變截面厚重拱板的支模體系的探討

王東冬

摘 要：隨著現代建筑規模的擴大，結構斷面尺寸隨之加大變得十分厚重，結構斷面形式也出現多樣化，如拱形頂板等。面對弧形厚重的頂板，目前多采用重型支撐架配以由型鋼加工而成的龍骨作為支撐體系。型鋼龍骨雖然強度高卻有加工難、自重大、安拆安全風險大、周轉困難等缺點。若利用扣件式鋼管輕便、易加工的特性，將其在施工現場加工成弧形組合使用取代型鋼龍骨，可在安全控制和經濟效益等多方面取得良好的效果。

關鍵詞：扣件式鋼管;弧形龍骨;厚重拱板;支模體系工程概況

1 工程基本情況

成都天府國際機場位于四川省成都市簡陽市蘆葭鎮，是“國家十三五”規劃中計劃將要建設的我國最大的民用運輸樞紐機場項目。其大廳下部為新建鐵路成都至自貢線天府機場站，該地下車站（以下稱“大鐵”）咽喉段大里程隧道頂板呈拱形，拱板厚度有2.5m、2.8m、3m三種形式。隧道沿縱向由五孔截面變化至一孔，又細分為13個典型剖面，每個剖面內拱板矢高相同，但凈寬度漸變，弦長與曲率沿隧道縱向各不相同。

2 支模體系選定

2.1 難點分析

2.1.1 頂板厚重：拱形頂板厚度3米，對支模體系的承受荷載能力要求極高。

2.1.2 結構復雜：大鐵拱形頂板為多跨鋼筋混凝土拱形結構，跨度大、曲率大，沿隧道方向凈寬不規則漸變。

2.1.3 體量龐大：標段總長近500米，寬度從60米向20米不規則漸變，高度約12米，支撐體系用量龐大。

2.2 傳統方案分析

2.2.1 隧道襯砌臺車

隧道襯砌臺車雖然具有安全可靠、操作方便的優勢，但僅適用于尺寸固定的隧道。本工程為隧道咽喉區，凈跨不規則漸變，無法適用臺車模板施工。

2.2.2 滿堂支撐體系

滿堂支撐體系具有靈活多變的特點，可解決隧道咽喉區凈跨漸變的難題。但傳統的滿堂支撐體系方案中，面對如此厚重的頂板多采用型鋼作為龍骨。

型鋼龍骨自重大，人力無法搬運，特別是在頂板封閉后，需要在隧道內吊裝拆除模架，安全風險極大。同時隧道呈拱形，沿長方向凈寬不規則漸變，主龍骨須制作成弧形且加工尺寸各不相同，無法周轉使，極大地增加了施工成本。

2.3 方案選定

既然不可避免采用滿堂支撐架，則必須解決其龍骨的問題。扣件式鋼管具有輕便、易加工、易取材的特點，是不錯的選擇。通過對扣件式鋼管的組合效應驗算以及試驗測試，發現將其三根并排組合共同作業時，其強度可滿足本工程需求。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

測量放樣→架體搭設→主龍骨安裝→次龍骨安裝→底模板安裝

3.2 操作要點

3.2.1 測量放樣

由于變截面拱形頂板，其立桿高度、主龍骨弧度各不相同。故在搭設架體和主龍骨加工前，應先進行放樣。

放樣時，先在圖紙上把所有立桿的平面布置畫出并進行對應編號，然后一一計算截面弧度及立桿高度。放樣過程中須考慮模板起拱。

3.2.2 架體搭設

支撐體系桿件采用普通插銷式盤扣腳手架。由下向上逐層搭設至拱板底面。

3.2.3 主龍骨安裝

3.2.3.1 主龍骨采用截面尺寸為Φ48.3×3.6mm的鋼管，在加工棚中使用數控彎曲機進行彎曲加工，彎曲半徑由放樣確定。

3.2.3.2 主龍骨采用并排的組合方式共同作業，縱向間距600mm，接長采用對接扣件并錯開接頭。沿隧道方向設置貫通雙鋼管與主龍骨使用蝴蝶扣拉結，貫通桿環向間距2m。

3.2.3.3 主龍骨全部由立桿端部的頂托將其支撐，在靠近起拱線處，加設木楔子使龍骨能將荷載傳遞至頂托中心，使頂托達到軸心受力。

3.2.4 次龍骨安裝

次龍骨采用截面尺寸為50×100mm的木枋，沿隧道縱向布置，其中心軸線間距為200mm。使用鋼絲與主龍骨固定。

3.2.5 面板安裝

利用膠合板自身韌性，將其彎弧后采用釘子固定于次龍骨上。安裝時應注意拼縫嚴密，不符合模數的面板須裁剪合適后安裝。

4 結語

面對變截面厚重拱形頂板，采用插銷式盤扣滿堂腳手架作為豎向支撐，將扣件式鋼管加工為弧形作為主龍骨，木枋作為次龍骨，覆膜膠合板作為面板，形成了一套容易取材、自重輕、搭拆安全、施工便捷的滿堂腳手架支模體系，避免了采用重型龍骨，人工操作即可，無需起重機械輔助，安裝精度高，極大地提高了施工安全和施工質量。且弧形扣件式鋼管經加工處理后可重新用于工程，無論在施工成本還是工程材料上都有可觀的節約。