[发明专利]一种坝内楼梯板装配式钢支撑系统及其施工方法

说明书

本发明涉及水利水电工程混凝土大坝结构设计和施工领域，具体为一种坝内楼梯板装配式钢支撑系统及其施工方法，主要适用于混凝土重力坝、拱坝等坝内楼梯板装配式钢支撑结构设计与施工。一种坝内楼梯板装配式钢支撑系统，由先期预埋至楼梯井井壁的平面钢板和后期焊接在钢板表面的钢板凳支座两部分组成。本次发明的坝内楼梯板装配式钢支撑系统，较好的解决了水利水电工程中坝体大体积混凝土浇筑与楼梯井细部结构施工相互干扰问题，保障了主体工程施工进度和质量。

技术领域

本发明涉及水利水电工程混凝土大坝结构设计和施工领域，具体为一种坝内楼梯板装配式钢支撑系统及其施工方法，主要适用于混凝土重力坝、拱坝等坝内楼梯板装配式钢支撑结构设计与施工。

背景技术

重力坝、拱坝等大体积混凝土结构内，因坝内交通和运输需要，通常设置连通坝顶、坝底的垂直楼梯井，井内上、下层之间设混凝土楼梯板形成步行通道。以往水利水电工程中，坝内楼梯井内的楼梯板通常采用现浇混凝土或预制混凝土两种结构型式：现浇楼梯板方案，其底部的支撑梁系结构一般随大坝混凝土一同浇筑，后期在支撑梁系上部现浇混凝土楼梯板；预制楼梯板方案，楼梯井井壁一般设阴牛腿支撑结构、且随大坝混凝土一同浇筑形成，后期在阴牛腿上依次吊装预制梁、预制楼梯板。

上述两种楼梯板结构型式虽在水利水电工程中广泛应用，但在现场具体实施过程中，均存在坝体大体积混凝土浇筑与楼梯井细部结构施工相互干扰问题，影响主体工程施工进度和质量，主要体现在以下几个方面：

(1)大坝浇筑层与楼梯井层高不匹配，不能同步上升、影响施工进度

随着缆机等大型机械设备在水利水电工程中的广泛应用，大坝混凝土浇筑能力得到大幅提升，大坝浇筑层厚也由早先的一般不超过3m提升至4.5m左右，大大加快了大坝的上升速度。大坝内楼梯井层高受坝内交通和运输限制，则一般为3m左右。楼梯井为大坝仓面上的孔口结构，受大坝浇筑层层厚与楼梯井层高不匹配影响，两者在浇筑过程中不能做到同步上升，制约主体工程施工进度。

(2)大体积混凝土与细部结构受力机理不同，交叉施工干扰较多

大坝为大体积混凝土结构，多采用三级配或四级配混凝土，粗骨料最大粒径约150mm，且一般以承受压应力为主，仅局部受拉部位或因构造需要配置受力钢筋。楼梯井作为大坝内的细部结构，多采用二级配混凝土，粗骨料最大粒径约40mm，因井壁需承担井道内楼梯梁板系统结构自重及其余外荷载等，井道周边结构大多以受拉为主，需大范围布置受力钢筋，钢筋锚固段还应伸入大坝混凝土内。大坝浇筑上升过程中，受楼梯井周边大量受力钢筋布置、混凝土强度等级和颗粒级配不同等影响，无法采取与其余部位相同的快速振捣和冷却通水方式，交叉施工干扰较多。

发明内容

针对水利水电工程中坝体大体积混凝土浇筑与楼梯井细部结构施工相互干扰问题，保障主体工程施工进度和质量，本发明提出一种适应坝体和楼梯井同步浇筑上升，方便施工、安装的坝内楼梯板装配式钢支撑系统及其施工方法。

本发明的第一目的是提供一种坝内楼梯板装配式钢支撑系统，一种坝内楼梯板装配式钢支撑系统，包括平面钢板和钢板凳支座；所述平面钢板预埋在楼梯井井壁上；所述钢板凳支座焊接在平面钢板表面。

进一步的，所述平面钢板表面与楼梯井井壁平齐，所述平面钢板背面焊接有多根U型钢筋，所述U型钢筋两侧锚固在大坝混凝土内。

进一步的，所述钢板凳支座呈π型，由三块矩形钢板双面角焊而成。

进一步的，所述钢板凳支座顶部两侧布置竖向防落钢筋，用于卡住预制梁。

本发明的第二目的是提供一种采用前述的坝内楼梯板装配式钢支撑系统的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，平面钢板、钢板凳支座、预制梁和楼梯板加工制作；

根据楼梯布置型式，加工各类平面钢板、钢板凳支座、预制梁和楼梯板，同时按要求完成平面钢板、钢板凳支座外露面的防锈处理；