CN111335268A - 一种大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板及其施工方法，所述的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板包括第一桁架、第二桁架、钢衬、环向加劲肋、纵向连接件、桁架连接件、吊耳、次锚索套管支撑架、次锚索套管、锚固件、上游方向限位板、下游方向限位板。所述施工方法包括结构设计与制作、钢衬加密、第一桁架与钢衬拼装、锚固件埋设、第二桁架吊装、第一桁架与钢衬吊装步骤。本发明第一桁架作为内埋式桁架，与钢衬一起作为支铰大梁混凝土施工模板，模板整体稳定性高；第二桁架作为支撑架，与第一桁架联合受力，不需要在大梁底部(悬空部位)搭设模板支撑平台及钢箱梁结构，极大地降低安全风险，并可加快施工进度。

Description

一种大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板及其施工方法

技术领域

本发明属于大坝施工技术领域，具体涉及一种大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板及其施工方法。

背景技术

金沙江白鹤滩水电站拦河坝为椭圆型混凝土双曲拱坝，坝顶高程834.00m，最大坝高289.0m，主坝从左至右共分31个坝段，坝身泄洪设施由6个表孔、7个深孔组成。深孔孔口尺寸为5.5m×8.0m，出口底槛高程均为724.00m，出口设工作弧门槽及弧门支铰大梁。由于泄洪深孔支铰大梁结构尺寸大(断面尺寸5.0×7.13m)、跨度长(左右跨度8.59～9.57m)、内部埋件密集(主要为次锚索套管、钢筋、钢衬支撑、模板支撑)等，采用传统的施工方法进行施工不但施工工艺复杂，而且直接占压备仓直线工期，尤其是需要在大梁底部(悬空部位)搭设模板支撑平台及钢箱梁结构，施工安全风险较高，并且影响施工进度。为此，研发一种安全风险低，施工进度快，且施工质量容易得到保障的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板及其施工方法是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板。

本发明的第二目的在于提供一种大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板的施工方法。

本发明的第一目的是这样实现的，包括第一桁架、第二桁架、钢衬、环向加劲肋、纵向连接件、桁架连接件、吊耳、次锚索套管支撑架、次锚索套管、锚固件、上游方向限位板、下游方向限位板，所述的锚固件埋设于下游闸墩混凝土浇筑至支铰大梁前一仓的混凝土中，且锚固件位于支铰大梁两侧，所述的第二桁架的下端与锚固件焊接连接，且第二桁架位于支铰大梁两侧，第二桁架底部水平梁轴线与锚固件中心轴线位于同一直线上，第二桁架的每一根立柱的中心点与对应的锚固件的中心点重合，所述的第二桁架顶部呈倾斜状，第二桁架顶部较高一端朝向下游方向，较低一端朝向上游方向，所述的第二桁架顶部主梁上分别焊接有上游方向限位板、下游方向限位板，所述的环向加劲肋沿钢衬内表面横向焊接连接，环向加劲肋有多个且间距相等，然后在钢衬内表面纵向焊接连接有纵向连接件，纵向连接件有多个且间距相等，所述的第一桁架的底部沿环向加劲肋及钢衬内表面焊接，相邻两个第一桁架之间通过桁架连接件焊接连接，所述的吊耳焊接于第一桁架的顶部，第一桁架内部焊接有次锚索套管支撑架，次锚索套管支撑架上焊接有次锚索套管，所述的第一桁架夸设于第二桁架上，第一桁架与第二桁架之间焊接连接，且钢衬朝向上游方向的一侧与上游方向限位板相接触，钢衬朝向下游方向的一侧通过下游方向限位板相接触。

本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：

S1、先对第一桁架、第二桁架以及钢衬进行结构设计并制作；

S2、将环向加劲肋沿钢衬内表面横向焊接，环向加劲肋有多个且间距相等，然后在钢衬内表面纵向焊接纵向连接件，纵向连接件有多个且间距相等；

S3、将第一桁架的底部沿环向加劲肋及钢衬内表面焊接，多个第一桁架底部焊接完毕后将相邻两个第一桁架之间通过桁架连接件焊接加固，在第一桁架的顶部焊接吊耳，然后在第一桁架内部焊接次锚索套管支撑架，再在次锚索套管支撑架上焊接次锚索套管；

