拱坝坝顶交通桥及工作桥的施工管理

卜明玉 刘学工 崔伦义 李明秋

拱坝坝顶交通桥及工作桥的施工管理

卜明玉 刘学工 崔伦义 李明秋

南俄5水电站交通桥及工作桥施工具有模板支撑高度大、施工总荷载高、单梁跨度较大的特点，且施工作业面狭窄、施工机械设备有限、技术要求高、施工难度大以及危险系数高等特点，通过不断的修改和探索，采取最合适的施工方式进行施工，既满足了施工的工程质量要求，又同时加快了施工进度，确保工程顺利发电。

碾压混凝土拱坝 交通桥 工作桥 支撑系统

1 工程概况

南俄5电站拦河坝为碾压混凝土重力拱坝，坝顶高程1 103.00 m，最大坝高100.50 m，坝顶宽度6.0 m，拱冠梁底宽42.00 m，拱冠梁厚高比0.424，坝顶中心线弧长234.848 m，弧高比2.42，顶拱中心角92.794°。坝顶交通桥全长87.2 m，共计7跨，最大单跨跨度13.4 m，桥长单跨13.4 m；工作桥，共计3跨，单跨跨度12 m，单跨桥长13.4 m。坝顶交通桥及工作位于坝中间，跨溢流坝段。

2 施工的特点和难点

坝顶交通桥及工作桥桥梁设计为预制梁。交通桥单T型梁混凝土方量8.73 m3，重约22 t，工作桥单T型梁混凝土方量7.0 m3，重约17.5 t。考虑到老挝地区起吊设备最大为50 t汽车吊，桥梁无法吊装，因此，坝顶交通桥及工作桥桥梁只能考虑现浇施工。

交通桥及工作桥施工存在以下特点：模板支撑高度比较大，最大支撑高度超过25 m；施工的总荷载比较大，最大达到22.7 kN/m；支撑系统底部处于倾斜的溢流表面，最大坡度达到45°；梁的跨度交通桥最大将近14 m，坝顶到闸墩的4跨交通桥其地面到桥面的高度近100 m，施工进度紧。

3 施工方案设计

3.1 交通桥梁及工作桥梁支撑

交通桥梁（L1）及工作桥梁（L7、L8）支撑采用扣件式钢管脚手架，扣件式钢管脚手架立杆间排距0.75 m，步距1.2 m，立杆距闸墩混凝土325 mm，坝纵轴向水平横杆必须顶拢两侧闸墩混凝土，坝横轴向连续剪力撑均匀布置，剪力撑杆水平间距3 m；顶部梁结构下面剪力撑加密加强。

3.2 交通桥梁支撑

由于交通桥梁采取工字钢梁支撑结构，按混凝土施工最不利单梁支撑情况考虑，其单梁受力情况简化如图1所示。

图1 工字钢单梁受力情况简图

工字钢支撑梁选用45a工字钢，A、B支点预埋20a工字钢，通过查阅《热扎普通工字钢》规范，查得45a工字钢惯性矩I=32 240 cm4、截面抵抗矩W=1 430 cm3，20a工字钢截面面积S=35.5 cm2。Lmax=1 050 cm。工字钢为3号钢，查得其允许应力σ=1 70 MPa，允许剪应力τ=100 MPa，弹性模量E=2.1×105MPa

3.2.1 单梁支撑荷载（q）计算

（1）45a工字钢、架管和钢模自重荷载：q1= 15 N/cm；

（2）新浇混凝土、钢筋荷载：q2=175 N/cm；

（3）振动荷载：q3=30 N/cm；

（4）工作人员、浇筑设备、工具荷载：q4=7 N/cm。

荷载组合：q=q1+q2+q3+q4=227 N/cm。

3.2.2 强度计算

最大弯矩计：M=qL2/8=31 283 430 N·cm；最大应力：σ=M/W=218.77 MPa＞170 MPa。检查发现，梁混凝土如若采取一次性浇筑，45a工字钢梁结构支撑不能满足要求。此时可考虑增加45a工字钢加强支撑强度，也可考虑混凝土分层浇筑。但由于增加45a工字钢，增加投入成本，后期45a工字钢拆除比较困难，因此，考虑梁混凝土分次浇筑。梁混凝土分2层浇筑，第1层混凝土浇筑养护14 d后，再进行第2层混凝土浇筑。

