侧墙三角支架大模板支撑体系在地铁车站中主体结构中的应用

摘要：结合工程实例, 对侧墙三角支架大模板支撑体系作了总体概述, 对侧墙施工要点进行了总结，通过经济技术对比分析，表明了地铁车站侧墙施工采用侧墙三角支架大模板支撑体系取得了较好的经济技术效益。

关键词: 地铁车站,；侧墙三角支架大模板支撑体系；施工

中图分类号： U231+.3 文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

深圳地铁某站主体结构为地下二层三柱四跨整体式箱形现浇钢筋混凝土框架结构，车站侧墙与围护结构为复合结构。车站负二层高6.04m，负一层高4.85m。车站标准段侧墙厚700mm，盾构加宽段侧墙及端头厚800mm。

2、车站主体结构施工顺序

车站主体结构按照从底板（侧墙部分含倒角上30cm及上下翻梁）负二层墙侧墙及中立柱中板负一层侧墙及中立柱顶板的顺序施工。

3、侧墙三角支架大模板支撑体系概述

墙模板：负一层墙高4.85m，扣除倒角30cm，墙高4.55m，采用2.5m（宽）×4.6m（高）×5mm（厚）面板钢模板；负二层墙高6.04m，扣除两个倒角60cm，墙高5.44m。采用2.5m（宽）×5.5m（高）×5mm（厚）面板钢模板；均采用地脚螺栓为拉结点，地脚螺栓为D20L＝700，间距300mm。

三角架支撑：与模板配套支架、挑架、背楞及地锚，支架间距0.8m，地脚螺栓间距0.3m，模板接缝处可适当加密。

4、侧墙三角支架大模板支撑体系力学计算

4.1 侧压力计算

混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值：

式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）

γc------混凝土的重力密度（kN/m3）取25 24 kN/m3

t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)计算；t=200/(20+15)=5.71

T------混凝土的温度（°）取20°

V------混凝土的浇灌速度（m/h）;取2m/h

H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取5.44m

Β1------外加剂影响修正系数，掺外加剂时取1.0 1.2；

Β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50—90mm时，取1；110—150mm时，取1.15。取1

=0.22Х25Х5.71Х1.0Х1Х21/2

=44.41kN/m2

=25x5.44=136kN/ m2

取二者中的较小值，F=44.41kN/ 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：（折减系数为0.85）

q=44.41Х1.2Х0.85+4Х1.4=50.90kN/ m2

单侧支架主要承受混凝土侧压力，取混凝土最大浇筑高度为5.44 m，侧压力取为F=50.90KN/m2，有效压头高度h=2.4m。

4.2 支架受力计算

单侧支架按间距800mm布置。( 交待一下螺栓间距)

4.2.1 分析支架受力情况：取o点的力矩为0，则：

2864XR=F1X（2400/3+1950）+F2X（3040/2）

R=69.61KN

其中：

F1=0.5X2.4X0.8X50.90=48.86KN

F2=1.0 X1.05X0.8X50.90=42.76KN

4.2.2 支架侧面的合力为：F合=F1+F2=91.62KN

再取o点的力矩为0，则L=[F1X（2400/3+1950）+F2Х1520]/91.62=2176mm

根据力的矢量图得F合和R的合力为：（见下图）

（F总）2= （F合）2+（R）2=91.622+69.612

F总=115.1KN

与地面角度为：α=37.2°

由F总分解成两个互为垂直的力，其中一个与地面成45度，大小为：T45°=122.5KN

T45°共有8/3个埋件承担， （螺栓间距）

其中单个埋件最大拉力为：F= T45°/(8/3)=45.94KN

4.3埋件强度验算

预埋件为Ⅱ级螺纹钢d=25mm，埋件最小有效截面积为：A=3.14×102=314mm2 （注意：此截面为最小有效截面）

轴心受拉应力强度：σ=F/A=45.94×103/314

=146.3MPa

（320为高强螺栓）

4.4埋件锚固强度验算

对于弯钩螺栓，其锚固强度的计算，只考虑埋入砼的螺栓表面与砼的粘结力，不考虑螺栓端部的弯钩在砼基础内的锚固作用。（大于35D的弯钩）

锚固强度：F锚=πdhτb=3.14x25x550x3.5

=151.1kN>F=45.94KN符合要求

其中：

F锚-锚固力，作用于地脚螺栓上的轴向拔出力（N）

d-地脚螺栓直径（mm）

h-地脚螺栓在砼基础内的锚固深度（mm）

τb-砼与地脚螺栓表面的粘结强度(N/mm2)

地脚螺栓浇注完毕后48小时，埋入砼的螺栓表面与砼的粘结力达到3.5MPa,则可以开始拆模支设支架。

5、模板及单侧支架安装

5.1 埋件部分安装

地脚螺栓出地面处与砼墙面距离：模板厚+50mm，出地面长为130mm；各埋件杆相互之间的距离一般为300 mm（若埋件强度不够可减小）。在靠近一段墙体的起点与终点处宜各布置一个埋件，具体尺寸根据实际情况而定。

埋件系统及架体示意图见右图，埋件与地面成45度的角度，现场埋件预埋时要求拉通线，保证埋件在同一条直线上，同时，埋件角度必须按45度预埋。

地脚螺栓在预埋前应对螺纹采取保护措施，用塑料布包裹并绑牢，以免施工时砼粘附在丝扣上影响上连接螺母。

因地脚螺栓不能直接与结构主筋点焊，为保证砼浇筑时埋件不跑位或偏移，要求在相应部位增加附加钢筋，地脚螺栓点焊在附加钢筋上，点焊时，请注意不要损坏埋件的有效直径。

5.2模板及单侧支架安装

单侧支架相互之间的距离为800 mm。支架中部用φ48钢管连接，具体现场操作，前面用200×100mm木方垫起。

安装流程：钢筋绑扎并验收后弹外墙边线合外墙模板单侧支架吊装到位安装单侧支架安装加强钢管（单侧支架斜撑部位的附加钢管，现场自备）安装压梁槽钢安装埋件系统调节支架垂直度安装上操作平台再紧固检查一次埋件系统验收合格后砼浇筑

合墙体模板时，模板下口与预先弹好的墙边线对齐，然后安装钢管背楞，临时用钢管将墙体模板撑住。

吊装单侧支架，将单侧支架由堆放场地吊至现场，单侧支架在吊装时，应轻放轻起，多榀支架堆放在一起时，应在平整场地上相互叠放整齐，以免支架变形。

需由标准节和加高节组装的单侧支架，应预先在材料堆放场地装拼好，然后由塔吊吊至现场。

在直面墙体段，每安装五至六榀单侧支架后，穿插埋件系统的压梁槽钢。

支架安装完后，安装埋件系统。

用钩头螺栓将模板背楞与单侧支架部分连成一个整体。

调节单侧支架后支座，直至模板面板上口向墙内倾约5mm因为单侧支架受力后，模板将略向后倾。

最后再紧固并检查一次埋件受力系统，确保砼浇筑时，模板下口不会漏浆。

6、结论

该车站侧墙采用侧墙大模板三角支架体系进行施工,取得了较好的经济效益、降低了施工成本。每组支架侧墙的施工速度可达240m/月（3天24m），施工中通过QC活动，严控跑模、爆模现象，墙体内实外美，是一个值得借鉴的施工案例。