地鐵車站頂板支撐方案的優化

2021-12-27 14:51:22 字數 2445 閱讀 7262

摘要上海軌道交通6號線源深體育中心站為地下雙跨雙層箱形鋼筋混凝土結構,為保證雙圓盾構順利過車站,對原頂板的支撐加固方案進行了優化。將從車站底板到頂板的豎向型鋼支撐改為45o斜撐,不僅增大了盾構過站期間的操作空間、減小了施工難度,而且節約了工程成本。該優化方案可為類似工程提供借鑑。

關鍵詞車站施工型鋼支撐頂板跨度斜撐安裝與拆卸

1 工程概況

上海軌道交通6號線源深體育中心站為地下雙圓盾構過站車站,結構形式為雙跨雙層箱形鋼筋混凝土結構,頂板厚500 mm,中板厚400 mm,底板厚800 mm,內襯厚600 mm;結構立柱為800 mm×500 mm,地下一層的層高為3.6 m,地下二層的層高為6.6 m。

雙圓盾構截面尺寸為11.12 m×6.52 m,盾構過站期間頂進基座高560 mm。

2 方案優化

2.1 原方案

雙圓盾構過站前先完成結構底板、側牆及頂板的製作,由於結構中柱正處於盾構頂進的中心線,而結構中板底標高又與盾構在高程上相碰(6.52+0.56=7.

08 m>6.6 m),因此,結構中柱及中板必須在盾構過站後再進行施工。

為保證盾構過站期間基坑及結構頂板的安全,原設計頂板支撐方案中設定了h500×200×10×18型鋼,從車站底板支撐頂板,並在兩側側牆與型鋼之間的2.3 m範圍內保留腳手架(見圖1),使頂板最大跨距由17.6 m減小至13.

3 m。

2.2 優化理由

⑴ 型鋼支撐用量較大(hm500×300×11×18型鋼約94 t);

⑵ 盾構進洞及過站完成時間的推遲,型鋼的租賃週期也隨之加長,增加工程成本;

⑶ 型鋼支撐的長細比較大,上下兩端需設定縱向型鋼,對各節點的焊接質量及整體穩定性要求較高;

⑷ 兩側保留的腳手架給結構施工中支撐的安裝與拆卸增加風險與難度;

⑸ 型鋼支撐及保留部分腳手架佔車站結構的空間較大,造成盾構過站期間操作空間不

足,給盾構過站帶來不便;

⑹ 在盾構過站後中板製作時,需在豎向型鋼支撐位置預留較多的孔洞(孔洞間距為3.5~4 m,孔洞尺寸為700 mm×500 mm),以供型鋼拆除時用,從而大大影響中板結構質量及安全;並且增加型鋼拆除時的難度(每根豎向型鋼支撐長9.6 m),還將造成大量型鋼浪費。

2.3 優化後方案

⑴ 將豎向型鋼支撐改為45o斜撐(hn500×200×10×16型鋼雙榀),斜撐兩端與預埋在結構(側牆、中板與頂板)內的鋼板焊接固定,使盾構過站期間頂板最大跨度由原方案中的13.3 m縮小至10.4 m。

⑵ 拋撐間距為3.5~4 m,與水平鋼支撐間隔布置;

⑶ 在斜撐安裝之前,先製作完成部分中板(側牆邊向內1.5 m);

⑷ 在斜撐與頂板的接觸位置上增加縱向暗梁,梁寬1000 mm,樑高同頂板厚度。

優化後的頂板支撐布置見圖2。

3 優化方案實施

3.1 斜撐的安裝

⑴ 斜撐的固定須在側牆和部分中板的施工完成後、頂板的模板搭設之前進行。每根斜撐的平面位置、切割長度與角度均通過計算來確定;

⑵ 斜撐的下端擱置在中板與側牆拐角處,並與預埋板(450 mm×500 mm,錨固筋採用4φ25;)滿焊;

⑶ 斜撐的上端與頂板預埋板(900 mm×500 mm,錨固筋採用10φ25)焊接,預埋板在頂板模板鋪設前固定位置,並保證其底面與設計頂板的底面相一致;

⑷ 斜撐與頂板的預埋板焊接牢固後,經各方檢查合格,方可進行頂板的模板、鋼筋、混凝土澆築施工。

⑸ 每根型鋼重985 kg,在頂板混凝土澆築之前,必須將斜撐與頂板的腳手架體系進行聯絡與固定,保證型鋼斜撐的穩定與安全。

圖3 為斜撐的加固截面圖。

3.2 實施效果

在結構頂板混凝土強度達到設計要求後,拆除滿堂腳手架。在盾構過站之前,對結構頂板及側牆進行檢查,發現頂板及側牆的裂縫及滲水較少,完全滿足車站設計的防水要求;在盾構過站過程中,每2周對車站基坑進行監測,監測報告顯示,車站基坑變形基本穩定。

3.3 立柱及中板施工

為方便下一層結構立柱的混凝土澆築及保證澆築質量,在頂板施工過程中,將f150鋼管豎向預埋在設計立柱的中心位置上;在車站底板及頂板施工中,按設計要求預埋鋼筋接駁器、鋼筋及型鋼斜撐拆除預埋鋼板。待盾構過站後,先施工下二層結構立柱,達到設計要求強度後進行中板施工,然後施工下一層結構立柱(經頂板預留鋼管澆築立柱混凝土,充分振搗,保證立柱質量),待中板及立柱混凝土強度達到要求後,方可拆除型鋼斜撐。

3.4 斜撐拆卸

⑴ 在頂板拆支撐預埋板上焊製吊鉤;

⑵ 用鋼絲繩經頂板吊鉤將型鋼斜撐懸掛穩定住;

⑶ 將型鋼斜撐與上下端的預埋板割離;

⑷ 以中板與側牆的拐角點為支點,將型鋼斜撐旋轉,輕放至中板麵上,並將其從結構內部吊出。

在拆卸過程中,保證型鋼的輕拉、輕放,避免給結構造成較大的撞擊及損傷。

4 結束語

為了保證盾構安全過站,對大跨度頂板所採用的斜撐方案是切實可行的。斜撐的安裝及拆除較方便;在保證安全的情況下,節省了大量的型鋼(較原方案節省58 t),簡化了施工工藝,有效地縮短了工期,節約工程成本,取得了一定的經濟效益。

該斜撐方案可供類似工程借鑑,不足之處請不吝指正。

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