针对多旁水库输水隧洞混凝土衬砌施工作业空间小、板结构,提高桥梁模板体系整体稳定性,使该桥梁模板体系无须设置内合钢桥梁模板的应用,能快速、高质量地完成隧洞混凝土衬砌施工速度慢、材料运输困难等问题,通过设计改变模支撑,提出了组合钢桥梁模板的结构形式。通过该组,可为特小断面隧洞混凝土衬砌施工提供借鉴。
目前,国内建设的水利水电工程,大多是一些小型水利水电工程。而小型引水隧洞混凝土衬砌施工是小型水利水电工程施工的关键点和技术难点。本文结合多旁水库工程施工实践阐述无内支撑组合钢桥梁模板在输水隧洞混凝土衬砌中的应用,有效解决多旁水库输水隧洞的施工进度与洞内交通矛盾的问题,同时提高衬砌混凝土外观质量,减少变形、漏浆、错台等质量缺陷。
桥梁模板设计原理
由于多旁水库输水隧洞衬砌后为圆形,可采用将圆形分割为上、下半圆的无铰拱来分析计算,利用其具有等截面、荷载对称、结构对称的特点和《建筑结构静力手册》提供的计算表格,按照叠加原理,分解为可采用《建筑结构静力手册》查表的数据来计算推力、弯矩、剪力的基本荷载。经计算,确定钢桥梁模板的面板厚度、肋板厚度均为8 mm ,肋板高度为60 mm。
1)根据GB/T50214-2013《组合钢桥梁模板技术规范》「2〕,结合该工程隧洞的特点,桥梁模板体系结构形式采用板肋式。利用圆形桥梁模板拱形结构受力的特点,经计算,桥梁模板本身的强度、刚度足以抵抗全断面一次成形施工过程中新浇筑混凝土产生的最大压力和施工荷载,桥梁模板体系无须另行设置内支撑。
2)经计算,桥梁模板体系由标准桥梁模板和顶部桥梁模板组成,标准桥梁模板由1块钢板、4条横肋、3条纵肋组成,顶部桥梁模板由1块钢板、4条横肋、2条纵肋组成(见图1)。钢桥梁模板纵、横肋的孔距与桥梁模板的模数一致,桥梁模板横竖均可拼装。
3)上部桥梁模板设计:考虑到圆形桥梁模板的受力特性,为了顺利拆除钢桥梁模板,需要对上部6号、7号、8号(顶部桥梁模板)钢桥梁模板拼接位置进行特别处理。处理方式为:6号、7号钢桥梁模板横肋内部往回缩进20 mm , 8号钢桥梁模板横肋内部各往两边外扩20 mm , 6号、8号、7号钢桥梁模板拼接位置形成“八”字形(见图1),拆除螺栓后,可轻松地拆除顶模。
4)桥梁模板连接:桥梁模板之间采用M20 x 50高强度螺栓进行拼接,在标准桥梁模板、顶部桥梁模板四周肋条设置螺栓孔,孔间距、数量由设计计算确定。