U形薄殼預(yù)應(yīng)力渡槽施工在東深引水工程的應(yīng)用

u形薄殼預(yù)應(yīng)力大渡槽在國(guó)內(nèi)為首例,用造槽機(jī)進(jìn)行施工,在國(guó)內(nèi)也是第一例。本文介紹渡槽造槽機(jī)的工作原理、構(gòu)造以及施工工法等。

對(duì)某渡槽在施工及正常運(yùn)營(yíng)階段采用了單元生和死的技術(shù)及“時(shí)程”分析的方法進(jìn)行了動(dòng)態(tài)跟蹤分析,得出了預(yù)應(yīng)力u型薄殼渡槽在張拉縱、環(huán)向預(yù)應(yīng)力錨索、裝配橫桿、造槽機(jī)移位過(guò)跨、載水運(yùn)營(yíng)以及在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中遇到偶然荷載這一系列受載過(guò)程中,槽身混凝土的力學(xué)行為變化規(guī)律以及預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)和混凝土這兩種主要材料在不同受力階段的力學(xué)行為變化的相互規(guī)律,為類(lèi)似渡槽的設(shè)計(jì)和施工提供了理論依據(jù)。

東深供水改造工程旗嶺渡槽是東改工程的標(biāo)志性建筑物之一,所采用的大型u型薄殼渡槽結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng),其技術(shù)含量高、施工難度大,是東改供水改造工程重大技術(shù)課題之一。經(jīng)過(guò)施工中的不斷探索,旗嶺渡槽槽身的內(nèi)在質(zhì)量及砼外觀質(zhì)量均得到有關(guān)專(zhuān)家的肯定。介紹了拱上槽身砼及預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),在今后同類(lèi)工程中值得借鑒

采用殼體單元和三維等參單元,對(duì)大型預(yù)應(yīng)力u型薄殼渡槽靜動(dòng)力特性進(jìn)行了三維有限元分析,給出了靜力分析結(jié)果,并與模型試驗(yàn)作了對(duì)比。結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力均滿(mǎn)足強(qiáng)度要求,最大位移也滿(mǎn)足剛度要求,同時(shí)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的計(jì)算分析,為渡槽的抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

東深供水改造工程是向香港、深圳以及工程沿線(xiàn)城鎮(zhèn)提供飲用源水及農(nóng)田灌溉用水的跨流域大型調(diào)水工程。渡槽長(zhǎng)度為5811m,渡槽設(shè)計(jì)過(guò)流量為90m3s,縱坡1∶1000,槽殼內(nèi)徑7m,設(shè)計(jì)水深4.7m,滿(mǎn)槽水深5.35m,為一級(jí)建筑物。大型“u”型薄殼渡槽采用預(yù)應(yīng)力在國(guó)內(nèi)尚屬首例,為確保工程成功應(yīng)用,2001年進(jìn)行了1∶1仿真結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)性試驗(yàn)。測(cè)試內(nèi)容包括預(yù)應(yīng)力錨索錨固力、摩阻系數(shù)、混凝土和鋼筋應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)變形。經(jīng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果整理分析,①用于試驗(yàn)的鋼絞線(xiàn)力學(xué)指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求;②錨索與孔道之間的摩阻系數(shù)小于0.1,較規(guī)范推薦值為小;③錨索錨固力已趨穩(wěn)定,縱向錨索的錨固回縮應(yīng)力損失、鋼絞線(xiàn)松弛應(yīng)力損失與混凝土徐變應(yīng)力損失的總和未超出規(guī)范公式的計(jì)量范圍;④各階段混凝土應(yīng)力分布規(guī)律與三維有限元計(jì)算結(jié)果基本一致,預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果,渡槽結(jié)構(gòu)是安全的;⑤渡槽撓度較小,槽身剛度較大。

