深圳地鐵高架區(qū)間現(xiàn)澆箱梁模板外排架的比選

中鐵港航局二公司 廣州 020

摘要：本文針對深圳地鐵高架區(qū)間箱梁施工中采用了不同箱梁外排架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，通過對兩種不同模板外排架進(jìn)行內(nèi)力分析和材料用量比較，比選出了使用性和經(jīng)濟(jì)性較好的結(jié)構(gòu)形式。

關(guān)鍵詞：地鐵；箱梁施工；邁達(dá)斯；模板外排架

1 引言

深圳是中國大陸地區(qū)繼北京、天津、上海、廣州后第5個(gè)擁有地鐵系統(tǒng)的城市?，F(xiàn)今的深圳地鐵共有5條線路、131座車站、總長177公里的運(yùn)營線路，構(gòu)成了覆蓋深圳市五個(gè)市轄行政區(qū)的地鐵網(wǎng)絡(luò)，其中的地鐵高架區(qū)間成為了這座城市的觀光線。然而在地鐵高架區(qū)間施工過程中由于不同施工單位對臨時(shí)設(shè)施的設(shè)計(jì)理念不一樣，現(xiàn)澆箱梁的支架、跨路口鋼管支撐架、模板外排架等往往有不同的結(jié)構(gòu)形式。

本文針對地鐵5號線大塘高架區(qū)間和地鐵11號線塘馬高架區(qū)間施工中采用了不同的箱梁模板外排架（圖1、圖2所示）這一現(xiàn)狀，通過受力分析和材料用量比較，比選出了使用性和經(jīng)濟(jì)性較好的結(jié)構(gòu)形式。

圖1：地鐵5號線大塘高架區(qū)間箱梁模板外排架圖（類型1）

圖2：地鐵11號線塘馬高架區(qū)間箱梁模板外排架圖（類型2）

2 結(jié)構(gòu)分析

2.1荷載計(jì)算

按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T F50-2011）以及《路橋施工計(jì)算手冊》，計(jì)算側(cè)模板排架時(shí)應(yīng)考慮模板排架自重、新澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的重力、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的振動(dòng)荷載以及新澆筑的混凝土對側(cè)面模板的壓力。

2.1.1 模板及排架自重，組合鋼模取，排架取自重。

2.1.2 新澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的重力，取。

2.1.3 振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的振動(dòng)荷載，取。

2.1.4 模板的最大側(cè)壓力的計(jì)算

新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力，按下列公式計(jì)算，并取其中的較小值：

（D-1）

（D-2）

式中： -- 混凝土的重力密度，取； -- 新澆混凝土的初凝時(shí)間，按現(xiàn)場實(shí)際值取約7.0小時(shí)；-- 混凝土澆筑速度（）；-- 混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度（2m）；-- 外加劑影響修正系數(shù)，取1.2； -- 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.15。

根據(jù)以上兩個(gè)公式計(jì)算，取較小值作為新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力 P；

取較小值P=48.0kPa作為箱梁側(cè)模部分計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

有效壓力高度為：

2.2 建立有限元模型

模板外桁架采用型鋼組合，采用MIDAS CIVIL2010 建立模型計(jì)算其強(qiáng)度和剛度，兩種模板外排架模型分別如下圖3、圖4所示：

圖3：大塘箱梁模板外排架模型圖 圖4：塘馬箱梁模板外排架模型圖

2.3 強(qiáng)度計(jì)算

通過有限元分析，兩種結(jié)構(gòu)形式各構(gòu)件的應(yīng)力分布如下圖5、圖6所示：

圖5：大塘箱梁模板外排架應(yīng)力圖 圖6：塘馬箱梁模板外排架應(yīng)力圖

由上圖5可知，類型1的最大應(yīng)力為130.3 MPa < 215MPa，強(qiáng)度安全儲(chǔ)備系數(shù)為1.65，由上圖6可知，類型2的最大應(yīng)力為115.0MPa < 215MPa，強(qiáng)度安全儲(chǔ)備系數(shù)為1.87。

2.4 剛度計(jì)算

通過有限元分析結(jié)構(gòu)的位移，兩種結(jié)構(gòu)形式各構(gòu)件的位移分布如下圖7、圖8所示：

圖7：大塘箱梁模板外排架位移圖 圖8：塘馬箱梁模板外排架位移圖

由上圖7可知，類型1的最大位移為1.05mm，由上圖8可知，類型2的最大位移為0.53mm，剛度均滿足的要求。

3 材料用量比較

根據(jù)排架設(shè)計(jì)圖紙可知，單片排架的工程數(shù)量如下表1所示：

表1：模板外排架鋼材數(shù)量表

序號排架類型材料規(guī)格材料數(shù)量（m）重量合計(jì)（kg）

1大塘箱梁模板外排架槽1017.86178.6

2塘馬箱梁模板外排架槽1016.7167.0

4 結(jié)論

通過以上分析可知，兩種結(jié)構(gòu)均能滿足施工要求，但經(jīng)過比較可發(fā)現(xiàn)塘馬箱梁模板外排架的安全儲(chǔ)備系數(shù)高、剛度好且材料用量少，在使用性和經(jīng)濟(jì)性方面具有優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T F50-2011）

[2]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T F50 -2011）