S4、在下游闸墩混凝土浇筑至支铰大梁前一仓时，在混凝土初凝前按预定坐标逐点放样进行锚固件埋设；

S5、通过缆机将第二桁架吊运至深孔闸墩待安装部位上方，然后牵引下降至锚固件上方，再通过固定在第二桁架两侧的牵引绳对第二桁架进行牵引定位，引至锚固件附近完成初步就位，然后通过手动葫芦对第二桁架的安装位置进行调整，使第二桁架底部水平梁轴线与锚固件中心轴线位于同一直线上，第二桁架的每一根立柱的中心点与对应的锚固件的中心点重合，完成调整，然后将第二桁架与锚固件焊接固定，再在第二桁架顶部主梁上分别焊接上游方向限位板、下游方向限位板；

S6、使用缆机将S3步骤完成安装的第一桁架与钢衬通过吊耳进行吊运，吊运时钢衬按照体型线下游侧向上仰，吊运至支铰大梁上方后再下降，再通过固定在第一桁架两侧的牵引绳对第一桁架进行牵引定位，定位时以钢衬为参照，朝向上游方向的一侧通过上游方向限位板定位，朝向下游方向的一侧通过下游方向限位板定位，定位完毕后，将第一桁架与第二桁架之间焊接固定。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明的第一桁架作为内埋式桁架，与钢衬一起作为支铰大梁混凝土施工模板，模板整体稳定性高；第二桁架作为支撑架，与第一桁架联合受力，不需要在大梁底部(悬空部位)搭设模板支撑平台及钢箱梁结构，极大地降低安全风险，并可加快施工进度，同时便于施工人员集中在仓号内进行作业，进一步降低施工安全风险；本发明在施工全过程进行精细化施工，可提升坝体与支铰部位结合质量，施工质量更容易得到保障；

2、本发明的第一桁架、第二桁架以及钢衬改造均在仓号外进行装配式作业，可简化仓内施工程序，减少相互干扰；最后整体吊装就位，优化了施工工序，加快施工进度，为坝体均衡上升创造了有利条件；

3、本发明对钢衬内表面进行环向加劲肋及纵向连接件加装，增加其整体刚度，不但满足模板施工要求，而且优化了钢衬结构，使施工质量更容易得到保障。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A-A处剖面结构示意图；

图中：1-第一桁架，2-第二桁架，3-钢衬，4-环向加劲肋，5-纵向连接件，6-桁架连接件，7-吊耳，8-次锚索套管支撑架，9-次锚索套管，10-锚固件，11-上游方向限位板，12-下游方向限位板，13-闸墩，14-支铰大梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如附图1～图2所示本发明包括第一桁架1、第二桁架2、钢衬3、环向加劲肋4、纵向连接件5、桁架连接件6、吊耳7、次锚索套管支撑架8、次锚索套管9、锚固件10、上游方向限位板11、下游方向限位板12，所述的锚固件10埋设于下游闸墩混凝土浇筑至支铰大梁前一仓的混凝土中，且锚固件10位于支铰大梁两侧，所述的第二桁架2的下端与锚固件10焊接连接，且第二桁架2位于支铰大梁两侧，第二桁架2底部水平梁轴线与锚固件10中心轴线位于同一直线上，第二桁架2的每一根立柱的中心点与对应的锚固件10的中心点重合，所述的第二桁架2顶部呈倾斜状，第二桁架2顶部较高一端朝向下游方向，较低一端朝向上游方向，所述的第二桁架2顶部主梁上分别焊接有上游方向限位板11、下游方向限位板12，所述的环向加劲肋4沿钢衬3内表面横向焊接连接，环向加劲肋4有多个且间距相等，然后在钢衬3内表面纵向焊接连接有纵向连接件5，纵向连接件5有多个且间距相等，所述的第一桁架1的底部沿环向加劲肋4及钢衬3内表面焊接，相邻两个第一桁架1之间通过桁架连接件6焊接连接，所述的吊耳7焊接于第一桁架1的顶部，第一桁架1内部焊接有次锚索套管支撑架8，次锚索套管支撑架8上焊接有次锚索套管9，所述的第一桁架1夸设于第二桁架2上，第一桁架1与第二桁架2之间焊接连接，且钢衬3朝向上游方向的一侧与上游方向限位板11相接触，钢衬3朝向下游方向的一侧通过下游方向限位板12相接触。

