沐若水电站大坝台阶模板设计

耿越

(湖北葛洲坝多能模板工程有限公司，湖北宜昌 443002)

1 工程概况

沐若水电站为拉让河上游四级梯级开发中的第2级电站，距上游巴贡水电站约70 km。电站安装有4台单机容量为236 MW 的混流式发电机组，总装机容量944 MW。坝址控制流域面积约为2750 km2。

该工程主要由碾压混凝土重力坝、表孔溢洪道、引水系统(含调压井)、发电厂房、生态流量引水发电系统等组成。其中挡水建筑物——弧形碾压混凝土重力坝建基面高程为402 m，坝顶高程546 m，最大坝高143 m。

整个大坝分为21个坝段，除9-11#坝段为溢流坝段外，其余坝段均为挡水重力坝段，其上游面为铅垂面，下游面为1∶0.7、1∶0.75、1∶0.78三种坡比的台阶式结构，台阶高1.5 m。下游面需设计台阶模板进行混凝土施工。

挡水重力坝段典型剖面如图1所示。

图1 挡水重力坝段典型剖面图

2 设计情况

2.1 总体设计思路

为适应碾压混凝土连续施工要求，台阶模板设计采用翻升模板类型。该类型模板使用时一般几套模板为一组，交替翻升，可获得良好的混凝土外观质量，是解决混凝土施工过程中漏浆及挂帘等问题的有效途径。由于下游面有三种坡比，故该翻升模板应能同时满足三种坡比施工要求。

2.2 详细设计情况

该工程设计采用3 m×1.55 m(宽×高)交替上升台阶模板，每套使用3块模板翻升上升，三种不同坡比的台阶模板通过模板连接部位设置的调节螺栓孔调节坡度;单套台阶模板由面板系统、支撑系统、锚固系统及辅助系统组成，各系统及系统内各部件相对独立，现场装配，成套使用。模板详细结构见图2。

(1)面板系统。单块面板规格为3 m×1.55 m，由钢板(板厚为6 mm)组焊成格构式框架，面板总厚度为120 mm。水平相邻面板之间采用U型卡连接。

(2)支撑系统。支撑系统包括调节杆1、调节杆2、悬吊杆及支撑桁架四部分，四部分共同作用起支撑面板、调节台阶坡度的作用。具体原理:调节调节杆1、调节杆2的长短，使3套台阶模板分别能组合成1∶0.7、1∶0.75、1∶0.78三种坡度，然后通过悬吊杆进行紧固。梯形桁架采用型钢组焊，桁架主材料采用10［槽钢，其余采用∠50角钢;每块面板上布置2榀桁架。

图2 模板详细结构图

图3 荷载分布图

图4 计算简图

(3)锚固系统。每套3 m×1.55 m 模板配置两排共4根锚筋，锚筋为D15高强锚筋，通过预埋螺杆固定在桁架上。预埋螺杆可周转使用并因其前端设计成锥形结构，可保证预埋螺栓方便地从混凝土中取出，从而保证了混凝土的外观质量。

图5 力学模型图

(4)辅助系统。辅助系统包括工作平台及组装钢管两部分。工作平台布置在桁架的角钢上，可方便人员上下并操作模板。组装钢管起固定桁架和保护人员安全的作用。

2.3 结构计算

(1)荷载取值。面板宽3 m，布置两榀支架，计算宽度取1.5 m 进行计算。

根据试验结果总结出新浇筑混凝土对模板的侧压力设计值为:

倾倒振捣混凝土时对模板产生的荷载标准值:

其分项系数取γ2=1.4;钢模板的折减系数γ3=0.85。

则倾倒振捣混凝土对模板侧面产生的荷载:

荷载分布情况见图3。

(2)计算过程及结果。采用结构力学求解器进行计算，计算简图及力学模型分别如图4、5所示。使用状况下的计算模型见图5。

经计算，结构整体最大变形为1.5 mm，满足设计规范的变形最大限度要求;所有构件均满足材料受力要求。

3 应用情况

按该设计生产的台阶模板已在沐若水电站大坝施工中应用，该模板很好地满足了碾压混凝土连续施工的要求，并且结构变形小、预埋螺栓拆除后混凝土表面仅局部需要修补，从而有效地保证了混凝土的外观质量，受到了业主的好评。该模板的成功应用对研究大坝台阶施工具有重要意义。