摘要:由于六安城南節(jié)制閘閘室上部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大且工期緊張,原設(shè)計方案無法適用于現(xiàn)場實際情況,需制定一種合理可靠的施工方案。根據(jù)現(xiàn)場施工條件,提出排架墻采用20a槽鋼搭設(shè)平臺,平臺上部搭設(shè)滿堂腳手架,待排架墻施工完成后,啟閉機(jī)平臺采用16排上承式單層貝雷橋搭設(shè)平臺,上部搭設(shè)滿堂腳手架。結(jié)果表明:該方案施工影響小、轉(zhuǎn)序作業(yè)快且節(jié)省投資。研究成果可為其他類似工程施工提供借鑒。
關(guān)鍵詞:多孔水閘; 上部結(jié)構(gòu); 施工方案; 六安城南節(jié)制閘
中圖法分類號:TV66;TV52
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S1.009
文章編號:1006-0081(2024)S1-0027-04
1 工程概況
六安城南節(jié)制閘位于六安城區(qū)段淠河干流,是打造“水城六安”的城市梯級蓄水工程,軸線總長1 386 m,由36孔節(jié)制閘、分流島、左右岸連接堤、河道護(hù)坡、管理樓及景觀工程組成,采用閘橋合建方案,為Ⅲ等中型工程,設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)50 a一遇,設(shè)計行洪流量6 940 m3/s,工程蓄水量約3 300萬m3。
閘室段總長632.14 m,兩孔一聯(lián),單孔凈寬15 m,由閘室、公路橋和上部結(jié)構(gòu)組成。上部結(jié)構(gòu)包括排架墻和啟閉機(jī)房,邊墩排架墻厚度0.75 m,中墩排架墻厚度0.8 m,排架墻順?biāo)鏖L度5.2 m,設(shè)1.9 m×2.3 m檢修孔;啟閉機(jī)平臺總寬8.6 m,設(shè)2根0.80 m×1.85 m型鋼混凝土復(fù)合截面主梁,兩孔一聯(lián)布置在排架墻上,單跨長度35.1 m,工程典型剖面見圖1。
工程于2020年9月開工建設(shè),2021年6月實現(xiàn)閘室通水,2021年11月全面開啟上部結(jié)構(gòu)施工。
2 原始方案
2.1 初步設(shè)計
上部結(jié)構(gòu)施工時閘室已通水,在初步設(shè)計中對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了施工組織設(shè)計。閘孔上游采用檢修閘門擋水,下游在閘底板上填筑小圍堰用于擋水,防洪標(biāo)準(zhǔn)采用5 a一遇,采用編織袋裝土填筑、土工膜防滲,小圍堰頂寬2.0 m,高2.5 m,邊坡1∶1.5,閘孔排水完成后搭設(shè)滿堂腳手架開展上部結(jié)構(gòu)施工。
2.2 存在的問題
(1) 安全問題。由于閘室已通水,該方案需要施工作業(yè)人員進(jìn)入到閘孔施工子圍堰、搭拆腳手架等,對施工人員安全造成隱患。
(2) 腳手架搭設(shè)。閘底板搭設(shè)腳手架最大高度達(dá)22.35 m,受施工場地限制,腳手架可搭設(shè)寬度約6.8 m,高寬比約3.3,不滿足GB 55023-2022《施工腳手架通用規(guī)范》中支撐腳手架獨立架體高寬比不應(yīng)大于3的要求。此外,受上下游2道檢修便橋的影響,施工不便。
(3) 子圍堰施工。按照閘底板32.5 m高程填筑子圍堰,圍堰底寬為9.5 m,閘孔現(xiàn)有空間已無法布置,需向下游消力池段平移,消力池水深大于4.0 m,且閘室下游緊鄰消力池斜坡段,平移后面臨的施工難度陡增。
(4) 工期問題。如采用初設(shè)方案,子圍堰施工和腳手架安拆需投入大量人力物力,不利于節(jié)省投資。工程閘孔數(shù)量多、工期緊,且考慮到閘室過流安全問題,轉(zhuǎn)序慢、無法開展多作業(yè)面同時施工,對工期影響較大。
針對以上問題,原始施工設(shè)計方案不適用于工程實際,急需謀劃合理可行的施工方案。
3 排架墻施工方案
3.1 腳手架搭設(shè)
在排架墻左右兩側(cè)檢修橋上各鋪設(shè)3根20a槽鋼,間距0.9 m,單根槽鋼長8.18 m,見圖2(a)。槽鋼鋪設(shè)用水泥砂漿找平,槽鋼與檢修橋上的鋼筋焊接形成整體以增強穩(wěn)定性。槽鋼安裝完成后,表面滿鋪木板形成平臺保障施工安全。
腳手架為盤扣式,外觀搭設(shè)尺寸6.9 m×5.4 m×9.6 m(長×寬×高),排架墻兩側(cè)各3排,兩端各1排,橫距1.2 m,縱距0.9 m,第一層水平桿距地面0.25 m,其上每層水平桿間距1.5 m,見圖2(b)。
架體整體底層、頂層均設(shè)置豎向斜桿,架體內(nèi)部每隔5跨由底至頂在水平、垂向均設(shè)置斜桿或剪刀撐。腳手架頂部搭設(shè)1.5 m安全高度,作業(yè)平臺滿鋪。
3.2 腳手架驗算
對排架墻腳手架搭設(shè)方案進(jìn)行驗算,見表1~2,計算結(jié)果均符合規(guī)范要求,腳手架穩(wěn)定可靠。
