移动台车栏板辅助浇筑系统的设计与应用

韩宏韬，胡云鹤，郭红永，王培杰

（辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司，辽宁 丹东 118216）

蒲石河抽水蓄能电站下水库挡水建筑物为混凝土重力坝，最大坝高34.1 m，坝顶长336 m，坝顶设现浇钢筋混凝土护栏。护栏位于坝顶临空边沿，钢筋绑扎和模板支立作业难度大，施工时存在安全隐患。为此，蒲石河工程设计了移动台车系统，辅助浇筑坝顶栏板混凝土。

1 台车系统总体结构

图1 台车横剖面示意 （单位：mm）

台车由支撑系统、平衡配重、行走系统和操作平台等4部分组成。台车沿坝轴线方向长4 m，由5榀支撑构架互相连接组成，支撑构架间距为1 m。其横剖面如图1所示。

支撑构架采用Q235-D级钢制作，受力构件选用14号工字钢和10号角钢，连接选用4号角钢。采用焊接的方法进行连接，焊缝均满焊。焊接过程中不允许有裂纹、脱焊点和漏焊点，表面应平顺，无明显的咬边、凹陷、气孔等，钢构件不得有明显烧伤。

通过混凝土配重块来确保台车稳定，在进行台车抗倾覆稳定计算时，要充分考虑各种荷载作用，使得配重块重力完全满足台车抗倾覆稳定要求。

行走系统由4个胶皮轮和制动装置组成，承担支撑系统和平衡配重的作用力，可由人力或机械牵引移动。

操作平台由50 mm×50 mm×5 mm角钢和φ12钢丝绳与支撑系统连接，主要承受施工人员、栏板模板重力和平台自重。施工人员直接在操作平台上作业，因此操作平台与支撑系统必须连接牢固，边缘设防护栏板和安全网，并钉挡脚板，以保证施工人员的安全。

2 台车荷载及稳定计算

2.1 荷载计算

取台车中间1榀支撑构架进行分析计算，结构分析简图见图2。

图2 构架结构分析简图 （单位：mm）

全部活荷载 P活=G人+G踏板+G栏杆模板=6 000 N。则图2中P活1=P活2=P活/4/2=750 N。

杆件自重：GAB=297.94 N，GAC=413.92 N，GBC=579.33 N，G连横1=356.03 N （榀间连接横杆 1），G连斜1=395.06 N （榀间连接斜杆1），GCD=297.18 N，GDE=297.18 N，G连横2=474.71 N （榀间连接横杆2），G连斜2=544.21 N（榀间连接斜杆2）。为计算方便，将各杆件自重平均分配到其两端节点。荷载计算结果见表1。

表1 荷载计算结果

2.2 抗倾覆稳定验算

台车失稳时，可能以外侧轮为中心向外侧倾覆。为了保证台车的整体稳定，需配置足够的配重。以图2中B点为中心，由力矩平衡计算得到，台车整体配置的最小配重为15 963.32 N。抗倾覆安全系数取1.5，则配重块的最小安全重力应为15 963.32 N×1.5=23 944.98 N。

现场采用原下游门机配重块进行压重，配重块尺寸0.8 m×0.8 m×0.8 m，拟配3块，配重块容重为2.4 kN/m3， 则其总重力为 36 864 N＞23 944.98 N，满足稳定要求。

2.3 结构强度及刚度验算

首先，将AB杆单独取出进行内力计算，可以求出AB杆的剪力和弯矩，然后以A点为研究对象，将AB杆和AC杆截断，可求出AB杆和AC杆的轴力。其次，将DE杆单独取出进行内力计算，可以求出DE杆的剪力和弯矩，然后以D点为研究对象，将CD杆和DE杆截断，可求出CD杆和DE杆的轴力。再次，将BC杆为研究对象，计算其轴力、剪力和弯矩。各杆件的内力计算结果见表2。

表2 各杆件的内力

对各杆件的内力进行抗压强度和抗剪强度验算，结果见表3、4。抗压强度设计值和抗剪强度设计值根据GB 50017—2003《钢结构设计规范》选取。

表3 抗拉、抗压、抗弯强度验算

表4 抗剪强度验算

计算结果表明，所选取的杆件材料的强度满足要求，压杆满足稳定要求。

3 台车系统使用注意事项

（1）台车加工完成后，需做加载试验及使用试验，确认各项性能参数满足要求后方可使用。

（2）台车严禁超载，应严格按照安全操作规程要求使用，并应加强日常的检查、维护，保证其性能始终良好。

（3）操作人员应严格按照安全操作规程要求作业，服从现场管理人员的管理。

4 结语

经实际应用验证，蒲石河抽水蓄能电站下水库大坝移动台车系统技术新颖、先进，具有如下特点：

（1）采用施工现场材料，制作简单。

（2）台车系统在坝顶上游侧设置施工平台，增大了操作空间，施工人员可在此平台上完成固定拉杆、模板支立和模板接缝密封检查等一系列工作，加快了施工进度，并保障了施工人员的人身安全。

（3）由于支模速度的提高，施工过程中栏板模板平均每5天一个循环，周转速度较快，减少了模板的制作套数；另外，省去了脚手架，节省了脚手架租赁及搭设费用，节约了施工成本。

（4）提高了模板支立质量，拆模后的混凝土表面光滑，无需大的混凝土表面修补作业。

移动台车系统在蒲石河抽水蓄能电站下水库大坝坝顶栏板混凝土浇筑中成功应用，达到了安全、省时、节约成本、提高施工质量的目的，值得类似工程施工借鉴推广。