摘要：本研究通过把普通混凝土门楣梁结构更改为钢板与混凝土组合结构，大大加快了现场梁的安装进度，保证了结构梁的施工质量，为整个项目实施创造了良好的基础。
关键词：组合梁、钢混结构，施工进度，关键工期
1、技术研究背景
全世界中小型水闸面广量大，中小型水闸是水利枢纽工程中重要的组成部分。它是一种具有挡水和泄水的低水头水工建筑物。它通过升降启闭闸门来控制水位和调节流量，在防洪、排水、灌溉、航运以及发电等水利工程中应用非常广泛。闸室是中小型水闸挡水和泄水的主体部分。主要由底板、门楣梁、胸墙、闸墩、闸门、交通桥和工作桥等。底板作为闸室的基础它承受着闸室的全部荷载，并较均匀地传给地基。闸墩的作用是支承闸门和分隔闸孔、支撑工作桥及交通桥等上部的结构。闸门的作用是挡水和控制下泄水流。门楣梁是处于胸墙与闸门之间，连接闸门顶部和胸墙的结构，通过门楣与闸门的密封，保证上游水被挡在闸门上游侧。胸墙是用来挡水以减小闸门高度。工作桥供安置启闭机和工作人员操作之用。交通桥是为连接两岸交通设置的。在中小型水闸的设计中，应该特别注意这些方面的问题，保证设计符合要求。
巴基斯坦苏勒曼奇渠首改造工程中，根据原合同要求，需对闸坝E渠7孔、F渠5孔和F渠8孔翻板闸门（单孔跨度6.098m）进行修复，而项目开工后经现场检查发现，由于原翻板闸门已运行80余年，长期浸泡于水中，锈蚀严重，已无法修复，后业主及监理进行了设计变更，变更内容为采用设计和制作的全新平板闸门替换原翻板闸门挡水。而设计变更导致现场工作量增加，增加的工作量主要包括：原翻板闸门门槽适应性改造、新增闸门胸墙混凝土结构施工、平板闸门门楣二期埋件及混凝土施工及平板闸门现场安装等。
按照工期要求，变更后承包商必须在30天内首先完成E区7孔的翻板闸门拆除和平板闸门的安装施工，使该区具备下闸挡水条件。而由于变更后工作量增加，仅增加的胸墙部位一二期混凝土施工预计就需要35天，预估总施工工期在60天，无法满足工期要求。
2、技术研究目标
为即满足工期要求，又满足闸坝改造后的功能要求，本课题将对变更后的闸门胸墙及门楣梁进行一系列的结构优化研究，以简化施工步骤，加速门楣梁和胸墙施工进度，达到工期目标。根据计划安排，门楣梁和胸墙的直线工期最多为3天，我们通过更改设计，必须确保3天的直线工期安装好质量合格的门楣梁。
3、原设计
根据原来的设计，门楣梁和胸墙为普通钢筋混凝土结构（跨度6.098m），施工期最少为35天。一般情况，门楣梁的施工是首先搭设脚手架，安装加固模板，之后进行钢筋绑扎，再之后为混凝土浇筑，由于此梁长度超过6m，拆除模板至少需要28天的凝固期，加上之前的施工时间，总工需要至少35天的时间才能拆除模板和脚手架。但是在有限的闸孔空间内，这将阻止了闸孔内其他工作的进行，在总计有30天闭水期内完成工作是不看能的。
4、变更设计
设计变更中，我们也考虑过预制钢筋混凝土梁，在两端闸墩凿除空间后，直接安装预制梁。如果设计中仅仅是胸墙的安装，此方案也可以满足施工要求。但是闸门上方需要有门楣的安装，门楣的安装位置是非常精确的，仅仅通过预制梁是无法一次进行完成的。预制梁的安装中，需要在闸墩凿除的空间底部进行混凝土垫层的浇筑，但是如果要保证预制梁的位置精确到毫米级是非常困难的。对施工是不利的。
相比而言，如果此结构全部用钢结构代替，也是一种施工技术可以满足现场需要的方案，但是纯钢结构首先对钢材的要求比较高，造价高，再者就是纯钢结构的重量大，对两侧桥墩承载力要求更高，对现有桥墩是一种挑战。
新的设计使用钢板外壳，里面仍为钢筋混凝土；新的结构将直接焊接到闸门轨道上游侧；在加工厂提前制作好钢板结构和里面的钢筋绑扎；现场安装到混凝土浇筑1天就可以完成，门楣结构的安装不占直线工期。焊接工作在测量人员的帮助下，可以精确的确定位置，首先进行点焊，确定位置，调整位置，满足了门楣位置后，即可进行满焊和终焊。此项施工满足了现场施工工期的安排。
胸墙及门楣新图纸如下：
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本文中将不对钢结构及水压力等进行计算分析，因为每个项目闸门的宽度和胸墙的高度要求不一。
5、施工过程
