CN109183741B - 一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，包括以下步骤：步骤1：建立尾水流道模型，设计并制作尾水流道定型钢模板；步骤2：制作模板；计算模板预拱度及误差矫正、下料、起来模板预拱度、分割线确定、模板分割、模板零部件加工及模板焊接、模板预拼装、模板校正、刷漆和编号；步骤3：模板制作完成后进行肋板焊接，模板采用螺栓连接的方式进行连接；步骤4：在尾水管扩散段底板浇筑完成后，进行流道混凝土快速施工，进行钢筋制作及安装。本发明方法保证了尾水流道施工质量，降低尾水流道的施工难度，缩短施工的工期，制作的尾水流道定型钢模板，在尾水流道的施工工程中取得了较好的效果。

Description

一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法
技术领域
本发明涉及水利水电工程发电厂房混凝土施工领域，具体为一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法。
背景技术
在水电站结构形式中，发电厂房尾水流道结构复杂，根据发电厂房形式，发电机组提供厂家的不同有不同的设计形式，发电厂房尾水流道一般为锥管段和多段方圆变化的扩散段组成，部分尾水管会包括一段转弯段，降低尾水管的高程。尾水流道锥管为钢衬段与其余部分为混凝土结构。尾水管混凝土结构施工复杂，结构尺寸较大，发电厂房尾水流道一般为圆转方曲面，上游接尾水管钢衬管，下游渐变为方形出口，截面是由4个四分之一圆弧与直线相切，形成一个倒圆角四边形，扩散放大或缩小形成，异形曲面的部分较多。
尾水流道内的高速水流会对流道内壁造成严重的冲刷，因此流道内壁混凝土必须光滑，对模板的平整度要求较高。流道曲面段混凝土施工一般采用木模拼装，由于流道体型较大，木模板的刚度不够，模板容易发生变形、且平整度较差等，造成混凝土曲面外观质量差，需进行大量的修补工作。尾水流道结构复杂，施工困难，且为施工关键线路，因此尾水流道的施工工期，对工程总体进度至关重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，保证尾水流道施工质量，降低尾水流道的施工难度，缩短施工的工期，制作的尾水流道定型钢模板，在尾水流道的施工工程中取得了较好的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，包括以下步骤：
步骤1：建立尾水流道模型，设计并制作尾水流道定型钢模板；根据发电厂房尾水流道的几何组成对流道进行划分，划分为尾水异形圆弧部分及平面部分；对流道异形圆弧段模板进行设计，包括锥管段，与方变圆扩散段的圆弧部分；
步骤2：制作模板；计算模板预拱度及误差矫正、下料、起来模板预拱度、分割线确定、模板分割、模板零部件加工及模板焊接、模板预拼装、模板校正、刷漆和编号；
若模板分缝为n条，分缝宽度为a，流道实际长度为l，流道圆弧部分半径为r，则尾水流道建模的尺寸为：流道模板的建模长度L＝l+na；流道模板建模的圆弧弧长计算半径r’＝r+na；按照流道模板建模的圆弧弧长计算半径r’进行模板预拱度的设置；
步骤3：模板制作完成后进行肋板焊接，模板采用螺栓连接的方式进行连接；
步骤4：在尾水管扩散段底板浇筑完成后，进行流道混凝土快速施工，先进行钢筋制作及安装；流道中心线以下部分异形模板安装，一次性安装完成，模板安装采用测量定位，从钢衬段往尾水出口方向依次按编号安装，采用螺栓进行模板间连接，模板安装的过程中对模板进行顺水流方向采用钢管进行外撑加固连成整体，圆弧段采用1/4圆弧固定背架进行加固。
进一步的，所述步骤1中，将钢模板设计为拼装式小模板连接，模板设计重量单块不大于50kg；便于与普通钢模板模数匹配，模板尺寸最大为750mm×1500mm，从而构成流道整体模板。
进一步的，基于模板重量和尺寸最大值的限制，按照顺水流方向将模板划分为宽度为0.75m的模板带，然后用垂直于切面的面将模板切割为弧长不大于1.5m的小模板。
进一步的，所述步骤2中，制作模板所需要的模板材料是：模板主板为3mm厚的钢板，模板面背部肋板为厚3mm、宽60mm的钢板，法兰以及模板边缘肋板为厚8mm、宽60mm的钢板；模板边缘肋板处两孔之间均加三角板。
进一步的，所述步骤3具体为：先焊接模板边缘肋板，再焊接模板横向肋板的方式进行焊接，边缘肋板采用全焊接，肋板与肋板之间采用全焊接，横向肋板与模板面板之间焊接采用跳焊的方式进行焊接。
进一步的，还包括步骤5：模板全部制作完成并拼装后，进行模板校正和调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)模板采用模块化设计并编号，拆装方便；2)钢模板刚度、强度及平整度较好，保证浇筑外观质量；3)降低尾水流道的施工难度，缩短施工的工期，制作的尾水流道定型钢模板，在尾水流道的施工工程中取得了较好的效果。
附图说明
图1是本发明中的流道建模。
图2是本发明中模板制作效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，包括以下步骤：定型钢模板模板设计、模板加工精度控制和尾水管模板使用。
一、模板设计
建立尾水流道模型，设计并制作尾水流道定型钢模板。根据发电厂房尾水流道的几何组成对流道进行划分，主要划分为尾水异形圆弧部分及平面部分，对流道异形圆弧段模板进行设计，包括锥管段，与方变圆扩散段的圆弧部分，尾水管圆变方平面部分采用组合钢模板螺栓连接拼装，形成整体结构。
根据流道结构形式，为满足模板人工拆装方便，将钢模板设计为拼装式小模板连接，模板设计重量单块不大于50kg；便于与普通钢模板模数匹配，模板尺寸最大为750mm×1500mm，从而构成流道整体模板。根据该原则对流道模型进行划分，按照顺水流方向将模板划分为宽度为0.75m的模板带，然后用垂直于切面的面将模板切割为弧长不大于1.5m的小模板。
模板切割完成后进行肋板焊接，模板采用螺栓连接的方式进行连接，连接孔之间连接孔均用Φ14mm*24孔进行连接，螺栓采用M12螺栓；模板材料：模板主板为3mm厚的钢板，模板面背部肋板为厚3mm、宽60mm的钢板，法兰以及模板边缘肋板为厚8mm、宽60mm的钢板；模板边缘肋板处两孔之间均加三角板；模板面背部肋板间距控制在150mm左右。
每块模板设计有编号，安装时根据编号快速进行螺栓连接安装。拼装式小模板可以有效的降低模板安装及模板拆除工序的施工难度，有效保证模板整体性。
二、模板加工精度控制
模板的制作流程为：计算模板预拱度及误差矫正、下料、起来模板预拱度、分割线确定、模板分割、模板零部件加工及模板焊接、模板预拼装、模板校正、刷漆、编号、最终检测、投入使用。
由于尾水流道圆弧段曲率较大，为保证模板预拱度的精确，需要采用大块钢板成型后再分割为小模板的方法进行制作。由于尾水流道的长度大部分超过20m，因此模板分割时分割缝的宽度不可忽略。需要通过计算来平衡模板分割时的误差。若模板的分缝为n条，分缝宽度为a，流道的长度为l，圆弧的半径为r，则尾水流道建模的尺寸为：流道长度L＝l+na；圆弧的弧长按照半径r’＝r+na；按照流道模板建模的圆弧弧长计算半径r’进行模板预拱度的设置。
由于模板面板较薄，模板在零部件安装焊接的时候非常容易受到温度应力的影响而发生模板翘曲、预拱度改变等问题影响模板的精度，为减小焊接温度应力的影响，用有限元进行分析后，经采用先焊接模板边缘肋板，再焊接模板横向肋板的方式进行焊接，边缘肋板采用全焊接，肋板与肋板之间采用全焊接，横向肋板与模板面板之间焊接采用跳焊的方式进行焊接，尽量减少温度应力的影响。模板全部制作完成后进行预拼装，并进行模板校正，对模板进行调整，保证模板的精度。
三、模板使用
在尾水管扩散段底板浇筑完成后，进行流道混凝土快速施工，先进行钢筋制作及安装；流道中心线以下部分异形模板安装，采用一次性安装完成，模板安装采用测量定位，从钢衬段往尾水出口方向依次按编号安装，采用M12螺栓进行模板间连接，模板安装的过程中对模板进行顺水流方向采用直径为48mm钢管进行外撑加固连成整体，圆弧段采用1/4圆弧固定背架进行加固。