3.2.3 分2 层混凝土浇筑强度计算

分2层混凝土浇筑荷载计算：新浇筑、钢筋荷载q2=95 N/cm，荷载组合q=q1+q2+q3+q4=147。

最大弯矩计：M=qL2/8=18 880 310 N·cm；

最大应力：σ=M/W=141.67 MPa＜170 MPa；

A、B支点：Vmax=RA=RB=qL/2=77 175 N；

最大剪应力：τ=Vmax/S=21.74 MPa＜100 MPa。

3.2.4 挠度验算

考虑工字钢梁支撑上面脚手架支撑结构，Lmax= 760 cm，最大挠度（L2梁工字钢挠度）fmax=0.943 cm＜2 cm（混凝土结构永久误差）。

梁混凝土浇筑分2次浇筑，工字钢梁结构支撑满足要求。

4 重点施工工序控制

4.1 支撑架搭设施工管理

脚手架施工应采用自下而上，人工搭设。工字钢梁上面脚手架支撑，应先施工水平架管，再施工立柱架管，并与工字钢梁锁定后，再从下往上搭设。施工中应考虑桥梁自身结构的弹性挠度，底部处于倾斜的溢流面表面，脚手脚搭设应考虑2.5‰L起弧，溢流面脚手架，立杆必须与溢流面锚筋焊接固定，避免脚手架溢流面滑动。扣件式管件脚手架搭设必须严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆结果头均应错开在不同的区框格层中设置，立杆的连接必须采用对接扣件对接，水平杆的连接采用搭设形式连接在同一立杆上。脚手架搭设完成后，必须验收合格后方可投入使用，并必须在架体周边设置安全警戒线。

4.2 混凝土浇筑施工管理

在混凝土浇筑前应再次对支架的支撑情况进行检查，如若发现下沉，松动和变形情况及时解决，浇筑期间，检查支撑、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，当发现有松动，变形、移位时及时加固。

桥墩混凝土与大坝碾压混凝土采取分仓浇筑，大坝碾压混凝土浇筑时，预留桥墩结构部分。为保证桥墩混凝土和大坝混凝土之间紧密结合，桥墩混凝土浇筑前，应对大坝混凝土接触部分进行凿毛处理，并冲洗干净，同时桥墩混凝土中应掺入MgO，UEA，SY-G等膨胀剂。

为确保施工质量，应严格控制施工工序，交通桥梁L2，L6混凝土浇筑采取必须分2层浇筑，且第2层混凝土必须待第1层混凝土浇筑满14 d后才可以进行。第1层混凝土浇筑后，不能拆除桥梁下面支撑工字钢结构，必须等待第2层混凝土养护14 d后，再进行拆除。

4.3 工字钢拆除施工管理

在梁混凝土浇筑时，应按要求预埋吊环，方便后期45a工字钢拆除，拆除时应采取由外到内，先拆除外部工字钢。在外部工字钢两头焊接吊环，采用5 t的葫芦起吊，人工慢慢移动，再沿着下游坝面缓缓下放，最终移至坝顶交通桥平面外后，再由其他设备吊至坝顶回收。拆除完外部工字钢后，再拆除内部工字钢，同样两端焊接吊环，采用火焊割除焊接固定点，再采用钢绳或麻绳将两头吊起，并缓缓下放至坝顶交通桥的平面上。

5 总结与思考

水利水电工程往往由于受到空间大小、设备条件情况以及气候温度等客观因素的影响，一般的施工技术和方案无法适用于所有的工程，尤其目前很多公司的海外工程项目越来越多，现场项目施工存在施工技术要求高、施工难度大、危险系数高等特点。面对这些问题，必须通过对施工方法的不断调整，大胆创新，结合每个工程项目的具体实际情况，采用最优、最合适的施工办法进行施工，才能够顺利完成目标。

卜明玉 男 助理工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222

刘学工 男 工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222

崔伦义 男 工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222

李明秋 男 工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222

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