变截面厚重拱板的支模体系的探讨

王东冬

摘 要：随着现代建筑规模的扩大，结构断面尺寸随之加大变得十分厚重，结构断面形式也出现多样化，如拱形顶板等。面对弧形厚重的顶板，目前多采用重型支撑架配以由型钢加工而成的龙骨作为支撑体系。型钢龙骨虽然强度高却有加工难、自重大、安拆安全风险大、周转困难等缺点。若利用扣件式钢管轻便、易加工的特性，将其在施工现场加工成弧形组合使用取代型钢龙骨，可在安全控制和经济效益等多方面取得良好的效果。

关键词：扣件式钢管;弧形龙骨;厚重拱板;支模体系工程概况

1 工程基本情况

成都天府国际机场位于四川省成都市简阳市芦葭镇，是“国家十三五”规划中计划将要建设的我国最大的民用运输枢纽机场项目。其大厅下部为新建铁路成都至自贡线天府机场站，该地下车站（以下称“大铁”）咽喉段大里程隧道顶板呈拱形，拱板厚度有2.5m、2.8m、3m三种形式。隧道沿纵向由五孔截面变化至一孔，又细分为13个典型剖面，每个剖面内拱板矢高相同，但净宽度渐变，弦长与曲率沿隧道纵向各不相同。

2 支模体系选定

2.1 难点分析

2.1.1 顶板厚重：拱形顶板厚度3米，对支模体系的承受荷载能力要求极高。

2.1.2 结构复杂：大铁拱形顶板为多跨钢筋混凝土拱形结构，跨度大、曲率大，沿隧道方向净宽不规则渐变。

2.1.3 体量庞大：标段总长近500米，宽度从60米向20米不规则渐变，高度约12米，支撑体系用量庞大。

2.2 传统方案分析

2.2.1 隧道衬砌台车

隧道衬砌台车虽然具有安全可靠、操作方便的优势，但仅适用于尺寸固定的隧道。本工程为隧道咽喉区，净跨不规则渐变，无法适用台车模板施工。

2.2.2 满堂支撑体系

满堂支撑体系具有灵活多变的特点，可解决隧道咽喉区净跨渐变的难题。但传统的满堂支撑体系方案中，面对如此厚重的顶板多采用型钢作为龙骨。

型钢龙骨自重大，人力无法搬运，特別是在顶板封闭后，需要在隧道内吊装拆除模架，安全风险极大。同时隧道呈拱形，沿长方向净宽不规则渐变，主龙骨须制作成弧形且加工尺寸各不相同，无法周转使，极大地增加了施工成本。

2.3 方案选定

既然不可避免采用满堂支撑架，则必须解决其龙骨的问题。扣件式钢管具有轻便、易加工、易取材的特点，是不错的选择。通过对扣件式钢管的组合效应验算以及试验测试，发现将其三根并排组合共同作业时，其强度可满足本工程需求。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

测量放样→架体搭设→主龙骨安装→次龙骨安装→底模板安装

3.2 操作要点

3.2.1 测量放样

由于变截面拱形顶板，其立杆高度、主龙骨弧度各不相同。故在搭设架体和主龙骨加工前，应先进行放样。

放样时，先在图纸上把所有立杆的平面布置画出并进行对应编号，然后一一计算截面弧度及立杆高度。放样过程中须考虑模板起拱。

3.2.2 架体搭设

支撑体系杆件采用普通插销式盘扣脚手架。由下向上逐层搭设至拱板底面。

3.2.3 主龙骨安装

3.2.3.1 主龙骨采用截面尺寸为Φ48.3×3.6mm的钢管，在加工棚中使用数控弯曲机进行弯曲加工，弯曲半径由放样确定。

3.2.3.2 主龙骨采用并排的组合方式共同作业，纵向间距600mm，接长采用对接扣件并错开接头。沿隧道方向设置贯通双钢管与主龙骨使用蝴蝶扣拉结，贯通杆环向间距2m。

3.2.3.3 主龙骨全部由立杆端部的顶托将其支撑，在靠近起拱线处，加设木楔子使龙骨能将荷载传递至顶托中心，使顶托达到轴心受力。

3.2.4 次龙骨安装

次龙骨采用截面尺寸为50×100mm的木枋，沿隧道纵向布置，其中心轴线间距为200mm。使用钢丝与主龙骨固定。

3.2.5 面板安装

利用胶合板自身韧性，将其弯弧后采用钉子固定于次龙骨上。安装时应注意拼缝严密，不符合模数的面板须裁剪合适后安装。

4 结语

面对变截面厚重拱形顶板，采用插销式盘扣满堂脚手架作为竖向支撑，将扣件式钢管加工为弧形作为主龙骨，木枋作为次龙骨，覆膜胶合板作为面板，形成了一套容易取材、自重轻、搭拆安全、施工便捷的满堂脚手架支模体系，避免了采用重型龙骨，人工操作即可，无需起重机械辅助，安装精度高，极大地提高了施工安全和施工质量。且弧形扣件式钢管经加工处理后可重新用于工程，无论在施工成本还是工程材料上都有可观的节约。