优选地，S2步骤所述的环向加劲肋4为厚度20mm的Q345钢板，环向加劲肋4的间距为50cm。

优选地，S2步骤所述的纵向连接件5为I20工字钢，纵向连接件5的间距为130cm。

所述的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板的施工方法，包括以下步骤：

S1、先对第一桁架1、第二桁架2以及钢衬3进行结构设计并制作；其中第一桁架1、第二桁架2均为钢结构，在金属结构加工厂进行加工，第一桁架1、第二桁架2以及钢衬3的最大误差均不超过2mm，对单榀桁架制作过程中作好施工期桁架定型；

S2、将环向加劲肋4沿钢衬3内表面横向焊接，环向加劲肋4有多个且间距相等，然后在钢衬3内表面纵向焊接纵向连接件5，纵向连接件5有多个且间距相等；S2步骤对钢衬加密改造，增加其整体刚度要求；

S3、将第一桁架1的底部沿环向加劲肋4及钢衬3内表面焊接，多个第一桁架1底部焊接完毕后将相邻两个第一桁架1之间通过桁架连接件6焊接加固，在第一桁架1的顶部焊接吊耳7，然后在第一桁架1内部焊接次锚索套管支撑架8，再在次锚索套管支撑架8上焊接次锚索套管9；

S4、在下游闸墩混凝土浇筑至支铰大梁前一仓时，在混凝土初凝前按预定坐标逐点放样进行锚固件10埋设，锚固件10位于支铰大梁两侧，其中锚固件10埋设预定坐标是通过构建三维模型并进行仿真模拟来确定的，确保结构稳定；并在混凝土浇筑过程中做好点位保护，尤其是收仓过程中尽可能减少点位干扰和平整度保护，保证锚固件10成型误差不大于1mm；

S5、通过缆机将第二桁架2吊运至深孔闸墩待安装部位上方，然后牵引下降至锚固件10上方，再通过固定在第二桁架2两侧的牵引绳对第二桁架2进行牵引定位，引至锚固件10附近完成初步就位，然后通过手动葫芦对第二桁架2的安装位置进行调整，使第二桁架2底部水平梁轴线与锚固件10中心轴线位于同一直线上，第二桁架2的每一根立柱的中心点与对应的锚固件10的中心点重合，完成调整，然后将第二桁架2与锚固件10焊接固定，再在第二桁架2顶部主梁上分别焊接上游方向限位板11、下游方向限位板12；两个第二桁架2均采用上述相同方式安装，两个第二桁架2分别位于支铰大梁两侧；

S6、使用缆机7将S3步骤完成安装的第一桁架1与钢衬3通过吊耳7进行吊运，吊运时钢衬3按照体型线下游侧向上仰，吊运至支铰大梁上方后再下降，再通过固定在第一桁架1两侧的牵引绳对第一桁架1进行牵引定位，定位时以钢衬3为参照，朝向上游方向的一侧通过上游方向限位板11定位，朝向下游方向的一侧通过下游方向限位板12定位，定位完毕后，将第一桁架1与第二桁架2之间焊接固定。