Claims (6)

1.一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：建立尾水流道模型，设计并制作尾水流道定型钢模板；根据发电厂房尾水流道的几何组成对流道进行划分，划分为尾水异形圆弧部分及平面部分；对流道异形圆弧段模板进行设计，包括锥管段，与方变圆扩散段的圆弧部分；
步骤2：制作模板；计算模板预拱度及误差矫正、下料、预设模板预拱度、分割线确定、模板分割、模板零部件加工及模板焊接、模板预拼装、模板校正、刷漆和编号；
若模板分缝为n条，分缝宽度为a，流道实际长度为l，流道圆弧部分半径为r，则尾水流道建模的尺寸为：流道模板的建模长度L＝l+na；流道模板建模的圆弧弧长计算半径r’＝r+na；按照流道模板建模的圆弧弧长计算半径r’进行模板预拱度的设置；
步骤3：模板制作完成后进行肋板焊接，模板采用螺栓连接的方式进行连接；
步骤4：在尾水管扩散段底板浇筑完成后，进行流道混凝土快速施工，先进行钢筋制作及安装；流道中心线以下部分异形模板安装，采用一次性安装完成，模板安装采用测量定位，从钢衬段往尾水出口方向依次按编号安装，采用螺栓进行模板间连接，模板安装的过程中，对模板顺水流方向采用钢管围檩进行外撑加固，圆弧段采用1/4圆弧固定背架进行加固。
2.根据权利要求1所述的一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，其特征在于，所述步骤1中，将钢模板设计为拼装式小模板连接，模板设计重量单块不大于50kg；便于与普通钢模板模数匹配，模板尺寸最大为750mm×1500mm，从而构成流道整体模板。
3.根据权利要求2所述的一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，其特征在于，基于模板重量和尺寸最大值的限制，按照顺水流方向将模板划分为宽度为0.75m的模板带，然后用垂直于切面的面将模板切割为弧长不大于1.5m的小模板。
4.根据权利要求1所述的一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，其特征在于，所述步骤2中，制作模板所需要的模板材料是：模板主板为3mm厚的钢板，模板面背部肋板为厚3mm、宽60mm的钢板，法兰以及模板边缘肋板为厚8mm、宽60mm的钢板；模板边缘肋板处两孔之间均加三角板。
5.根据权利要求1所述的一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，其特征在于，所述步骤3具体为：先焊接模板法兰及边缘肋板，再焊接模板横向肋板的方式进行焊接，边缘肋板采用全焊接，肋板与肋板之间采用全焊接，横向肋板与模板面板之间焊接采用跳焊的方式进行焊接。
6.根据权利要求1所述的一种发电厂房尾水流道异形模板制作及使用方法，其特征在于，还包括步骤5：模板全部制作完成并拼装后，进行模板校正和调整。
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