景洪电站渗漏集水井承重模板方案分析

景洪电站渗漏集水井承重模板方案分析

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景洪电站渗漏集水井承重模板方案分析1工程概况

ComparisonBetweenandAnalysisofTwoDesignSchemesforLoadBearingBracket

景洪水电站位于云南省澜沧

江下游河段,西双版纳傣族自治州境内.坝址距下游景洪市约

5km.景洪水电站为碾压混凝土

重力坝,两岸采用混凝土坝接头,

坝高114m,坝顶高程612m,坝顶总长704.5m.渗漏集水井位于电站17号坝段(D0+048.O0～DO+

[摘要]通过工程实例,分析比较水电站渗漏集水井承重模板八字撑承重支

架和满堂架两种方案,以此说明八字撑承重支架方案的诸多优点.

[关键词]景洪电站;渗漏集水井;承重模板

[文章编号]1672—7O45(2010)O9一O094—04[中图分类号]TV544.2

[文献标识码]B

Abstract:Basedonprojectcase,thepaperhasacomparisonbetweensplayed

suppodbearingbracketandfullsuppo~bearingbracket,showingadvantages

ofsplayedsuppo~bearingbracketduringconstructionofseepageinletwellat

Jinghongpowerstation.

Keywords:Jinghongpowerstation;seepageinletwell;loadbearingbracket

066.00;0+092.66～0+098.66),

长18m,宽6m,高16m(标高495m～5l1m).为了安全合理地施工,现

对两个集水井承重模板方案进行分析.

2承重模板方案比较

目前,景洪水电站渗漏集水

井有两个承重模板方案:一是八字撑承重支架方案,即分别用工字钢作主梁和次梁,以八字撑为

主要承重构件的模板支架(次梁以上用木排架,两个方案相同);

二是满堂架方案,即在整个渗漏集水井内,按受力要求搭设钢管脚手架.

2.1整体荷载分析

(1)拱顶上恒载(新浇混凝土

重量):考虑施工速度和混凝土初～

蕃】一n塾◆

移槭旗建设

凝时间,对下部结构有影响的新浇混凝土取沿圆拱弧线均布1m厚的混凝土自重为等效恒载,即25kN/m.;(2)可变荷载:考虑施工机械在拱顶放置,取0.3kN/m.;

(3)活荷载:拱顶有施工人员的施工活动,取2.0kN/m.;

(4)施工荷载:施工时的振捣冲击力,取1.0kN/m;(5)风荷载:由于渗漏集水井位于基坑的最低位置,且两边有混凝土侧墙约束,无论是脚手架还是八字撑,受风荷载影响均很小,在此不予考虑;(6)拱型木排架自重:根据拱

型木排架设计图计算,每榀木排

架用8cm×12cm的方木30m;顶部为4cm厚木板,排架间距为60cm.由此计算得出,每断面排架

用方木重:30×0.08×0.12×800=230.4kg;上面木板重:

0.04×18×3.14×6/2×800=543kN;排架合计重:(31×

230.4)/100+55=126.43kN.

2.2八字撑承重构件受力分析2.2.1八字撑主梁验算(1)主梁受力分析

根据八字撑承重模板图(见

图1),并对主梁进行受力分析(图2为计算单元),计算得知:拱上恒载(砼重):N=25×3.14×6/2×18=4239kN;

木排架重:N2=126.42kN;可变荷载:=(0.3×3.14×6/2×18)/loo=0.51kN;

拱顶施工人员活荷载:N4=(2.0×3.14×6/2×18)/loo=3.39kN;

施工冲击力:=(1.0×

3.14×6/2×18)/loo=1.70kN;次梁自重:=(18×7×9.46)/100=11.92kN.

因此,N=N++++ⅣI+=

4382.94kN;每根次梁传递给主梁的集中力P=N/rt//,=32.95kN.

对于梁,主要是受弯构件,以简支考虑比以连续

考虑更安全及便于计算,所以,将主梁在八字撑处断

开并以简支座代替,因为中间2m的刚度大于两端2m的刚度,危险段应考虑梁两端2m的范围.M=5pl/32.=10.30kN?m图i八字撑承重模板图

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j=0.00932pl,El=2.263mm(2)主梁进强度验算由公式:

/(Y)≤厂(i)

式中,——绕X轴的弯矩;——

对绕x轴的承重截面模量;——

截面塑性发展系数;

产一钢材抗弯强度设计值.

查表并将数据代入(1)式得:M/(Yw)=

120.07≤厂=215,故主梁强度符合要求.(3)主梁刚度验算

由公式:W≤[W】(2)

式中,——由荷载标准值计算所得的受弯构件挠度;[】——受弯构件的容许挠度值.因此,式(2)可表示为:≤[W].

查表得知,[W】=1/4oo=5mm,=2.263mm≤[】,故主梁刚度符合要求.

