大型薄壁双向预应力混凝土渡槽的流水线预制.pdf
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1、I 一 水 利 水 电 施 工 2 0 1 4 第4 期 总 第1 4 5 期 大型薄壁双 向预应力混凝土渡槽的流水线 预 制 辔雷永红 ( 中国水利水电第四工程局有限公司) 【 摘要】本文以南水北调 中线沙河段渡槽为例 ,详 细讲述 了 目前世 界上 最大渡槽 的流 水线预 制方法 ,其预 制 混凝 土防渗 、抗 裂、抗 冻等 耐久性 、稳 定性要 求甚 为严格 。对预制 渡槽混凝 土施 工 、架设施 工等关键技 术施 工 作业的工 艺、方法、过程 的严谨性 、精 确性 、科 学性提 出了更 高的 实践要 求,其施 工难 度与 复杂性在 国 际水 利 行业 尚属首例 。 【 关键词】大型渡槽
2、流水线施 工预制 1 工程概况 T程 位 于 河 南 省 鲁 山 县 城 东 ,距 离 平 顶 L 【 J 市 约 6 0 k m。该标段是南水北调中线一期丁程的重要组成部分 设 计标段 总长 5 0 0 4 m,其 主体 丁程 为梁 式预 制 渡槽混 凝 土浇筑 和架 设 综 合流 量 、跨 度 、质 量、总长 度等 指 标 均居 世界之 白 。 沙河梁式预制渡槽体形巨大,单榀 自重约 1 2 0 0 t ,渡 槽共 4 7跨 1 8 8榀,槽体布置形式为两联四槽 ,四槽槽身 相互独立 。单榀渡槽 长2 9 9 6 m高 9 4 m,宽 9 3 m;混 凝土方量 为 4 6 l m ;钢筋安
3、装 为 6 5 t ,预制渡槽 设计 为全 预应力结构,预应力钢绞线为 1 5 8 t ,单榀渡槽预应力总 吨位 1 O 8万 t :U 形槽直径 8 m,壁厚 3 5 c m,局部加厚至 9 0 c m,槽顶每 问 隔 2 5 m 设 0 5 m0 5 m 的拉 杆 ,每 两 槽 支承于一 个下部支承结构上 。 2 制槽 场布置情况概述 为了保证制槽场的布置形式合理,规模满 足施_丁进 度要求,使各个建筑物之间连接紧凑渡槽预制过程巾 各个施工 设备 之 间满 足相 互 干 扰最 小 和 作业 流 程通 畅 基础便于拆 除等要 求。 沙河制槽场布置存沙河梁式渡槽的起点占地面积 1 4 2亩,制
4、槽场按各功能 区划分 为制槽 区 、存槽 区 、转 向 、混凝土生产区、办公和生活区5个大的区域。 2O 制槽 场正线 布置 ,减 少 了渡槽 运输 的 时问 、成型 渡 槽 的吊运次数 以及渡槽 运输 、移槽 施 T设 备及施 工道 路布置要求,缩小了临时施丁用地的征用降低了施工 成本 。 2 1 制槽 区 制槽 区主要进 行钢筋加 1 = 、钢 筋笼绑 扎 、模板 安装 、 混凝 土浇筑 、预应 力筋 加 及 安装 等 ,是 渡槽 预制 成 型 的加 车间 ,也是制槽 场的核心组成部分。 根据进度计划要求,月高峰制槽强度按照 1 2榀 月 计算,正常施T强度按照 1 0榀 月计算 ,则 需
5、要 制槽台座数量一月高峰制 槽强度 单个 台座月生 产能 力一1 2 2 8 5 4 2 l( 设 置 5个) 内模数量一月高峰制槽强度单个内模使用时间 3 0 天一1 2 x 6 9 3 0 :2 7 6( 制作 3个 ) 钢筋绑扎 台胎具数一月平均制 槽强 度 单个 钢筋 台座 月生产强 度一1 2 6 1 一1 9 6( 制作 2 个 ) 制槽 区全长 2 2 8 5 m,宽 3 6 m,占地面积 8 2 2 6 m ,需 要布置制槽台座 5 个 ( 单个 5 5 0 m? ) 、内模存放台座 3个 ( 单个 3 2 0 ) 、钢筋绑扎胎具 2个 ( 单个 5 0 0 m。 ) 、钢绞