3.3 懸挑槽鋼驗算
槽鋼型號為20a工字鋼,根據(jù)方案布置,槽鋼上游側(cè)最大懸挑距離為1.25 m。如表3所示,經(jīng)驗算,各項指標(biāo)均符合規(guī)范要求,布置方案穩(wěn)定可靠。
4 啟閉機(jī)平臺貝雷橋施工方案
啟閉機(jī)平臺施工時閘室已過流,單孔啟閉機(jī)平臺施工總重量達(dá)340 t,單跨長17.51 m,需要搭設(shè)一個穩(wěn)定可靠且轉(zhuǎn)序作業(yè)快的施工平臺。從費用節(jié)省、轉(zhuǎn)序作業(yè)快和施工影響小的角度考慮,提出貝雷橋+22a工字鋼+木板組成的施工平臺搭設(shè)方案,其中貝雷片為“321型”裝配式貝雷片,可實現(xiàn)快速組裝拆解。
4.1 貝雷橋平臺
兩端閘墩頂各布置3根40a工字鋼,3根工字鋼并排放置并點焊為一整體,使用膨脹螺栓固定于閘墩作為貝雷橋搭設(shè)的基礎(chǔ)。單個閘孔由兩組共16排貝雷片組成,詳細(xì)布置見表4。
在上游橋面將第①組、第②組貝雷片組裝完成后吊入閘孔安裝,貝雷橋上布置22a工字鋼,共18根,單根長9.4 m,間距0.9 m;在KZL1梁下部由13根1.5 m長和4根5.7 m長工字鋼進(jìn)行加密,通過卡板將貝雷片與工字鋼連接,工字鋼頂部滿鋪木板作為施工平臺,見圖3。
4.2 腳手架搭設(shè)
(1) 立桿。底部放置底托,間距為0.6 m×0.9 m(長×寬),KZL1梁下加密為0.6 m×0.6 m(長×寬),立桿長度以2.5 m和1.0 m為主。
(2) 水平桿。第1層水平桿距地面0.25 m,其上每層間距1.5 m,頂層步距為0.5 m或1.0 m。每隔三步高、五跨間設(shè)置一處連墻桿。
(3) 斜桿。架體底層至頂層均設(shè)置豎向斜桿,架體內(nèi)部每隔5跨底層至頂層縱、橫向均設(shè)置豎向斜桿或剪刀撐,頂層設(shè)置水平斜桿或剪刀撐[1-2]。
(4) 作業(yè)層。滿鋪木板,外側(cè)滿掛密目安全網(wǎng)并按規(guī)范設(shè)置防護(hù)網(wǎng),橋面布置2 m×2 m×12 m(長×寬×高)安全梯籠,供人員上下使用。
4.3 貝雷橋及腳手架驗算
根據(jù)《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》[3]對貝雷橋進(jìn)行計算。經(jīng)計算,貝雷橋強度滿足相關(guān)要求,計算結(jié)果如表5所示。
腳手架驗算參數(shù)及結(jié)果如表6~7所示。計算結(jié)果均符合規(guī)范要求,腳手架穩(wěn)定可靠。
4.4 預(yù)壓試驗
啟閉機(jī)平臺施工荷載為304 t,預(yù)壓荷載按照0→200 t→300 t→334 t三級加載,預(yù)壓材料為90 cm×90 cm×110 cm的沙袋,單個質(zhì)量1.2 t。在閘室第1孔進(jìn)行預(yù)壓試驗,閘孔上、中、下游布置15個監(jiān)測點用于檢測沉降,預(yù)壓試驗歷時8 d,累計沉降值見表8。
根據(jù)表8監(jiān)測結(jié)果,由累計最大沉降量fmax可計算得出模板起拱值G。
式中:l為平距,m;L為跨距,L=17.55 m。單孔起拱值G計算結(jié)果見表9。
5 現(xiàn)場施工
5.1 施工周期
上部結(jié)構(gòu)施工從2021年11月初開始,至2022年9月中旬全部結(jié)束,由兩個班組采取流水作業(yè)同時施工,排架墻和啟閉機(jī)平臺穿插進(jìn)行,現(xiàn)場共配備4聯(lián)(8孔)貝雷橋,單聯(lián)排架墻施工周期為15 d,啟閉機(jī)平臺施工周期為45 d。
5.2 排架墻施工
排架墻高9.1 m,分兩倉澆筑,第一層高3.8 m,第二層高5.3 m?;炷了竭\輸采用8 m3混凝土罐車,由布置于公路橋的HBT80汽車泵入倉,采用平鋪法澆筑,每層厚度50 cm,澆筑速度不大于0.5 m/h。
5.3 啟閉機(jī)平臺施工
啟閉機(jī)平臺底板厚0.15 m,底部由2根型鋼梁主梁和其他次梁支撐。型鋼使用兩臺50 t吊機(jī)吊入模板并固定,混凝土水平運輸采用8 m3混凝土罐車,由布置于公路橋的HBT80汽車泵入倉。澆筑時由低到高、由中間向兩側(cè)澆筑,隨澆隨振,確保鋼筋密集處振搗到位,澆筑完成后及時覆蓋薄膜灑水養(yǎng)護(hù)。
6 結(jié) 語
六安城南節(jié)制閘工程閘孔跨度大、數(shù)量多,由于上部結(jié)構(gòu)施工時閘孔已過流,成功應(yīng)用貝雷橋、工字鋼等搭設(shè)施工平臺的方案,保障了施工安全,為以后類似工程施工提供了可靠的施工經(jīng)驗。貝雷橋作為一種極為簡易、可靠、廉價的施工措施,不但可節(jié)省工程造價,還能實現(xiàn)轉(zhuǎn)序作業(yè)快、施工影響小的綜合效益。
參考文獻(xiàn):
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