xiàn)澆支撐的問題，為高落差、大跨度的梁板現(xiàn)澆混凝土施工提供了一種較好的施工方法。

〔1〕龍馭球，包世華.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1991.3.

〔2〕戴國欣.鋼結(jié)構(gòu).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.

〔3〕郭耀杰.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計.武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

羅 冉(1987-)，男，四川大學(xué)本科，助理工程師。

TV314：TU391.3

B

2095-1809(2016)03-0013-02