地铁车站主体结构模板支架结构设计研究
2021-01-13白文博
胡 蓉,白文博
(1.重庆交通职业学校,重庆 402247;2.中国葛洲坝集团股份有限公司,湖北 宜昌 443000)
1 主体工程结构概况
本工程为西安某地铁站,该站主体结构为地下两层双柱三跨框架钢筋混凝土结构,车站主体结构顶板覆土3.4~3.7 m,车站总长287.5 m,标准段宽22.7 m,车站标准段高13.4 m。模板支架地基基础承载力良好,可满足各类模板支架地基承载要求。
1.1 荷载情况
结构荷载主要为钢筋混凝土结构、模板支架自重、施工动荷载等,由荷载组合计算可知,施工总荷载(设计值)大于15 KN/m2及以上,梁集中线荷载(设计值)超过20 KN/m,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围。
1.2 通行及构造要求
从施工角度考虑,模板支架应便于安装、便于拆卸,轻质高强,构配件标准统一,质量满足要求。搭设完成后便于施工技术、安全、质量管理人员及作业人员通行检查验收。因此,模板支架搭设纵横向间距(不小于0.9 m)宜能保证作业人员正常通行,步距应满足正常人通行的高度界限(不小于1.2 m)要求。
1.3 支架形式选择
根据目前国内市场脚手架调查,常规碗扣架钢管材质为Q235,壁厚普遍在2.6~2.8 mm,达不到规范要求的3.5 mm,且一般用于地铁车站板结构时搭设纵横间距为600 mm×900 mm,步距1 200 mm,搭设密度较大,搭设工作量大,作业人员在模板支架内通行存在困难。常见的碗扣支架,安装、拆除施工较快。所以在地铁主体结构的建设中,倾向于选取碗扣式脚手架。
综上,该站主体结构模板支架采用材质为Q345、钢管直径为Φ48.3 mm,壁厚3.2 mm的新型加强碗扣支架,根据经验,一般地铁车站搭设跨度在1 200 mm×1 200 mm~1 800 mm×1 800 mm,且配套设置专用的底座、顶托、斜杆及双U型钢主楞,具有搭设方便,稳定性高,安全可靠的优点。
2 模板支架设计
2.1 板(中、顶)支架设计
车站主体结构中板板厚400 mm。模板选用15 mm厚胶合板,采用Q345材质Φ48.3 mm×3.2 mm的碗扣支架作为承载主体。底模采用15 mm厚胶合板,下侧第一层采用100 mm×100 mm木枋,间距均为350 mm布置,局部采用100 mm×50 mm×3 mm矩形钢管,间距均为300 mm布置,第二层采用Q345双U型钢,高度120 mm,宽度170 mm,壁厚3 mm,沿车站横向布置,间距1 200 mm。脚手架采用大力神新型碗扣支架,纵向间距1 200 mm,横向间距1 200 mm,步距1 500 mm。
2.2 梁(中、顶)支架设计
中板纵梁按照最大尺寸1 000 mm×1 200 mm设计,模板选用15 mm厚胶合板,梁底采用100 mm×100 mm方木,次楞布置间距为200 mm,局部采用100 mm×50 mm×3 mm矩形钢管,布置间距为200 mm,主楞采用Q345双U型钢,布置间距1 200 mm。梁侧模次楞采用100 mm×100 mm木枋,布置间距300 mm,采用双Φ48×2.8钢管,间距为300,对拉螺栓,纵向间距600 mm,竖向间距300 mm。梁模板支架采用新型碗扣式脚手架,纵向间距1 200 mm,横向间距600 mm。
2.3 侧墙模板支架设计
侧墙单次浇筑高度按照负二层侧墙最大浇筑5.6 m设计。侧墙面板采用15 mm胶合板+3 mm镀锌钢板组成,竖肋为80 mm×200 mm的木工字梁,横肋采用双12#槽钢,竖肋水平间距为约300 mm,第一道横背楞距模板下端300 mm,其余间距为1 000 mm,两块模板之间采用芯带连接,侧墙模板安装时通过底板浇筑时预留的地脚螺栓和斜支撑进行固定安装。
3 模板支架验算
由于西安地铁十四号线港务大道站主体结构模板支架设计结构众多,我们在这里介绍下其模板支架的验算。
3.1 次楞方木(10 cm×10 cm方木)强度检算
(1)梁位置荷载:q=65.6 KN/m2,肋木间距为20 cm;
弯曲应力:满足要求。
剪应力:满足要求。
3.2 板位置荷载验算
板位置荷载:q=28.88 KN/m2,肋木间距为25 cm;
板下双U型钢布置间距为120 cm,分配方木长4 m,按跨度120 cm的3跨连续梁计算。分配方木的间距为25 cm折算为线荷载。
弯曲应力:满足要求。
剪应力:满足要求。
4 结 语
综上所述,模板支架结构设计是地铁站主体施工中的一项关键技术,本文以西安某地铁站的实际案例出发,对其模板的材料、性能、结构设计等进行详细分析,并进行了严格的方案验算,实现了地体站施工模板支架设计的安全性,提高了主体施工效率,同时对我国其他的地铁站主体施工建设有一定的借鉴意义。