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    地鐵站施工單側(cè)三角鋼桁架模板設計與應用

    2018-05-24 08:23:01唐花蓮許小軍黃泉欽
    建筑機械化 2018年2期
    關鍵詞:豎桿側(cè)墻槽鋼

    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。

    [參考文獻]

    [1]JGJ 162-2008,建筑施工模板安全技術規(guī)范[S].

    [2]GB 50017-2003,鋼結構設計規(guī)范[S].

    [3]GB 50009-2012,建筑結構荷載規(guī)范[S].

    [4]JGJ 59-2011,建筑施工安全檢查標準[S].

    [5]GB 50666-2011,混凝土結構工程施工規(guī)范[S].

    [6]GB 50204-2015,混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

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