雁形板结构在水电站大跨度厂房屋盖系统中的应用

江文龙

（中国水利水电第一工程局有限公司，吉林 长春 130062）

摘 要：雁形板是一种新型梁板合一的屋盖结构构件，它是在单T型板和V型板基础上发展起来的新型屋盖结构形式。因单块构件截面酷似飞翔中的大雁命名为雁形板，在已有的装配式混凝土屋盖结构中，雁形板屋盖的抗震性能是最好的。

关键词：雁形板；结构；大跨度；厂房；屋盖系统

ZONGOⅡ水电站工程位于刚果（金）下刚果省境内，安装3台混流式水轮发电机组，单机容量50MW，总装机容量150MW。根据ZONGOⅡ水电站项目总工期要求，经与钢结构屋盖比较分析，充分考虑屋面防水性能和效果。借鉴国内、外类似工程成熟设计及施工经验，确定ZONGOⅡ水电站主厂房屋盖系统选用后张法预应力钢筋混凝土雁形板结构。

1 雁形板设计

雁形板自重按折算厚度86mm计算，结构计算按铰接排架（静式铰接）计算。根据主厂房结构设计尺寸，经结构设计计算，确定主厂房雁形板屋盖跨度为23.45m，宽度为3m，共22件（见图1）。为了使雁形板结构与主厂房设计永久结构缝位置相适应，保证雁形板结构的整体稳定性，其中6件屋盖设计为带混凝土永久拉杆结构。雁形板混凝土采用C45一级配细石混凝土，预应力钢筋Φp5（FPTK=1860N/mm2）为消除预应力钢丝束，构造钢筋采用冷轧带肋钢筋，预制结构尺寸见表1。

表1 Z0NG0Ⅱ水电站主厂房雁形板屋盖预制结构尺寸

序号构件名称构件数量单件构件几何尺寸备注1①号雁形板623450mm×3000mm带混凝土永久拉杆2②号雁形板1623450mm×3000mm普通板

图1 雁形板结构断面

2 雁形板预制施工

2.1 施工工艺流程

制作场地放样→用砖做基墩→立定型支架→模板安装→初校几何尺寸→钢筋安装→校验几何尺寸→混凝土浇筑→养护→张拉→构件运输→构件吊装→板缝浇筑及端部处理→屋面防水。

2.2 预制施工方案

（1）支架、模板均为特制异形支架、模板，支架、模板具有足够的承载力、刚度和稳定性。砖支墩制作：支墩用砖（规格为240×115×52）砌成240×240砖墩，根据需要可适当增加尺寸，高低则根据现场情况而定。纵向墩的间距为1m，共25个支墩。立支架关模：将两个配对的支架按构件所须高度位置安装好连接板，按模板长度所需支架数量编好编号，按高度画好标记，要求梁和边柱同时画，将支架正立于支墩上面，并用钢模斜放在支架内稳定，以防倾倒，并校直、校平、校正，随后便可以开始关模。

（2）钢筋工程。①钢筋加工在现场设置的钢筋加工车间进行；②钢筋绑扎主要施工顺序：钢筋下料（调直）→成形→绑扎或焊接→验收梁、板钢筋绑扎：①板与梁交叉处，板的钢筋在上，梁的钢筋在下。②梁板钢筋的保护层采用1:3水泥砂浆块进行控制。梁保护层为20mm；板、翼沿保护层为15mm。

（3）校模：用专用水平尺端平两端头，按设计确定板的高度宽度，并将支架固定，用广线紧系在两端梁支架标好的标记上。复核各支架的标记是否与广线平齐使整个支架标记与广线成一条直线。梁校正后接着校翼板，方法同上。最后清除模板上的杂质，打隔离剂。

（4）雁形板混凝土为C40一级配细石混凝土。混凝土利用60m3/h强制式拌和站生产，8m3混凝土罐车运至预制工作面，由工人用铁铲及时将混凝土运至已扎好钢筋的雁形板模板上。待混凝土初凝后进行二次收光。

（5）采用分段拆模法，待混凝土强度达30%时（即混凝土终凝后12h）便可以脱模。先松压板，拆翼板模及两端挡板，并将翼板模上的污物清理干净，再将支架拆除。

（6）混凝土养护：采用薄膜覆盖养护。混凝土浇完后12小时内，待混凝土终凝，及时进行养护，覆盖薄膜养护时间至少不少于7d。

3 张拉施工

3.1 数据与参数

预应力部分为每件雁形板1束56丝，分为8组，每组7丝，张拉控制应力=0.64Fptk，超张3%，张拉控制应力&con=1190.4MPa，设计张拉力F=1308.249kN，实际张拉力F=1347.497kN，理论伸长值ΔL=137mm。预应力钢筋选用φp5（FPTK=1860N/mm2）消除应力钢丝束，张拉端锚具选用“OVM”型群锚，锚固端为墩头锚板（45#钢加工制成）。

3.2 工艺与流程

张拉施工工艺流程预应力钢丝（φp5）下料→锚固端镦头→穿预应力钢丝→张拉端装锚具→夹片→张拉→孔道灌浆→切割端部预应力筋→封闭端部。张拉完毕后宜尽快灌浆，注浆水灰比不大于0.45。灌浆完毕静置1～2d后，开始吊装。

4 安装工程

4.1 安装现场要求与设备选用

为了保证雁形板的运输及安装安全，转运道路必须密实坚硬，道路转弯半径大于20m，道路承载能力不小于100Kp。根据现场施工布置和构件特点，选用厂房MQ600 30/10t门机、一台50t汽车起重机、一台70t汽车起重机进行吊装作业、选用改装大型拖车进行雁形板的运输。根据主厂房结构布置，先安装厂房安装间雁形板（从安装间边墙侧开始），接着安装1号机组和2号机组，最后进行3#机组屋盖安装。

4.2 安装方法

1#、2#、3#机组的屋面板由门机直接吊装就位；安装间靠近边墙侧2块屋面板由拖车运输到安装间内，由一台70t汽车起重机在安装间内直接起吊就位，安装间内剩余屋面板由门机直接起吊就位。

5 屋面防水工程施工

在雁形板屋盖安装施工全部完成后，利用φ10钢筋将雁形板翼缘预埋件采用焊接方式连接牢固，并用细石混凝土将板翼缘间缝隙填充密实，最后在细石混凝土外部做防水砂浆裹头。雁形板屋面防水采用4mm厚APP带砂面防水卷材将主厂房屋面满铺，从主厂房上游侧托梁上部砖砌体混凝土压顶处敷设并延伸至排水天沟内。防水卷材采用热粘法施工。

6 结束语

雁形板结构体系为波形屋盖，具有造型新颖，结构合理，整体刚度好，抗震性能强，设计施工简便、速度快等优点。ZONGOⅡ水电站主厂房屋盖系统采用后张预应力雁形板结构，大大节省了屋盖系统施工工期，满足项目总体工期要求。同时，经与钢结构屋盖比较，雁形板结构工程造价低廉，屋面排水快捷，防水处理简单可靠，防水效果和质量较好，维修费用低，综合经济技术指标较好。雁形板结构在ZONGOⅡ水电站主厂房屋盖系统施工中得到了较好的应用，经过设计施工总结，积累的成功经验可在今后类似工程中进一步推广和应用。

参考文献：

[1]水工混凝土结构设计规范[S].SL191-2008.

[2]水工混凝土施工规范[S].DLT5144-2001.

[3]水利水电工程施工通用安全技术规程[S].SL_398-2007.

中图分类号：TV731

文献标志码：A

文章编号：2096-2789（2016）11-0105-02