郭范 趙書東 吳瑜 萬(wàn)海濤

【摘要】成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓前高架橋、主進(jìn)場(chǎng)通道道路設(shè)計(jì)工程分別由 A、B（本標(biāo)段）2個(gè)標(biāo)段完成，其結(jié)構(gòu)形狀類似馬蹄形的4號(hào)隧道，由相接壤的 A/B2個(gè)標(biāo)段分段進(jìn)行施工，本標(biāo)段通過(guò)對(duì)比 A標(biāo)段的2種模架體系設(shè)計(jì)方案，總結(jié)得出第3種更加適合本標(biāo)段現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的模架設(shè)計(jì)方案，文章通過(guò)對(duì)該模架體系進(jìn)行理論分析計(jì)算、結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了本標(biāo)段模架體系方案的可行性。最終分析得出馬蹄形隧道各種模架體系設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)應(yīng)用場(chǎng)景。

【關(guān)鍵詞】異型曲率;以直代曲;高大拱形結(jié)構(gòu);超長(zhǎng)線行結(jié)構(gòu);支撐體系

【中圖分類號(hào)】 U455.91【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A

1工程概況

成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓前高架橋、主進(jìn)場(chǎng)通道工程是成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)綜合換乘中心地下車輛通行的重要通道。該工程中4號(hào)隧道起訖里程為 ZK0+338-ZK3+945，全長(zhǎng)3607 m，其中 ZK0+590-ZK1+192.673區(qū)段內(nèi)隧道由不規(guī)則曲線構(gòu)成的馬蹄狀鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（sKG型框架）區(qū)間長(zhǎng)度602.673 m，底板厚0.9 m，側(cè)墻及頂板厚0.8 m，寬14.08 m，高8.57 m，見圖1。

ZK0+590-ZK0+762.138位于直線段上，ZK0+762.13- ZK1+099.554位于曲線半徑為3500m的右偏曲線上，ZK1+099.554-ZK1+192.673位于曲線半徑為3500 m 的左偏曲線上，見圖2。

ZK0+590-ZK1+192.673縱斷面由兩凹形線及2個(gè)凸曲線型組成，縱坡為-4.7500%、0.5000%、3.8025%，本段隧道最小埋深0.82 m，最大埋深13.6 m，見圖3。

2模架體系設(shè)計(jì)方案對(duì)比

2.1 A標(biāo)段模架體系設(shè)計(jì)方案概況

A標(biāo)段涉及馬蹄形的sKG型框架隧道起止于 ZK0+590-ZK1+172.673處，共計(jì)582.673 m。根據(jù)體量大、結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合sKG型框架結(jié)構(gòu)橫斷面、結(jié)構(gòu)平面曲線、豎向曲線等不規(guī)則馬蹄狀曲線問(wèn)題，以及考慮結(jié)構(gòu)及施工荷載，最終選出2種模架體系設(shè)計(jì)方案，見表1。分別為：方案一采用由內(nèi)模臺(tái)車+外模臺(tái)車組成的成型臺(tái)車;方案二采用盤扣架+工字鋼+方木+弧形多層板。其中方案二中的工字鋼，主要根據(jù)sKG型框架橫斷面設(shè)計(jì)曲線定尺加工而成，2種模架體系設(shè)計(jì)方案現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例見圖4。

2.2 B標(biāo)段模架體系設(shè)計(jì)方案概況

B標(biāo)段（本標(biāo)段）涉及馬蹄形的sKG型框架隧道起止于ZK1＋172.673～ZK1＋192.673處，共計(jì)20 m。根據(jù)其體量小、施工周期短的特點(diǎn)，對(duì)比 A標(biāo)段模架體系設(shè)計(jì)方案，本標(biāo)段的模架體系設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)特性、施工工期以及企業(yè)自身資金情況等因素綜合確定，最終確定采用第3種模架體系設(shè)計(jì)方案，見表2。方案采用盤扣架＋可拼接薄壁冷彎雙 C型鋼＋方木＋弧形多層板[1]。

2.3 A和 B標(biāo)段模架體系設(shè)計(jì)方案對(duì)比

對(duì)本工程這種由不規(guī)則曲線構(gòu)成的馬蹄狀鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，模架系統(tǒng)的對(duì)比，如何實(shí)現(xiàn)"以直代曲"和高承載力、高穩(wěn)定性是模架方案成敗的關(guān)鍵問(wèn)題。落實(shí)在具體方案中，主要是主龍骨和支架的選型。結(jié)合工程實(shí)踐中"以直代曲"的實(shí)例選用臺(tái)車、盤扣架＋傳統(tǒng)的12.6號(hào)工字鋼、盤扣架＋可拼接薄壁冷彎雙 C形鋼[2]，對(duì)比分析見表3。

