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摘要：天府国际机场大铁工程咽喉区地下框架结构下穿机场航站楼和站前高架桥，结构上方有航站楼指廊基础和高架桥桥墩，顶板设计为3m厚连跨双曲渐变拱形封闭框架结构。由于普通碗扣式架体和盘扣式架体不能满足受力需求，本文通过采用重型盘扣支撑架体，对该工程顶板高支模体系进行设计，并详细介绍实施情况，通过验证，确保了工程安全，对未来类似工程的建设起到了技术引领的作用。
关键词：高支模 超厚结构 双曲渐变弧形 重型盘扣
1 工程概况
大铁工程咽喉区隧道结构下穿机场航站楼指廊和站前高架桥，结构上方有航站楼指廊基础和高架桥桥墩，结构上方覆土厚度9.2m，结构承受荷载较大。高铁车站设计使用年限100年，结构宽度由19.3m单跨渐变至72.661m五连跨拱形封闭框架，采用C45P10高耐久混凝土。底板厚度1.8 m，侧墙厚度2 m，隔墙厚度1 m，顶部拱顶中心厚度3 m，局部梁厚5m。
图1 拱形结构典型剖面图
2 模架支撑体系设计
2.1 支撑架选型
结合工程结构特点，本项目属于高危大模板，需进行专项验证审查[1]。为保证渐混凝土浇筑过程中安全可靠，综合考虑，选用重型承插型盘扣式钢管支撑架。
重型承插型盘扣式钢管支撑架由可调底座、立杆、水平杆、竖向斜杆、水平斜杆、可调托座组成。其将立杆、水平杆、斜杆等杆件预先在工厂全自动焊接、标准化制作成品，在工地快速组成一套稳定、安全的结构体系。杆件结合采用盘扣式承插结合，立杆采用套管承插连接，水平杆和斜杆采用杆端扣接头卡入连接盘，用楔形插销快速连接，形成结构几何不变体系，可调托座与可调底座用于调节支撑高度。
立杆采用Q345A的材质Φ60×3.2的规格，横杆采用Q235B的材质Φ48×2.5的规格，斜拉杆采用Q235B的材质Φ33×2.3的规格，底托采用Q235B的材质Φ48×6.5×460的规格，顶托采用Q235B的材质Φ48×6.5×550的规格。
连接盘、扣接头、插销以及可调螺母的调节手柄的材料机械性能不得低于现行国家标准要求的屈服强度、抗拉强度、延伸率的要求。
连接盘厚度不得小于10mm，允许尺寸偏差±0.5mm。立杆连接套管采用无缝钢管套管形式，立杆连接套长度不应小于160mm，外伸长度不应小于110mm。套管内径与立杆钢管外径间隙不应大于2mm。
立杆与立杆连接套管应设置固定立杆连接件的防拔出销孔，承插型盘扣式钢管支架销孔为Φ14mm，立杆连接件直径宜为Φ12mm，允许尺寸偏差±0.1mm。
2.2模板及主次龙骨选型
模板体系的选择遵循支拆方便、牢固可靠的原则，根据构件尺寸及工程实际情况，模板选用面板规格18mm厚木模板，次梁选用8号槽钢和80×80mm方木，主梁选用弯曲的10号工字钢，详见表1。弧形顶板拱顶中心高度厚3m，拱底腋角厚度3.37m，为保证施工安全，腋角位置进行加强，立杆横向间距调整为312mm，设置2根加强立杆。
2.3架体验算
由于模架处于地下基坑，两侧都有隔墙，可不考虑风荷载。拟拿出3m厚顶板部位进行整体分析验算。相关架体参数可见表1，钢筋混凝土自重取值25kN/m2，计算得3m厚混凝土自重为75 kN/m2，设备及施工人员考虑活荷载3kN/m2。
选取跨度较大孔位，采用Midas GEN2015进行整体的建模。先建立单独一品，然后通过单元复制形成整体模型。主要有以下问题需注意：
（1）模板是放置在钢梁上，模拟时采用弹性连接，设置x向（即节点轴线方向）100kN/mm刚度，同时为防止计算刚度矩阵奇异，增加水平约束，水平向各设置1kN/mm刚度。
（2）斜杆简化为节点连接轴心支撑，横杆通过释放端弯矩定义为两端铰接，底部支座约束三向水平位移。
（3）构件自重程序自动考虑，恒荷载和施工活荷载均以压力荷载分别施加在模板上。整体模型如下图3所示。
Midas可自动考虑荷载组合。生成（1）sLCB1为1.35D+1.4（0.7）L；（2）sLCB 2为1.2D+1.4L；（3）sLCB 3为1.0D+1.4L三个组合工况。对比三项组合，最大应力为工况组合sLCB1，提取该应力如图4所示，最大为206MPa。
图4 应力云图
由Midas进行钢结构构件的验算，该版本Midas根据《钢结构设计规范》[2]进行，如图5所示，验算结果均满足条件。
3 模板支撑体系施工
3.1 架体搭设
（1）模板支架立杆搭设应按专项施工方案放线确定，不得任意搭设，具体的搭设步骤及构造要求详见《建筑施工承插型盘扣件钢管支架安全技术规程》。
（2）水平剪刀撑竖向布置3层，角度在45°~60°之间，采用搭接接长时，搭接长度不应小于1m，并应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。水平剪刀撑采用异形旋转扣件和架体立杆连接可靠。
（3）因单肢立杆荷载设计值大于40kN，架体最顶层和最底层的水平杆步距应比标准步距缩小一个盘扣间距，且应设置竖向斜杆。
（4）结构倒角部位、架体顶部工字钢和U托之间部位采用楔形方木固定牢固，防止滑落、移位。混凝土浇筑前，全面检查楔形方木牢固情况。
（5）墙体混凝土浇筑面距顶板底起弧点高90cm，顶部剩余90cm墙体混凝土和顶板共同浇筑，墙体模板的加固仅采用对拉螺栓，混凝土浇筑时很容易出现事故。采用水平钢管沿线路方向1.2m处在未浇筑90cm中间部位设置一道对撑，端部设置U托，调节顶紧墙体模板，相邻墙体水平对撑保持同心。
图6 主、次龙骨安装示意图
4 总结
本工程由于项目特点，拱形结构且精度和安全性要求较高，综合考虑采用重型盘口架搭设高支模体系。从理论和应用给予了充分的论证，并进行实际验证，施工安全，混凝土浇筑线性优美，对同类型工程施工提供了可借鉴的依据。
参考文献
[1]住房城乡建设部令第37号.危险性较大的分部分项工程安全管理规定[M].北京.中华人民共和国住房和城乡建设部.2018
[2]GB50017-2017，钢结构设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2018.
[3]JGJ231-2010，建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
论文作者:鲜晓东,巩海周,卢文博,王玉峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/9/10
标签：斜杆论文; 荷载论文; 立杆论文; 结构论文; 顶板论文; 水平论文; 可调论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;