中国水利水电第四工程局有限公司第六分局甘肃兰州810007
摘要:近年来,综合管廊建设在我国各地如火如荼的展开,成为近年来比较热的市政工程。综合管廊一般为地下封闭空间的钢筋砼结构,可容纳雨水、给水、再生水、热力、电力、通信及燃气等市政管线,并沿线设置检修口、引出口、逃生口、吊装口及通风口等以服务于城市市政建设。综合管廊施工一般为现浇及预制两种,本文以银川市宝湖路综合管廊现浇混凝土箱型结构为主,简要介绍现浇综合管廊模板支撑体系控制技术要点,为以后类似工程施工提供借鉴参考价值。
关键词:综合管廊模板支撑体系技术控制
1.工程概况
银川市金凤区宝湖路(亲水大街-通达南街)城市地下综合管廊工程项目位于银川市,起点为通达南街,终点为亲水大街。综合管廊在新建宝湖路中心线布置,为东西走向,综合管廊结构为现浇钢筋混凝土结构。综合管廊全长约2.97km,采用四舱设计,收纳热力、给水、中水、污水、电力、燃气以及通信管道7种管线,标准截面宽11.25m,高6.65m,分为燃气舱、电力舱、综合舱及缆线舱四舱设计。
2.模板选型及构造尺寸
2.1模板选型
根据本工程施工工期、质量和安全要求,在选择模板支撑体系时,充分考虑以下几点:
㈠模板及其支架的结构设计,力求做到结构要安全可靠,造价经济合理。
㈡在规定的条件下和规定的使用期限内,能够充分满足预期的安全性和耐久性。
㈢选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。
㈣结合以上模板及模板支架设计原则,同时结合本工程的实际情况,综合考虑了以往的施工经验,决定模板支撑架采用碗扣式钢管脚手架满堂搭设支撑。碗扣式脚手架具有拼拆迅速、省力,结构稳定可靠,通用性强,承载力大,安全可靠,便于管理,易于运输等优点。
根据以上原则确定模板及支撑材料如下:
㈠模板:主要模板采用厚度为15mm建筑木模板,角模采用定型钢模,木挡采用松木方,方木截面尺寸为80mm×100mm。
㈡钢管:本工程的模板支架钢管均采用直径为Φ48mm、壁厚不小于3mm的钢管。
㈢脚手板采用木材料制作、单块脚手板的质量不大于30kg;
㈣侧墙对拉螺栓:Φ14一次性止水对拉螺栓。
㈤搭设架子前应进行保养,除锈并统一涂色,力求环保美观。
㈥可调托撑
可调托撑螺杆外径不得小于36mm,可调托撑的螺杆与支托板焊接应牢固,焊缝高度不得小于6mm,可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣,螺母厚度不得小于30mm。
2.2构造尺寸
管廊顶板支模架搭设高度为5.65米,宽度为5.4米(取最大宽度计算),长度按照30米(一仓)计算,顶板砼厚度500mm,通过结构计算,施工总荷载为18.1KN/m2。为确保施工安全,支撑架采用碗扣式满堂脚手架支撑,脚手架管支撑间距为0.6m×0.9m,步距为1.2m,板底采用80×100mm方木时,方木间距300mm,止水拉杆布置方式为70×70cm。
定型角模处设置对拉螺杆两道固定,管廊模板支撑外架设置双排布置,步距采用2m,扫地杆离地面20cm,其中在扫地杆及2m处铺设马道板,便于钢筋绑扎及行人。管廊外架需用斜撑加固,加固时钢管脚手架与边坡接触处垫5cm厚模板,增加受力面积。
2.3构造设计
㈠立杆支座的设计:本工程支撑架搭设在结构砼底板上,必须待结构砼强度到达要求后,方可搭设支撑架,保证立杆基础与结构砼有足够的承载接触面。
㈡扫地杆设计:在模板支架立杆底部200mm高必须设置纵、横向水平扫地杆,扫地杆必须纵横连通。
3.施工工艺与方法
3.1安装施工工艺
管廊底板混凝土强度达到设计强度→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→横向水平杆→纵向水平杆→安装可调顶托→安放主楞→安放次楞→铺脚手板→扎安全网
3.2施工方法
3.2.1支撑基础
本工程支撑架搭设在结构砼底板上,必须待结构砼强度到达要求后,方可搭设支撑架,保证立杆基础与结构砼有足够的承载接触面。
3.2.2立杆设置
立杆采用对接接头连接,立杆与纵向水平杆采用直角扣件连接。接头位置交错布置,两个相邻立杆接头避免出现在同步同跨内,并在高度方向错开的距离不小于50cm;各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3。
3.2.3纵、横向水平杆
纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度不小于3跨。纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接。要求如下:
当采用对接时,对接扣件应该交错布置,两根相邻纵向水平杆接头不宜设置在同步或同跨;不同步或不同跨两相邻接头在水平方向错开距离不应小于500mm;各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
