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中铁港航局二公司 广州 020
摘要：本文针对深圳地铁高架区间箱梁施工中采用了不同箱梁外排架结构的现状，通过对两种不同模板外排架进行内力分析和材料用量比较，比选出了使用性和经济性较好的结构形式。
关键词：地铁；箱梁施工；迈达斯；模板外排架
1 引言
深圳是中国大陆地区继北京、天津、上海、广州后第5个拥有地铁系统的城市。现今的深圳地铁共有5条线路、131座车站、总长177公里的运营线路，构成了覆盖深圳市五个市辖行政区的地铁网络，其中的地铁高架区间成为了这座城市的观光线。然而在地铁高架区间施工过程中由于不同施工单位对临时设施的设计理念不一样，现浇箱梁的支架、跨路口钢管支撑架、模板外排架等往往有不同的结构形式。
本文针对地铁5号线大塘高架区间和地铁11号线塘马高架区间施工中采用了不同的箱梁模板外排架（图1、图2所示）这一现状，通过受力分析和材料用量比较，比选出了使用性和经济性较好的结构形式。
图1：地铁5号线大塘高架区间箱梁模板外排架图（类型1）
图2：地铁11号线塘马高架区间箱梁模板外排架图（类型2）
2 结构分析
2.1荷载计算
按《公路桥涵施工技术规范》（JTG T F50-2011）以及《路桥施工计算手册》，计算侧模板排架时应考虑模板排架自重、新浇筑的钢筋混凝土结构物的重力、振捣混凝土时产生的振动荷载以及新浇筑的混凝土对侧面模板的压力。
2.1.1 模板及排架自重，组合钢模取，排架取自重。
2.1.2 新浇筑的钢筋混凝土结构物的重力，取。
2.1.3 振捣混凝土时产生的振动荷载，取。
2.1.4 模板的最大侧压力的计算
新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值：
（D-1）
（D-2）
式中： -- 混凝土的重力密度，取； -- 新浇混凝土的初凝时间，按现场实际值取约7.0小时；-- 混凝土浇筑速度（）；-- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（2m）；-- 外加剂影响修正系数，取1.2； -- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.15。
根据以上两个公式计算，取较小值作为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力 P；
取较小值P=48.0kPa作为箱梁侧模部分计算荷载标准值。
有效压力高度为：
2.2 建立有限元模型
模板外桁架采用型钢组合，采用MIDAS CIVIL2010 建立模型计算其强度和刚度，两种模板外排架模型分别如下图3、图4所示：
图3：大塘箱梁模板外排架模型图 图4：塘马箱梁模板外排架模型图
2.3 强度计算
通过有限元分析，两种结构形式各构件的应力分布如下图5、图6所示：
图5：大塘箱梁模板外排架应力图 图6：塘马箱梁模板外排架应力图
由上图5可知，类型1的最大应力为130.3 MPa < 215MPa，强度安全储备系数为1.65，由上图6可知，类型2的最大应力为115.0MPa < 215MPa，强度安全储备系数为1.87。
2.4 刚度计算
通过有限元分析结构的位移，两种结构形式各构件的位移分布如下图7、图8所示：
图7：大塘箱梁模板外排架位移图 图8：塘马箱梁模板外排架位移图
由上图7可知，类型1的最大位移为1.05mm，由上图8可知，类型2的最大位移为0.53mm，刚度均满足的要求。
3 材料用量比较
根据排架设计图纸可知，单片排架的工程数量如下表1所示：
表1：模板外排架钢材数量表
序号 排架类型 材料规格 材料数量（m） 重量合计（kg）
1 大塘箱梁模板外排架 槽10 17.86 178.6
2 塘马箱梁模板外排架 槽10 16.7 167.0
4 结论
通过以上分析可知，两种结构均能满足施工要求，但經过比较可发现塘马箱梁模板外排架的安全储备系数高、刚度好且材料用量少，在使用性和经济性方面具有优势。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG T F50-2011）
