水利水电工程师评职称论文范文赏析二

　　水利水电工程师发表论文期刊推荐北大核心级期刊《水电能源科学》，《水电能源科学》（WaterResourcesandPower）创刊于1983年，由教育部主管，中国水力发电工程学会、华中科技大学、国测水电技术研究院主办，面向国内外公开发行，目前为全国中文核心期刊（2008版，水利水电类核心期刊排名第6）及中国科技核心期刊，也为华中科技大学D类期刊之一。
　　摘要：本文介绍了渡槽施工难度较大，所以渡槽施工成为本工程施工的重点，以此以锁水阁渡槽为例进行拱式渡槽施工的简单剖析。

　　关键词：锁水阁渡槽,拱式现浇渡槽施工

　　巍山县东山干渠新建工程位于巍山县东山脚，北起五茂林水库输水隧洞出口，沿东山而行，南至系马庄河，中途干渠里程K2+427处锁水阁水库输水渠与之相较，形成联合调度。干渠沿线地质条件较为复杂，山体稳定性差。渠线设计原则上以“挖填平衡”为指导思想，边坡开挖尽量减少，特别是上边坡，能不挖的尽量不挖。在线形分布上，尽可能根据灌区灌溉面积的分布情况，做到“能灌尽灌”，尽可能缩短渠道长度减少水头损失，达到充分灌溉的目的，从而体现最大的工程效益。渠道总长41.80公里，其中渡槽21座总长1585米。渠道进水闸底板高程1853.767米，渠尾底板高程1828.396米，总落差25.371米。渠道纵坡明渠、封闭段均采用1∕2000，其余渠系建筑物关巍公路涵、渡槽等采用1/1000。灌区规划渠首流量3.5m3/s,考虑到五茂林水库和锁水阁水库对灌区联合灌溉，设计渠首流量3.1m3/s,加大流量3.9m3/s。渠道设计流量分级为3.1-2.5-2.0-1.5m3/s。渠道控制灌溉面积4.367万亩，设计灌溉面积2.912万亩，増灌2.553万亩，改善0.368万亩。

　　2008年巍山县人民政府利用水利、烟草资金实施完成干渠K2+427至K12+413段，全长9941米，实施渡槽4座，分别为锁水阁渡槽、白邑渡槽、小山箐渡槽、锣锅箐渡槽，总长520米。由于渡槽施工难度较大所以渡槽施工成为本工程施工的重点。现以锁水阁渡槽为例进行拱式渡槽施工浅析。

　　一、锁水阁渡槽基本情况

　　锁水阁渡槽长总长125m，设为18跨，跨长分为5m、12m、两种，渡槽采用拱式结构，设计底坡i=1/1000，槽身为C25钢筋砼的矩形槽身，断面为1.7m×1.7m，厚0.2m。进出口边墩均采用M7.5浆砌块石的重力墩，墩帽为10cm厚的C20砼。排架采用C25钢筋砼结构的单排架，断面为0.4m×0.3m。主拱圈为变截面悬链线双肋无铰拱。跨度60m，矢高　10m，拱肋中距为1.90m。拱上排架及肋间横系梁间距为5m，排架顶上搁置简支矩型槽身，槽身跨度5m。主拱圈采用等宽度矩形截面拱肋，肋宽0.7m，拱顶厚度0.8m，厚度系数0.5，拱脚厚度1.,077m，拱轴系1.347。主拱圈采用C30砼。基础用C20钢筋砼。槽身每间隔2米设一拉杆，拉杆断面尺寸为0.15m×0.15m。渡槽进出口采用圆弧与明渠相连。分缝设651橡胶止水带，缝宽2cm，缝内采用沥青砂浆回填。河谷成“u”字型。槽身上口至河地面25米。拱渡由拱肋作为支承，拱肋为变形截面矩形断面。拱肋间有横系梁。拱背上为钢筋混凝土排架，排架上部为槽托，渡槽槽身支承在槽托上。槽身为钢筋混凝土按5m长度分缝。各部位构件均为现浇钢筋混凝土结构。

　　本方案采用满堂式钢管脚手架、制作拱架进行渡槽的施工。拱架的设计、立模及混凝土浇筑程序及方法是本方案的重点。

　　二、施工程序

　　施工准备(场地平整、材料准备等)；→拱架搭设、设备就位；→立模，拱肋绑扎钢筋(拱波、排架、槽托及槽身钢筋预先绑扎成骨架)；→拱肋混凝土分段浇筑、养护、拆模；→拱波立模、钢筋骨架拼装；→拱波及拱背混凝土浇筑、养护、拆模；→排架立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模；→槽托立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模；→槽身立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模；→卸落满堂式拱架；→工程收尾。