门楣梁在闭水期开始前至少8天完成制作并完成其中混凝土浇筑；现场轨道安装完毕后，门楣梁即进行焊接安装，根据图纸和设计要求，焊接工作量不大，四个熟练焊工可以在1个小时内完成一孔门楣梁的安装焊接。
门楣梁安装后，胸墙的安装可以不占直线工期（上下交叉作业）。
6、设计分析
在苏勒曼奇施工方案中，胸墙设计也采用了钢板包裹混凝土结构，此方案是根据工程师要求设计，并非设计本意。此处胸墙完全可以用普通钢筋混凝土结构代替，无论从强度和工期上都能满足现场要求。本方案中，门楣梁底部钢板和下游钢板采用的是1.6cm厚度，其他部位采用了1cm厚度，经计算，此厚度完全满足了承载力和水压力的要求。当然，类似工程可以根据现场实际情况确定是否采用同等设计。
本设计可以达到快速施工的关键在于1小时的现场焊接安装。通常情况下，此类门楣梁的现场施工过程为：模板安装，钢筋笼安装，混凝土浇筑，等待混凝土增强（28天），拆模板。由于施工场地限制，模板的脚手架将占据闸门槽上下游至少1m宽的位置，严重阻碍底坎及底板混凝土等施工，此项目由于闭水期限制，没有如此多的时间来完成此项工作。
7、效果分析
截止目前，苏勒曼奇E渠门楣梁和胸墙施工已经完成5个月，新设计满足了现场的需要和要求，新设计满足了快速施工的要求。
本方案的实施从成本上来讲，是非常划算的。2015年底，市场上的钢价格在1800元/吨，处于历史低点，虽然本结构使用量非常少，但是设计变更并未增加结构的成本。
从项目整体上讲，三个渠首翻新工作是苏勒曼奇项目能否成功履约的关键，一个月的施工期，大量的施工内容对项目施工具有严重的挑战。而门楣梁和胸墙的施工又是渠首翻新的关键，是制约渠首其他工作的瓶颈。
为此，项目部制定了严格的细部施工计划，时间安排精确到每个半天，渠首闭水前做好了充分的准备，人力、设备、材料等提前准备到位。事实证明，门楣梁的新设计施工完全满足了现场的施工工期要求，使渠首翻新工作提前2天完成，创造了施工的进度奇迹。
8、新技术前景
本课题针对渠道闸坝平板闸门门楣埋件快速施工技术进行研究和实施，有利于提高项目部在闸坝改扩建工程中的技术水平和经济效益，提高公司在闸坝改扩建工程中的竞争力。
上个世纪中期是水利设施项目建设的高峰期，大部分水利设施项目到本世纪已经达到了使用年限，无法满足功能要求，需进行拆除、修复或扩建。而巴基斯坦是公司重要的战略领地，该国渠道群改扩建和修复项目潜力巨大，本课题研究成果有利于提高公司在该国类似项目的竞争力，具有广泛的开拓意义。
参考文献：
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[2] 潘志富, 赵佃军, 刘二军, 潘琼, 徐仲才. 浅析中小型水闸启闭机常见故障的解决对策及技术标准[J]. 水电站设计, 2014
[3] 华新春.水闸桩基的设计与计算[J].安徽水利科技，2013
【Summary】This research get through the ordinary concrete lintel beam structure changed to steel and concrete composite structure, which greatly accelerated the beam installation progress, and to ensure the beam quality of the construction of the structure, and create a good foundation for the whole project implementation。
【Keyword】composite beam、steel and concrete composite structure，construction progress，key time limit for a project。
作者简介：王庆凯（1985-男、中国水利水电第七工程局有限公司、610000、中级工程师、尼泊尔那苏瓦卡里项目工程部主任、大学本科、水利工程施工技术管理。
李彬（1981.-男、中国水利水电第七工程局有限公司、610000、高级工程师、尼泊尔那苏瓦卡里项目技术经理、大学本科、水利工程施工技术管理。