通過(guò)對(duì)比分析，上述3種方案，均很好的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)效果?？紤]不同的使用場(chǎng)景，得出結(jié)論：方案一（臺(tái)車），適用于結(jié)構(gòu)形式相對(duì)固定，工程體量較大，資金壓力小的工程;方案二（小48.3 mm盤扣架＋12.6號(hào)工字鋼），適用于工程體量小，垂直運(yùn)輸便利的工程;方案三（小48.3 mm盤扣架＋可拼接薄壁冷彎雙 C形鋼），適用于工程體量適中，結(jié)構(gòu)變化多樣，資金壓力大的工程（圖5）。

3 B標(biāo)段模架體系設(shè)計(jì)及應(yīng)用

3.1模架體系設(shè)計(jì)

3.1.1模架的選擇

針對(duì)于馬蹄形的 SKG型框架，綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)及適用性，最終選用小48.3 mm盤扣架作為結(jié)構(gòu)的支撐架[3]。盤扣架具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①高承載力，標(biāo)準(zhǔn)型立桿采用0345鋼材質(zhì)制作而成，連接盤及插銷采用碳素鋼，外徑為小48.3 mm，壁厚3.2 mm，節(jié)點(diǎn)采用鍛造工藝，可承載較大荷載;②高穩(wěn)定性，盤扣架配套產(chǎn)品包含水平斜桿、豎向斜桿，斜桿通過(guò)插銷的形式與連接盤進(jìn)行連接，可形成較為牢固穩(wěn)定的整體，見圖6。

3.1.2主龍骨的選擇

本工程選用的可拼接薄壁冷彎雙 C形鋼，通過(guò)拼接組合，可適用于不同曲率的弧，從而達(dá)到更好的貼合效果，施工相對(duì)簡(jiǎn)單，可重復(fù)多次周轉(zhuǎn)，租賃費(fèi)用交底，安全風(fēng)險(xiǎn)小，承載力高，見圖7。

3.2 B標(biāo)段的模架應(yīng)用

馬蹄形的 SKG型框架隧道，采用小48.3 mm盤4架，縱橫向間距均為900 mm，架體布局1500 mm，豎向斜桿每跨設(shè)置，水平剪刀撐上中下各設(shè)置一道，底座選用可調(diào)節(jié)底座，頂托選用帶 U型槽可調(diào)節(jié)頂托，主龍骨選用可拼接薄壁冷彎雙 C形鋼間距900 mm，次龍骨選用100 mmx100 mm方木間距200 mm，面板選用15 mm厚多層板。

馬蹄形的 SKG型框架隧道的順利施工，分解為幾個(gè)步驟完成。

（1）澆筑底板混凝土以及上反混凝土導(dǎo)墻，上反導(dǎo)墻及底板內(nèi)預(yù)留拉結(jié)螺栓，見圖8。

（2）按照設(shè)計(jì)高度，搭設(shè)模板支撐架，并安裝主次龍骨及內(nèi)側(cè)弧形模板，見圖9。

（3）墻、板鋼筋安裝，施工時(shí)預(yù)留支撐鐵以及拉結(jié)螺栓，隨后進(jìn)行外側(cè)弧形模板安裝，并在頂部預(yù)留澆筑孔，見圖10。

（4）澆筑混凝土，需控制混凝土坍落度不大于120 mm， 見圖11。

對(duì)本工程這種由不規(guī)則曲線構(gòu)成的馬蹄狀鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，模架系統(tǒng)的對(duì)比，如何實(shí)現(xiàn)"以直代曲"和高承載力、高穩(wěn)定性是模架方案成敗的關(guān)鍵問(wèn)題。落實(shí)在具體方案中，主要是主龍骨和支架的選型。結(jié)合工程實(shí)踐中"以直代曲"的實(shí)例，選用臺(tái)車（全能型）、盤4架+雙U型主龍骨和盤4架+傳統(tǒng)的12.6號(hào)工字鋼，對(duì)比分析見表2。

4結(jié)束語(yǔ)

盤4架+可拼接薄壁冷彎雙 C形鋼+方木+面板的模架體系設(shè)計(jì)方案，可應(yīng)對(duì)多種結(jié)構(gòu)變化，不僅僅適用于復(fù)雜多變的曲面結(jié)構(gòu)，造型方正的結(jié)構(gòu)適用性更強(qiáng)，有操作簡(jiǎn)單、資金占用小、縮短施工工期、安全性高的特點(diǎn)，可針對(duì)類似工程進(jìn)行推廣使用，以解決類似工程的模架應(yīng)用難題。

參考文獻(xiàn)

[1]盧喜成，毛杰，于越，等.大曲率高拱結(jié)構(gòu)扣厚頂板模架設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2022，49（4）：31-36.

[2]盧喜成，李紅濤.大跨度扣長(zhǎng)高承載連續(xù)變截面拱形模架體系[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2021，48（24）：115-116.

[3]承插型盤4式鋼管支架構(gòu)件： JG/T503-2016.