地下管廊整体移动式模板支架体系施工关键技术

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地下管廊整体移动式模板支架体系施工关键技术
◎何宏盛
摘要：在地下管廊修建中，主体结构施工多采用方木、竹胶板配合钢管支架体系进行施工，模板支架的安拆时间长，人工成本高。

结合地下管廊线路长、工期短、断面相对统一等特点，依托海口地下综合管廊项目，研制并成功应用了整体移动式模板支架体系工装。

本文简要介绍了该工装的四个主要组成部分，并通过理论计算确保了结构体系的强度、刚度及稳定性。

本文主要介绍了整体移动式模板支架体系的组成、骨楞检算及使用成效等。

关键词： 地下管廊；模板支架；整体移动；蜂巢钢
一、概述
在地下管廊修建中，主体结构施工多采用方木、模板配合钢管支架体系进行施工，而普通模板支架施工工序繁多，安装拆除时间长，钢管支架租赁成本较高，木模板周转多次以后其施工质量难以保证。

为此需要研制一种适合于地下管廊结构施工的体系工装，来保证地下管廊结构施工质量，提高施工工效，降低施工成本。

中铁四局在海口地下综合管廊江东大道二期地下综合管廊施工中创新研制并应用了整体移动式模板支架体系，实现了管廊主体结构模架场外拼装好后整体吊装就位、模架整体收缩外扩、支架模板整体移动，快速精确定位调整等功能。

节约了支架模板的周转时间，加快了地下综合管廊的施工工期。

二、整体移动式模板支架体系的组成整体移动式模板支架体系由四部分组成：
（1）面板系统：由防水夹板和轻质工字钢组成，面板为大片防水夹板，整体性好，完成混凝土面光洁且拼缝少；轻质工字钢由经过特别设计的蜂巢钢和钢次梁组成，刚度大且质量轻，在保证了安全性的前提下同时节约了成本。

（2）调整系统：由角隅连接器、侧撑调整器、千斤顶和降架三角架组成，通过调节角隅连接器和侧撑调整器可以使内侧模板伸缩，再通过千斤顶与降架三角架调节底托调节内模的高度，实现模板位置的调整。

（3）行走系统：由行走轮、卷扬机和角钢组成。

通过底托调整支架高度将行走轮下垫在支架下，使用角钢限定行走轮的方向，再使用卷扬机拉动内模实现内模行走。

（4）支撑系统：由新型圆盘支架系统和横撑系统组成。

新型圆盘支架为经过特别设计搭设而成的支架系统，搭设简单，结构刚度大，安全系数高，且整体性强，移动方便快捷。

横撑系统为圆管、U 型托和型钢组成，通过型钢内撑住内模，使两侧内侧模板形成一个整体，提高了内模的整体性与安全性。

见图
2-1“移动式模板支架体系组成”。

图2-1 移动式模板支架体系组成
三、结构验算
利用Midas 建立移动模板支架三维模型，本模型共建立节点430个，
梁单元415个，立杆底部约束三个方向自由度（Dx, Dy, Dz）来模拟。

主楞与次楞的连接、次楞与模板的连接均采用弹性连接中的刚性连接来模拟。

自重由软件自动形成。

新浇混凝土产生对侧模板及底模板的压力采用压力荷载进行模拟，见图
3-1“底模及侧模荷载加载图”。

图3-1 底模及侧模荷载加载图
（一）强度计算结果
通过Midas的计算，模板支架系统的强度计算结果均满足要求，为进一步验证支架的安全，仅对支架进行复算，如下图3-2～3-4所示。

1.顶板次楞主楞计算
组合应力最大值σ=23.94MPa<[σ]=210MPa，满足要求。

剪应力最大值τ=17.34MPa<[τ]=140MPa，满足要求。

2.侧墙次楞主楞计算
组合应力最大值σ=151.46MPa<[σ]=210MPa，满足要求。

剪应力最大值τ=40.11MPa<[τ]=140MPa，满足要求。

5.立杆支撑计算
（二）刚度计算结果
通过Midas的计算，模板支架系统的刚度计算结果如下如下图3-5～3-6所示。

1.顶板次楞主楞计算
次楞最大变形f=0.38mm<L/400=1800/400=4.5mm，满足要求。

主楞最大变形f=0.25mm<L/400=1500/400=3.75mm，满足要求。

2.侧墙次楞主楞计算
次楞最大变形f=2.44mm<L/400=1800/400=4.5mm，满足要求。

主楞最大变形f=0.63mm<L/400=600/400=1.5mm，满足要求。

3实施效果
实施9个月以来，共完成江东大道二期综合管廊共150个节段，总长3.47KM，取得了较好的效果，现场实景见下图4-2“整体移动式模架实景图”。

采用整体移动式支架模板，通过整体模架的整体搭设、拆除、移动，可以节约地下综合管廊施工工期，减少施工成本。

从成本方面对比，20m 标准节段采用碗扣支架+塑料模板施工成本为5.12万元；20m标准节段整体移动式支架模板施工成本为3.863万元。

从人工成本对比，按传统的模板支架施工工艺，从垫层浇筑至主体结构+顶板浇筑+拆除模板需16天完成，需配置10人。

采用可移动式模板支架后从垫层浇筑至主体结构+顶板浇筑+拆除模板需12天完成，需配置5人，经对比分析得出出20m/节段施工，采用可移动式模板支架系统时，时间上可节约4天（约33%），人员可减少1/2（约40%），机械成本可节约25%。

四、总结
整体移动式支架模板体系采用了蜂巢钢主次楞、无拉杆体系，结构新颖、重量轻，易于安拆。

“外模整体外扩、内模收缩、节段拖拉”技术，
实现了内外侧模架整体移动，降低了劳动强度，提高了施工效率。

地下管
图3-2 顶板次楞主楞应力图（单位：MPa）
图3-3 侧墙次楞主楞应力图（单位：MPa）
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图3-5
顶板次楞、主楞位移图（单位：mm）
图3-4
立杆轴力、应力图（单位：MPa）
图3-6 侧墙次楞、主楞位移图（单位：mm）
廊整体移动式模板支架体系的成功应用，改进了常规城市地下管廊现浇法中模板支架的结构设计及施工工艺，使城市管廊主体结构施工朝一体化、标准化施工方向迈进一步。

通过此项施工技术的实践应用，积累了施工经验，为类似移动式模板支架结构的设计与施工提供参考和帮助。

（作者单位：中铁四局集团第一工程有限公司）作者简介：何宏盛（1979-），男，本科，高级工程师，研究方向为地下工程。

参考文献
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图4-1 整体移动式模架实景图
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