CN108505500A - 一种倾斜无缝拼接预制模板及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种倾斜无缝拼接预制模板及其安装方法，该预制模板为钢筋混凝土薄壁结构，在该预制模板的斜板的左右两侧边的端面上均开设有凹槽，凹槽贯穿侧边的上下两端，两个斜板的凹槽内镶嵌橡胶条或海绵条后无缝拼接；该安装方法是安装前在凹槽内镶嵌海绵条或橡胶条，两预制模板通过凹槽实现对接，通过镶嵌的海绵条或者橡胶条，防止预制模板间漏浆，实现预制模板间的无缝拼接。本发明的倾斜无缝拼接预制模板及其安装方法有效解决大坝高空倒悬牛腿需要多次吊装并现场拼接、板间现浇混凝土安拆模板费时费工且存在一定安全风险的问题，具有免拆模板、无缝拼装、施工方便、安装快捷、施工周期短、整体稳定性好及安全系数高等优点。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程领域，尤其涉及一种倾斜无缝拼接预制模板及其安装方法。
背景技术
水工混凝土重力坝建设中，在大坝上、下游某个高程会涉及到倒悬牛腿结构的施工，该倒悬体基本都设置在溢流坝段的孔口部位，尤其是在大坝溢流表孔、泄流表孔、泄洪深孔及导流底孔等孔口部位，具有结构复杂，钢筋密集、温控防裂难度大、质量要求高及安全风险大等特点，这些部位都是制约大坝快速、均衡上升的因素。
随着大中型水电站的开发，倒悬牛腿结构在水电站建设中被广泛应用，在拱坝倒悬牛腿结构中，如何安全、经济地选择适宜的施工方法极为重要。对于倒悬牛腿结构的施工，常规方法有钢管排架支撑法、现浇混凝土法和预制模板法。水工钢管排架支撑法一般不适用于三级高处和特级高处作业；对于现浇混凝土法又称为牛腿反坡承重模板法或三角形钢筋组合柱（型钢）内拉式吊模法，该承重模板（吊模）可采用木模板、散装钢模板拼装，也可直接采用专用牛腿提升模板拼装，这两种模板均可采用型钢或三角形钢筋组合柱作为支撑柱，支撑柱上下游两侧设置双向斜拉条，以形成模板整体支撑体系，达到悬吊模板安装固定的目的，该方法施工有浇筑强度的限制，考虑到悬吊模板的承重荷载，必须严格分层分块施工，严格控制分层高度，一般每个浇筑层高为1.5m～2.0m，同时要比预制混凝土模板法多几个施工缝面的处理，施工周期长，另外一个弊端是倒悬体模板需要周转和拆除，费时费工，还存在拆除过程中高空作业的安全风险；对于预制模板法可分为模板板面预制法和全悬臂型钢模板法等，虽然该方法具有操作简单、安装方便、施工周期短及安全风险小等优点，但是对于型钢桁架的加固要求高，钢桁架、锚固件及连接支座均要特殊加固固定，同时设有多个标准节和连接构件，要多次吊装并现场拼装，占压吊装设备时间久，机械设备费用高，且板面间要现立模板浇筑结构混凝土，模板安装拆除时费时费工，还存在一定安全风险。
发明内容
针对上述现有预制模板法进行倒悬牛腿施工中存在的需要多次吊装并现场拼接、占压吊装设备时间久、机械设备费用高及板间现浇混凝土安拆模板费时费工，存在一定安全风险的缺点，本发明提供了一种倾斜无缝拼接预制模板及其安装方法，该方法中的预制模板可以标准化预制，不占压大坝上升直线工期，具有免拆模板、施工方便、安装快捷、施工周期短、整体稳定性好及安全系数高等优点，且预制模板间可以无缝拼接，免除现立木模拼缝及板间消缺处理等工序，大大提高施工