造槽機(jī)在樟洋預(yù)應(yīng)力U形薄壁渡槽施工中的應(yīng)用

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2003年7月 第32卷　第7期 施　工　技　術(shù) constructiontechnology u形薄殼大渡槽預(yù)應(yīng)力孔道灌漿施工 汪永劍 (廣東水電二局股份有限公司,廣東增城　511340) [中圖分類(lèi)號(hào)]tu757[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]a　　　　[文章編號(hào)]100228498(2003)0720037202 practiceoflargeu2shapethin2wallprestressedlaunderdrill2waygrouting wangyong2jian (guangdongno.2hydraulicandhydroelectricitybureauholdingsco.,ltd.,zengcheng,guangdong　511340,china) [收稿日期]2003203

大型預(yù)應(yīng)力U形薄殼渡槽結(jié)構(gòu)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

以都江堰灌區(qū)毗河供水一期工程施工第六分部易家壩渡槽為例,對(duì)預(yù)應(yīng)力u型薄殼渡槽的內(nèi)?？垢　⒉凵頋仓庥^質(zhì)量及預(yù)應(yīng)力張拉進(jìn)行了分析并對(duì)易發(fā)問(wèn)題提出了解決措施,介紹了預(yù)應(yīng)力u型薄殼渡槽施工技術(shù)要點(diǎn).

通過(guò)東江-深圳供水改造工程金湖渡槽24m跨槽身,介紹大型“u型”薄殼渡槽后張雙向預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),即槽身底部縱向配置有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力直線(xiàn)筋,采用預(yù)埋波紋管(鋼管)預(yù)留孔道和先進(jìn)的壓力灌漿工藝,橫向配置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)向筋,采用專(zhuān)用錨頭防腐技術(shù)和特別的扁錨整體張拉工藝,提供了大型渡槽寶貴的施工經(jīng)驗(yàn),為以后同類(lèi)型大型水利工程提供借鑒。

1結(jié)構(gòu)及工作原理1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樟洋渡槽采用的24m跨造槽機(jī)是目前國(guó)內(nèi)首臺(tái)、也是同類(lèi)機(jī)型中最大和技術(shù)含量最高的渡槽施工專(zhuān)用設(shè)備。該設(shè)備主要由內(nèi)梁系統(tǒng)、外主梁系統(tǒng)和過(guò)跨行走系統(tǒng)三大部分組成,其中內(nèi)梁是該設(shè)備的心臟部件。內(nèi)梁系統(tǒng)長(zhǎng)53m,重100t。內(nèi)梁為桁架結(jié)

渡槽是調(diào)水工程中不可缺少的立體交叉輸水建筑物,而預(yù)應(yīng)力u型渡槽因其結(jié)構(gòu)曲面光滑,材料分布均勻,適應(yīng)于水荷載環(huán)境,施工方便,結(jié)構(gòu)形式與受力優(yōu)化統(tǒng)一等特點(diǎn)是渡槽中首選的輸水建筑物。本文在結(jié)合輸水渠道建筑中的實(shí)際情況,分析了預(yù)應(yīng)力u型薄殼渡槽澆筑施工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

1工程背景及概況南京市浦口區(qū)三岔灌區(qū)1980年建成運(yùn)行,實(shí)際灌溉能力4萬(wàn)畝,是浦口區(qū)最大的農(nóng)業(yè)灌區(qū)。灌區(qū)內(nèi)的主要水源為三岔水庫(kù),由于水庫(kù)匯流面

東深供水改造工程興建旗嶺、樟洋、金湖3座大型渡槽,其中樟洋和金湖兩座渡槽采用大型雙向預(yù)應(yīng)力混凝土\"u\"型薄殼渡槽,設(shè)計(jì)流量為90m3/s,縱坡1/1000,跨度24m,渡槽槽身結(jié)構(gòu)外形尺寸大,槽壁結(jié)構(gòu)薄,具有高強(qiáng)度、高抗裂性的特點(diǎn),技術(shù)難度高。渡槽的雙向預(yù)應(yīng)力技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例,在三維有限元分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了1∶1的原型試驗(yàn),保證了渡槽的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

