轻型悬臂模板推广应用

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1、1轻型悬臂大模板在巴江口水电站轻型悬臂大模板在巴江口水电站 工程中的推广应用工程中的推广应用吴弟和（中国水利水电第九工程局，贵州 贵阳 55001） 摘摘 要：闸坝式水电站水工建筑物多为墩墙结构，它的特点是结构面直、长、高，非常适要：闸坝式水电站水工建筑物多为墩墙结构，它的特点是结构面直、长、高，非常适 合大块模板施工。现场拼装组合小钢模结构有强度较低、易变形、拼装繁琐、材合大块模板施工。现场拼装组合小钢模结构有强度较低、易变形、拼装繁琐、材 料消耗大、工人劳动强度大、不利于快速施工、混凝土面平整度差的弊端；大型料消耗大、工人劳动强度大、不利于快速施工、混凝土面平整度差的弊端；大型 悬臂模板自

2、重大，拆升需用门机或其它大型提升机械，占用机械吊运混凝土入仓悬臂模板自重大，拆升需用门机或其它大型提升机械，占用机械吊运混凝土入仓 时间，影响施工进度；轻型悬臂大模板有重量轻、型式多样、拆装方便、工人劳时间，影响施工进度；轻型悬臂大模板有重量轻、型式多样、拆装方便、工人劳 动强度小、工作效率高，少占用大型起重机械等优点，有利于快速施工，特别适动强度小、工作效率高，少占用大型起重机械等优点，有利于快速施工，特别适 合建设工期短、工程量大类似巴江口水电站的闸坝工程。合建设工期短、工程量大类似巴江口水电站的闸坝工程。 关键词：巴江口水电站；闸坝工程；轻型悬臂大模板；大型悬臂模板；组合小钢模板；关键词

3、：巴江口水电站；闸坝工程；轻型悬臂大模板；大型悬臂模板；组合小钢模板；1 工程概况 广西桂江巴江口水电站位于广西壮族自治区桂林市平乐县境内大发乡桂江中游巴江口 村上游 1.5km 处，是一座以发电为主、兼顾航运、灌溉、水产养殖、旅游等的综合利用的 大（2）型水利工程，水库总库容 1.85108m3，电站装机容量 330MW。 枢纽总体布置沿坝轴线从左到右为：左岸接头重力坝，长 93m；100t 级船闸，宽 24m；河床式电站厂房，长 80m；溢流坝，长 169.4m（9 孔溢流坝方案） ；右岸接头重力坝， 长 58.6m。枢纽布置沿坝轴线全长 425m；混凝土总量约 50 万 m3。2 模板工

4、程规划巴江口水电站水工建筑物有：左右岸重力坝、船闸、闸坝式厂房、9 孔墩墙式溢流坝。 针对巴江口水电站水工建筑物多为墩坝式结构，结构面多为直面，适合使用大块模板，巴 江口水电站工程项目部组织设计使用了轻型悬臂大模板。 根据墩墙结构特点设计的轻型悬臂模板有重量轻、型式多样、拆装方便、工人劳动强 度小、工作效率高，少占用大型起重机械等优点。 轻型悬臂大模板面板采用 P3015 型模板或定型钢模拼装而成，模板的支撑系统采用100503mm 矩形方钢、48 脚手架钢管焊接成三角形桁架、预埋螺栓锚筋、模板顶部 拉筋，面板的铅直度调整通过设置在模板上的拉筋螺栓来控制。 按结构型式分有：直墙平面型、圆弧墩头

5、曲面型、门槽折线型；按面积分有：4.5 m2、9 m2、18 m2、27m2等多种类型。 3 轻型悬臂大模板设计在水电施工行业使用已久的现场拼装组合小钢模结构有：强度较低、易变形、拼装繁琐、 材料消耗大、工人劳动强度大、不利于快速施工、混凝土面平整度差的弊端，随建筑物的 升高还需要搭设安全防护平台。推广应用较长的大型悬臂模板需要汽车吊、门机等大型起 吊设备的配合才能使用，大型悬臂模板施工在加快混凝土入仓强度、线型、外观质量控制 较好，一次性消耗材料少，工人劳动强度低，需要人力少，自身设有三层安全平台，在施 工安全方面有保障，由于大型悬臂模板自身重量大，在没有大型起吊设备的部位不能使用， 同时占