效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种倾斜无缝拼接预制模板，该预制模板为钢筋混凝土薄壁结构，包括纵向板及斜板，所述纵向板为直角梯形结构，斜板为矩形结构，纵向板斜腰的长度等于斜板的长度，纵向板的斜腰垂直安装在斜板上；纵向板靠近斜板的位置设置有一排作为牛腿结构部位迎水面分布钢筋安装使用的孔洞，孔洞平行于斜板；所述斜板的左右两侧边的端面上均开设有凹槽，凹槽贯穿侧边的上下两端，相邻两个斜板的凹槽内镶嵌橡胶条或海绵条后无缝拼接；所述纵向板的下端预留一作为倒悬体部位结构混凝土振捣流动通道的梯形缺口，梯形缺口的其中一个底边与纵向板的下底面重合，梯形缺口的两腰处均布设加强筋。
所述纵向板和斜板内均设置有水平筋和竖向筋，纵向板的上端预埋两组吊装用钢筋吊环。
预制模板通过斜板侧边的凹槽无缝拼接，拼接后，在远离斜板的一组钢筋吊环的其中一个侧面满焊一根角钢，该角钢将与该组钢筋吊环同侧的所有预制模板的钢筋吊环连接成一个整体。
所述纵向板远离斜板的腰上预埋若干排与预浇仓号内设置的地锚插筋焊接固定的拉结筋。
一种倾斜无缝拼接预制模板的安装方法，该安装方法包括：
步骤1：将养护好的预制模板运输至大坝施工现场，在安装部位标识出模板安装的中心线和控制边线，并在安装位置均匀铺设2cm～3cm厚砂浆，在斜板的竖向凹槽内镶嵌橡胶条或海绵条；
步骤2：将安装好海绵条或橡胶条的预制模板准确定位，缓慢下放安装到位后，将纵向板预埋的若干排拉结筋与预浇仓号内设置的地锚插筋焊接固定；
步骤3：按照步骤1和步骤2依次安装所有预制模板，相邻两个预制模板的凹槽对接，确保各预制模板间橡胶条或海绵条贴紧，接缝严密；
步骤4：每组钢筋吊环的一个侧面上焊接一根角钢，将与该组钢筋吊环同侧的所有预制模板的钢筋吊环焊接成一个整体，形成无缝拼接的倒悬预制模板的组合体系；
步骤5：按设计图纸绑扎牛腿迎水面的结构钢筋，结构钢筋的水平分布筋从纵向板上的预留孔洞穿出，不影响倒悬体结构钢筋的安装；
步骤6：浇筑结构混凝土，利用Φ100插入式振捣棒加强振捣，纵向板的梯形缺口作为倒悬体部位结构混凝土的振捣流动通道，使得各个预制模板间的混凝土振捣均匀。
预制模板制作时，内壁均匀涂刷专用脱模剂，外壁镶嵌保温苯板，预制模板与钢筋间设置混凝土保护层垫块，采用Φ30插入式振捣棒加强振捣，预制模板外侧辅助振捣，避免欠振漏振。
预制模板浇筑后，延长混凝土拆模时间，采用铺设塑料薄膜+覆盖湿麻袋方式养护，养护时间不少于28d。
在步骤6的结构混凝土浇筑前，在预制模板的各个结合面进行凿毛，然后在其表面逐层、均匀涂刷浓水泥浆。
本发明的上述技术方案产生的积极效果如下：本发明在预制模板的斜板的两侧开设凹槽，安装前在凹槽内镶嵌海绵条或橡胶条，两预制模板通过凹槽实现对接，通过镶嵌的海绵条或者橡胶条，防止预制模板间漏浆，实现预制模板间的无缝拼接，有效解决大坝高空倒悬牛腿需要多次吊装并现场拼接、占压吊装设备时间久、机械设备费用高及板间现浇混凝土安拆模板费时费工、存在一定安全风险的缺点，具有免拆模板、无缝拼装、施工方便、安装快捷、施工周期短、整体稳定性好及安全系数高等优点。
在预制模板的下端预留梯形缺口，作为倒悬体部位结构混凝土的振捣流动通道，使振捣浇筑更加均匀，由于梯形缺口的预留，使纵向板的放置更加稳定，在一定程度上提供了预制模板的稳定性。