　　三，拱架基础

　　拱架基础用在立杆端部垫上底座，使立杆承重后均匀沉陷并有效地将荷载传给地基。但由于立杆数量多，分散面宽，每根立杆所处的地基土不一定相同，除按一般支架基础处理外，可采用分别确定立杆管端承载能力的方法，使各立杯承载后的不均匀沉陷控制在允许范围内。锁水阁渡槽采用的方法为：开挖弃渣回填主河床，采用30吨震动碾压实。铺设20cm厚的C15砼。砼铺设宽度首先按所有荷载加施工荷载结合回填土承载力确定，并采用单品脚手架抗倾覆能力复核。

　　四、拱架

　　拱架采用满堂式脚手架搭设。该钢管拱架由立杆(立柱)、小横杆(顺水流方向)、大横杆(顺桥轴线方向)、剪刀撑、斜撑、扣件和缆风索组成，并以各种形式的扣件(如直角扣件、回转扣件和套筒扣件)联结各杆件。立杆和横杆钢管均采用DN40。

　　立杆是承受和传递荷载给地基的主要受力杆件，其间距需符合有关规范要求。

　　采用该方法的原因是由于杆件轻，运输传递灵活方便，无须特殊起吊设备，

　　图1(右)满堂式钢管扣件纵向连接示意图

　　图2(下)满堂式钢管扣件拱架示意图

　　五、拱架的安装

　　安装工具仅需扳手。由两拱脚开始，全拱圈宽度推进，在拱顶处合龙。但施工中应注意以下几点：

　　①立杆打入土中时，要求捶台钢管直至出现多次反弹现象为止；

　　②立杆位置要正确，立杆要求与地面垂直，相邻立杆接头不能在同一高程内，立杆不宜采用搭接，对接端面应平稳；图2主拱架构件大样图

　　③所有扣件架设时要求拧紧，对于顶端小横杆的连接扣件，在浇混凝土过程中，还应派专人经常检查，严防松滑；

　　④安装顶端小横杆时，要求杆身不能弯曲；

　　⑤缆风绳捆绑点上下游要求交叉，且对等收紧。扣件式钢管主拱架结构大样图见图2。

　　六、拱肋模板

　　拱肋模板如图3所示。底摸厚度根据弧形木或横梁间距的大小来确定，厚度为5cm。为使侧向放置的模板与拱圈内弧线圆顺一致，预先将木板压弯。

　　拱肋侧面模板，预先按样板分段制作，然后拼装在底模板上，并用拉木、螺栓拉杆及斜撑等固定。安装时，先安置内侧模板，等钢筋入模后再安置外侧模板。模板宜在适当长度内设一道变形缝(缝宽约2cm)，以避免在拱架沉降时模板间相互顶死。

　　拱肋间的横撑模板与侧模构造基本相同，处于拱轴线较陡位置时，可用斜撑支撑在底模板上。

　　处于拱轴线较陡区段的拱段，应设置拱肋盖板，并随浇筑混凝土进度而装钉盖板。

　　七、施工预拱度

　　拱顶预拱度按经验估算：δ=L2/5000*f

　　设置预拱度时，拱顶处应按全部预拱度总值设置，拱脚处为零，其余各点可按拱轴线坐标高度比例或按二次抛物线分配。按二次抛物线分配时的计算方法，可参考下列公式和图4。

　　δx=δ(1-4x2/L2)

　　式中：δx—任意点(距离为X)的预加高度；

　　δ—拱顶总预加高度；

　　L—拱圈计算跨径；

　　x—跨中至任意点的水平距离。

　　八

　　八、测量放样

　　1、拱架测量

　　按照拱架放样图上支座的坐标，将支座位置测放到墩台上。

　　测量以桥位中心线和墩台中心线两条基线为基准。先测出上下游最外侧拱架片的中心线，再测出最外侧两拱架片的支座中心位置，然后测出其余拱架片支座中心位置。

　　满布式拱架各杆件和组件位置的测量，以桥中心线和墩台中心线两个方向的基线为基准进行引测；应使用标准的或统一的钢尺丈量。其误差限制的一般规定如下：

　　①起拱线以上部分拱架立柱的纵轴在平面内与设计位置的偏差不超过±30mm；

　　②拱助与桥中心线之间距离偏差不超过上±10mm；；

　　③拱圈和拱肋的底模标高误差不超过+10mm或-5mm；

　　各片拱架在同一节点处的标高应尽量一致，以便于拼装平联杆件，扣件式钢管拱架及风力较大地区的拱架，必须设置缆风索。

　　2、拱圈放样

　　放样平台的铺设

　　先在放样台上放出拱圈大样，以确定拱块形状和尺寸、拱圈分段位置、各项杆件的位置和尺寸，并进行块件等编号。拱圈大样采用1：1的比例。放样平台选择在桥位附近较平坦和宽敞的地方(或场所)。平台的表面应平整、不积水(有3%～5%的单向坡)且坚实。为此，在整平地面后，在其上再夯填一层三合土或砂砾，再铺抹一层水泥砂浆或夯筑一层石灰土。

