地鐵站施工單側(cè)三角鋼桁架模板設計與應用

韓 忠，唐花蓮，許小軍，彭 銳，黃泉欽

（中建三局基礎設施公司，湖北 武漢 430064）

1 工程概況

武漢市軌道交通27號線譚鑫培公園站為地下兩層島式車站，長624m，標準寬22.3m。車站有11個出入口、2個緊急疏散口、4組風亭，總建筑面積為40 364m2。如圖1所示，車站側(cè)墻厚度有800mm和900mm兩種規(guī)格，采用三角鋼桁架模板單獨施工時，結構豎向分5次澆筑，最大澆筑高度按6m計。

2 三角鋼桁架模板設計思路

2.1 設計思路的提出

地鐵車站側(cè)墻高度不一，設置定型模板難以滿足不同高度側(cè)墻的澆筑要求，采用木模一次成型又會導致支架體系搭設過密，安拆極為不便，因此考慮采用可拼裝鋼模。

2.2 方案優(yōu)點分析

三角支架結構如圖2所示，三角鋼桁架模板規(guī)避了傳統(tǒng)對撐木模體系架體過密、工作量大、施工周期長及模板支架拆除不便的不足，具有以下優(yōu)點。

1）傳力路徑明確 混凝土的側(cè)壓力通過模板傳給三角支架豎桿，豎桿通過底部固定拉桿橫梁將水平力傳給預埋拉桿，通過斜桿將豎向力傳給調(diào)節(jié)底座。

圖1 車站結構斷面圖

2）結構安全可靠 模板及三角支架安裝完成后，通過設置水平向鋼管將三角支架連接成整體，使三角支架整體受力，增加了整體剛度，結構安全性大大提高。

3）混凝土外觀質(zhì)量好 三角鋼桁架模板及支架強度高，整體剛度好，混凝土澆筑過程中總體變形量極小，混凝土表面平整度較好。

圖2 三角支架結構圖

4）模板支架安拆方便 采用三角鋼桁架模板，側(cè)墻單獨澆筑，模板及支架在場外拼裝完成后分別整體起吊安裝，拆除時只需卸去支架與模板的連接螺栓便可分別整體拆除，安拆極為方便，模板及支架拼裝可與側(cè)墻鋼筋同步施工，縮短了施工周期。

5）模板支架周轉(zhuǎn)使用壽命長 模板及三角支架全部采用鋼結構制作而成，結構剛度大，安拆對結構無任何破壞，拆除后可直接倒用，且倒用次數(shù)多。

3 三角鋼桁架模板設計與應用

3.1 模板選取

面板：5mm厚鋼板，面板寬度為2m，標準節(jié)高度3m，調(diào)整節(jié)高度1.5m。

橫肋：橫肋采用[6.3型槽鋼，間距30cm。

加勁板：模板設置豎向加勁板，采用4mm厚，60mm寬鋼板沿面板豎向布置，間距30cm。

豎肋：豎肋采用140×5mm方鋼，每塊模板布置兩道豎肋，間距1m。

法蘭：模板拼裝時豎向及水平向法蘭板均采用∠63×5mm等邊角鋼。

3.2 三角支架選取

豎桿：豎桿采用2[14a型槽鋼，標準節(jié)高度為3m，調(diào)整節(jié)高度為1.5m。

斜桿：斜桿采用2[12.6型槽鋼，標準節(jié)豎向高度3m，調(diào)整節(jié)豎向高度1.5m。

加強橫桿：加強橫桿采用2[10型槽鋼，標準節(jié)與拼裝節(jié)底部橫桿上設置固定拉桿的橫梁，同樣采用2[10型槽鋼。

3.3 預埋拉桿選取

預埋拉桿采用?25三級螺紋鋼筋，平面間距300mm，錨固深度為88cm（35d）。

3.4 模板及支撐體系實際應用

根據(jù)不同的澆筑高度，模板及支架選擇相應的拼裝高度，標準節(jié)寬度為2m，高度為3m，調(diào)整節(jié)寬度為2m，高度為1.5m，最大可滿足6m的澆筑高度。

節(jié)段拼裝時，連接螺栓采用M16螺栓，法蘭板全部采用10mm厚鋼板，調(diào)節(jié)底座采用直徑50mm的絲桿。

混凝土澆筑過程中，需在支架頂端設置臨時工作平臺，便于人員進行混凝土振搗，工作平臺采用型鋼加木跳板組成。三角桁架通過?48×3.5mm鋼管及扣件連成整體（圖3）。

圖3 三角鋼桁架模板及支架拼裝總圖

4 模板及支架受力分析

4.1 模板體系驗算

面板計算用荷載采用新澆筑混凝土對模板的側(cè)壓力的標準值組合而成。

1）強度驗算 面板按雙向板單元計算，兩邊簡支兩邊固定；橫肋按三跨連續(xù)梁單元計算；豎肋按簡支梁計算，強度驗算均滿足要求。

2）剛度驗算 面板按雙向板單元計算，兩邊簡支兩邊固定；橫肋按三跨連續(xù)梁單元計算；豎肋按簡支梁計算，剛度驗算均滿足要求。

4.2 支架驗算

三角支架體系全部由槽鋼組成，支架豎桿采用2[14a槽鋼，斜桿采用2[12.6槽鋼，豎桿與斜桿之間采用2[10槽鋼連接加強。建立Midas模型，計算結果為：三角支架最大應力及最大位移滿足要求。

4.3 拉桿體系驗算

1）拉桿驗算 埋件采用?25三級螺紋鋼筋，平面間距300mm。拉桿埋設角度為45°,單位寬度內(nèi)混凝土側(cè)壓力由3個預埋件承擔，抗拉強度滿足要求。

2）預埋件錨固強度驗算 對于彎鉤螺栓，其錨固強度的計算，只考慮埋入砼的螺栓表面與砼的粘結力，不考慮螺栓端部的彎鉤在砼基礎內(nèi)的錨固作用。

5 三角鋼桁架模板施工注意事項

1）預埋拉桿 混凝土澆筑時，全部側(cè)壓力最終均由預埋拉桿承擔，拉桿承受的拉力較大，因此拉桿下料過程中長度要符合要求，保證錨固深度和外露長度，拉桿預埋時應控制好埋設深度，不小于上述規(guī)定值，以保證側(cè)墻混凝土澆筑時拉桿具有足夠的安全系數(shù)。

2）拼接螺栓 模板及三角支架之間的拼接螺栓全部采用M16螺栓,安裝時所有的螺栓孔應全部上滿螺栓，防止混凝土澆筑時模板拼縫的位置發(fā)生較大變形、支架整體剛度不足，最終導致混凝土表面平整度不符合要求。

6 結 語

該三角鋼桁架模板體系于2015年10月份首次使用至今，未發(fā)生任何異常情況，且混凝土表面平整度極好，現(xiàn)場安拆方便，工程實踐證明該三角鋼桁架模板體系設計及施工在技術上可行，在結構受力性能上安全可靠，在經(jīng)濟上合理。

隨著我國地鐵領域的快速發(fā)展，安全及質(zhì)量要求的逐步提高，三角鋼桁架模板體系在單側(cè)支模中的應用將越來越廣泛，該模板及支架體系解決了單側(cè)支模施工過程中模板難以固定，外觀質(zhì)量難以保證的難題，為后續(xù)類似工程積累了經(jīng)驗并在設計與施工技術上具有借鑒作用。

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