[2]《钢结构设计规范》（JTG/T F50 -2011）
摘要：本文针对深圳地铁高架区间箱梁施工中采用了不同箱梁外排架结构的现状，通过对两种不同模板外排架进行内力分析和材料用量比较，比选出了使用性和经济性较好的结构形式。
关键词：地铁；箱梁施工；迈达斯；模板外排架
1 引言
深圳是中国大陆地区继北京、天津、上海、广州后第5个拥有地铁系统的城市。现今的深圳地铁共有5条线路、131座车站、总长177公里的运营线路，构成了覆盖深圳市五个市辖行政区的地铁网络，其中的地铁高架区间成为了这座城市的观光线。然而在地铁高架区间施工过程中由于不同施工单位对临时设施的设计理念不一样，现浇箱梁的支架、跨路口钢管支撑架、模板外排架等往往有不同的结构形式。
本文针对地铁5号线大塘高架区间和地铁11号线塘马高架区间施工中采用了不同的箱梁模板外排架（图1、图2所示）这一现状，通过受力分析和材料用量比较，比选出了使用性和经济性较好的结构形式。
图1：地铁5号线大塘高架区间箱梁模板外排架图（类型1）
图2：地铁11号线塘马高架区间箱梁模板外排架图（类型2）
2 结构分析
2.1荷载计算
按《公路桥涵施工技术规范》（JTG T F50-2011）以及《路桥施工计算手册》，计算侧模板排架时应考虑模板排架自重、新浇筑的钢筋混凝土结构物的重力、振捣混凝土时产生的振动荷载以及新浇筑的混凝土对侧面模板的压力。
2.1.1 模板及排架自重，组合钢模取，排架取自重。
2.1.2 新浇筑的钢筋混凝土结构物的重力，取。
2.1.3 振捣混凝土时产生的振动荷载，取。
2.1.4 模板的最大侧压力的计算
新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值：
（D-1）
（D-2）
式中： -- 混凝土的重力密度，取； -- 新浇混凝土的初凝时间，按现场实际值取约7.0小时；-- 混凝土浇筑速度（）；-- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（2m）；-- 外加剂影响修正系数，取1.2； -- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.15。
根据以上两个公式计算，取较小值作为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力 P；
取较小值P=48.0kPa作为箱梁侧模部分计算荷载标准值。
有效压力高度为：
2.2 建立有限元模型
模板外桁架采用型钢组合，采用MIDAS CIVIL2010 建立模型计算其强度和刚度，两种模板外排架模型分别如下图3、图4所示：
图3：大塘箱梁模板外排架模型图 图4：塘马箱梁模板外排架模型图
2.3 强度计算
通过有限元分析，两种结构形式各构件的应力分布如下图5、图6所示：
图5：大塘箱梁模板外排架应力图 图6：塘马箱梁模板外排架应力图
由上图5可知，类型1的最大应力为130.3 MPa < 215MPa，强度安全储备系数为1.65，由上图6可知，类型2的最大应力为115.0MPa < 215MPa，强度安全储备系数为1.87。
2.4 刚度计算
通过有限元分析结构的位移，两种结构形式各构件的位移分布如下图7、图8所示：
图7：大塘箱梁模板外排架位移图 图8：塘马箱梁模板外排架位移图
由上图7可知，类型1的最大位移为1.05mm，由上图8可知，类型2的最大位移为0.53mm，刚度均满足的要求。
3 材料用量比较
根据排架设计图纸可知，单片排架的工程数量如下表1所示：
表1：模板外排架钢材数量表
序号 排架类型 材料规格 材料数量（m） 重量合计（kg）
1 大塘箱梁模板外排架 槽10 17.86 178.6
2 塘马箱梁模板外排架 槽10 16.7 167.0
4 结论
通过以上分析可知，两种结构均能满足施工要求，但經过比较可发现塘马箱梁模板外排架的安全储备系数高、刚度好且材料用量少，在使用性和经济性方面具有优势。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG T F50-2011）
[2]《钢结构设计规范》（JTG/T F50 -2011）