所有预制模板安装完成后，每组钢筋吊环的一个侧面上均满焊一根角钢，角钢连接所有下游的同组吊环，形成倒悬预制模板坚固的组合体系，提高预制模板安装的稳定性。
预制模板结合面凿毛完成后，在结构混凝土浇筑前可在其表面逐层、均匀涂刷浓水泥浆，以利于预制模板和新浇混凝土的结合。
本发明在西藏藏木水电站厂房坝段EL3274～EL3280m高程倒悬牛腿部位成功运用，有效解决了大坝高空倒悬牛腿结构安全、快速施工的难题，达到了预期效果。
附图说明
图1为本发明预制模板预制后的结构示意图。
图2为本发明预制模板的主视结构示意图。
图3为本发明预制模板内部钢筋排列的局部示意图。
图4为本发明预制模板的俯视结构示意图。
图5为本发明预制模板无缝拼接的结构示意图。
图6为本发明预制模板安装完成后钢筋吊环与角钢之间的连接局部示意图。
图中标注为：1、纵向板；2、斜板；3、斜板水平筋；4、斜板竖向筋；5、纵向板水平筋；6、纵向板竖向筋；7、孔洞；8、拉结筋；9、钢筋吊环；10、角钢；11、凹槽；12、梯形缺口；13、加强筋。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的倾斜无缝拼接预制模板及安装方法的技术方案进行进一步的阐述的说明。
本实施例应用于西藏藏木水电站厂房坝段EL3274～EL3280m高程倒悬牛腿结构施工中。该枢纽布置格局为重力坝+坝后式厂房，由左右岸挡水坝段、溢流坝段、厂房坝段、冲砂底孔坝段、坝后式地面厂房、消力池和海漫等组成。大坝建基面高程3198.00m，最大坝高116m，坝顶总长度389.50m。坝体顶部宽度19.00m，最大底宽76.00m。水库正常蓄水位为3310米，相应库容0．866亿立方米，属日调节水库。挡水坝段为左岸2个、右岸3个，最大坝高80m，坝体顶部宽度19.00m，最大底宽76.00m，其厂房坝段EL3274～EL3280m高程和挡水坝段EL3305～EL3308m高程均设有倒悬牛腿结构。
本实施例中采用的倾斜无缝拼接预制模板的结构如下：
一种倾斜无缝拼接预制模板，如图1、2、3、4所示，该预制模板为钢筋混凝土薄壁结构，为45°倒悬牛腿，预制模板高为4.5m、长为7.5m、宽为1.02m；该预制模板包括纵向板1及斜板2，所述纵向板为直角梯形结构，斜板为矩形结构，纵向板斜腰的长度等于斜板的长度，纵向板的斜腰垂直安装在斜板上；斜板板厚0.15m，板宽1.02m，斜板内部布设Ф12斜板水平筋3，上部2.0m范围内斜板水平筋间距为20cm，中部1.5m范围内斜板水平筋间距为15cm，下部1.0m范围内斜板水平筋间距为12cm，斜板内布设Ф6.5斜板竖向筋4，间距为20cm；纵向板厚0.25m，长7.5m，布设Ф12纵向板水平筋5，间距为15cm，布设Ф6.5纵向板竖向筋6，间距为20cm；在纵向板靠近斜板的内板面预留一排200mm×70mm孔洞7，作为牛腿结构部位迎水面分布钢筋安装使用，该排孔洞平行于斜板设置；在纵向板上方预埋4个Ф32钢筋吊环9，其中2个为一组，每组的两个钢筋吊环紧贴平行安装，锚入纵向板的深度为0.95m，外露0.15m，作为倒悬预制模板吊装时使用；在纵向板远离斜板的梯形腰的末端头立面预埋三排Ф25拉结筋8，每排间距为1.5m，锚入深度为0.95m，外露0.25m。