优选地，S5步骤中通过缆机将第二桁架2吊运至深孔闸墩待安装部位上方5.0m处，然后牵引下降至锚固件10上方1.0m处。

优选地，S6步骤中吊运至支铰大梁上方后再下降至第二桁架2上方1.0m处。

下面结合实施例1对本发明作进一步说明。

实施例1

大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板的施工方法，包括以下步骤：

S1、结构设计与制作：先对第一桁架1、第二桁架2以及钢衬3进行结构设计并制作；

S2、钢衬加密：将环向加劲肋4沿钢衬3内表面横向焊接，环向加劲肋4有多个且间距相等，环向加劲肋4为厚度20mm的Q345钢板，环向加劲肋4的间距为50cm，然后在钢衬3内表面纵向焊接纵向连接件5，纵向连接件5有多个且间距相等，纵向连接件5为I20工字钢，纵向连接件5的间距为130cm；

S3、第一桁架与钢衬拼装：将第一桁架1的底部沿环向加劲肋4及钢衬3内表面焊接，多个第一桁架1底部焊接完毕后将相邻两个第一桁架1之间通过桁架连接件6焊接加固，在第一桁架1的顶部焊接吊耳7，然后在第一桁架1内部焊接次锚索套管支撑架8，再在次锚索套管支撑架8上焊接次锚索套管9；

S4、锚固件埋设：在下游闸墩混凝土浇筑至支铰大梁前一仓时，在混凝土初凝前按预定坐标逐点放样进行锚固件10埋设；并在混凝土浇筑过程中做好点位保护，尤其是收仓过程中尽可能减少点位干扰和平整度保护，保证锚固件10成型误差不大于1mm；

S5、第二桁架吊装：通过缆机将第二桁架2吊运至深孔闸墩待安装部位上方5.0m处，然后通过人工牵引下降至锚固件10上方1.0m处，下降过程中，严禁非吊装操作人员进入吊装区域，再通过固定在第二桁架2两侧的牵引绳对第二桁架2进行牵引定位，引至锚固件10附近完成初步就位，然后通过10t手动葫芦对第二桁架2的安装位置进行调整，使第二桁架2底部水平梁轴线与锚固件10中心轴线位于同一直线上，第二桁架2的每一根立柱的中心点与对应的锚固件10的中心点重合，完成调整，然后将第二桁架2与锚固件10焊接固定，再在第二桁架2顶部主梁上分别焊接上游方向限位板11、下游方向限位板12；

S6、第一桁架与钢衬吊装：吊装前，对S3步骤完成安装的第一桁架1与钢衬3进行试吊，试吊后对各个部件焊缝进行检查，确保结构安全，使用缆机7将S3步骤完成安装的第一桁架1与钢衬3通过吊耳7进行吊运，吊运时钢衬3按照体型线下游侧向上仰，将钢衬3和第一桁架1整体偏转至与钢衬3安装完成后偏转角相近的角度，吊运至支铰大梁上方后再下降至第二桁架2上方1.0m处，再通过固定在第一桁架1两侧的牵引绳对第一桁架1进行牵引定位，定位时以钢衬3为参照，朝向上游方向的一侧通过上游方向限位板11定位，朝向下游方向的一侧通过下游方向限位板12定位，定位完毕后，将第一桁架1与第二桁架2之间焊接固定。

Claims (6)

1.一种大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板，包括第一桁架(1)、第二桁架(2)、钢衬(3)、环向加劲肋(4)、纵向连接件(5)、桁架连接件(6)、吊耳(7)、次锚索套管支撑架(8)、次锚索套管(9)、锚固件(10)、上游方向限位板(11)、下游方向限位板(12)，其特征在于所述的锚固件(10)埋设于下游闸墩混凝土浇筑至支铰大梁前一仓的混凝土中，且锚固件(10)位于支铰大梁两侧，所述的第二桁架(2)的下端与锚固件(10)焊接连接，且第二桁架(2)位于支铰大梁两侧，第二桁架(2)底部水平梁轴线与锚固件(10)中心轴线位于同一直线上，第二桁架(2)的每一根立柱的中心点与对应的锚固件(10)的中心点重合，所述的第二桁架(2)顶部呈倾斜状，第二桁架(2)顶部较高一端朝向下游方向，较低一端朝向上游方向，所述的第二桁架(2)顶部主梁上分别焊接有上游方向限位板(11)、下游方向限位板(12)，所述的环向加劲肋(4)沿钢衬(3)内表面横向焊接连接，环向加劲肋(4)有多个且间距相等，然后在钢衬(3)内表面纵向焊接连接有纵向连接件(5)，纵向连接件(5)有多个且间距相等，所述的第一桁架(1)的底部沿环向加劲肋(4)及钢衬(3)内表面焊接，相邻两个第一桁架(1)之间通过桁架连接件(6)焊接连接，所述的吊耳(7)焊接于第一桁架(1)的顶部，第一桁架(1)内部焊接有次锚索套管支撑架(8)，次锚索套管支撑架(8)上焊接有次锚索套管(9)，所述的第一桁架(1)夸设于第二桁架(2)上，第一桁架(1)与第二桁架(2)之间焊接连接，且钢衬(3)朝向上游方向的一侧与上游方向限位板(11)相接触，钢衬(3)朝向下游方向的一侧通过下游方向限位板(12)相接触。