采用\"鋼管柱+貝雷桁架+扣件式鋼管\"組合結(jié)構(gòu)作拱肋及槽身施工承重架,保證了高支架安全、穩(wěn)定;大跨度拱肋設(shè)后澆帶分段、對(duì)稱(chēng)、均衡澆筑,避免了混凝土裂縫的產(chǎn)生;槽身模板采用組合鋼桁架及螺桿千斤頂加固,解決了槽身模板定位及調(diào)校、內(nèi)模上浮等問(wèn)題,采用鉸接式分層現(xiàn)裝內(nèi)模,克服了薄殼槽身混凝土振搗難題。在中小型大跨拱式u形薄殼渡槽上具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)合u形渡槽的實(shí)際情況,采用三維有限元方法模擬渡槽澆筑過(guò)程,仿真分析了渡槽施工期溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。計(jì)算結(jié)果表明:u形渡槽槽壁較薄,溫度場(chǎng)很快達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng),應(yīng)力主要由外部約束引起,應(yīng)力值較小,一般不會(huì)造成結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。

圖!橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉布置圖 "#$%"&’!鋼絞線(xiàn)；!#()*+&,型千 斤頂；$#工具錨板；-#工作錨板；&#限 位板；.#扁形錨墊座；+#鋼絞線(xiàn)$根； /#混凝土拉桿 東深供水改造工程旗嶺渡槽采用 大型0形薄壁渡槽，全長(zhǎng).$+’$1，設(shè) 計(jì)流量2,1$34，槽殼內(nèi)徑+1，設(shè)計(jì)水 深-’+1，滿(mǎn)槽水深&’-1。由!!段"! 1梁式渡槽和+段&!1拱式渡槽組 成，結(jié)構(gòu)為一級(jí)建筑物。 !槽身構(gòu)造 渡槽槽身斷面為0形，槽壁厚 $,,11，槽底厚+&,11，槽殼內(nèi)徑+ 1，槽頂設(shè)矩形混凝土拉梁，槽身橫向 布置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索，間距-,, 11，單束錨索由$根"5+標(biāo)準(zhǔn)無(wú)粘結(jié) 鋼絞線(xiàn)組成。橫向預(yù)應(yīng)力錨索布置如 圖"所示。 "預(yù)應(yīng)力材料及張拉設(shè)備 "#!

以東江—深圳供水改造工程金湖渡槽為例,從施工監(jiān)理的角度闡述了雙向預(yù)應(yīng)力混凝土u型薄殼渡槽在施工質(zhì)量的全過(guò)程控制中,所采用的質(zhì)量控制方法、手段及監(jiān)理效果。

我縣70年代共建成u形竹筋薄殼渡槽60余座,跨度一般在6～9m之間,最大過(guò)水流量達(dá)0.8m~3/s。據(jù)五排水庫(kù)(中型)灌區(qū)調(diào)查,70年代初建成的這種渡槽至今一直運(yùn)行正常,未發(fā)現(xiàn)拉裂破壞現(xiàn)象。(一)u形竹筋薄殼渡槽的設(shè)計(jì)u形薄殼竹筋混凝土渡槽設(shè)計(jì),可借用鋼筋混凝土u形殼槽的計(jì)算原理進(jìn)行。殼槽

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是在澆灌混凝土之前,把預(yù)先加工好的無(wú)粘結(jié)鋼絞線(xiàn)與普通鋼絞線(xiàn)一樣直接放置在模板內(nèi),然后澆筑混凝土,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí),即可進(jìn)行張拉。介紹樟洋u型薄殼渡槽橫向無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的施工工藝、技術(shù)要點(diǎn)等。

u形渡槽的槽身,有時(shí)因客觀條件的限制,采用鋼筋混凝土或鋼絲網(wǎng)水泥建造。這兩種措施均無(wú)法實(shí)施時(shí),采用鋼板網(wǎng)水泥殼槽是一種有效的補(bǔ)救辦法。筆者曾為萬(wàn)縣老黑灘水庫(kù)灌區(qū)設(shè)計(jì)了這種水泥殼槽,自1981年4月建成通水以來(lái),至今未出現(xiàn)裂縫和漏水,已安全運(yùn)行10年。