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(中國水利水電第八工程局有限公司，長沙 410004)

1 概 述

草街航電樞紐泄洪閘共15孔，溢流面為實(shí)用堰型，按照溢流面結(jié)構(gòu)形式可分為三種類型：1號孔、2～5號孔、6～15號孔各為一種類型。1號孔溢流面頂部高程179.43m，寬13m、長62.11m；2～15號孔溢流面頂部高程180.00m，寬13m、長40m。

1號、3號、5號、7號、9號、11號、13號、15號溢流面中間設(shè)有結(jié)構(gòu)縫，結(jié)構(gòu)縫設(shè)置2cm厚木板，并且在距離溢流面頂部100cm處布置一道銅止水、150cm處布置一道橡膠止水。

2 有軌滑模設(shè)計(jì)

2.1 滑模設(shè)計(jì)

溢流面滑模包括模板系統(tǒng)(含模體、行走機(jī)構(gòu)、抹面架)、牽引系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)三部分，見下頁圖1。

圖1 滑模結(jié)構(gòu)

2.1.1 模板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)包括模體、行走機(jī)構(gòu)和抹面架三部分。

a.模體。模體由面板和主梁構(gòu)成。

鋼面板采用5mm的鋼板，面板設(shè)計(jì)成兩塊，單塊長6.35m、寬1.1m，兩邊形成3cm的翻邊，翻邊和平面的夾角為30°，面板和主梁焊接成整體；主梁采用桁架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)成兩榀，單榀長×寬×高=6.35m×0.984m×0.8m，中間采用鋼板螺栓連接；面板和主梁之間采用槽鋼焊接，槽鋼按照桁架的節(jié)點(diǎn)間隔布置。

b.行走機(jī)構(gòu)。桁架兩端分別布置兩個(gè)φ240滾軸軸承，軸承選用特寬系列雙列向心球面滾子軸承。軸承與桁架之間通過連接桿焊接固定。

c.抹面架。按照桁架節(jié)點(diǎn)的位置，在桁架上間隔布置連接點(diǎn)，抹面架主承力桿通過活動銷和桁架連接，上部采用法蘭螺絲連接，法蘭螺絲的調(diào)節(jié)長度大于25cm，便于在施工時(shí)調(diào)節(jié)抹面架水平度。抹面架的主承力桿由槽鋼焊接而成，操作平臺寬60cm，上部鋪竹條板供施工人員行走。操作平臺外側(cè)采用鋼筋焊接防護(hù)欄桿并掛安全網(wǎng)。

2.1.2 牽引系統(tǒng)

滑模牽引系統(tǒng)，采用兩臺5t手拉葫蘆，在工作門槽處利用溢流面的鋼筋網(wǎng)形成錨固點(diǎn)。為保證牽引方向盡量與軌道方向平行，鋼絲繩壓在堰面鋼筋處采用滑輪臨時(shí)支撐，牽引過程中逐漸收縮鋼絲繩。

2.1.3 軌道系統(tǒng)

滑模的軌道沿兩側(cè)閘墩布置，中心線距溢流面頂23cm?；壊捎谩?00×12角鋼按照溢流面的形式加工而成，用M22膨脹螺栓固定在閘墩上，膨脹螺栓間距50cm。

2.2 滑模計(jì)算

2.2.1 荷載分析

滑模施工時(shí)主要受模體自重G、人員及設(shè)備重F1、混凝土的浮托力F3、振搗混凝土的振搗力F4、傾倒混凝土?xí)r的沖擊力F5、模板與混凝土間的摩擦力f、模板與混凝土黏結(jié)力fn七方面荷載影響。按照《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》、《水利水電工程施工手冊(混凝土工程)》對荷載的分析結(jié)果見下表。

荷載分析表

注模板在混凝土澆筑狀態(tài)時(shí)最不利荷載組合為1+2+3+4+5，模板在牽引狀態(tài)時(shí)最不利荷載組合為1+2+3+6+7。

2.2.2 計(jì)算簡圖

取滑模和水平面傾角最大時(shí)進(jìn)行分析：

a.澆筑混凝土?xí)r(見圖2)。

根據(jù)圖2可得Fx=6.952kN/m2，方向沿溢流面向下；Fy=5.466kN/m2，方向垂直于溢流面向上；F合=8.843kN/m2。

圖2 澆筑混凝土?xí)r計(jì)算簡圖

b.牽引狀態(tài)時(shí)(見圖3)。

根據(jù)圖3可得Fx=5.164kN/m2，方向沿溢流面向下；Fy=1.717kN/m2，方向垂直于溢流面向上；F合=5.442kN/m2。

圖3 牽引狀態(tài)時(shí)計(jì)算簡圖

通過上述計(jì)算可以看出，當(dāng)澆筑混凝土?xí)r滑模系統(tǒng)所處的狀態(tài)最不利，以下計(jì)算均按澆筑混凝土?xí)r進(jìn)行。

2.2.3 滑模主梁(桁架)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

利用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法分別計(jì)算桁架各桿件的軸向力(計(jì)算過程從略)。桁架豎向和水平向結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算、單根桿件強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。