所述斜板的左右两侧边沿竖向面中间部位各设置一条2cm的凹槽11，凹槽贯穿侧边的上下两端，预制模板在大坝施工处安装前，在凹槽内采用专用胶水粘贴橡胶条或海绵条，然后将两个预制模板的凹槽处相接，确保各预制模板间橡胶条或海绵条贴紧，接缝严密防止漏浆，实现预制模板间的无缝拼接。
所述纵向板的下端预留一等腰梯形缺口12，等腰梯形缺口的其中一个底边与纵向板的下底面重合，等腰梯形缺口的两腰处各布设两根加强筋13，加强筋长为2.370m，梯形尺寸上口宽0.5m、下口宽1.1m、高为0.3m，作为倒悬体部位结构混凝土的振捣流动通道，而开设梯形缺口以后纵向板的下底面有一个开口，放置更加稳定，也就提高预制模板的稳定性。
如图5、6所示，将预制模板拼接完成后，远离斜板的一侧的钢筋吊环的侧面上焊接一根L50×5角钢10，一根角钢将所有预制模板单侧的钢筋吊环焊接连接成一个整体，形成倒悬预制模板坚固的组合体系，增加了整体稳定性。
采用上述的倾斜无缝拼接预制模板进行安装的方法如下：
一种倾斜无缝拼接预制模板安装方法，采用如下工艺进行制作预制模板及安装：施工准备→设置混凝土台座→钢筋制作安装→钢筋吊环、拉结筋安装→定型钢模板安装→混凝土浇筑→表面凿毛→保温保湿养护→转移吊装→铺设座浆→粘贴橡胶条或海绵条→安装定位→拉结筋焊接固定→角钢串连→绑扎结构钢筋→涂刷浓浆→浇筑结构混凝土。该安装方法具体包括：
步骤1：预制模板达到养护期限后，采用大卡车运输至大坝施工现场，然后再采用25T汽车吊现场安装，安装前测量准确放样，标识出预制模板安装的中心线和控制边线，在预制模板拟安装部位均匀铺设2cm～3cm厚砂浆，确保预制模板座浆平稳，同时在预制模板间凹槽处采用专用胶水逐个粘贴橡胶条或海绵条，确保各预制件间橡胶条贴紧，接缝严密；
步骤2：将安装好海绵条或橡胶条的预制模板准确定位，缓慢下放安装到位后，将纵向板预埋的若干排Ф25拉结筋与预浇仓号内设置的地锚插筋焊接固定；
步骤3：按照步骤1和步骤2依次安装所有预制模板，相邻两个预制模板的凹槽对接，确保各预制模板间橡胶条或海绵条贴紧，接缝严密；
步骤4：采用L50×5角钢将所有预制模板远离斜板的钢筋吊环焊接成一个整体，形成倒悬预制模板坚固的组合体系，增加了整体稳定性；
步骤5：按设计图纸绑扎牛腿迎水面的结构钢筋，其水平分布钢筋从纵向板上的预留孔洞穿出，不影响倒悬体结构钢筋的安装；
步骤6：在预制模板的各个结合面进行凿毛，然后在其表面逐层、均匀涂刷浓水泥浆；浇筑结构混凝土，利用Φ100插入式振捣棒加强振捣，纵向板的梯形缺口作为倒悬体部位结构混凝土的振捣流动通道，使得各个预制模板内的混凝土振捣均匀。
预制模板的定型钢模板内壁均匀涂刷专用脱模剂，外壁镶嵌保温苯板，模板与钢筋间设置混凝土保护层垫块，采用Φ30插入式振捣棒加强振捣，模板外侧辅助振捣，避免欠振漏振。混凝土采用葛洲坝拌合系统的拌合楼供料，采取混凝土搅拌车运输至预制厂，适当延长混凝土拆模时间，采用铺设塑料薄膜+覆盖湿麻袋方式养护，养护时间不少于28d。
本工程共制作和安装预制模板198件，混凝土总量为926.64m3，钢筋总量为77.618t。与采取搭设钢管排架支撑法或三角形钢筋组合柱（型钢）内拉式吊模法相比，经初步计算，可减少搭拆钢管排架支撑约1028t，减少模板安拆量920.24m2，牛腿部位的工期至少可压缩一半，更能确保施工质量、降低高空作业安全风险及提高施工效率等，同时极大地加快了施工进度，综合对比分析，节约了工程成本，为其他类似工程施工提供了借鉴经验。