2.根据权利要求1所述的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板施工方法，其特征在于S2步骤所述的环向加劲肋(4)为厚度20mm的Q345钢板，环向加劲肋(4)的间距为50cm。

3.根据权利要求1所述的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板施工方法，其特征在于S2步骤所述的纵向连接件(5)为I20工字钢，纵向连接件(5)的间距为130cm。

4.一种根据权利要求1～3所述的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、先对第一桁架(1)、第二桁架(2)以及钢衬(3)进行结构设计并制作；

S2、将环向加劲肋(4)沿钢衬(3)内表面横向焊接，环向加劲肋(4)有多个且间距相等，然后在钢衬(3)内表面纵向焊接纵向连接件(5)，纵向连接件(5)有多个且间距相等；

S3、将第一桁架(1)的底部沿环向加劲肋(4)及钢衬(3)内表面焊接，多个第一桁架(1)底部焊接完毕后将相邻两个第一桁架(1)之间通过桁架连接件(6)焊接加固，在第一桁架(1)的顶部焊接吊耳(7)，然后在第一桁架(1)内部焊接次锚索套管支撑架(8)，再在次锚索套管支撑架(8)上焊接次锚索套管(9)；

S4、在下游闸墩混凝土浇筑至支铰大梁前一仓时，在混凝土初凝前按预定坐标逐点放样进行锚固件(10)埋设；

S5、通过缆机将第二桁架(2)吊运至深孔闸墩待安装部位上方，然后牵引下降至锚固件(10)上方，再通过固定在第二桁架(2)两侧的牵引绳对第二桁架(2)进行牵引定位，引至锚固件(10)附近完成初步就位，然后通过手动葫芦对第二桁架(2)的安装位置进行调整，使第二桁架(2)底部水平梁轴线与锚固件(10)中心轴线位于同一直线上，第二桁架(2)的每一根立柱的中心点与对应的锚固件(10)的中心点重合，完成调整，然后将第二桁架(2)与锚固件(10)焊接固定，再在第二桁架(2)顶部主梁上分别焊接上游方向限位板(11)、下游方向限位板(12)；

S6、使用缆机(7)将S3步骤完成安装的第一桁架(1)与钢衬(3)通过吊耳(7)进行吊运，吊运时钢衬(3)按照体型线下游侧向上仰，吊运至支铰大梁上方后再下降，再通过固定在第一桁架(1)两侧的牵引绳对第一桁架(1)进行牵引定位，定位时以钢衬(3)为参照，朝向上游方向的一侧通过上游方向限位板(11)定位，朝向下游方向的一侧通过下游方向限位板(12)定位，定位完毕后，将第一桁架(1)与第二桁架(2)之间焊接固定。

5.根据权利要求4所述的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板的施工方法，其特征在于S5步骤中通过缆机将第二桁架(2)吊运至深孔闸墩待安装部位上方5.0m处，然后牵引下降至锚固件(10)上方1.0m处。

6.根据权利要求4所述的大坝深孔工作弧门支铰大梁底部钢衬模板的施工方法，其特征在于S6步骤中吊运至支铰大梁上方后再下降至第二桁架(2)上方1.0m处。

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