頂進(jìn)涵模板和支護(hù)施工工藝設(shè)計(jì)檢算

1、 頂進(jìn)涵模板與支護(hù)施工工藝檢算摘要：本文介紹江陰興澄特鋼為穿越新長(zhǎng)鐵路所修建的頂進(jìn)涵箱形立交施工中模板與支護(hù)施工工藝，重點(diǎn)在于模板的選擇和腳手架支撐系統(tǒng)的計(jì)算方法，也介紹了頂進(jìn)涵制作時(shí)的施工工藝流程和注意事項(xiàng)。關(guān)鍵字：頂進(jìn)涵，模版，支護(hù)1.工程概括江陰興澄特鋼東西兩個(gè)廠區(qū)分布在新長(zhǎng)鐵路東西兩側(cè)，為滿足工廠生產(chǎn)生話需求，經(jīng)江陰興澄特鋼申請(qǐng)、鐵路局批準(zhǔn)，江陰興澄特鋼投資在新長(zhǎng)鐵路k413+740新建1孔12m箱形立交。工程位于新長(zhǎng)線江陰北（k413+151）江陰（k424+816）區(qū)間k413+740，共有2股道，由東向西分別為新長(zhǎng)正線、牽出線，線間距為5.3m，直線，50kg/m鋼軌，混凝土軌枕

2、，普通線路，填方路基，填筑高度7m。箱身中軸線與新長(zhǎng)鐵路正線法線交角為11.840，箱身長(zhǎng)度14.5m（正交尺寸），箱身兩側(cè)各設(shè)5m（正交尺寸）的開口箱。橋位處新長(zhǎng)線路正路軌面高程11.57m，牽出線軌面高程11.55m，箱身頂標(biāo)高10.57m。結(jié)構(gòu)凈高度5.9m，凈寬12m。箱身體頂板厚75cm，底板厚85cm，側(cè)墻厚85cm，如圖1所示。圖1 江陰興澄特鋼箱形立交頂進(jìn)涵斷面圖2.模板與支護(hù)系統(tǒng)本工程采用木模板施工，先施工底板，底板強(qiáng)度滿足要求后搭設(shè)鋼管腳手架施工頂板與側(cè)墻。施工的難度在于頂板、側(cè)墻模板安裝與腳手架支護(hù)。2.1側(cè)墻模板及腳手架計(jì)算1)混凝土澆筑對(duì)模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值F=0.22

3、ct012V1/2F=cH使用部振搗器時(shí)取其較小值。式中：F新澆砼對(duì)模板的最大側(cè)壓力，單位kN/m2；c混凝土的重力密度，單位kN/m3；t0混凝土的初凝時(shí)間，本工程取4h；1外加劑的膨脹系數(shù)，不摻時(shí)取1.0，摻緩凝型外加劑時(shí)取1.2；2混凝土坍落度影響修正系數(shù)，本工程取1.15；V混凝土的澆筑速度，本工程取2m/h；H混凝土側(cè)壓力計(jì)算處至混凝土頂面的總高度，單位m。則，F(xiàn)=0.22×24×4×1.2×1.15×21/2=41.2KN/m2F=24×3.15=75.6 KN/m2取較小值F=41.2 KN/m2。2)傾倒砼時(shí)產(chǎn)生的荷載

4、標(biāo)準(zhǔn)值，取水平荷載為2 KN/m2。3)荷載設(shè)計(jì)值F=0.9×(1.2×41.2+1.4×2)=47 KN/m2。4)承載能力驗(yàn)算：a) 對(duì)拉片承載能力驗(yàn)算選用16對(duì)拉螺桿，間距為600×600，每根對(duì)拉桿所承受的側(cè)壓力為：P=0.6×0.6×47=16.92KN（取較大值）<24.27KN從以上驗(yàn)算可以看出，對(duì)拉螺桿的強(qiáng)度滿足要求.b) 背枋強(qiáng)度驗(yàn)算將模板承受壓力轉(zhuǎn)為線荷載（最不利情況）：q=0.3×47=14.1KN/mM=0.125ql2=0.125×14.1×0.62=0.63KN.m=M/

5、Wn=6.3×105/167000=3.77N/mm2<fm=13 N/mm2c) 背枋剛度驗(yàn)算=0.677×ql4/(100EI) =0.2mm<l/250=2.4mm從以上驗(yàn)算可以看出，模板背枋的強(qiáng)度和剛度滿足要求。2.2頂板支架及模板計(jì)算支架均架設(shè)在底板上，使用48×2.5扣結(jié)式鋼管支架，橫向間距為0.9m，順頂進(jìn)涵方向間距為0.90m，支架計(jì)算高度取2.5m，共2步。在支架頂順頂進(jìn)涵方向用10cm×10cm方木作為縱梁，跨度0.90m，間距1.0m?？v梁上用10cm×10cm方木作為橫梁，橫梁跨度為0.9m，間距為0.3cm

