1、1碗口脚手架在地铁车站结构施工实践摘要：结合沈阳地铁一号线铁西广场站车站主体结构施工实例，针对侧墙与中板、顶板整体一次浇筑施工方案，采用碗口脚手架做现浇梁支架侧墙与中板、顶板一次整体浇筑的方案取得成功，具有一定的借鉴参考价值。 关键词：碗口脚手架地铁车站实践 中图分类号：U231+.4 文献标识码： A 1 前言 在辽宁省沈阳市地铁一号线一期工程第七合同段铁西广场站主体结构侧墙、中板、顶板施工中，中铁七局集团有限公司采用碗口脚手架作为支架，确保 7.06 米高 0.6 米厚侧墙及中板、顶板整体一次浇筑工程质量，取得了较好的实践经验。 2 工程概况 铁西广场站位于兴华街与建设中路交口处，沿建设中
2、路呈东西向布置。铁西广场站为地下二层双柱三跨岛式站台车站，站台宽度为 12m。车站主体结构长 166.7m，结构宽度为 19.5m。车站底板埋深 17.719.3m，顶板覆土约 3.5m。主体围护结构采用 800mm1200mm 钻孔灌注桩，桩顶为冠梁，兴华北街方向车站主体中间扩大部分冠梁架设六四军便梁作为交通疏解便桥，其余部分采用明挖法施工。主体结构设置三道钢支撑，采用坑外降水方案。车站共设四个出入口，其中 1 号为预留出入口，22、3、4 号出入口均采用明挖施工。出入口基坑深约 11.5m，围护结构采用 6001000 钻孔灌注桩。结构形式为单层砼矩形框架，净宽 5m，净高 3.15m。东
3、西各设一个风道，采用明挖施工，风道结构形式为双层砼矩形框架。基坑围护结构采用灌注桩加钢管内支撑的形 图 1 主体结构标准断面图 3 支架的设计和施工 3.1 支架模板系统设置说明 车站主体结构的负二层顶板和负一层顶板采用碗扣式满堂支架施工，模板采用覆膜胶合板；侧墙模板采用组合钢模板。 负一层支架立杆纵向间距为 0.9m，横向间距为 0.9m 支架步距为 0.6m， ；负二层支架立杆纵向间距为 0.9m，横向间距为 1.2m，支架步距为 0.6m。剪刀撑间距按底脚间距 4m 控制，每 3 排立杆纵、横向均设置剪刀撑，本检算不考虑剪刀撑加固效果。支架采用国标 48mm 钢管，钢管壁厚 3.5mm。
4、顶托标高调整完毕后，在其上安放 1515cm 的方木纵梁，其间距同立杆间距（0.9） ，在纵梁上安放 1010cm 的方木横梁，横梁间距 30 cm，安装纵横方木时，应注意纵向方木接头应在立杆顶托中心，横向方木接头应在纵向方木中心位置。横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开，且任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。 负一层顶板和负二层顶板模板均采用 1.8cm 厚覆膜胶合板。 3侧墙模板采用 90150cm 钢模（面板为 4mm 钢板） ， 钢模背带竖向安放断面为 1010cm 的方木，其间距 30 cm，横向分配梁采用断面为1515cm 的方木。侧墙支撑采用与碗扣支架联成一体的 6钢管对口
5、撑（加顶托） ，间距 0.9，步距 1.2，用十字扣件与横向所有立杆相连；竖向间插采用半扣碗平杆（加顶托）与碗扣支架相连，间距 0.9，步距1.2。 负二层侧墙分两次浇筑，第一次浇筑高度 2.5m。负一层侧墙一次性浇筑，高度 5m。 负二层的支架等顶板强度达到设计强度的 75后再拆除支架。负一层支架等顶板强度达到设计强度的 100后再拆除。 图 2 标准断面支架体系示意图 3.2 受力计算过程 3.2.1 荷载分析 顶板厚度为 80cm，中板厚度为 40cm。本检算只检算顶板。 （1）竖向荷载 根据路桥施工计算手册172 页查得钢筋砼容重 =26 钢筋混凝土自重： 0.8261.2=25KPa
6、 (0.8m 厚，安全系数取1.2) 施工人员及小型机具活载 ：2.5KPa(根据路桥施工计算手册172 页取值 2.5KPa) 4振捣混凝土产生荷载: 2.0KPa(根据路桥施工计算手册172 页取值 2.0KPa) 木胶板：取=0.5 KPa（根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范征求意见稿取值） 方木：取=7.5KN/m3 （2）水平荷载 新浇侧墙混凝土对侧墙模板的最大应力为：或，两者取较小值。 新浇注混凝土对模板的最大侧压力（KPa） 混凝土的重力密度（取，含筋率小于 2） 新浇注混凝土的初凝时间（） 混凝土的温度（25 度） 混凝土的浇注速度（1） 混凝土侧压力计算位置处至新浇注混凝土
