滑模技术在石佛寺水库施工中的应用

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1、垂直滑模技术在石佛寺水库闸墩施工中的应用关键词：石佛寺水库泄洪闸闸墩、滑模设计（模板、围圈、提升架、提升系统设计）、混凝土浇筑、模板滑升。1工程概况石佛寺水库枢纽工程位于辽宁省沈阳市境内辽河干流上，是辽河干流上唯一的一座大型控制性水利工程，具有防洪、灌溉、引水等综合利用效益，防洪标准按100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，水库库容为1.81亿m3，为辽宁省“北水南调”的反调节水库。水库主要永久建筑物由拦河主坝、泄洪闸组成，泄洪闸采用底流式消能，泄洪闸总宽度为248.50m，溢流总净宽200.0m，共分16孔，单孔净宽12.5m，共设17个闸墩。闸墩施工分为边墩、中墩和缝墩（即2个

2、边墩、8个中墩、7个缝墩），闸墩底面高程为▽41m，墩顶高程为▽53.2m，采用钢筋混凝土浇筑。中墩长23.5米、宽3米，缝墩长23.5米、宽3.5米，中墩、缝墩墩头为半圆形，墩尾结构圆弧形；边墩为长方形，长23.5米、宽2.5米。2方案选择石佛寺水库泄洪闸闸墩混凝土浇筑在投标方案中采用翻转钢模支立，分层浇筑。但进入工程实质性施工阶段，由于开工日期推迟，工期缩短，常规翻转钢模分层支立浇筑已很难保证工期要求。针对闸墩外观质量要求高、工期紧、工序繁杂、施工安全突出等特点，经与常规模板比较，决定采用垂直滑模施工技术进行闸墩混凝土浇筑。3滑模设计垂直滑模结构由模板系统、操作平台系统、提升系统3

3、个部分组成。3.1模板系统模板系统结构包括模板、围圈、提升架，其主要作用是按照建筑物的结构形状及尺寸成型混凝土。闸墩垂直滑模结构如图1所示：1）模板滑模模板采用δ6mm钢板制作而成，曲线段采用δ6mm钢板压制而成，模板上下用∠50*50*5的角钢作为加劲肋，安装时加筋肋同围圈桁架梁上下弦焊接固定，门槽转角部位用∠63*6角钢作为模板。模板高度根据滑升速度及混凝土达到出模强度所需时间选定高度1.2米，模板锥度按5毫米控制。2）围圈围圈的作用是固定模板，保证模板所形成的几何尺寸不变。围圈承受模板传递的全部水平、垂直荷载及操作平台上的全部荷载，再通过围圈传递给提升架。围圈采用矩形桁架梁结构，

4、桁架梁断面尺寸1000mm*1000mm，桁架梁4个主肢采用∠90*90*9的角钢制成，4m一节，弦杆采用∠63*63*5的角钢制成，桁架梁节与节之间采用焊接。桁架梁结构如图所示：3）提升架提升架的作用是防止模板发生侧向变形，将模板系统与操作平台联系成整体，承受围圈传递的全部荷载，并在滑升过程中将全部荷载传递给千斤顶。闸墩滑模提升架选用“开”型架，“开”型架宽度分别为4.1m（缝墩）、3.58m（中墩），上下横梁及立柱均选用[18槽钢，为刚性焊接连接，用∠90*8角钢作加强筋。根据闸墩滑模的承受荷载计算，一套模体选用11套“开”型架，每套“开”型架安装2台千斤顶。3.2提升系统垂直滑模

5、提升系统包括爬杆、千斤顶、液压控制台。1）爬杆滑模模体通过安装在提升架上的千斤顶将整个滑升荷载传递给爬杆，爬杆用φ48*3.5m的钢管制成，每根长度3.5m，接头部位采用焊接，并用砂轮将焊口部位打磨平整，爬杆距模板距离20cm。2）千斤顶选用HQ-100型千斤顶，起重能力为100KN，爬升行程为30mm。经分析计算，滑模荷载如下：①滑模结构自重：366KN(包括模体结构面板、围圈、提升架、操作平台、液压系统及辅助设施等)②施工荷载：156KN（包括钢筋等材料及施工人员）③滑升摩擦阻力：N=282KN设计总荷载为804KN，需要千斤顶个数n＝N/50=16个，根据闸墩结构，布置22个千斤

6、顶。爬杆最大承载力P＝N/22＝36KN<＝50KN安全爬杆稳定校核稳定校核公式：=40αEI/K(L0+95)2[P]：爬杆的允许承载力；α：工作条件系数，整体性刚性平台取0.7；K：安全系数，取值不小于2；L0：爬杆脱空长度，取1.5m；E：弹性模量；I：爬杆的截面惯性矩；经计算，[P]＝77KN>36KN满足要求。3）液压系统液压系统包括液压控制台及高压油管，液压控制台为ZYXT-36型自动调平液压控制台，布置在操作平台中央，以保证各主管长度相近，而总长度最短。高压油管：主管选用φ16mm；支管选用φ8mm，利用直管接头和四通接头同控制台和千斤顶相连，形成液压系统。3.3滑模盘滑

7、模盘分为操作盘和辅助盘。操作盘为施工的操作平台，承受工作、物料等荷载，是滑模的主要结构，采用桁架梁钢结构制作，由于混凝土施工过程中，垂直荷载和侧向受力较大，为保证操作盘的强度和刚度，选用∠90、∠63角钢加工制作成1.0m*1.0m复式桁架梁，并利用“开”型架进行补强。在桁架梁上铺马道板形成操作平台，利用“开”型架顶面布置下料平台，搭设斜溜槽进行分料入仓。辅助盘为养护、修面、预埋件处理的工作平台，采用钢木结构悬吊布置，沿混凝土面布置一周宽800