论全地下变电站高支模施工

论全地下变电站高支模施工

袁汉忠

袁汉忠

广东创成建设监理咨询有限公司

摘要：文章以工程实例详细介绍了全地下变电站高支模的专项方案设计及重要的施工技术措施，并对计算结果进行了验证，为同类型的高支模施工提供借鉴。

关键词：高支模；楼板结构；主梁结构；施工要点

一、高支模方案设计与验算

1.1专项概况

该全地下变电站高支模位于-0.850米层及-6.400米层。-0.850米层1～2×A～D和3～4×A～D轴由-11.700米层楼板和-6.400米层楼板中空至该层楼板，该位置梁板模板支承在地下室底板板面上（板面标高-15.100米），最大支模高度为14.25米；2～3×A～E和3～4×E～D轴由-6.400米层楼板中空至该层楼板，该位置梁板模板支承在-11.700米层楼板上，最大支模高度为10.900米；其余位置的楼板模板支承在-6.400米层楼板上，最大支模高度为5.550米；该层结构梁最大截面为1480×600mm，板厚最大为800mm，该区域采用全钢管支撑系统。-6.400米层采用门式架支撑系统。

1.2材料选择

18mm厚夹板，80mm×80mm枋木，3.0厚φ48钢管，Q235钢材。

1.3800厚楼板结构模板支撑验算

1.3.1楼板底模验算

（1）底模及支架荷载计算

q1=①＋②＋③＋④=27.96kN/m，q2=①＋②＋③=24.46kN/m

（2）楼板底模板验算

1）内力及挠度计算

M1=KMq1L2=-0.105×27.96×3002=-264222N?mm

V1=KVq1L=0.606×27.96×300=5083N

M2=KMq2L2=-0.105×24.46×3002=-231147N?mm

M3=KMq2L2=0.078×24.46×3002=171709N?mm

V2=KVq2L=0.606×24.46×300=4447N

υ2=Kυq，2L4/（100EI）=0.644×（24.46/1.2）×3004/（100×6000×486000）=0.36mm

M4=KM×PL=0.200×3.50×1000×300=210000N?mm

M5=KM×PL=-0.100×3.50×1000×300=-105000N?mm

V3=KVP=0.600×3.50=2100N

υ3=KυP，L3/（100EI）=1.456×（3.50/1.4）×1000×3003/（100×6000×486000）=0.34mm

2）抗弯强度验算

σ=Mmax/W=381709/54000=7.07N/mm2＜fm=13.00N/mm2，满足要求

3）抗剪强度验算

τ=3Vmax/（2bh）=3×6547/（2×1000×18）=0.55N/mm2＜fv=1.40N/mm2，满足要求

4）挠度验算

υmax=0.36+0.34=0.70mm＜[υ]=300/250=1.20mm，满足要求

（3）龙骨验算

1）抗弯承载力验算

σ=Mmax/W=581385/85333=6.81N/mm2＜fm=13.00N/mm2，满足要求

2）抗剪强度验算

τ=3Vmax/（2bh）=3×3601/（1×2×80×80）=0.84N/mm2＜fv=1.40N/mm2，满足要求

3）挠度验算

υmax=KυP，L3/（100EI）=1.146×4039×6003/（100×9000×3413333）=0.33mm＜[υ]=600/250=2.40mm，满足要求

1.3.2支撑强度验算

（1）荷载计算

N=1.2NGK+NQK=1.2×976+12304=13475N

（2）钢管立杆长细比验算

λ=LO/i=2214/15.90=139.25＜210，满足要求

（3）钢管立杆稳定性验算

N/（A）=13475/（0.248×424.00）=127.12N/mm2＜205N/mm2，满足要求

1.3.3支撑支承面验算

（1）支承面受冲切承载力验算

（0.7βhft＋0.25σpc，m）ηUmhO=[（0.7×1×0.91+0.25×0）×1.00×1000×100]/1000=63.70kN＞F=13.48kN，满足要求

（2）支承面局部受压承载力验算

ωβlfccAl=0.75×2×6120×0.02=183.60kN＞Fa=13.48kN，满足要求

1.41480X600主梁结构模板支撑验算

1.4.1梁底模验算

（1）梁底模及支架荷载计算

q1=①＋②＋③＋④=32.17kN/m，q2=（①＋②＋③）/1.2=23.36kN/m

（2）梁底模板验算

1）抗弯强度验算

σ=Mmax/W=304007/79920=3.80N/mm2＜fm=13.00N/mm2，满足要求

2）抗剪强度验算

τ=3Vmax/（2bh）=3×5849/（2×1480×18）=0.33N/mm2＜fv=1.40N/mm2，满足要求

3）挠度验算

υmax=Kυq2L4/（100EI）=0.644×23.36×3004/（100×6000×719280）=0.28mm＜[υ]=L/250=300/250=1.20mm，满足要求

（3）龙骨验算

1）抗弯强度验算

σ=Mmax/W=1145637/8980=127.58N/mm2＜f=205.00N/mm2，满足要求

2）抗剪强度验算

τ=3Vmax/（2bh）=3×5.80×1000/（2×2×424.00）=10.26N/mm2＜fv=120.00N/mm2，满足要求

3）挠度验算

υmax=KυPL3/（100EI）=1.795×4.53×1000×9003/（100×206000×215600）=1.33mm＜[υ]=L/250=900/250=3.60mm，满足要求