2.2.4 滾輪驗(yàn)算

2.2.5 軌道驗(yàn)算

選取∠100×12角鋼加工成溢流面曲線形式，用M22膨脹螺栓固定于閘墩上，膨脹螺栓間距50cm。

2.2.6 牽引系統(tǒng)驗(yàn)算

綜上計(jì)算，牽引力F牽>FXab=6.952×1.1×12.7=97.11kN=9.7tf。因此，選擇兩臺5tf手拉葫蘆。

3 滑模的安裝

3.1 軌道的安裝

a.安裝軌道前，先檢查閘墩的結(jié)構(gòu)尺寸，看是否存在因?yàn)殚l墩澆筑混凝土?xí)r，因跑模而造成的結(jié)構(gòu)偏差，以防止軌道安裝完后因偏差較大而影響滑模運(yùn)行。若發(fā)現(xiàn)有跑?，F(xiàn)象的部位，用角磨機(jī)將閘墩表面超出結(jié)構(gòu)線的部位磨除。

b.在閘墩表面放控制點(diǎn)，將加工好的軌道按照控制點(diǎn)進(jìn)行臨時(shí)固定。根據(jù)軌道上的膨脹螺栓孔位置在閘墩表面用紅油漆標(biāo)示出膨脹螺栓鉆孔位置。

c.根據(jù)標(biāo)示的膨脹螺栓孔位置在閘墩上鉆孔。

d.重新在閘墩表面放軌道安裝控制點(diǎn)，然后用膨脹螺栓固定角鋼形成軌道。軌距允許偏差為+3mm， 軌道中心線允許偏差2mm。

3.2 滑模的拼裝

a.滑模安裝前完成底板177.50m高程以下底板混凝土、溢流面鋼筋網(wǎng)施工，完成上游圓弧段模板、樣架鋼筋和滑模軌道安裝，完成分縫模板及止水固定等所有備倉工作。

b.將兩臺5tf手拉葫蘆和調(diào)整鋼絲繩方向的滑輪固定好，并將鋼絲繩引至溢流面底部安裝滑模位置。

c.采用全站儀放出兩部分滑模拼裝的中心線，即每個(gè)孔的中心線，并采用尼龍繩進(jìn)行標(biāo)識。將已制作好的兩部分滑模運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，采用墩尾540門機(jī)先吊起一半滑模，按照已經(jīng)確定的中心線將位置調(diào)整好，并將滾動軸承卡入軌道內(nèi)。然后，另一端用枋木將滑模墊起使面板保持水平。

d.將另一半滑模按照上述方法與第一半滑模采用螺栓連接成一個(gè)整體。面板錯臺小于1mm。

e.兩半滑模拼裝好后，將牽引鋼絲繩與其固定，并將鋼絲繩調(diào)整為緊繃狀態(tài)。

f.將用來臨時(shí)支撐滑模的枋木移走，然后測量重新校正滑模水平和垂直偏差。

g.以上步驟完成后可以進(jìn)行混凝土的澆筑和滑模的滑升，當(dāng)滑?；烈欢ǜ叨?，即能夠安裝尾部抹面操作架時(shí)，開始安裝抹面操作架。

h.分別將每根承力桿與桁架上的下部連接點(diǎn)用活動銷連接，并將法蘭螺絲掛鉤掛于上部活動銷上。然后再鋪設(shè)竹條板，焊接防護(hù)欄桿。隨著滑模的滑升調(diào)整法蘭螺絲的長度，使操作平臺處于水平。

4 滑升滑模

4.1 初試滑升

初試時(shí)，滑?；咎幱谒?，在混凝土澆筑至與面板平齊后，即2～5號孔澆筑至169.00m高程、6～15號孔澆筑至173.00m高程后，且第一層混凝土的強(qiáng)度達(dá)0.05～0.1MPa的出模強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行初升，此時(shí)，拉動手拉葫蘆使滑模平穩(wěn)水平滑動50～100mm，用手指按壓出模的混凝土。如有輕微指印和不粘手，且滑升過程中有耳聞“沙沙”聲，說明可以開始滑升，反之說明滑升時(shí)間已遲。若發(fā)現(xiàn)按壓指印很深或表面漿液形成波紋狀，暫不能滑升，可繼續(xù)澆筑混凝土，等待合適的滑升時(shí)間。

模板水平方向滑動200～300mm后，應(yīng)稍事停歇，經(jīng)對牽引系統(tǒng)和模板系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查、調(diào)整后，方可轉(zhuǎn)入正常滑升。

4.2 正常滑升

由于溢流面為曲線，因此，正?；龝r(shí)每次滑升的高度應(yīng)與混凝土分層澆筑的高度相配合，一般為50cm。兩次提升的時(shí)間間隔應(yīng)控制在1h以內(nèi)?；^程中，應(yīng)調(diào)節(jié)法蘭螺絲保持操作平臺的水平，并實(shí)時(shí)監(jiān)控滑模左、右側(cè)的偏差，及時(shí)通過手拉葫蘆調(diào)整滑模的位置，使滑模中心線和溢流面中心線重合，防止滑模卡死。水平距離每滑動1m應(yīng)做一次檢查、記錄。

5 結(jié) 語

草街航電樞紐泄洪閘溢流面采用有軌滑模施工工藝,大大減少了施工工序和施工難度，相對于拖模等施工工藝而言，有利于保證堰面體型和結(jié)構(gòu)精度。