金连军

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，成都，610072)

1 工程概况

藏木水电站左岸大坝3#-8#坝段为溢流坝段，其中4#-7#坝段只有中墩，3#坝段设有边墩和中墩，8#坝段只有边墩。闸墩预应力锚索锚块布置于各闸墩(坝)0+27.89～(坝)0+34.47，高程3297.01m～3302.97m之间，垂直方向高5.96m，设计要求锚块混凝土整体浇筑，锚块与闸墩之间无施工缝。闸墩预应力锚索锚块除3#坝段边墩左侧及8#坝段边墩右侧悬挑0.4m外，其余锚块悬挑均为2.40m(其中内侧2m为一期混凝土，外侧0.4m为锚头封端二期混凝土)。

2 锚块钢支撑规划

2.1 仓位设计

依据设计图纸及相关规范要求，本着方便施工、减小难度进行分仓。

(1)将各闸墩(坝)0+024.89～(坝)0+028.63，高程3297.00m～3302.97m区域闸墩混凝土与锚块分为一仓进行整体浇筑。

(2)将各闸墩(坝)0+028.63～(坝)0+046.00，高程3297.00m～3298.64m，锚块分割层二毡三油以下区域划分为一仓，按1→2→3→4顺序进行浇筑，详见图1。

图1 闸墩预应力锚索锚块仓位设计

2.2 设置原则

(1)闸墩预应力锚索锚块混凝土悬挑结构支撑系统埋件埋入已浇筑闸墩混凝土，支撑构件强度、刚度、承载力必须满足承载力要求，埋设位置由受力计算后根据受力情况确定。

(2)支撑埋件应尽量避开设计的钢筋、锚索预埋管位置。

(3)支撑设置时应考虑受荷后所在位置混凝土龄期是否满足荷载标准。

(4)支撑设置时应连同底模一起设计计算。

2.3 设置规划

单个中墩悬挑支撑系统布置于闸墩两侧，由4组埋件构成(两侧对称布置，四组构件结构形式一样)；单个边墩悬挑支撑系统布置于闸墩一侧由4组埋件(两侧对称布置，两侧组件结构形式不一样)，详见图2。

注：(1)ab组埋件承载锚块ab边荷载；(2)ad组埋件承载锚块ad边荷载。

3 锚块钢支撑设计

3.1 底模

3.1.1 底模形式选择

因混凝土施工荷载由底模承载后传递至支撑系统，普通模板显然无法承载5.96m厚混凝土浇筑层，故选用槽钢满铺于支撑之上作为底模使用。

3.1.2 底模计算

按单侧悬挑部位计算：

(1)荷载计算

2.40m厚悬挑部分预应力锚块重力：

G=ρVg=1939.18kN

式中：ρ——混凝土容重，取2500kg/m3；V——锚块单边悬挑部分体积，79.15m3；g——重力加速度，取9.8m/s2。

ab边混凝土重力荷载：

Rab/Sab=111.65kN/m2

式中：Sab——ab边底模面积，7.27m×2.4m；Rab——ab边混凝土重力，kN。

模板自重力1.0kN/m2；人员设备荷载2.5kN/m2；预埋件自重力1.0kN/m2；混凝土内钢筋荷载9.0kN/m2；混凝土振捣荷载2.5kN/m2；吊罐卸料冲击荷载7.88kN/m2；为保证安全，该荷载系数按以上荷载之和的1.4倍考虑，则ab边总荷载Qab=(111.65+1.0+2.5+1.0+9.0+2.5+7.88)×1.4=189.74kN/m2。

(2)底模型钢[1]型号选择

按施工需要底模型钢选择25#槽钢，其性能见表1。

表1 锚块底模25#型钢性能参数

设置支撑间距为lab=800mm，按均布荷载考虑：qab=Qabh，h为槽钢与混凝土接触面宽度250mm。

按连续梁计算弯矩：Mab=qab×lab2/8。

按σ=M/Wy验算应力，σ为构件应力，Wy为构件抗弯截面模量，取30.7cm3。代入验算应力σab=123.61N/mm2<[σ]，[σ]为许用应力，值为235N/mm2。

按Tab=ql/(2A)进行抗剪验算：Tab=5.47N/mm2<[σ]，T为剪力，A为构件截面面积，取34.91cm2。

由计算结果可知：选用25#槽钢作为底模满足要求。

3.2 钢支撑

3.2.1 支撑形式选择

支撑形式选用钢梁悬挑，为便于加工、采购，避免错用材料，支撑选型应尽量减少型号种类，故按工程需要选取H型钢，规格为HN300×150×6.5×9，其性能见表2。

表2 H型钢性能参数

布设方式为左右岸方向布设，布设两层HN300×150×6.5×9工字钢，第一层预埋在3294.60m高程，垂直于闸墩布设，两边各悬挑3m，第二层埋设于二毡三油层以下留出25#槽钢底模及适当空间加固模板进行埋设。

3.2.2 锚块ab组支撑计算

(1)ab边悬挑支撑水平杆计算

ab方向支撑间距800mm，ab边左右岸悬挑有效长度lt=2400mm，杆间夹角θ按45°考虑，悬挑方向荷载qt=Qablab=151.8N/mm，则：Mmax=qtlt2/8=109.3×106N·mm；Tmax=qtlt/2=0.182×106N；斜撑杆应力RB=qtltcos45°/2=0.257×106N。

(2)ab边悬挑支撑斜撑杆计算

斜撑型钢选用HN150×100×5.5×8，按下式校核：

σ=Rx/(φX)；λ=l0/imin

l0为杆件计算长度，3.47×103mm；imin=124mm；截面面积X=18.16cm2；带入计算得λ=34.7，查a类表得φ=0.941；解应力σ=150.39<[σ]

(3)水平杆挠度计算

4 质量控制要点

4.1 准备工作[2]

(1)混凝土浇筑前钢支撑必须经过认真检查和验收，特别注意检查各连接部位是否连接牢固；

(2)校核模板尺寸是否满足设计要求，并进行加固；

(3)做好技术交底和人员分工。

4.2 埋件

(1)开仓前应对所有埋件进行检查、校核，确保埋件固定、位置正确；

(2)浇筑过程中加强现场指挥，防止混凝土吊罐碰撞模板或钢筋引发埋件移位。

4.3 浇筑

(1)控制好钢筋密集区的振捣，防止漏振或过振；

(2)控制好混凝土坍落度、入仓温度及上升速度；

(3)护模工全程跟踪检查，防止发生胀模或爆模；

(4)及时采取养护措施，防止产生温度裂缝。

5 结语

藏木水电站溢流坝段闸墩预应力锚索锚块混凝土模板支撑采用预埋悬挑式钢支撑，经验证安全可靠，该技术的应用避免了上下交叉作业干扰，节省了工期，提前实现了发电目标，并赢得建设单位的高度赞同与肯定。