地铁车站轨顶风道支架施工方案设计

李连生

（陕西铁路工程职业技术学院　陕西渭南　714000）

地铁车站轨顶风道支架施工方案设计

李连生

（陕西铁路工程职业技术学院陕西渭南714000）

介绍某地铁车站轨顶风道支架施工方案设计，利用MIDAS/Civil 2012对满堂扣件式钢管脚手架进行力学受力分析与检算，提出方案设计的改进建议。为今后类似条件的临时支架方案设计提供参考。

风道支架方案设计Midas civil

1　工程概况

在某车站主体结构及其所在区间隧道盾构推进结束后，进入车站内的轨顶排风热道施工，如图 1所示。由于轨顶排热风道顶面距离中板约0.9 m，不利于模板的安装、混凝土的浇筑和振捣；风道预埋件及预留洞口多，且精度要求高，风道悬挂在中板下面，由侧墙预埋钢筋和中板预埋钢筋对其进行支撑；施工场地狭窄，不利施工材料的堆放，亦不利于整个工程的多断面同时开工，制约了工程进度；结构风道属于高空作业，危险性较大。

2　支架方案设计

车站轨顶风道模板支撑架搭设型式为满堂扣件式钢管脚手架。根据施工现场实际情况，轨顶风道支架中部需设置运输通道，以满足通行盾构水平运输设备电瓶车的要求，所以支架采用带有门洞的支架形式，如图1所示。

图1　风道模板支架　

脚手架布局采用立杆横向水平间距×立杆纵向水平间距×步距：900×1200×1200mm，根据限界要求，中间预留2.1m宽和3.3m高的电瓶车行走通道。轨顶风道模板采用15mm厚胶合模板，主梁采用双拼φ48×3mm钢管，次梁采用100×100mm方木。同时搭设脚手架爬梯，方便施工人员进出现场。

3　支架设计计算

3.1荷载计算

（1）永久荷载

如图1所示，长度3.4 m的风道底板在其左、右端处的钢筋混凝土自重荷载p1计算过程如下表1所示，其中钢筋混凝土重度g=25 kN/m3。模板自重p2=0.5 kPa。

表1　风道底板与右侧竖板的自重线荷载计算表

（2）可变荷载

施工人员及设备按均布活载取p3=1.0kPa；浇筑、振捣混凝土时的活载取p4=1.0kPa。

（3）荷载组合

荷载组合如下表2所示。

表2　荷载组合表　　　　　单位：kPa

3.2风道模板体系检算

（1）面板检算

风道底板面板上的最大荷载：p=9.94kPa 。面板竹胶合板厚15mm，在其下横向垫置10×10cm的肋木，间距60cm，横向取单位宽1m的竹胶合板，按二跨连续梁检算。

纵向线荷载：q=9.94×1=9.94kN/m

刚度检算：

只取永久荷载p1+p2=（3.75+5.45）/2+0.5=5.1k P a，纵向线荷载q=5.1×1=5.1kN/m 。

（2）次梁检算

风道底板下横向垫置10×10cm的次梁，间距60cm，计算简图如图2所示。

图2　风道底板下次梁的计算简图

风道底板左、右端的横向线荷载为7.9×0.6=4.74kN/m 、9.94´0.6=5.964kN/m。次梁内力图如图3、4所示：

图3　次梁弯矩图

图4　次梁剪力图

刚度检算：

只取永久荷载标准值时横向线荷载为4.25×0.6=2.55kN/m 、5.95´0.6=3.57kN/m，见图2。

图5　次梁刚度检算时的挠度图

（3）主梁检算

强度检算：取用次梁强度检算时最右侧的支座反力为7017.8N，如图6、图7所示。

图6　次梁强度检算时的支座反力

图7　主梁强度检算时的计算简图

主梁为双拼φ48×3mm钢管：

刚度检算：次梁刚度检算时，只取永久荷载标准值，最右侧的支座反力为4347.7N，如图8所示。

图8　次梁强度检算时的支座反力　

图9　主梁刚度检算时的计算简图　

（4）立杆稳定性检算

立杆的纵向水平间距为1.2 m，风道荷载计算单元面积及立杆压力计算如下表3。

表3　计算单元面积及立杆压力计算表

图10　压力计算　

3.3门洞横梁检算

强度检算：

图11　门洞顶部横梁的计算简　

图12　门洞顶部横梁的弯矩图　

采用双拼14号槽钢（口对口）。

刚度检算：

图13　门洞顶部横梁的计算简图　

图14　门洞顶部横梁的挠度图　

刚度检算：只取永久荷载标准值。

4　结论

轨顶风道支架中部留有宽2.1m和高3.3m的门洞，用来满足通行盾构水平运输设备电瓶车的要求。由以上门洞顶部横梁的挠度图可知最大挠度为f =3.3 mm，建议门洞横梁上移预留5mm的沉降量来满足门洞的限界要求。

［1］中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ130-2011建筑施工扣件式脚手架安全技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社2011

［2］中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ166-2008建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社2008

［3］中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规范［S］ .北京：中国建筑工业出版社2008

Construction Scheme Design of Air Passage Bracket over Rail-top in Subway Station

LI Lian-sheng
（Shaanxi Institute of Railway TechnologyWeinanShaanxi714000China）

The article introduces the construction scheme design of air passage bracket over rail-top in a subway station. Analysis and stress check computation on the full framing fastener type steel tube scaffold is made by Midas/Civil 2012， and the design improvement suggestions are put forward， which provides

for similar bracket scheme design of temporary structure construction in the future.

air passage bracketscheme designMidas civil

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A

1673-1816（2015）04-0006-07

2015-10-14

李连生（1969-），男，河南巩县人，副教授，研究方向桥梁与隧道工程。