6、，其上鋪2cm厚膠合板作為蓋梁底模。計(jì)算中縱梁和橫梁自重忽略不計(jì)。頂板混凝土自重產(chǎn)生的荷載為9.8kN/m2，查施工手冊(cè)，施工人員荷載取1.0kN/m2，傾倒混凝土沖擊荷載為2.0 kN/m2，混凝土振搗荷載為2.0 kN/m2?？v梁、橫梁木材均使用魚鱗云杉，抗彎剛度E=9000×106N/m2，容許應(yīng)力w=13.0Mpa。膠合板的抗彎剛度E=4860×106N/m2，容許應(yīng)力w=9.68Mpa。自重荷載：計(jì)算荷載：1)模板驗(yàn)算力學(xué)模型為承受均布荷載的多跨連續(xù)單向板，為安全起見，按跨度為0.3m簡(jiǎn)支梁計(jì)算，厚度1.8cm，計(jì)算寬度取1.0m。模板上線荷載：模板跨中彎矩：模板

7、截面抵抗矩：模板慣性矩：模板跨中處最大應(yīng)力：模板跨中撓度：模板應(yīng)力及最大撓度均符合要求。2)橫梁驗(yàn)算計(jì)算跨度0.9m，間距0.3m，截面尺寸為10.0cm×10.0cm，力學(xué)模型為承受均布線荷載的多跨連續(xù)梁，為安全起見，簡(jiǎn)化為承受均布荷載的簡(jiǎn)支梁計(jì)算。承受從模板上傳來(lái)的均布線荷載，忽略木模板自重。橫梁方木上線荷載：橫梁支座反力：橫梁跨中彎矩：橫梁方木截面抵抗矩：橫梁方木慣性矩：橫梁跨中處最大應(yīng)力：橫梁跨中撓度：橫梁應(yīng)力及最大撓度均符合要求。3)縱梁驗(yàn)算：計(jì)算跨度0.9m，間距0.9m，截面尺寸為10.0cm×10.0cm。力學(xué)模型為承受集中荷載的多跨連續(xù)梁，按承受集中荷載的

8、4跨連續(xù)梁計(jì)算，承受從橫梁上傳來(lái)的集中荷載作用，忽略方木模板自重。單個(gè)集中荷載：縱梁支座反力：縱梁跨中最大彎矩：縱梁方木截面抵抗矩：縱梁方木慣性矩：縱梁跨中處最大應(yīng)力：縱梁跨中撓度：縱梁應(yīng)力及最大撓度均符合要求。4)支架驗(yàn)算：鋼管立管順頂進(jìn)涵方向間距0.9m，橫向間距0.9m，支架計(jì)算高度為1.5m，步距為1.5m，共1步。使用48×2.5扣結(jié)式鋼管架。承受從縱梁上傳來(lái)的集中荷載，忽略木模板自重。因目前使用的鋼管壁厚普遍較薄，取壁厚2.5mm計(jì)算，單個(gè)鋼管架截面面積A為3.57cm2，回轉(zhuǎn)半徑i為16.11mm。支架鋼管容許應(yīng)力=205Mpa，支架自重為0.027kN/m。長(zhǎng)細(xì)比：查表，得鋼管容許穩(wěn)定承載力：軸心壓力：均滿足要求。3.頂進(jìn)涵施工工藝頂進(jìn)涵施工工藝如圖2所示。頂進(jìn)涵涵身預(yù)制不同于其他涵身澆注，特別應(yīng)注意：涵身中心線、滑板中心線、頂進(jìn)后涵位中心線三者共一直線；涵底前端設(shè)置船頭坡，以便頂進(jìn)時(shí)將高出涵底的土壤壓入涵底，增加其承載力，防止扎頭。圖2 頂進(jìn)涵施工工藝流程圖4.結(jié)論本文介紹江陰興澄特鋼為穿越新長(zhǎng)鐵路所修建的頂進(jìn)涵箱形立交施工中模板與支護(hù)施工工藝，重點(diǎn)在于模板的選擇和腳手架支撐系統(tǒng)的計(jì)算方法，也介紹了頂進(jìn)涵制作時(shí)的施工工藝流程和注意事項(xiàng)，為同類工程施工積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)1譚恩鋒. 既有線頂進(jìn)涵施工關(guān)鍵技術(shù)J. 建筑,2012,32:198