　　拱圈和拱肋的放样：拱圈和拱助采用坐标法放样。

　　1)如图5所示，以拱顶为原点，用经纬仪放出x-x及y-y两坐标基线及A-A、B-B、C-C、D-D等辅助线，并以对角线校核之。

　　2)按拱轴线方程算出拱轴线、拱腹及拱背内外弧线各预定点的纵横坐标。

　　3)以坐标基线及辅助线为基准，用经纬仪及钢尺(标准的或统一的)放出或者用细钢丝放

　　出各预定点并量出加预拱度值后的各点。

　　4)用预先制作的曲线板将各点连接起来，即可绘出拱圈的设计弧线和加预拱度后的弧线。曲线板按拱圈的弧线半径制作。

　　九、拱架的卸落和拆除

　　1.卸落拱架的期限

　　拱肋必须在浇筑完成后钢筋混凝土强度达到设计强度的70%以后才能卸落拱架。此外还考虑拱上建筑、拱背填料、连供等因素对拱圈受力的影响，尽量选择对拱体产生最小应力的时机。

　　2.卸架设备

　　采用组合木楔作为卸架设备，如图6所示，其由三块楔形木和一根拉紧螺栓组成。卸架时只需扭松螺栓，木楔徐徐下降，拱架即可逐渐降落。

　　卸落的程序和方法

　　拱架卸落的过程，就是由拱架支承的拱圈重力逐渐转移给拱圈自身来承担的过程，为了对拱圈受力有利，拱架不能突然卸除，而应按一定的卸架程序和方法进行。在卸架中，只有当达到一定的卸落量h时，拱架才脱离拱因体并实现力的转移。

　　拱顶处的卸落量h为拱圈体弹性下沉量及拱架弹性回升量之和。拱顶两侧各支点处的卸落量按直线比例分配。

　　为了使拱圈体逐渐均匀的降落和受力，各支点卸落量应分成几次和几个循环逐步完成。各次和各循环之间应有一定的间歇。间歇后应将松动的卸落设备项紧，使拱圈体落实。

　　满布式拱架根据算出和分配的各支点的卸落量，从拱顶开始，逐次同时向拱脚对称地卸落。

　　十、混凝土浇筑

　　整个渡槽钢筋混凝土浇筑分四个阶段进行：

　　第一阶段：浇筑拱肋。

　　第二阶段：浇筑拱上横梁等。

　　第三阶段：浇筑上部排架、槽托。

　　第四阶段：浇筑渡槽槽身。

　　混凝土浇筑过程中，应保证前一阶段的混凝土达到设计强度的7O%以上才能浇筑后一阶段的混凝土。拱架在第四阶段混凝土浇筑前拆除，但必须事先对拆除拱架后拱圈的稳定性进行验算。如设计文件对拆除拱架另有规定，应按设计文件执行。

　　拱波应在拱肋强度或其间隔缝混凝土强度达到设计强度的70%后开始。

　　1、拱肋的浇筑

　　拱肋混凝土采用分段浇筑法进行。分段长度为6m～15m。分段位置确定的原则是使拱架受力对称、均匀，并使拱架变形小。因此，在拱架挠曲线为折线的拱架支点、节点处，及拱顶、拱脚等处，设置分段点并适当预留间隔缝。如预计变形较小且采取分段间隔浇筑时，也可减少或不设间隔缝。间隔缝的位置应避开横撑、隔板、吊杆及刚架节点等处。间隔缝的宽度一般为8Ocm～100cm，以便于施工操作和钢筋连接。为缩短拱圈合龙和拱架拆除的时间，间隔缝内的混凝土强度采用比拱圈高一等级的半干硬性混凝土。各段的接缝面应与拱轴线垂直。

