箱形通道無拉桿施工工藝及受力計算

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　　1.前言

　　隨著高速公路的迅速發(fā)展，施工工藝和施工水平顯著提高，對砼結構物內在及外觀質量的要求也不斷提高。箱通常規(guī)施工多采用鋼管支架配合拉桿固定內、外模板的施工工藝，但砼表面“鋼筋疤點”和“孔洞”較多，修飾困難，很難達到理想的效果。為提高箱通外觀質量，寧常高速公路WJ-1標箱通采用了無拉桿施工工藝，克服了有拉桿施工砼外觀質量的缺陷，取得了良好的效果。

　　2.無拉桿施工工藝

　　通道施工工藝：測量放樣→基坑開挖→鋪設墊層→鋼筋砼底板澆筑→鋼筋加工及安裝→模板安裝及支撐→箱身砼澆筑→養(yǎng)護及拆模。

　　有拉桿施工時砼產(chǎn)生側壓力最終傳遞到拉桿上，足夠數(shù)量的拉桿能保證模板不易變形，而無拉桿內、外模支撐體系相互獨立，若支撐不穩(wěn)定，砼澆筑時易造成跑模，因此在無拉桿施工中內、外模支撐體系顯得相當重要。

　　（1）內模拼裝及支撐：箱通底板砼澆注后，在底板上精確放出模板位置。內模采用大塊組合鋼模，模板與模板之間用螺絲連接固定，模板拼縫采用雙面膠帶、玻璃膠處理，防止拼縫處漏漿。內模背面設置橫向鋼管，把內模連成一個完整的結構體系。

　　箱通孔洞采用可調門式支架支撐，橫向支架間距80cm，縱向支架間距100cm.為加強門式支架穩(wěn)定性，還需增設斜向剪力撐。將調節(jié)桿、可調門架托座安裝就位后，通過可調節(jié)托座來調整模板的縱向和水平位置，確保通道的凈寬。內模支撐完成后在門架頂部鋪設頂模，調整托架高低，確保模板拼縫平整、順直。

　?。?） 外模拼裝及支撐：外模選用18mm厚的優(yōu)質竹膠板，其背面用方木固定，間距為20cm，方木尺寸5×10cm.竹膠板外豎向采用鋼管支撐，間距為50cm，其外再設置三、四道橫向鋼管支撐。橫向鋼管外側采用20號槽鋼進行固定，槽鋼間距為50cm.為防止槽鋼下沉，將支撐處地面夯實，并用10×20cm木塊墊在槽鋼下面。槽鋼上端及下端分別用θ16螺桿對拉，其下端拉桿設在通道的底板上，上端采用θ16螺桿將兩端槽鋼對拉。在槽鋼外側再設置四道橫桿，這四道橫桿與打入地基的排架支撐和斜撐鋼管連接。

　　內外模板安裝及支撐結束后，在砼澆筑前對內外模板支撐、節(jié)點連接及模板垂直度進行檢查，保證箱體在砼澆筑過程中不致因人或小型機具產(chǎn)生變形。

　　3.支撐體系受力計算

　　本文僅對支撐體系所產(chǎn)生的側向壓力進行計算。

　?。?）側向荷載分析

　　箱通洞身砼采用砼運送車運輸，由泵車輸送砼入模，分層對稱澆筑，每層厚度控制在30cm左右，采用插入式振搗器。砼澆筑速度在6m/h以下時，作用于側模的壓力可按下面兩式進行計算，取兩式計算值較小者為側壓力。

　　箱形通道的澆筑速度為4.66m/h，坍落度控制140mm，砼摻外加劑，振搗砼產(chǎn)生側壓力為4Kpa，輸送泵傾倒砼產(chǎn)生側壓力2Kpa.

　　Pm＝0.22γt0K1K2Vχ……………①

　　Pm＝γH……………………………②

　　?、佟ⅱ趦墒接嬎闼幂^小值：

　　摻外加劑取K1=1.20

　　坍落度140mm取K2=1.15

　　將已知各值代入砼側壓力公式：

　?、?Pm＝0.22×24×0.5×1.2×1.15×4.66χ=7.86Kpa

　?、?Pm＝24×3.04＝72.96Kpa

　　取較小值：Pm＝7.86Kpa

　　考慮振搗荷載及輸送泵傾倒砼產(chǎn)生側壓力：

　　Pm＝7.86+4+2＝13.86Kpa

　　單位長度內產(chǎn)生得總側壓力F=P×H×L=13.86H（KN）

　?。?） 內模支撐受力計算

　　∫？。0×2.7m箱通為例。單位長度范圍內有6根鋼管支撐，間距60cm，則單位長度內產(chǎn)生的總側壓力為F＝13.86H＝13.86×3.04＝42.13KN.箱形通道為兩側對稱澆筑，每根鋼管所受壓力為P＝2×42.13/6＝14.04KN.σ＝P/A＝14.04×103/489＝28.72Mpa（注：θ48×3.5規(guī)格鋼管截面面積489mm2）鋼管最大允許受壓荷載[σ]=215Mpa>σ＝28.72Mpa，故箱形通道內模支撐方案滿足施工要求。

　?。?） 外模支撐受力計算

　　外模采用20號槽鋼進行支撐，槽鋼上下端固定高度為3.4m，槽鋼間距50cm，則單位長度內總側壓力P＝13.86H＝13.86×3.4＝47.12KN，槽鋼最大受力彎矩為M＝PL/4＝47.12×3.4/4＝40.05KN.m，σ＝M/Ix=40.05/0.169＝236.99Mpa，在單位長度內設有兩根槽鋼，則[σ]＝165×2＝330Mpa>σ＝236.99Mpa（注：20號槽鋼允許彎拉應力[σ]＝165 Mpa），安全系數(shù)為1.39，故20號槽鋼設置能滿足施工要求。

　　在實際施工過程中應對外側支撐的槽鋼跨中及槽鋼彎起點加強支撐，增強槽鋼剛度；內模支撐體系中的垂直及斜撐鋼管均采用扣件扣牢固，增強支撐鋼管度。

　　4.無拉桿施工注意事項

　?。?）內模支撐采用門式支架和鋼管支撐，鋼管密度較大，施工人員不易進出，在施工過程中應加強檢查。

　　（2）翼墻在無拉桿施工中是最難控制的部分，其線形、角度、外觀質量明顯度較高，施工時應加強翼墻部分支撐。

　　（3）通道沉降縫的美觀與否影響整體外觀效果，施工過程中應加強沉降縫板處理。

　　（4）砼澆筑、振搗過程中不得接觸模板，并使兩側模板受力均衡。

　　5.結束語

　　箱形通道采用無拉桿施工較大地提高了砼外觀質量，能保證在澆筑砼后不再在其表面進行拉桿的處理和孔洞的修補；雖然采用無拉桿施工相對投入較大，但是對于提高砼外觀質量、提高高速公路的性能指標、樹立精品工程，無拉桿施工工藝還是非常值得推廣。