1.4.2支撑强度验算

（1）荷载计算

N=1.2NGK+NQK=1.2×1082+15936=17234N

（2）钢管立杆长细比验算

λ=LO/i=2214/15.90=139.25＜210，满足要求

（3）钢管立杆稳定性验算

N/（A）=17234/（0.248×424）=163.90N/mm2＜205N/mm2，满足要求

1.4.3支撑支承面验算

（1）支承面受冲切承载力验算

（0.7βhft＋0.25σpc，m）ηUmhO=[（0.7×1×0.91+0.25×0）×1.00×1020×105]/1000=68.22kN＞17.23kN，满足要求。

（2）支承面局部受压承载力验算

ωβlfccAl=0.75×2×6120×0.02=183.60kN＞17.23kN，满足要求

1.4.4侧模板验算

（1）荷载计算

1）新浇砼的侧压力：F1=45.75kN/m2，F2=14.40kN/m2（取小值）

2）荷载计算：F+Q3K=22.88kN/m2，F/1.2=14.40kN/m2

（2）侧模板强度验算

1）抗弯强度验算

σ=Mmax/W=97335/24300=4.01N/mm2＜fm=13.00N/mm2，满足要求

2）抗剪强度验算

τ=3Vmax/（2bh）=3×1.87×1000/（2×18×450）=0.35N/mm2＜fv=1.40N/mm2，满足要求

3）挠度验算

υmax=Kυq，L4/100EI=0.644×6.48×3004/（100×6000×218700）=0.26mm＜[υ]=L/250=300/250=1.20mm，满足要求

（3）对拉螺栓计算

N=abFs=0.60×0.23×21.74=3.00kN＜对拉螺栓φ12，容许拉力[Ntb]=12.90kN，满足要求

（4）侧肋强度验算

1）抗弯强度验算

σ=Mmax/W=43411/85333=0.51N/mm2＜fm=13.00N/mm2，满足要求

2）抗剪强度验算

τ=3Vmax/（2A）=3×0.96×1000/（2×80×80）=0.23N/mm2＜fv=1.40N/mm2，满足要求

3）挠度验算

υmax=Kυq，L4/100EI=0.521×4.32×2254/（100×9000×3413333）=0mm＜[υ]=L/250=225/250=0.90mm，满足要求

1.4.5梁侧檩梁验算

1）抗弯强度验算

σ=Mmax/W=198018/（2×4490）=22.05N/mm2＜fm=205.00N/mm2，满足要求

2）抗剪强度验算

τ=3Vmax/（2A）=3×1270/（2×2×424）=2.25N/mm2＜fv=120.00N/mm2，满足要求

3）挠度验算

υmax=KυP，L3/（100EI）=1.097×1215×6003/（100×206000×215600）=0.06mm＜

[υ]=L/250=600/250=2.40mm，满足要求

二、施工要点

2.1钢管、门式架、支顶配件等多为租赁，到场后应检查其产品说明书及出厂合格证。有破损、弯曲、凹腔、裂缝、变形、锈蚀严重和焊口断裂的不得使用。严把材料关。

2.2钢管、门式架立杆必须设置底座，如在建筑物周边地基上搭设，应垫平夯实，在支撑下部加设通长垫板（或垫木）及扫地杆，并能满足承载力要求，并做好可靠的排水措施，防止积水浸泡地基，防止支撑下沉。

2.3立杆接长必须采用对接扣件连接，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm。

2.4可调底座或顶托的调节螺杆伸出长度不宜超过200㎜，并可靠连接固定。

2.5扣件螺栓拧紧力矩为40～60N?m，全数检查，确保满足力矩要求。

2.6支顶要符合规定的主控项目要求，不同型号的钢管、门式架不能混用。并严格控制搭设的垂直度。

2.7钢管、门式架的水平联接件要与邻近坚固物连结，使之不产生位移。

2.8钢管、门式架排列要考虑设置施工通道。

2.9在1/2跨位置，每个监测剖面布设二个支顶水平位移监测点、三个支顶沉降观测点，监测支架沉降和水平位移，以及进行支承地面稳定性沉降观测。浇筑前测量一次，记录为初始值，浇筑时每隔30min测量一次。梁的支架沉降位移预警值取8mm，沉降位移允许值取10mm，梁的支架水平位移预警值取5mm，水平位移允许值取8mm。

2.10砼按柱梁板顺序浇筑，梁由梁中向两侧对称浇筑，梁高度大于1000mm的梁分层浇筑，分层高度不大于500mm，上层砼的浇筑在其下层砼初凝前完成，且不大于1h。浇筑楼板及屋面砼时应随浇随整平，不得让砼大量堆积在某个施工面，造成局部荷载过大而对模板及支撑不利。

三、结束语

在此全地下变电站工程高支模专项施工方案编审过程中，为确定最大支模高度（14.25米）区域支撑系统，分别对全门式架、门式架加钢管、全钢管支撑系统进行计算，最终采用本文介绍的、安全系数最高的、专家论证最为认可的全钢管支撑系统。本文对最厚楼板结构（800）模板支撑及最大主梁结构（1480X600）模板支撑全钢管体系的验算，及最终施工成果验证了此方案是安全可靠的。结合施工要点，希望为同类型的高支模施工提供一些借鉴。