单侧模板支撑体系在地铁施工中的应用.doc

单侧模板支撑体系在地铁施工中的应用（孙超）

摘要：在地铁明挖基坑中选用三角支架单侧模板支撑体系浇筑混凝土侧墙，在施工中严格管理及规范施工，既节约工时又保证车站混凝土浇筑的质量。
关键词：三角支架模板支护体系；侧墙混凝土浇筑；

北京地铁九号线太平桥站为异形明挖车站，车站长218m，异形段宽度38-56m不等，在进行车站一次结构施工过程中，采用传统工艺方法为搭设满樘支架+斜撑支护，此种方式出现问题较多，易发生局部涨模或模板平整度不易控制等问题，在施工过程中质量及进度难以保证且拆除工序复杂，耗工耗时。在这种背景下发展出一套采用三角支架+地脚螺栓支护体系成功解决了传统支撑体系易出现的问题，提高了工程的施工质量及进度要求。
单侧模板支撑体系组成部分
单侧支架由埋件系统部分和架体两部分组成，其中：埋件系统包括：地脚螺栓、连接螺母、外连杆、外螺母和横梁。架体部分为槽钢三角支架，依据设计尺寸要求，站台板侧墙高度为5.645m，站厅层侧墙高度为4.550m，侧墙与中(顶)板分开浇筑，侧墙浇筑最大高度为5.645m。依据受力演算(见3)侧墙模板采用18mm胶合
板，次楞选用50*100mm几字梁，间距300mm，主楞
选用10号槽钢双拼，间距600mm，为保证支撑体系的
整体性，水平方向采用钢管与三角支架连接。
单侧模板支撑体系工作原理
图1：模板受力分析图
单侧支架为单面墙体模板的受力支撑系统，当墙体模板采用单侧支架后，模板无需再拉穿墙螺栓，有效解决侧墙因安装穿墙螺栓导致易出现渗漏现象。侧墙混凝土浇筑过程中，混凝土侧压通过面板传递给予三角支架。
单侧支架通过一个45度的高强受力螺栓，一端与地脚螺栓连接，另一端斜拉住单侧模板支架，因斜拉螺栓受斜拉锚力F后分为一个垂直方向的力F2和一个水平方向的力F1，其中垂直方向F2的力抵抗了支架的上浮力，水平力F1则保证支架不会产生侧移（图1示）。
单侧模板支撑体系受力验算
3.1、新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中c—混凝土的重力密度，取25.0kN/m3；T—混凝土的入模温度，取15℃；t0—新浇混凝土的初凝时间，t0=200/(T+15)，取6.67h；；V—混凝土的浇筑速度，取2.0m/h；1—外加剂影响修正系数，取1.0；2—混凝土坍落度影响修正系数，取0.85。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=47.63kN/m2
倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2.5kN/m2
3.2、侧压力合计F=F1+F2=47.63+2.5=50.13kN/m2。
3.3、面板受力验算
将面板视为支撑在竖带工字梁上方的三跨连续梁计算，面板长度取板长2440mm，板宽度b=1000mm，面板为18mm胶合板，竖向工字梁间距300mm。Ix=1/12bh3=1/12*1000*183=
4.86*105mm4，参考GB50005-2005木结构设计规范，木材抗弯强度设计值Fm=13N/mm2，允许挠度为250/L，胶合板E=6500N/mm2，木方E=9000N/mm2。
3.4、强度验算
侧压力划分为线性均荷载：q1=50.13*0.9=45.12kN/m2
面板的最大弯矩：Mmax=q1L2/10=0.41*106N/mm
面板的截面系数：W=bh2/6=5.4*104mm3
应力σ=Mmax/W=7.59N/mm<fm=13N/mm，故满足要求。
3.5、挠度验算
挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则q2=44.1*0.9=39.69N/mm，
w=0.677*q2L4/(100EIx)=0.69mm<「w」=300/250=1.2mm，故满足要求。
3.6、竖向次楞验算
竖向木方作为竖楞支撑在横向背楞上，可作为支撑在横向背楞的连续梁计算，其跨距等于横向背楞间距600mm，竖向工字梁荷载q3=FL=50.13KN/m2*0.3m=15.04N/m。
3.7、竖向次楞强度验算
最大弯矩：Mmax=q3L2/10=0.54*106N/mm
W=bh2/6=24*104mm3I=bh3/12=14.4*106mm4
应力σ=Mmax/W=2.25N/mm<fm=13N/mm，故满足要求。
3.8、竖向次楞挠度验算(E=9000N/mm2)
w=0.677*q3L4/(100EIx)=0.102mm<「w」=600/250=2.4mm，故满足要求。
3.9、横向主楞验算
横向主楞采用10号双拼槽钢，每600mm设置一道，横向取900mm，按照三跨梁进行验算。
3.10、强度验算
q1=50.13*0.6=30.08kN/m2
最大弯矩：Mmax=q1L2/10=2.44*106N/mm
应力σ=Mmax/W=10.17N/mm<fm=13N/mm，故满足要求。
3.11、横向主楞挠度验