6、用门机等大型起吊设备吊运混凝土入仓时间。 介于上述两种模板的利弊，中水九局巴江口水电站项目部设计了重量轻、模板强度能满 足施工要求，型式多样、拆装方便、一次性消耗材料较少，投入人工较少，且劳动强度小、2工作效率高，少占用大型起重机械，有利于快速施工等诸多优点的轻型悬臂大模板。 3.1 荷载设计 主要考虑两种荷载：结构荷载及施工荷载。 结构荷载主要为砼的侧压力，按浇筑温度 10，砼平均浇筑速度 0.4m/h 的状况查表， 确定最大侧压力为 2.7t/m2。 施工荷载主要为振荡砼时产生的荷载 0.1t/m2； 为便于计算及考虑结构加工，按均布荷载 q=2.8t/m2取值。 3.2 结构受力计算结构

7、受力分析简图如见右图：结构排间距为 0.75 m 经计算，最大弯矩出现在跨中支座处，弯矩为 0.125ql2,即 0.51 tm。 杆 2 受承受的最大轴压力为 ql，即 2.94 t。 杆 2 受承受的最大轴压力为 2.53 t。 支座反力（即拉筋受力）为 ql，即 2.94t。 3.3 材料强度校核 杆 1 选用 100504 矩形方钢，所能承受的最大弯 矩为M=W=2352408510-7=0.57 tm。4 轻型悬臂大模板使用方法 4.1 轻型悬臂大模板的拆装采用安装在仓内的提升架上悬挂的手拉葫芦牵引或采用门机、 汽车吊、履带吊；轻型悬臂大模板的固定系统由预埋螺栓锚筋、锥形连接螺栓和高

8、强度锁 紧螺帽组成。 4.2 工作原理为：预埋锚筋埋设在混凝土表面下约 20cm 处，由 16mm 钢筋加工而成， 其头部加工成标准螺纹，并与锥形连接螺栓连接，高强度锁紧螺栓穿过焊接在模板背部矩 形钢上的角钢支座后，与露在模板外的锥形连接螺栓另一头连接、锁紧，从而将轻型悬臂 大模板固定在老混凝土上，收紧锁紧螺栓，可使模板面板紧贴在老混凝土结构面。 4.3 预埋螺栓锚筋的安装：轻型悬臂大模板提升、固定后进行预埋螺栓锚筋的安装。在 面板上口设有预留孔洞。将锥形连接螺栓穿入预留孔洞并与螺栓锚筋连接，用高强度锁紧 螺栓将锥形连接螺栓和螺栓锚筋一起固定在模板的支撑系统上。 4.4 轻型悬臂大模板进行初调

9、平、调直后，吊垂线检查模板的垂直度，模板垂直度调整底部预埋螺栓锚筋矩形钢510P3015模板预埋拉筋支撑三角架矩形钢510预埋钢筋矩形钢510预埋螺栓拉筋大样图锥形螺栓装配大样图预埋螺栓拉筋锥形螺帽高强度锁紧螺栓角钢支座AA锁紧螺栓角钢支座矩形钢510模板预埋螺栓拉筋俯视图(A-A)顶部拉筋顶部拉筋顶部拉筋角钢支座钢板=10mm钢丝绳支腿（28 螺纹钢筋）简易爬梯14螺纹 钢筋焊接间距30cm钢支杆130mm无 缝钢管制作支腿穿销25 螺纹钢筋制作23吨手拉葫芦提升装置支杆大样图轻型悬臂模板示意图底部加固垫块杆1已浇砼杆1杆2杆3杆31001401402q=2.80t/m3时，应考虑到浇筑混凝

10、土时模板有微小的外倾变形，事先可将模板上口向内倾 5mm。悬臂 大模板拉筋的焊接与普通模板拉筋施工要求一致。拉筋焊接完成后，进行模板水平度与垂 直度的细调整，根据调整要求收紧拉筋固定螺帽，所有工序完成后在模板内侧或上口设置 支撑，以防止浇筑中模板拉筋受混凝土冲击、使模板向内发生倾斜。 4.5 在混凝土浇筑过程中，混凝土上升速度不大于 50cm/小时，在采用台阶法施工时， 应注意混凝土台阶高度，施工现场技术人员应根据混凝土允许间歇时间、仓面埋件及钢筋 网布置情况等因素决定，一般台阶高度应小于 50cm，铺料宽度在满足允许铺料时间的前提 下，尽量采用宽台阶，做到台阶分明以防止模板变形。 采用机械平

11、仓时，模板附近不得采用机械平仓推料，防止混凝土平仓机械挤压模板拉筋 造成模板变形，模板附近必须采用人工平仓。 混凝土振捣时，模板边沿应使用小功率振捣器振捣，振捣器距模板距离应大于 20cm， 并严格控制振捣时间，防止过振、欠振或漏振。 4.6 轻型悬臂大模板的拆卸、上升主要采用安装在仓内的提升架上悬挂的手拉葫芦牵引； 提升装置由手拉葫芦（35t） 、支杆、支杆支撑系统组成（详见附图） ，每块模板拆卸、上 升须使用 23 套提升装置同时进行操作。具体操作过程为：将支杆立模板边缘，有条件的 应与仓内钢筋焊接成整体，将支杆支腿分开撑好，将支杆固定钢丝绳固定在可靠的固定点 上，收紧上好绳卡，挂上手拉葫

