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水电站闸墩滑模施工技术(1)程力学毕业论文

2014-04-12 01:07 摘要：滑模施工是水利水电工程中一项高效、低廉的混凝土施工，具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑，对于工期紧张、紧急渡汛要求的工程具有重要的功用。 

关键词：水电站 闸墩 滑模施工 

一．概述 
滑模施工是水利水电工程中一项高效、低廉的混凝土施工，具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑，对于工期紧张、紧急渡汛要求的工程具有重要的功用。
与铁路、桥梁等工程所用的滑模技术相比，水利水电工程滑模施工具有结构复杂、精度高、浇筑量大等特点。在水利水电工程施工过程中，滑模结构还包括有门槽、弧度变化大，施工要求高。
二．结构组成
滑模是一个钢制框架结构，一般从检修门槽和工作门槽分开，由墩头、中间段和墩尾三段通过高强度螺栓连接组成，总重达数十吨。每座水电站根据各自的闸墩尺寸设计滑模。滑模的主体结构是由工字钢、槽钢、角钢三种型钢焊接而成，辅助钢材有钢管、扁钢、钢丝，用来制作滑模顶部栏杆及其遮雨蓬、抹面吊篮和爬梯。
首先根据设计图纸，用槽钢和工字钢焊接成闸墩形状的结构（带门槽结构），尺寸略比闸墩的混凝土保护层大5cm左右。滑模主体结构高度一般在2m左右，再在滑模内侧安装约1m高的组合钢模板，通过螺栓和钢片扣与滑模主体结构相连，每快钢模板再有螺栓连接起来。由于一般闸墩在墩头顶部带有牛腿结构，所以在滑模上升到牛腿高程时，滑模墩头的弧形部分可以整体拆除，再安装上带有牛腿形状的组合钢模板继续浇筑。
在滑模上升到滑模底部距离地面2~3m高度时，在其底部挂上由角钢、钢丝焊接成高约2m的抹面吊篮，便于工人抹面平整。
滑模的动力装置一般采用离心式液压千斤顶。千斤顶安装在滑模顶部的钢结构梁上，位置在闸墩的钢筋范围之内，千斤顶中心有一根空心钢管用于插在混凝土中。各个工程采用的滑模尺寸不一样，所以千斤顶数目也不相同，但一般采用偶数个千斤顶。考虑到滑模与混凝土之间的摩擦力，千斤顶总的顶升力要大于5倍滑模自重。
离心式液压千斤顶中间穿过一根空心钢管，钢管带有内螺纹，两根钢管由一个两头带有外螺纹的等大空心钢管接头连接起来。滑模的爬升就是靠千斤顶夹紧空心钢管而提升上去的，每次提升约10cm，以便观察闸墩混凝土保护层是否脱落，如果达到工程要求就连续提升，使滑模上升20~30cm。
离心式液压千斤顶工作原理：启动电源，由电动机增压使所以千斤顶上活塞同时丈移一段距离，抓紧钢管；再通过向下活塞加压（䝿下活塞上升，从而把滑模整体揀升。
滑模上各控制点，如滑模的墩头、中间段、墩尾外侧都设有吊线，用于检查滑模是否倾斜，如发生倾斜要及时调整。
在滑模结构设计时要注意分块位置、千斤顶安装位置。滑模上设有楼梯上下。
三．施工控制
1．安装与调试
在预先浇筑好的、且有闸墩预埋钢筋（钢筋高出地面高度在1.5m以内）的闸墩底版
上进行清基、混凝土表面凿毛，至符合施工要求。
用测量仪器定出各控制点，这些点用来安装滑模是对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些10~20cm高的木枋垫层，用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上，使他们大致对接。
再用一种俗称“葫芦”的起重机把各段位置调整好，并用螺栓连接起来，使滑模模板对齐各控制点。在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管，钢管一头接触到闸墩毛面上，使千斤顶夹紧钢管。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长，一般采用对接埋弧焊和搭接电焊，搭接焊时，单面焊焊缝长度要大于10d,双面焊要大于5d。钢筋接长长度不宜太长，否则方便浇筑。

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在检查好一切细部结构后，打开电源，启动电动机增压，把整体滑模提升10~20cm高。提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移，如有不符要求，立即进行调整，使滑模模板对齐各控制点。对齐之后，在滑模底部的空隙出用组合钢模板或木模板进行安模封堵，并焊好衬筋，防止模板在浇筑时爆模。安模后，在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线，用于随时进行变形观测。
2．运行操作
   在完成安装与调试后便可进行浇筑。由于滑模施工的技术需求，混凝土浇筑要连续的进行，可选用门机或塔机进行浇筑。先浇筑一层到高度位于滑模模板中部的混凝土，振捣时用11公斤的变频振动器，振捣时注意次数以免翻砂或爆模。在满足施工要求的情况下，将滑模提升20cm左右高，拆除滑模底部下面安装的组合钢模板或木模板，检查浇筑质量，并抹面平整处理。用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移，在各项参数达到技术要求后继续浇筑。每隔1小时左右即可提升，每次提升20左右。钢筋长度不够时继续加长，钢管长度不够时再接长。
滑模上升2~3m后，在滑模底部挂上吊篮用于抹面和养护，在吊篮外面挂上安全网。夏季养护一般采用洒水养护，每隔半小时左右养护一次，天热时不间断地养护。
在闸墩高度上升到设计高度的1/2时，暂停浇筑。这时要检查各种设备的工作状态，对于损坏部件要更换或维修，并在观测闸墩的变形情况及检查浇筑质量合格后，再继续浇筑。
在闸墩的高度上升到牛腿高度时，暂停浇筑混凝土。此时要拆除滑模墩头部位的弧形模板，换上牛腿模板。在处理好闸墩顶部预留结构的模板与埋件后，再行浇筑到闸墩设计高程。在满足䋆附模板要求后，拆除牛腿模板，把整个滑模结构提升出闸墩顶部置空，并处理闸墩顶面。

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在滑模上升的过稉䰭，要在闸墩的检修门槽和工作门槽的混凝土中预埋闸门轨道预埋件。轨道预埋件一般采用一块10×20的钢板焊上两根“L”型的钢筋。在滑模上升时，要人工凿毛门槽，使其露出预埋钢板，为以后门槽施工做好准备。可以在预埋件上焊上爬梯，便于上下滑模。
采用滑模施工技术可以大大减少工期，在水利水电工程中意义非常重要。

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