4.模板支撑体系计算
为保证满堂脚手架模板刚度、承载能力及稳定性满足综合管廊混凝土浇筑,采用品茗建筑安全计算软件V11.0对模板支撑体系进行验算,计算结果如下:
4.1参数信息:
4.1.1脚手架参数
横向间距或排距(m):0.60;纵距(m):0.90;步距(m):1.20;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.20;脚手架搭设高度(m):5.65;
采用的钢管(mm):Φ48×3.0;
扣件连接方式:双扣件,扣件抗滑承载力系数:0.80;
板底支撑连接方式:方木支撑;
4.1.2荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):26.500;
楼板浇筑厚度(m):0.500;倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):2.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500;
4.1.3木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300;木方的间隔距离(mm):300.000;
木方的截面宽度(mm):80.00;木方的截面高度(mm):100.00;
4.2模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.000×10.000×10.000/6=133.33cm3;
I=8.000×10.000×10.000×10.000/12=666.67cm4;
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=26.500×0.300×0.500=3.975kN/m;
(2)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1=(2.500+2.000)×0.900×0.300=1.215kN;
4.3木方支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=4.896×0.900+1.701=6.107kN;
最大弯矩Mmax=0.641kN.m;
最大变形Vmax=0.681mm;
最大支座力Qmax=13.132kN;
截面应力σ=0.641×106/4490.000=142.851N/mm2;
支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于600.000/150与10mm,满足要求!
4.4立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式:
参照《扣件式规范》,由公式(1)计算
lo=k1uh(1)
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.200=2.356m;
Lo/i=2356.200/15.900=148.000;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.316;
钢管立杆受压强度计算值;σ=13224.342/(0.316×424.000)=98.701N/mm2;
立杆稳定性计算σ=98.701N/mm2小于[f]=205.000满足要求!
钢管立杆受压强度计算值;σ=13224.342/(0.417×424.000)=74.795N/mm2;
立杆稳定性计算σ=74.795N/mm2小于[f]=205.000满足要求。
通过计算选取的模板支撑满足刚度、承载能力及稳定性要求,可以保证综合管廊体系浇筑时模板稳定安全。
5.结语
本文从综合管廊模板支撑体系构造选型、构造设计、施工工艺及模板支撑体系计算等方面进行了详细介绍,通过采用满堂式碗扣式脚手架配合木模钢模组合式完成综合管廊结构现浇,在实际现场施工中此模板支撑体系安全可靠,安拆方便,施工速度快,拆模后可以保证综合管廊现浇混凝土面达到镜面混凝土要求,外观漂亮,收到业主方好评。同时为以后类似工程施工提供借鉴作用,但在以后类似管廊工程施工中需注意以下几点:
1、综合管廊管廊现浇砼质量如何,模板支撑体系将起着至关重要的作用。而模板支撑体系中承载能力、刚度、稳定性则是三大硬性指标,所以模板支撑体系必须通过计算验算以保证模板支撑体系的安全性。
2、模板支撑体系类型选择时须考虑安拆速度、周转次数及其经济性。在保证承载能力、刚度及稳定性的前提下,大面积选用木模、角落等特殊部位选用定型钢模两者组合可以保证综合管廊的现浇同时具有一定经济性。