7、顶面的总高度（） 外加剂影响修正系数，本站混凝土不添加缓凝剂，取 1.0 混凝土坍落度影响修正系数取 0.85 得： 取： 浇注混凝土产生的水平冲击侧压力取： 水平荷载标准值（含安全系数）： = 3.2.2 横向方木检算 5本方案采用的木材为东北落叶松，根据建筑施工计算手册1266页查得东北落叶松抗弯强度,顺纹抗剪强度为：，弹性模量。 本施工方案中底模底面横向采用方木，长度，按间距布置横向方木，其下方设纵向方木分配梁，按间距布置，每根支架立杆上布置一根纵木。具体示意图如附图。则每根方木承受荷载转化为匀布线荷载为： 根据受力情况，其受力模型简化为受匀布荷载的简支梁。如图，则：截面抵抗矩： 截面惯
8、性矩： 弯矩： 剪力： （1）抗弯承载能力检算 （2）抗剪承载能力检算 （3）挠度检算 通过以上演算得知，横向采用东北落叶松方木能够满足施工及设计要求。 3.2.3 纵向方木分配梁检算 6本施工方案中在横向方木底，纵向采用方木分配梁，按间距布置，每根支架立杆上布置一根纵木。断面图见附图。 东北落叶松抗弯强度,顺纹抗剪强度为：，弹性模量。 截面抵抗矩： 截面惯性矩： 板底碗扣式脚手架顶纵向方木分配梁检算： 纵向方木分配梁所受的力为其上方横向间距 30cm 的方木传下的力，受力简图如下图所示： 纵向方木上平均承担 3 根横木重量为0.10.10.97.530.2KN。 横向方木施加在纵向方木上的均
9、布荷载为 作用在纵向方木上的均布荷载为： 将结构受力模型简化为受均布荷载的三跨连续梁为，受力图如图所示： 跨内最大弯矩： 最大剪力 （1）抗弯承载能力检算： 7（2）抗剪承载能力检算 （3）挠度检算 通过以上演算得知，纵向采用方木能够满足施工及设计要求。 3.2.4 碗扣式支架立杆及整体稳定性检算 每平方立杆所承受的方木重量为：0.10.17.53+0.150.157.520.6KN。 （按 3 根 1010 方木和 2 根 1515 方木计算） 每根立杆承受的荷载为： 钢管， 钢管回转半径为： 按受压强度计算，支柱的受压应力为： ，满足要求。 按稳定性计算， 长细比： 查表得： 则：，满足要
10、求。 8通过以上较大荷载演算得知，碗扣式支架立杆能够满足施工及设计要求。 3.2.5 碗扣式支架横杆检算 按不利情况，横杆受集中力计算： 按受压强度计算，支柱的受压应力为： ，满足要求。 由验算结果可知，横杆满足受力要求。 3.2.6 底模强度检算 楼、顶板底模拟采用高强度木胶板，板厚 t=18mm，木胶板方木背肋间距为 300mm，所以验算模板强度采用宽 b=300mm 平面竹胶板，受力图如图所示： （1）模板力学性能 弹性模量 E=0.1105MPa。 抗弯强度 截面惯性矩：I=bh3/12=301.83/12=14.58cm4 截面抵抗矩：W= bh2/6=301.82/6=16.2cm
11、3 截面积：A=bh=301.8=54cm2 （2）模板受力计算 底模板均布荷载：KN/m2 q=Fb=29.50.3=8.85KN/m 跨中最大弯矩：M=qL2/8=8.850.32/8=0.1 KNm 9弯拉应力：=M/W=0.1103/16.210-6=6.2MPa=11MPa 木胶板板弯拉应力满足要求。 挠度：从木胶板下方木背肋布置可知，木胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为： f=0.677qL4/100EI =(0.6778.850.34)/(1000.110814.5810-8) =0.33mmL/400=0.75mm 木胶板挠度满足要求。
12、通过计算，采用板厚 18mm 木胶板受力满足要求。 3.2.7 侧墙模板强度检算 侧墙模板采用 90150cm 组合钢模板（面板为 4mm 钢板） ，详细构造如下图： 钢模板背肋间距为 300mm，所以验算模板面板强度采用宽 b=300mm 平面钢模板。 （1）模板力学性能(根据建筑施工计算手册 1270 页) 弹性模量 抗弯强度 面板截面惯性矩：I=bh3/12=300.43/12=0.16cm4 面板截面抵抗矩：W= bh2/6=300.42/6=0.8cm3 （2）模板受力计算 侧墙模板受水平荷载为：30.85 KN/m2 10所以水平均布荷载为 受力图如图所示（平面图）： 面板强度计算
13、： 跨中最大弯矩：M=qL2/8=9.30.32/8=0.1 KNm 弯拉应力：=M/W=0.1103/0.810-6=125MPa=215MPa 挠度：从组合模板背肋布置可知，钢模板板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：f=0.677qL4/100EI =(0.6779.30.34)/(1002.0610110.1410-8) =0.02mmL/400=0.75mm 通过计算，组合钢模板受力满足要求。 3.2.8 基础检算 本方案立杆底部采用 1515cm 底托调平，基础为 C30 砼。故支架基础满足施工要求。 综上，碗扣式支架模型支撑体系能够满足施工及设计要求。 4 结束语 采用碗口脚手架做为地铁车站现浇侧墙与中板、顶板一次整体浇筑的方案取得成功，具有一定的借鉴参考价值。
