箱形通道無(wú)拉桿施工工藝及受力計(jì)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(duì)砼結(jié)構(gòu)物內(nèi)在及外觀質(zhì)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(nèi)、外模板的施工工藝，但砼表面“鋼筋疤點(diǎn)”和“孔洞”較多，修飾困難，很難達(dá)到理想的效果。為提高箱通外觀質(zhì)量，寧常高速公路WJ-1標(biāo)箱通采用了無(wú)拉桿施工工藝，克服了有拉桿施工砼外觀質(zhì)量的缺陷，取得了良好的效果。

　　2.無(wú)拉桿施工工藝

　　通道施工工藝：測(cè)量放樣→基坑開(kāi)挖→鋪設(shè)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(hù)及拆模。

　　有拉桿施工時(shí)砼產(chǎn)生側(cè)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(wú)拉桿內(nèi)、外模支撐體系相互獨(dú)立，若支撐不穩(wěn)定，砼澆筑時(shí)易造成跑模，因此在無(wú)拉桿施工中內(nèi)、外模支撐體系顯得相當(dāng)重要。

　?。?）內(nèi)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(nèi)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(nèi)模背面設(shè)置橫向鋼管，把內(nèi)模連成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系。

　　箱通孔洞采用可調(diào)門(mén)式支架支撐，橫向支架間距80cm，縱向支架間距100cm.為加強(qiáng)門(mén)式支架穩(wěn)定性，還需增設(shè)斜向剪力撐。將調(diào)節(jié)桿、可調(diào)門(mén)架托座安裝就位后，通過(guò)可調(diào)節(jié)托座來(lái)調(diào)整模板的縱向和水平位置，確保通道的凈寬。內(nèi)模支撐完成后在門(mén)架頂部鋪設(shè)頂模，調(diào)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(zhì)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(shè)置三、四道橫向鋼管支撐。橫向鋼管外側(cè)采用20號(hào)槽鋼進(jìn)行固定，槽鋼間距為50cm.為防止槽鋼下沉，將支撐處地面夯實(shí)，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(duì)拉，其下端拉桿設(shè)在通道的底板上，上端采用θ16螺桿將兩端槽鋼對(duì)拉。在槽鋼外側(cè)再設(shè)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(nèi)外模板安裝及支撐結(jié)束后，在砼澆筑前對(duì)內(nèi)外模板支撐、節(jié)點(diǎn)連接及模板垂直度進(jìn)行檢查，保證箱體在砼澆筑過(guò)程中不致因人或小型機(jī)具產(chǎn)生變形。

　　3.支撐體系受力計(jì)算

　　本文僅對(duì)支撐體系所產(chǎn)生的側(cè)向壓力進(jìn)行計(jì)算。

　?。?）側(cè)向荷載分析

　　箱通洞身砼采用砼運(yùn)送車(chē)運(yùn)輸，由泵車(chē)輸送砼入模，分層對(duì)稱(chēng)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(shí)，作用于側(cè)模的壓力可按下面兩式進(jìn)行計(jì)算，取兩式計(jì)算值較小者為側(cè)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(cè)壓力為4Kpa，輸送泵傾倒砼產(chǎn)生側(cè)壓力2Kpa.

　　Pm＝0.22γt0K1K2Vχ……………①

　　Pm＝γH……………………………②

　　取①、②兩式計(jì)算所得較小值：

　　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(cè)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(cè)壓力：

　　Pm＝7.86+4+2＝13.86Kpa

　　單位長(zhǎng)度內(nèi)產(chǎn)生得總側(cè)壓力F=P×H×L=13.86H（KN）

　?。?） 內(nèi)模支撐受力計(jì)算

　　∫？。0×2.7m箱通為例。單位長(zhǎng)度范圍內(nèi)有6根鋼管支撐，間距60cm，則單位長(zhǎng)度內(nèi)產(chǎn)生的總側(cè)壓力為F＝13.86H＝13.86×3.04＝42.13KN.箱形通道為兩側(cè)對(duì)稱(chēng)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(nèi)模支撐方案滿(mǎn)足施工要求。

　?。?） 外模支撐受力計(jì)算

　　外模采用20號(hào)槽鋼進(jìn)行支撐，槽鋼上下端固定高度為3.4m，槽鋼間距50cm，則單位長(zhǎng)度內(nèi)總側(cè)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(zhǎng)度內(nèi)設(shè)有兩根槽鋼，則[σ]＝165×2＝330Mpa>σ＝236.99Mpa（注：20號(hào)槽鋼允許彎拉應(yīng)力[σ]＝165 Mpa），安全系數(shù)為1.39，故20號(hào)槽鋼設(shè)置能滿(mǎn)足施工要求。

　　在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)外側(cè)支撐的槽鋼跨中及槽鋼彎起點(diǎn)加強(qiáng)支撐，增強(qiáng)槽鋼剛度；內(nèi)模支撐體系中的垂直及斜撐鋼管均采用扣件扣牢固，增強(qiáng)支撐鋼管度。

　　4.無(wú)拉桿施工注意事項(xiàng)

　　（1）內(nèi)模支撐采用門(mén)式支架和鋼管支撐，鋼管密度較大，施工人員不易進(jìn)出，在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)檢查。

　?。?）翼墻在無(wú)拉桿施工中是最難控制的部分，其線形、角度、外觀質(zhì)量明顯度較高，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)翼墻部分支撐。

　?。?）通道沉降縫的美觀與否影響整體外觀效果，施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)沉降縫板處理。

　?。?）砼澆筑、振搗過(guò)程中不得接觸模板，并使兩側(cè)模板受力均衡。

　　5.結(jié)束語(yǔ)

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