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1、龙滩水电站底孔进水口牛腿模板设计王 稳阴贯松 周曙光中国水利水电第七工程局,郫县611730关键词：底孔 进水口 牛腿 模板 龙滩水电站摘 要：龙滩水电站底孔进水口牛腿施工工期紧,施工部位作业面小,不适宜用大型翻转模板或悬臂模板进行施工。在施工过程过科学合理的模板拼装设计,保证了底孔进水口牛腿混凝土浇筑质量,并对相关工程模板拼装设计积累了一定的经验。1 工程概况龙滩水电站12#、19#底孔坝段分别在进水口位置坝右左0+066.000坝右左0+090.000桩号处设置了倒悬牛腿。牛腿在276.00m高程以1：1的坡比倒悬起坡,290.00m高程达到进水口底部高程。牛腿部位为C常态砼。为满足提前下
2、闸蓄水要求,保证底孔钢衬顺利施工,必须确保底孔进水口牛腿混凝土施工进度及施工质量。为此,对底孔进水口牛腿施工进行了专项的模板结构设计。2 模板结构设计牛腿模板采用P6015、P1015钢模拼装,采用8的槽钢作为竖向围柃,横向围柃采用48焊接钢管；模板加固方式采用每层预埋14a槽钢拉、撑加固,槽钢间距75cm,埋入砼面30cm。拉模筋采用16一级钢筋,拉模筋螺杆、螺帽全部采用18的螺杆、螺帽底部三排采用双螺帽,槽钢拉筋全部采用18一级钢筋。拉模筋拉杆间距按75cm70cm布置。脚手架采用48的钢管搭设,在离牛腿1.5m位置布置一层间距为1.51.5m 脚手架。脚手架利用拆模后的拉模筋头生根搭建,
3、竖向钢管底部必须与上层预留的拉杆头焊接生根,所有竖向横向钢管采用十字扣件连接,并在脚手架上挂一层安全网。具体详见下图：3 主要材料用量材料名称规格单位数量备注槽钢8 L=4.5m根64槽钢14a L=4.3m根32收仓时预埋入砼30cm螺杆18 L=0.8m根224槽钢垫片14a L10cm个224钢垫片10mm钢板块224螺母18个448拉模筋16根224槽钢拉筋18根128钢模P1015块112钢模P6015块96钢管48 根70备注：该表为单个坝段单层3m层厚倒悬模板材料用量。4 计算4.1 荷载受力分析按悬臂结构模板荷载组合计算模板承载力,如下图：根据拉杆及槽钢间距0.75m单元计算荷
4、载荷载现浇砼反力力拉杆内力槽钢拉杆内力拉杆内力槽钢承受压力荷载荷载组合标准值分项系数荷载值模板自重组合钢模板 0.5KN/m21.20.20新浇混凝土自重标准值2.4t/m31.29.72钢筋自重标准值1.5KN/ m31.20.61施工人员和设备荷载2.5KN/m21.41.11振捣混凝土时产生的垂直荷载2.0KN/m21.40.63振捣混凝土时产生的水平荷载4.0KN/m21.41.26倾倒混凝土时产生的荷载10KN/m21.23.82各项荷载组合17.354.2计算拉杆受拉及槽钢强度模板受压力按照均布荷载考虑：qMcos45/28.917KN/m4.2.1 连接拉模筋按照超静定梁受力计算
5、可得：F18KN、F223KN、F320KN、F421KN、F520KN、F623KN、F78KN为施工方便,且为保证操作平台的搭设,拉模筋全部采用16一级钢筋,螺杆采用M18螺杆螺杆长80cm,螺帽采用两个M18螺帽。16拉模筋抗拉强度34KN、M18螺杆抗拉强度29.6KN均大于最大拉力F223KN,满足要求。为使M18螺杆抗拉强度达到设计值29.6KN,所需螺杆丝口长度近似取值计算：=29.6KN/*d*L4mm即可满足要求,采用双螺帽,可满足要求。4.2.2槽钢和预埋插筋连接拉杆一根拉杆承受拉力：F=Mcos45/4=14.5t/4= 30.6KN43KN 4.2.3计算槽钢抗压强度和
6、砼承载力槽钢在收仓时按照75cm间距进行预埋,埋入砼30cm。因所有槽钢竖向间距为50cm的6排28螺纹钢横向焊接、不考虑槽钢的长细比挠度,所以不考虑槽钢的压杆稳定。槽钢受压力 =17.35cos45cos452 = 173.5KN 314KN 砼承载力按照砼受冲切承载力计算：Fumh0h:截面高度影响系数,取值为1ft：砼轴心抗拉强度,C常态砼取值为1.3MPa,七天强度为0.751.30.975 MPapc,m：取值为1：局部荷载作用面积形状的影响系数,取为0.8um：临界截面的周长,2mh0：截面有效高度,0.25m计算得Fumh0333KN槽钢承受压力173.5KN小于333KN满足要
7、求。4.2.4焊接计算螺杆与拉模筋之间采用双面焊接,焊缝长度不小于5d,即9cm,若采用单面焊接,焊缝长度不小于10d,即18cm。16拉模筋与14a槽钢之间采用双面焊接,焊缝长度不小于5d,即8cm；18拉筋与14a槽钢之间采用双面焊接,焊缝长度不小于5d,即9cm。焊缝厚度取值4mm,焊缝设计强度取值160N/mm2 。螺杆与拉模筋之间焊缝抗拉力：N=20.70.4916010280.6KN计算结果大于16拉模筋抗拉强度34KN,满足要求。16拉模筋与14a槽钢之间焊缝抗拉力：N20.70.4816010271.6KN计算结果大于16拉模筋抗拉强度34KN,满足要求。18拉筋与14a槽钢之
8、间焊缝抗拉力：N20.70.4916010280.6KN计算结果大于18拉模筋抗拉强度43KN,满足要求。4.3计算竖围柃槽钢的抗弯 竖围柃采用两根8槽钢制作。槽钢所受弯矩如上图所示,根据受力分析可得槽钢各点最大弯矩值：M1= 1.022KN.m、M2= -1.499KN.m、M3=0.477KN.m、M4= -1.09KN.m、M5=0.613KN.m、M6= -1.226KN.mF：拉模筋拉力q：砼压力,q=28.917KN/mL：拉模筋间距的1/2,L=0.35cm计算后得M2的值最大,M21.5KN.m槽钢弯应力：maxM2/2Wx1.5 KN.m/2*25.3cm3=29.6MPa170 MPa满足抗弯要求5 结语:底孔进水口牛腿模板设计,有效的解决了底孔进水口牛腿混凝土浇筑问题,保证了底孔钢衬的顺利施工,为提前下闸蓄水奠定了坚实的基础。通过底孔进水口混凝土的浇筑,也验证了此模板结构设计的合理性和科学性。 /
