地鐵站施工單側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，車站側墻厚度有800mm和900mm兩種規格，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

地鐵車站側墻高度不一，設置定型模板難以滿足不同高度側墻的澆筑要求，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 方案優點分析

三角支架結構如圖2所示，三角鋼桁架模板規避了傳統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，具有以下優點。

1）傳力路徑明確 混凝土的側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節底座。

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墻鋼筋同步施工，縮短了施工周期。

5）模板支架周轉使用壽命長 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，標準節高度3m，調整節高度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，標準節高度為3m，調整節高度為1.5m。

斜桿：斜桿采用2[12.6型槽鋼，標準節豎向高度3m，調整節豎向高度1.5m。

加強橫桿：加強橫桿采用2[10型槽鋼，標準節與拼裝節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

根據不同的澆筑高度，模板及支架選擇相應的拼裝高度，標準節寬度為2m，高度為3m，調整節寬度為2m，高度為1.5m，最大可滿足6m的澆筑高度。

節段拼裝時，連接螺栓采用M16螺栓，法蘭板全部采用10mm厚鋼板，調節底座采用直徑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°,單位寬度內混凝土側壓力由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，不小于上述規定值，以保證側墻混凝土澆筑時拉桿具有足夠的安全系數。

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，未發生任何異常情況，且混凝土表面平整度極好，現場安拆方便，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，在經濟上合理。

隨著我國地鐵領域的快速發展，安全及質量要求的逐步提高，三角鋼桁架模板體系在單側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支模施工過程中模板難以固定，外觀質量難以保證的難題，為后續類似工程積累了經驗并在設計與施工技術上具有借鑒作用。

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