重力式码头现浇胸墙模板设计及质量控制

2020-09-07林良恩中交四航局第二工程有限公司

珠江水运 2020年15期

林良恩中交四航局第二工程有限公司

1.工程概况：

广东某电厂新建配套码头工程项目建设内容主要包含一座规模为10万吨级的煤码头项目，一座规模为3000吨级的重件码头项目，还有码头配套的防波堤、煤栈桥、航道疏浚工程。工程具有规模大、工期紧、节点多、工作内容多、工作量大的特点，工程项目所处的海域风、浪、流较大，季风变化明显，易发台风，天气对水上作业影响大，工程项目受季节性的因素影响比较大，正常工况下可以作业的时间相对比较少。该工程码头现浇胸墙共22件，其分段长度分别为28m（20件）、13.9m（1件）、6.89m（1件），胸墙总高度分两种分别为3.78m（20件）、1.8m（1件），胸墙宽度为5.10～5.45m。胸墙顶标高为5.28m，过渡段为3.3m。重力式码头的胸墙后方和输送皮带机的基础梁相连接，在胸墙上设置有各类管线及附属设施等。胸墙混凝土9547.4m3，混凝土等级C30。

2.项目特点

由于胸墙高度为5.28m，过渡段为3.3m，胸墙混凝土的浇筑方量为9547.4m3，该项目属于大体积混凝土范畴，大体积混凝土的浇注对其模板的刚度和强度要求比较高，根据规范要求必须对模板进行应力计算，对模板材料的选择也有严格要求，需要选择变形较小而且整体刚度较大的模板。该工程的胸墙外模板采用组合钢模，通过模板组合能满足长度28m、13.9m及6.85m，高度为3.78m、1.8m等不同胸墙的施工要求，一共需要配置1套外模板。用厚度为6mm的钢板作为胸墙模板的面板。模板主梁选用桁架梁，高为650mm，间距为800～1100mm。模板桁架梁弦杆选用槽钢，型号为双拼10#槽钢，腹杆选用型号为6.3#的槽钢，模板顶部设置作业平台。桁架形式的模板由于对拉少，对胸墙的整体观感有较大好处，而且施工起来比较方便迅速，所以该项目胸墙模板背后的支撑系统采用钢桁架。

3.模板制作及安装

胸墙的外侧模板采用组合式钢模。用厚度为6mm的钢板作为胸墙模板的面板。规格6mm×100mm扁钢作为竖肋，间距800mm～1000mm。纵肋采用10#槽钢，间距300mm、主梁采用650mm高的桁架梁，间距800～1000mm布置。型号为双拼10#槽钢，腹杆选用型号为6.3#的槽钢，模板顶部设置作业平台。为保证胸墙混凝土模板的质量，需要由专业的钢结构厂家在工厂内逐块加工，制作完成经检验合格后再调运至工程施工现场进行安装。

4.模板验算

重力式胸墙的模板设计完成之后，为了保证施工质量及安全，需要对所受荷载进行验算。

4.1.模板侧压力

根据模板侧压力计算公式（1）计算，得到模板侧压力为40KN/m2。

有效作用高度见公式（2）所示。

式中：Fmax-混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）

KS-外加剂影响修正系数，不掺加外加剂时取1.0；掺缓凝作用外加剂时，取2.0

Kt-温度校正系数

V-混凝土浇筑速度（m/h）

工程所在地大体积胸墙最低的浇注温度为10度，Kt=1.33；浇注效率约80m3/h，折算后混凝土上升速度0.55m/h。

4.2 振捣力

振捣对侧模作用力FZ按规范取4KN/m2。

4.3 混凝土倾倒力

按照规范倾倒混凝土对侧面模板的作用力FQ取2KN/m2。

4.4 组合荷载

将胸墙模板所受到的侧压力、振捣力和混凝土浇筑力相加，得到胸墙模板受到的总的荷载力F。

5.模板计算

5.1 模板面板验算

采用midas gen建模计算，胸墙外模模型见图1所示。经过模型计算得到以下结果：（1）最大应力在桁架内侧弦杆底部194.2MPa＜235MPa，满足要求。（2）面板有效应力15.4 MPa ＜215 MPa，满足要求。（3）骨架整体最大变形3.7mm＜3780/400=9.5mm，满足要求。

图1.胸墙外模模型图

5.2 拉杆验算

（1）上拉杆采用PSB830等级D25、屈服强度为830MPa的精扎螺纹钢，则其抗拉承载力见下式

（2）下拉杆M36与牛腿连接的D28销轴都是用45号钢材制作，材质的屈服强度为355MPa、抗剪强度为178MPa，其M36抗拉承载力：

销轴抗剪强度：

牛腿穿销处钢板材质为 Q235,钢板厚度为 40mm，抗剪截面高为50mm，其抗剪强度：

孔壁承压强度：

6.质量控制措施

6.1 模板质量控制措施

（1）混凝土浇筑时会产生较大的振捣力和侧向压力，再选用模板时，就要选用强度和刚度都符合要求的模板。定位准确，避免发生位移，并保证混凝土结构的外形符合设计要求。浇筑完成后，养护达到天数后，要及时拆模，拆下来的模板需要及时的整理、维护并涂刷好隔离剂或废机油，留着备用，如果发现变形的或者破损的模板为了保证浇筑质量严禁在工程中使用。

（2）施工前要制定模板安装方案，并报监理及建设单位批准，在施工过程要严格按照批准的模板安装方案进行。模板安装过程要用全站仪或GPS精确定位、放线，保证模板的偏差小于规范和设计的允许值，并报监理检查，必须要保证无松动现象。

（3）模板安装牢固后，在浇筑过程中需要指定专门技术人员进行观察，及时发现并记录异常情况，防止模板发生跑模。

（4）胸墙模板在拆下来之后下次利用之前一定要清洗干净，在钢模面板的表面涂上矿物油类的防锈保护涂料，以防止钢板生锈和拆模困难。如果在检查中出现在已经浇筑的混凝土面上沾有污迹，必须采用有效合理的措施给予清除。

6.2 混凝土浇筑质量控制措施

（1）模板检查完后在进行混凝土浇筑之前，需要检测混凝土的配合比、坍落度等指标，满足设计及规范要求后方能继续浇筑。不合格的混凝土严禁入模。

（2）浇筑混凝土期间，必须严格按照方案制定的顺序布料，必须设置专门技术员检查模板支架、钢筋等的是否稳固。浇筑过程中，要及时对浇筑的混凝土进行振捣，使之振捣均匀并密实。振捣作业应符合相应操作规范要求，保证不出现漏振、过振。

（3）混凝土浇筑插入式振捣器进行振捣，振捣器的移动间距按照规定不能超过振捣器作用半径的1.5倍，并与侧模保持0.05～0.10m的间距，振捣的时间控制在30s左右，振捣标准是以表面不冒气泡为主。振捣棒在操作过程中要快插慢拔，保证混凝土务必振捣密实，不得出现欠振、漏振、过振现象，收面严格按照标高进行，控制收面平整度。

（4）混凝土收面一般采用刮尺粗平，并用木抹子在混凝土表面反复抹压；混凝土初凝之前还要进行二次收面，确保混凝土表面平整且不出现裂缝；必要时，采用抹面机进行表面收面处理。

（5）现场具体条件的混凝土养护要采用洒水养护，以混凝土表面处理湿润为宜，确保混凝土强度和不出现裂纹；胸墙避免出现结构裂缝和有害裂缝，前沿线顺直，迎水面美观，表观质量达到一级评分标准，各项实体检测项目合格。