(4)对主梁整体稳定性进行验算由公式:/()≤.厂(3)

式中,——作用在X轴上的最大弯矩;——

整体稳定性系数;——

对X轴的承重截面模量.

查表代入:M/(IF,)≤215故主梁整体稳定性符合要求.

(5)主梁局部稳定性验算

对于p.则有Wt≤is(b为翼缘板宽,t为翼缘板

厚).代入数据b/t=4.867≤15,故主梁局部稳定性符合要求.

同理,用以上方法对次梁及八字撑横梁验算均符

合要求.

2.2.2八字撑杆抗压验算(1)撑杆强度验算

通过受力分析,八字撑横梁上的竖向荷载为:P+

P/2+P/2=2P;八字撑与垂直侧墙成45.夹角,因此

每一个撑杆所要承受的轴心压力为:F=P/sin45.=46.59kN;

压杆的强度验算公式为:o=N/A≤l厂(4)

查表代人式(4)得:=N/A=26.73≤I厂=2]5,因此撑杆的强度符合要求.(2)撑杆整体稳定性验算由公式:Ⅳ/(CA)≤,(5)式中,Ⅳ_轴心压力;

A——构件毛截面面积;——

轴心受压构件的稳定系数.

由b/h得出截面分类,通过A=lJi得出长细比,查出,代人式(5)得:(CA)≤215--f,符合整体稳定性要求.

2.2.3支悬梁抗剪强度验算

由以上对构件的受力分析,支悬梁主要承受剪力

为八字撑横杆承受的竖向分力和斜撑及支垫梁的重力,即=P+G=33.453kN.由公式:T=YS/h≤(6)

式中:一计算截面沿腹板平面作用的剪力;

s——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;

,—一毛截面惯性矩;

——

腹板厚度;——

钢材的抗剪力强度设计值.

代人数据得:T=111.7<fv=125,支悬梁抗剪强度符合要求.

综上,运用八字撑承重支架方案共用钢材6.3t(包含损耗在内).

2.3满堂架承重脚手架的受力分析及验算2.3.1基本条件

单元排架立杆搭设尺寸为0.8m×0.8m(间距×排距),横杆层高为I.5m,排架搭设高度为13m.2.3.2搭设计算

(1)钢管承重计算

由对八字撑的受力分析知,钢管脚手架以上的重量为/v;

钢管脚手架自重为:N=(18×7×17+6×23×17+7X13×231×4.01=264kN;

总重量为:No=Ⅳ+NO:4646.94kN;

每个钢管的承重应为:Q=No/-,(n为立杆数量)=28.86kN.

(2)立杆稳定性验算由公式: 城掳设

表1两种支撑模板方案比较

方案名称安装时间材料用量人工数可操作性拆除

八字撑与施工同步1天6.3t26人易操作利用移动直梯易拆除

满堂架需专门打设1o天l1.8t260人施工难度大人工从顶部到底部,难拆除

N/(~oA)≤或N≤~oAf~

式中,Ⅳ_一单根钢管的承重能力;——

稳定系数;

A——截面面积;(7)3结语——

容许应力,取215N/mm..

由A=L/i,s=e×A/w,查得,代人式(7)得:Ⅳ=488.9≥9=28.86kN,立杆稳定性符合要求.(3)单根横杆的强度计算

当上面荷载在横杆中间时弯矩最大:Mo=/

4,代人数据则=5.772kN;其强度验算式为=w≤.,代人数据得≤,满足要求.(4)单根横杆的挠度计算

:Pl./(48EI),由/t≤[/f],代人数据:

/l=1/133,而[w/1]=1/25,所以单根横杆挠度也符合要求.

综上,运用满堂架方案共用管材iI.8t(包含损耗在内).

2.4施工比较

以上通过对该工程两种支撑模板的分析计算,可

知道八字撑和满堂架模板都能满足施工时的强度需

要,但八支撑模板方案耗材为普通满堂架支撑方案的一

半.同时,由于满堂架支撑需要更多的管材,支撑

管架须在施工前根据场地情况专门加工,且施工过程中搭接节点过多,步骤也相对繁琐,必须根据支撑管件的间距逐步设置和搭接,占用了较长的工时.八字

撑方案的要点更趋向于受力方式的合理设置,对底部支撑处节点的计算和支撑点的施工有较高的要求,但八字支撑方案简化了施工过程,减少了支撑节点和搭接施工,受力体系也比较清晰,所需人工量仅为满堂架方案的1/lo,在减少建材用量和简化节点的同时,

八字支撑方案所需的施工空间也较少,对主体结构建造完成后的拆模阶段也提供了便利.(见表1)

以上计算分析可见,两种方案均能满足施工要

求,但从便于施工,经济合理角度来考虑,八字撑明显优于满堂架.所以,在大跨度模板设计中应优先考虑八字撑超静定结构.参考文献

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张帆,英国普斯茅斯大学硕士,上海建筑设计研究院有限公司课题组长.收稿日期:2010-08-09

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