单侧钢模板支撑体系在明挖隧道施工中的应用.docVIP

精品论文 参考文献 单侧钢模板支撑体系在明挖隧道施工中的应用 王天兰 　　（中铁港航局集团第三工程有限公司，广东，肇庆，526020） 　　【摘 要】城市明挖隧道施工过程中，由于受场地限制而采用单侧模板支撑体系，具有周转次数多，施工进度快，支撑牢固，可靠性强，混凝土外观好等优点。本文结合某城市明挖隧道单侧钢模板支撑体系施工实践，介绍了单侧钢模板支撑体系结构设计验算的方法，并对具体工艺进行阐述，可作为同类工程施工参考。 　　【关键词】明挖隧道；单侧钢模板；设计与施工 　　1．工程概述 　　1.1 工程概况 　　某城市快速路采用隧道和桥梁结构形式横穿市区，其中隧道部分长达3km，开挖深度达到20m，周边高层建筑林立。隧道采用单箱双室的矩形现浇钢筋混凝土框架结构，整体结构尺寸为21.1mtimes;7.6m，单室内尺寸为9.25mtimes;5.4m，明挖暗埋法施工。隧道基坑外设置直径600mm～1200mm的围护桩，采用混凝土支撑和钢支撑结合的支撑方式，井点降水。 　　1.2 模板方案比选 　　考虑到本工程中隔墙可以采用穿墙对拉螺栓加固，为便于操作，采用胶合板模板和方木背楞。侧墙施工中通常使用的模板及支撑体系有： 　　方案一：满堂支架+拉撑结合斜撑支撑胶合板，优点是施工方便，缺点是受力稳定性不好，支架多，不利于调节加固； 　　方案二：穿墙对拉止水螺栓+拉撑结合斜撑支撑胶合板，优点是受力简单，结构稳定，缺点是止水螺栓造价高，止水效果没有保障； 　　方案三：整体单侧钢模板+三角支架支撑，优点是结构稳定，混凝土浇筑效果好，缺点是吊装较困难，模板加工费用大。 　　由于整体单侧钢模板+三角支架支撑形式具有周转次数多、施工进度快、支撑牢固、可靠性强、混凝土外观好等优点，本工程采用该模板支架支撑体系进行施工。 　　2．单侧钢模板支撑体系设计 　　2.1 单侧钢模板支撑体系结构形式 　　单侧钢模板支撑体系分为两部分钢模板和单侧支架两部分组成。钢模板采用6mm厚的钢板，竖楞采用8#槽钢，间距30cm，横楞采用双拼10#槽钢，间距90cm。单侧支架由预埋系统和三角支架组成，预埋系统包括地脚螺栓、连接螺母、压梁、连接杆等组成，三角支架采用10#槽钢焊接组成，间距90cm。隧道箱室净高5.4m，考虑到腋角影响，模板支架设计时按最大混凝土浇筑高度4.8m进行计算。 　　2.2 单侧钢模板支撑体系力学分析与计算 　　侧墙混凝土浇筑时，混凝土侧压力作用于钢模板，最终传递到支撑体系上。混凝土浇筑对单侧模板体系形成一个垂直方向的上浮分力和一个水平方向的分力，均需要通过锚固于已浇筑底板上预埋的地脚螺栓进行抵抗。 　　 　　2.2.1 单侧模板支撑体系荷载计算 　　混凝土作用于模板的侧压力可按下列二式计算，并取其最小值： 　　F=0.22gamma;ct0beta;1beta;2V1/2 　　F=gamma;cH 　　取值T=25℃，V=1.5m/h，H=4.8m，考虑混凝土加外加剂，泵送浇筑施工， 　　F=0.22gamma;ct0beta;1beta;2V1/2=0.22times;25times;5times;1.2times;1.15times;1.51/2=46.5kN/m2 　　F=gamma;cH =25times;4.8=120kN/ m2 　　取二者中的较小值，F=46.5kN/ m2作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kN/ m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4。 　　则作用于模板的总荷载设计值为：qa=46.5times;1.2+4times;1.4=61.4kN/ m2 　　验算刚度时作用于模板的总荷载设计值为：qb=46.5times;1.2=55.8kN/ m2 　　2.2.2 钢模板面板验算 　　将面板视为两边支撑在竖肋上的多跨连续板（三跨连续梁）计算，面板长度3000mm，板宽度1500mm，面板为钢模板（厚度delta;=6mm）, 竖楞间距为300mm，以10mm宽为计算单元： 　　用于强度验算的荷载设计值:q1=0.0614 N/mm2times;10mm=0.614N/mm 　　用于变形验算的荷载标准值:q2=0.0558 N/mm2times;10mm=0.558N/mm 　　5mm厚钢板截面惯性矩：I= 180mm4，截面抵抗矩：W= =60mm3 　　①、强度验算 　　M=KMq1l2=-0.107times;0.614times;3002=5581 N?mm 　　sigma;=M/W=5581/60=93.3N/mm2＜fm=215 N/mm2 ，单侧模板钢面板强度满足要求。 　　②、挠度验算 　　omega;=KWq2l4/100EI=0.632times;0.558times