内拉式悬吊模板施工技术在大体积牛腿施工中的应用

汪勇，谭万开

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川都江堰611830)

1 工程概述

南俄5水电站位于老挝Nam Ngum河上游右岸支流Nam Ting河上，坝址距首都万象300 km左右。电站装机容量为2×60 MW，保证出力44.8 MW。

拦河坝为碾压混凝土重力拱坝，坝顶高程1 103 m，最大坝高100.5 m。溢流坝段位于坝左0+25.315～坝右0+25.315。大坝上游牛腿于高程1 073 m处以1∶1的坡比倒悬起坡，悬挑4 m;下游牛腿于高程1 067.978 m处以1∶1的坡比倒悬起坡，悬挑7.26 m。溢流段上游高程1 073 m处半径RO1=148 m，高程1 077 m处半径RO2=170.893 m;高程1 067.978 m处半径RO1=129.265 m，高程1 075.243 m处半径RO2=140.893 m，见图1。

图1 溢流段剖面图

2 模板结构

2.1 面板结构

上游牛腿斜面每增加30 cm高度，弧长增加6 cm;下游牛腿斜面每增加30 cm高度，弧长减少15 cm。根据牛腿斜面这一特性，为保证混凝土成型面的质量及生产进度的要求，确定采用1015和3015标准钢模拼装。对于局部因弧长变化产生的错台缝隙采用木模镶嵌。操作平台完成后，在其上沿设计结构线铺设竖向φ48钢管围柃(应考虑预留竖、横围柃直径及钢模厚度)，围柃固定好后进行模板安装，模板以溢流段中心线(坝左坝右0+0.0诱导缝)为中心，分别向两岸横向安装模板。牛腿斜面起层用1015标准钢模支立，模板与原混凝土间夹角用三角木条镶嵌，上面支立两层3015标准钢模，依此层单元向上进行模板支立，以控制拉模筋横向排距70 cm。每完成一层单元模板后(2块3015+1块1015)应与内拉结构连接。

2.2 内拉结构(图2)

图2 内拉模板结构图

模板竖向围柃采用φ48钢管，间距75 cm;横向采用φ25钢筋，间距70 cm。立柱采用［12.6槽钢，立柱与两根预埋插筋焊接，插筋L=0.7 m，其间距为75 cm，外露0.2m;与混凝土边缘距离为1 m，立柱间用四排φ25钢筋连接成整体。内拉条为φ16圆钢，拉模筋螺杆、螺帽全部采用φ16的螺杆、双螺帽。

2.3 操作平台

利用现有材料并结合碾压混凝土坝体模板安装的方便，在溢流段上游高程1 072 m处、下游高程1 067.978 m处各设置一排18 kg轨道钢，埋入混凝土1.5 m，外露2.5 m，间距1.5 m。在轨道钢上沿设计倒悬坡度搭设双排脚手架，采用φ48钢管。第一排距设计边线0.5 m，脚手架水平排距为1.5 m，平台层高为1.2 m。脚手架与轨道钢连接采用双层钢管锁定。施工层上部脚手架用φ16圆条与仓内预埋锚筋连接，间距3 m。随模板的升高操作平台应与完成校核的拉模筋焊接以使其加固，每仓操作平台脚手架搭设应高于浇筑层0.5 m，铺设5 cm厚木板作为操作平台，并在脚手架外立柱内侧挂设安全网片，见图3。

图3 操作平台示意图

3 牛腿混凝土分层

上游牛腿分两层施工，第一层高程1 073～1 075 m，第二层高程1 075～1 077.4 m。

下游牛腿分三层施工，第一层高程1 067.978～1 070.6 m，第二层高程1 070.6～1 073.2 m，第三层高程1 073.2～1 075.6 m。

4 荷载强度验算

牛腿采用P3015及P1015标准钢模，模板采用φ48钢管及φ25钢筋双围柃加固。根据以往施工经验，不再对其进行校核，仅对拉杆和立柱及混凝土承载力进行校核。

4.1拉杆强度校核

根据悬臂结构模板荷载组合计算模板承载力(根据拉杆及槽钢0.75 m单元计算荷载)。

①混凝土自重(混凝土密度按2.4 t/m3计)。

②模板自重(按40 kg/m2计算)。

③钢筋重量按200 kg/m2计算。

④振捣荷载按200 kg/m2计算。

⑤施工时产生的垂直荷载按400 kg/m2计算。

⑥施工时产生的水平荷载按200 kg/m2计算。

单元内的竖向荷载:

拉杆拉力:

单根拉杆能承受的最大拉力:

则6根拉杆承载拉力:

δ总＞δmax，故拉杆强度满足要求。

4.2 立柱抗压及混凝土承载校核

①立柱抗压强度校核。

拉杆在竖向对立柱的压力为:

槽钢抗压强度［12.6:立柱有效长度为4.5 m，弹性模量E=2.06×105N/mm2，惯性矩I=3.91×102cm4。

Plj＞P，立柱临界应力大于拉杆对立柱产生的压力，立柱(［12.6)满足施工需要。

②混凝土承载力校核。

承载力按受冲切承载力计算:

式中Bh为影响系数，取值为1;ft为混凝土轴心抗拉强度，C25取7 d强度，1.27×0.75=0.953(MPa);σpc，m取值1;η为局部荷载作用面积形状影响系数，取值1;um为临界截面周长，um=0.375×4=1.5;h0为截面有效高度，取0.25 m。

故满足承载力要求。

4.3 拉杆连接

螺杆与拉模筋之间采用双面焊接，焊接长度不小于5 d，即8 cm;若采用单面焊接，焊缝长度不小于10 d，即16 cm;φ16拉条与槽钢12.6之间采用双面焊接，焊接长度不小于8 cm;拉杆与槽钢连接处拉杆采用双面焊并在拉杆与槽钢夹角焊接一根与之垂直的φ20钢筋，L=20 cm。拉杆尾部设圆环并与插筋焊接。

5 施工中的注意事项

(1)混凝土浇筑采用平层法，混凝土顺水流方向向牛腿斜面方向下斜，严格按规范控制混凝土层厚在0.3～0.5 m。为防止牛腿模板变形，应严格控制混凝土上升速度。混凝土振捣过程中，严禁触碰拉杆、立柱及模板。

(2)施工过程中设专人监护模板，全过程检查模板在浇筑过程中的变形情况及螺帽的松紧程度，发现问题及时采取处理措施并做好记录，保证模板及支撑牢固、浇筑结构体型准确。

(3)操作平台脚手架在每层牛腿混凝土完成后应补加拉条并将其与拉模筋焊接。

6 结语

南俄5水电站碾压混凝土大坝溢流段牛腿运用内拉悬吊模板满足了结构设计要求，外观质量亦符合设计及规范要求，有效的解决了溢流段牛腿混凝土浇筑问题。

内拉悬吊模板施工整体性强，省去了传统模板中的托架，仅增加了型钢及拉条，从而节约了工期，施工方便快捷。

［1］混凝土结构设计规范，GB20010－2002［S］.