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隧道洞门模板结构计算书

（1）隧道洞门施工方案

公建部分-8.900m～±0.000地下室施工方案（2）《建筑结构静力计算手册》（第二版）

（6）《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》（GB /T 3098.1 – 2010）

某隧道洞门端墙为直墙式，宽56.37m，高11.8m。端墙以左、右线中线为界分为左、中、右三段，各宽16.65m、24.56m、15.16m。墙体分上、下两部分，其中墙体下部高10.34m，厚1.8m。墙脚设1m高、0.5m厚脚趾。墙背分3段设8m高恒重台，左、中、右恒重台分别宽4.5m、12.13m、4.5m，恒重台截面上宽下窄、呈倒三角设置，上缘厚1m，由上至下厚度逐步减至0m，并在上缘外侧设1m高、0.5m厚缺口；墙体上部为直角梯形截面，上缘厚0.5m，下缘厚1.3m，高1.78m。墙顶设0.35m高、0.6m宽帽缘石。具体设计见图2.1、图2.2。

墙体按横向分段、分层浇筑方式施作。墙体下部除基础部位外，分4层浇筑，每层高度2m。上部分2层浇筑，下层浇筑2m，上层浇筑1.9m。墙身分段、分块情况如图3.1、图3.2所示。

图2.1隧道洞门正面图

图3.1 洞门分段分块浇筑立面图

图3.2 洞门分段分块浇筑侧面图

墙身模板采用钢模板，每块模板尺寸为200×200cm，模板间采用螺栓连接，水平背楞为2根φ48×3.5mm双拼钢管，上下各一排；下排距模板边缘20～30cm，两排水平背楞竖向之间距离150～160cm；模型采用φ20精轧螺纹拉杆拉结，水平间距60cm（见图3.2、图4.1），同时在背模下缘外侧打设抗滑钢筋防止模型上浮和位移。

图4.1 精轧螺纹拉杆布置图

5.1主要材料力学指标

表5.1 模板面板和水平背楞力学指标表

5.2结构刚度容许值`

5.2 主要结构刚度容许值表

钢模板，每块模板尺寸为200×200cm，面板厚度为5mm，模板背面设间距为35cm的纵向工字钢肋条5根，间距为70cm的横向槽钢肋条2根，肋板布置示意图见图5.3.1。面板材料特性见表5.3.1。

图5.3.1 钢模板肋板布置示意图

表5.3.1 钢模板面板材料特性表

表5.3.2 M20螺栓尺寸及力学指标表

备注：构件轴向拉力和轴向抗拉容许应力通常考虑了1.4倍的安全系数，故轴向拉力设计值通常为保证载荷的0.7倍，轴向抗拉容许应力通常为屈服强度的0.7倍。

水平背楞采用 2根φ48×3.5mm钢管，按φ48×3.0mm钢管取值，材料特性见下表5.3.3。

表5.3.3水平背楞材料特性表

Pm——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）；

γc——素混凝土的容重（kN/m3），取24；

t0——混凝土的初凝时间（h），初凝时间取值不宜小于10h；

k1——外加剂修正系数；不掺加外加剂时取1.0，掺缓凝外加剂时取1.2；

k2——混凝土入模坍落度修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50~90mm时，取1.0；110~180mm时，取1.15；

v——混凝土浇筑速度（m/h）；

H——混凝土侧压力计算位置处到新浇混凝土顶面的总高度（m）。

t——混凝土入模时温度（℃）。

结合现场情况，式中参数按下列取值计算：

γc=24 kN/m3，t0=10h，k1=1.2，k2=1.15，v=0.75 m/h，t=20℃，H=2.0m

=63.102kN/m2

故：=48.0kN/m2

考虑1.2的安全系数，取Pm=1.2×48.0=57.6kPa进行计算。

作为钢模板面板的的荷载为：q=Pm =57.6kPa。面板由肋板分割为18块，取其中的上方外露模板和下方隐蔽模板简化为弹性薄板计算挠度，计算简图如下：

图6 模板面板计算简图

根据《建筑结构静力计算手册》（第二版）第四章第二节中，按照弹性薄板计算得到常用荷载作用下钢模板面板的挠度系数。

外露模板和隐蔽模板的挠度均满足规范要求。

下排背杠承受竖向荷载范围：S1=0.25+1.5/2=1.0m；

拉杆如按水平向间距S2=0.6m计算，并考虑模板和竖直面夹角为10°。

则拉杆承受荷载：N=Pm×S1×S2/cos10°=57.6×1.0×0.6/cos10°=35.1kN

当采用φ16拉杆时，N=35.1kN≤[Fp]=35.3kN，但N>[]=24.5kN，不满足规范要求；

当采用φ20拉杆时，N=35.1kN≤[Fp]=55.1kN，且N≤[]=38.2kN，满足规范要求。

拉杆应力：f =155.9MPa

当采用φ16拉杆时，f=N/A=35.1×1000/144.2=243.4MPa>=240MPa，且f>[]=170MPa，不满足规范要求。

当采用φ20拉杆时，f =N/A=35.1×1000/225.1=155.9MPa≤=240MPa，且f≤[]=170MPa，满足规范要求。

决定采用φ20精轧螺纹钢筋拉杆。

水平背楞采用2φ48×3.5mm钢管，按2φ48×3.0mm取值，拉杆按0.6m水平间距布置，作为背杠支撑点，作用于单根钢管上线荷载：q=Pm×S1/2=57.6×1.0/2=28.8kN/m。将水平背楞简化为三跨连续梁进行计算，计算简图如下：

全民健身中心玻璃幕墙装饰项目施工组织设计弯矩：M=0.08×ql2=0.08×28.8×0.62=0.83kN·m

剪力：V=0.6×ql=0.6×28.8×0.6=10.4kN

挠度：f=0.677×ql4/（100EI）=0.677×28.8×6004/（100×206000×107831）=1.1mm≤[L/500]=1.2mm

弯曲正应力：σ=M/W=0.83×106/4494=184.7≤[σ]=215MPa

剪应力：τ=VS0/Ib=10.4×3042×1000/(107831×6.0)=48.9MPa≤[τ]=125MPa

其中： b——剪应力作用层处的截面宽度JC／T 2471-2018标准下载，取2×3.0=6.0mm

故：水平背楞弯曲正应力、剪应力、挠度均满足规范要求。