12、芦。每块轻型悬臂大模板的吊环不少于两个，加宽 1.5m 增 加一吊环,吊环应选择焊在轻型悬臂大模板背面的方钢上,一般选用 18 以上的圆钢制成。 轻型悬臂大模板拆卸前收紧手拉葫芦并派专人看护，在模板获得向上的拉力后，在专人看 护下，操作工人员慢慢的至下而上的顺序，拆除模板底部高强度锁紧螺栓及模板各处的拉 筋螺栓，收回上一仓预埋的锥形连接螺栓。拆除过程中应敲击模板使模板与混凝土剥离。 各处的锁紧螺栓拆除完后，收紧手拉葫芦使模板与混凝土完全脱离，并使模板底部预留孔 洞上升到预埋锥形连接螺栓处，套上高强度锁紧螺栓并锁紧，模板固定后，逐一将所有模 板底部锥形连接螺栓套上高强度锁紧螺栓，完成初调平后进行

13、拉筋的焊接施工。并根据仓 面情况设置水平或斜向支撑。 5 使用过程控制 5.1、轻型悬臂模板准备使用前，应注意检查各连接部位是否连接牢固，检查锥形连接 螺栓与高强度锁紧螺栓是否因反复使用，造成螺纹损伤。严禁使用病、残、缺、螺纹打滑 的螺栓。 5.2、在高处使用轻型悬臂模时应按规定挂装安全网，模板拆卸、上升时应疏散模板下 方其他施工人员、确认无人后方可进行，采用仓内自制提升装置牵引上升时，各提升装置 应步调一致，模板上升速度应平稳。 5.3、手拉葫芦及支杆支腿、固定钢丝绳应定时检查，发现隐患必须处理并经检查合格 后方可使用。 5.4、不允许将模板作为电焊接地线使用，防止加快模板各焊点的电化学反应

14、，模板外 侧有施工人员操作而仓内须进行电焊施工时，应加强监控，防止模板外侧施工人员发生意 外。 5.5、严禁野蛮装卸、野蛮施工，未经允许在模板上乱穿孔、或改装模板或改装模板、 应定期检查板间固定螺栓、松动的应立即旋紧。 5.6 施工场面的模板应妥善保管，严禁将模板当作加工平台，模板局部变形时可用木锤 敲击校正，变形过大的应查明原因，调整作业方法并校正或更换变形模板。6 轻型悬臂大模板的使用与经济、性能对比 6.1 巴江口水电站工程项目部自购标模 8172m2，其中制成轻型悬臂大模板 300 块 2700 4m2，特制墩头圆弧模板 24 块 300 m2，工程局转来悬臂模大板 59 套 531

15、m2 。 截止 2004 年 12 月底巴江口水电站工程，在船闸使用轻型悬臂大模板达 13000 m2，使 用率达 89%；在左岸重力坝、厂房、一期溢流坝、厂坝导墙等部位使用轻型悬臂大模板面 积达 15100 m2，减少施工成本约 40 万元。 6.2 散装组合小钢模、轻型悬臂大模板、大型悬臂模板的经济、性能对比 计算依据：按当前水电建筑施工市场行情计算，钢模 5500 元/吨，钢材 4000 元/吨，加 工费 1500 元/吨，人工工资 30 元/人、天，其它费用不计。 三种模板经济对比表 单位：90m2名 称散装组合小钢模轻型悬臂大模板大型悬臂模板重量（9m2/块）450 kg800kg1

16、500 kg人工费按 3 m2/人工计，10 元/ m2按 6 人工组合安装10 块 90m2/天计，2 元/ m2按 6 人工组合安装10 块 90m2/天计，2 元/ m2消耗性材料拉筋、螺栓、一般消耗性材料，15 元/ m2拉筋、螺栓、一般消耗性材料，10 元/ m2预埋螺栓锚筋，6.5元/ m2机械费转运材料使用机械 0.2 元/ m2安装、拆出使用机械0.2 元/ m2每次提升使用机械20 元/钩计，2.2 元/ m2模板摊消费周转 20 次计，13.9 元/ m2周转 50 次计，11 元/ m2周转 50 次计，16 元/ m2合计39.1 元/ m223.2 元/ m226.7 元/ m2三种模板性能对比表 单位：90m2名 称散装组合小钢模轻型悬臂大模板大型悬臂模板上升方式人工拆装手拉葫芦提升大型机械提升 占用机械不占不占占用 使用劳动力30 个人工