Claims (8)
1.一种倾斜无缝拼接预制模板，其特征在于：该预制模板为钢筋混凝土薄壁结构，包括纵向板及斜板，所述纵向板为直角梯形结构，斜板为矩形结构，纵向板斜腰的长度等于斜板的长度，纵向板的斜腰垂直安装在斜板上；纵向板靠近斜板的位置设置有一排作为牛腿结构部位迎水面分布钢筋安装使用的孔洞，孔洞平行于斜板；所述斜板的左右两侧边的端面上均开设有凹槽，凹槽贯穿侧边的上下两端，相邻两个斜板的凹槽内镶嵌橡胶条或海绵条后无缝拼接；所述纵向板的下端预留一作为倒悬体部位结构混凝土振捣流动通道的梯形缺口，梯形缺口的其中一个底边与纵向板的下底面重合，梯形缺口的两腰处均布设加强筋。
2.根据权利要求1所述的一种倾斜无缝拼接预制模板，其特征在于：所述纵向板和斜板内均设置有水平筋和竖向筋，纵向板的上端预埋两组吊装用钢筋吊环。
3.根据权利要求1所述的一种倾斜无缝拼接预制模板，其特征在于：预制模板通过斜板侧边的凹槽无缝拼接，拼接后，在远离斜板的一组钢筋吊环的其中一个侧面满焊一根角钢，该角钢将与该组钢筋吊环同侧的所有预制模板的钢筋吊环连接成一个整体。
4.根据权利要求1所述的一种倾斜无缝拼接预制模板，其特征在于：所述纵向板远离斜板的腰上预埋若干排与预浇仓号内设置的地锚插筋焊接固定的拉结筋。
5.一种如权利要求1中所述的倾斜无缝拼接预制模板的安装方法，其特征在于：该安装方法包括：
步骤1：将养护好的预制模板运输至大坝施工现场，在安装部位标识出模板安装的中心线和控制边线，并在安装位置均匀铺设2cm～3cm厚砂浆，在斜板的竖向凹槽内镶嵌橡胶条或海绵条；
步骤2：将安装好海绵条或橡胶条的预制模板准确定位，缓慢下放安装到位后，将纵向板预埋的若干排拉结筋与预浇仓号内设置的地锚插筋焊接固定；
步骤3：按照步骤1和步骤2依次安装所有预制模板，相邻两个预制模板的凹槽对接，确保各预制模板间橡胶条或海绵条贴紧，接缝严密；
步骤4：每组钢筋吊环的一个侧面上焊接一根角钢，将与该组钢筋吊环同侧的所有预制模板的钢筋吊环焊接成一个整体，形成无缝拼接的倒悬预制模板的组合体系；
步骤5：按设计图纸绑扎牛腿迎水面的结构钢筋，结构钢筋的水平分布筋从纵向板上的预留孔洞穿出，不影响倒悬体结构钢筋的安装；
步骤6：浇筑结构混凝土，利用Φ100插入式振捣棒加强振捣，纵向板的梯形缺口作为倒悬体部位结构混凝土的振捣流动通道，使得各个预制模板间的混凝土振捣均匀。
6.根据权利要求5所述的倾斜无缝拼接预制模板安装方法，其特征在于：预制模板制作时，内壁均匀涂刷专用脱模剂，外壁镶嵌保温苯板，预制模板与钢筋间设置混凝土保护层垫块，采用Φ30插入式振捣棒加强振捣，预制模板外侧辅助振捣，避免欠振漏振。
7.根据权利要求5所述的倾斜无缝拼接预制模板安装方法，其特征在于：预制模板浇筑后，延长混凝土拆模时间，采用铺设塑料薄膜+覆盖湿麻袋方式养护，养护时间不少于28d。
8.根据权利要求5所述的倾斜无缝拼接预制模板安装方法，其特征在于：在步骤6的结构混凝土浇筑前，在预制模板的各个结合面进行凿毛，然后在其表面逐层、均匀涂刷浓水泥浆。
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