　　分段浇筑程序应符合设计要求，且对称于拱顶进行，使拱架变形保持对称均匀和尽可能地小。

　　填充间隔缝混凝土，应由两拱脚向拱顶对称进行。拱顶及两拱脚间隔缝应在最后封拱时浇筑，间隔缝与拱段的接触面应事先按施工缝进行处理。并应注意以下几点：

　　(1)间隔缝混凝土应在拱圈分段混凝土强度达到70%设计强度后进行；

　　(2)封拱合龙温度应符合设计要求，如设计无规定时，可在接近当地的年平均温度或在5℃～15℃之间进行。

　　2、拱波的浇筑

　　拱波应在拱肋强度或其间隔缝混凝土强度达到设计强度的70%后开始。

　　3、拱肋联结系的浇筑

　　各拱助同时浇筑时，各拱肋间横向联结系与浇筑拱肋同时施工，并同时卸落拱架；各拱肋不是同时浇筑和卸架时，应在各拱肋卸架后再浇筑肋间横向联结系。

　　4、排架及槽托的浇筑

　　排架及槽托应在拱波强度达到设计强度的70%后开始。排架混凝土应从底部到顶部一次连续浇完，顶部施工缝设在槽托的底面。

　　5、槽身的浇筑

　　槽身混凝土应在排架及槽托混凝土强度达到设计强度的100%后才能进行。每两排排架之间的渡槽槽身混凝土应一次连续浇完。

　　十一、其他补充要求

　　(一)拱肋钢筋的绑扎

　　(1)拱脚接头钢筋预埋

　　由于拱肋的主钢筋需伸入墩台内，因此在浇筑墩台混凝土时，应按设计要求的位置和深度将钢筋端头预埋入混凝土中。为便于预埋，主钢筋端部可截开，但应按有关规定使各根钢筋的接头错开。

　　(2)钢筋接头布置

　　为适应拱助在浇筑过程中的变形，拱肋的主钢筋或钢筋骨架不使用通长钢筋，而在适当位置的间隔缝中设置钢筋接头，且最后浇筑的间隔缝处必须设钢筋接头。

　　(3)钢筋绑扎顺序

　　钢筋绑扎将根据混凝土浇筑分段及顺序进行，绑扎时各种预埋钢筋应予临时固定，并在浇筑混凝土前进行检查和校正。

　　(4)拱上其它建筑钢筋与模板

　　为简化在拱肋上进行的施工作业，拱上建筑的钢筋采用预先绑扎或焊接成钢筋骨架，模板预先组装成整块或整体。钢筋骨架和整体式模板用吊葫芦吊到拱上安装。

　　(二)材料质量要求

　　水泥：选用大理州水泥厂生产的525﹟普通硅酸盐水泥，水泥需有出厂日期和出厂合格证，储存超过三个月以上视为不合格，必须重新检验标号后方可使用。

　　砂：含泥量不大于3%，云母含量不大于2%，硫化物、硫酸盐含量分别不大于1%，有机物含量用比色法，颜色不深于标准色。

　　碎石：碎石级配良好，粒径可采用3～5cm，针片状含量不大于15%，含泥量不大于1%，碎石强度压碎指标值不大于13%，硫化物硫酸盐含量不大于1%。

　　拌和用水：不得含有影响水泥正常硬化的有害物质，凡PH值小于4和硫酸根含量大于1%的污水不能使用，应使用不含泥不受污染的天然水或自来水(饮用)。

　　混凝土配合比：施工前需按设计强度作混凝土强度试配试验。

　　(三)混凝土运输及浇筑设备

　　混凝土拌制选用强制式搅拌机，严格按用料重量比进行拌制，混凝土拌合物拌合时间应不少于1分钟(等于或小于400L容量的强制式拌合机)，严格控制水灰比，加水量根据砂、碎石含水量调整，使拌合物塌落度不大于7cm。

　　混凝土运输：水平运输采用胶轮手推车运输，垂直运输采用井架提升。

　　入仓混凝土采用插入式振动器人工振捣。振捣器的插点要均匀排列，可采用“行列式”或“交错式”的顺序移动，防止漏振。

　　拱肋混凝土浇筑应连续进行，如因天气、设备故障、模板的支撑，停电等情况必须间歇时，歇间时间当气温在25度左右时不超过两小时，超过时间应留施工缝，但施工缝的位置应设在拱肋分段的1/3跨内。施工缝在继续浇筑前必须作必要的处理，清除松散软弱部份，凿毛清洗后再行浇灌。

　　拱式渡槽各部位混凝土在浇筑期及浇筑完成后需进行洒水养护。渡槽槽身上应覆盖草席。各构件的养护时间不得低于7天。

　　(四)质量检测标准

　　现浇拱圈的结构质量检测标准见下表。

　　序号项目允许偏差检查方法或频率

　　1混凝土强度(Mpa)在合格标准内

　　2轴线偏位(mm)5用经纬仪测量5处

　　4内弧线偏离设计弧线(mm)±1/500跨径用水准仪测量5处

　　5断面尺寸(mm)高度±5用尺量拱脚、l/4、拱顶5个断面

　　6其它+10

　　7拱肋间距(mm)5用尺量5处

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