6、线加工区 1个布置的建筑物较多,空间相对狭窄。同 时制槽区内作业工序繁多,钢筋制作安装、预应力筋安 装 、钢筋笼吊装、模板拆除及安装 、模板整修、混凝土 人仓设备就位、预应力初张拉等各种工序之间穿插,相 互 存在 一 定 的 干 扰 ,对 制 槽 区 内 布 置 提 出 了更 高 的 要 求 。 通过对制槽区内各个建筑物的结构分析,充分考虑 渡槽预制工艺流程中各个工序之间的衔接,对制槽 区内 建筑物采取矩形布置及品字形布置进行了充分分析研究 , 最终采用双线品字形布置形式,制槽 台座与内膜存放台 座间隔布置,即布置两条预制生产线:一条布置 3个制 槽台座、2个内模存放台座 ,另一条布置 2个制
7、槽台座、 1个内模存放台座,两条生产线的制槽台座、内模存放台 座之 间呈 品字形布 置 ,钢筋 绑扎 胎具 及 钢绞 线加 工 区布 置在制槽 区 的一 端 ,使 得 整 个 制槽 区 内空 间相 对充 裕 , 混凝土人仓设备进出制槽 区的线路清晰有序,模板拆除 及安装工艺简明合理,为预制槽体 的顺利开展奠定了 基础 。 2 2 存槽区 存槽区主要功能是用于存储已预制成形完成的槽体, 并在存槽区内完成渡槽预应力筋终张拉及孔道灌浆、封 锚,槽体架设前的最终检查等 ,具备出槽条件后提交成 品槽进行架设 ;同时在 存槽 区 内设 置试 验 台座 ,主要用 于对预制成型 的渡槽 采取 充水 试验 ,检
8、验 渡槽 各项 技术 指标 。 根据沙河梁式 渡槽 布 置特 点和 后期 架设 的要 求 ,存 槽 区布置在距 离架设 区最 近 的地方 ,即与 梁式 渡槽 起点 相接,并根据沙河渡槽两联 四槽 的布置形式,将存槽区 分 为左 、右两联进行布置 。 存槽区存槽能力按照 3 O片进行布置,设置 5 个存槽 区每区设置 6个存槽台座 ,总共 3 O个存槽台座 ,并选择 C 23 存槽台座作为试验台座,加上 5个制槽台座后最大 存槽 能力为 3 5 片 。 2 3 转 向区 制槽区与存槽 区 的右联 布 置在 同一 条线 路上 ,为 了 满 足将 预制好 的槽体 自制槽 区提运 至存 槽 区的左 联
9、 、将 成品槽 自左右联存槽区转线提运至架设部位转向的要求, 在制槽区与存槽区之间设置转向区。 根据渡槽 的布 置形 式及 提槽 机 的结 构尺 寸 ,提 槽机 长度方向跨度为 2 3 1 m,宽度方 向为 3 6 m,考虑转向区 的基础设 置 ,转 向 区长度 为 3 4 m。转 向区还 可用 于 提槽 机安装及拆除的场地使用。 通过对结 构布置 的充分研 究 ,对提 槽机 增加 重 载转 向功能,即提槽机在提槽状态下进行转 向,通过在制槽 场顺 水流 方 向 和垂 直 水 流 方 向轨 道 交 叉 部 位 设 置 钢 垫 墩 ,并且在 提槽机 4条 门腿 底 部设 置 转 向装 置 来 实
10、现 。 通 过重载转 向 ,节 省 了在 转 向区 一 次 提 槽 和放 槽 的 时 间,加快了槽体转运速度 ;减少 了在转 向区设 置临时 槽体存放台座的设置 ,避免与轨道之间交叉设 置的难 题 ,节省 了工程 成 本,而且 有利 于保证槽 体 的整 体 质 量 。 2 4 混凝 土 生产 区 混凝土生产区布置有拌和楼、骨料仓、锅炉房 、实 验室、备用发电机组等。 混凝土工程 2 5 办公和生活区 制槽场高峰期管理人员及作业人员约 4 5 0人 ,为满 足办公及 生活需要 ,设 置办公 、宿舍 、食 堂等设施 。 3 预 制施工关键技术 3 1 高性能混凝土配合比 进行不 同砂率 、不 同外
11、 加剂 品种 、不 同外加剂 掺量 、 不 同用水量 、选择 室 内小 型模 具 、室 外模 具 、现场 模拟 试验等多种组合的 3 0多次渡槽混凝土配合比试验。优选 适用于现场材料的外加剂,提高混凝土和易性、耐久性、 流动性 、工作度 ( 黏聚性、保水性、凝结时间、坍落度 经时损失 ) 。采用外掺 料 ( 粉 煤 灰及 矿粉 ) 。选择 最 优砂 率 。增大混凝土级 配 ,减 少用 水量 及 水 泥用量 ,以增 加 混凝土密实性。采用天然纤维素纤维提高混凝土抗裂性、 密实性 、耐久性 ,消除 了混凝土表 面气泡 。 3 2 预应力 U形渡槽混凝土施工 3 2 1 钢筋 制作 与安装 预应力
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