浅谈箱形通道无拉杆施工工艺及受力计算
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摘 要 海安至启东高速公路建设过程中的箱形通道采用了无拉杆施工工艺，无拉杆施工成功克服了孔洞对墙体结构的不利影响。本文主要介绍了无拉杆施工工艺流程及施工经验，并详细介绍了钢管支架的受力分析过程。
关键词 箱形通道;无拉杆;施工工艺;受力计算
引言
箱形通道作为小型结构物在高速公路建设中被广泛使用，通常箱形通道的传统做法是采用钢管支架配合拉杆固定内、外模板的施工工艺，但这种施工工艺的缺点是砼的表面孔洞和钢筋焊接斑点比较多，修饰起来十分的困难，很难达到预想的效果，更为严重是拉杆孔洞的存在会对墙身的受力和整体性都有不利影响[1-2]。为了保证箱形通道外立面的美观，海安至启东高速公路箱形通道采用无拉杆施工工艺，克服了拉杆施工外观不佳的问题，同时也避免了有拉杆墙身的受力不均的缺点，取得了期望的结果。
1 无拉杆施工工艺
箱形通道施工工艺流程如下所示：
1.1 测量放线
利用全站测量仪测出基础纵、横的中心线，然后根据设计图纸中的相关规范及尺寸要求，放出基础上口开挖边线。
1.2 基坑开挖
在基坑开挖之前，首先要做好现场排水措施，截至地表径流或抽出地下水，防止把基坑侧壁冲跨，开挖基坑下口时还要符合相关规范规定的开挖尺寸。要连续对基坑进行施工，挖到离地基设计标高以上200～300mm时，停止开挖，等验槽之前人清楚预留的200～300厚的泥土至设计高度，人工开挖时保证基地不受影响。
1.3 铺设垫层
基坑开挖满足设计要求后，按业主提供的设计图纸进行砂石配比，搅拌均匀后铺设垫层，夯实、整平，沙砾铺设厚度最好不超过200mm。在铺设好的砂垫层表面上浇筑一层100mm的混凝土垫层，并采用方钢作为模板，砼的控制浇筑高度即是设计标高。
1.4 钢筋砼底板浇筑
在基础完成养生达到一定的强度后，按图纸及规范相关要求开始底板钢筋的绑扎和施工。在施工完成后的砼垫层上，精确的定位通道的中心线和模板线，底板内侧使用竹胶板模板，外侧使用组合钢模模板。
1.5 钢筋加工及安装
在已硬化的施工现场上进行钢筋的加工，钢筋加工前要清理其表面的铁锈、油渍、泥垢以及油漆等，利用及其将钢筋调直成盘或弯曲，严格按照规范和设计图纸要求来對钢筋进行加工。
2 支撑体系受力计算
2.1 侧向荷载分析
箱形通道洞身砼由专门运送车输送，然后由泥浆泵车输送砼入模，每层厚度控制在300mm左右，并且分成对称浇筑，并采用插入式振捣器。当砼浇筑速度控制在小于6.0m/h时，作用于侧模的压力可按式2-1[3]、式2-2[4]进行计算，然后取两者的最小值作为侧压力。
P1= 0.22·γ0·T0·β1·β2·V2 （2-1）
P2= γ0·H （2-2）
其他条件：①箱形通道的坍落度控制在0.13cm;②浇筑速度控制为4.5m/h，混凝土掺外加剂;③混凝土温度控制为15℃;④振捣混凝土产生侧压力为4.0kPa，输送泵倾倒混凝土产生侧压力为2kPa;⑤掺外加剂β1取值1.2，坍落速度β2取值1.15。
经计算可得P1=7.67KPa，P2=71.24KPa
因此，作用于侧模的压力取两者最小值P1=7.67KPa;考虑送泵倾倒砼以及输振捣荷载产生侧压力，P1=13.67KPa。单位长度内产生的总侧压力F=13.38KN。
2.2 内模支撑受力计算
以工程施工过程中碰到的4.0×2.7m的箱形通道为例，进行计算。单位长度范围内共有六根支撑钢管，钢管之间的距离控制为0.6m，则单位长度内产生的总侧压力F为40.68KN。箱形通道浇筑时两边是对称的，则每根钢管受到的压力P为13.56KN。σ受压荷载为28.56MPa，钢管最大允许受压荷载[σ]为215Mpa。由以上计算表明，本项目的箱形通道内模支撑满足施工要求。
2.3 外模支撑受力计算
本项目的外模采用20#规格的槽钢进行支撑的，槽钢之间的间距控制为0.5m，槽钢上下两端固定高度控制3.4m，则单位长度内产生的总侧压力F为45.49KN，槽钢最大受力弯矩为M=PL/4=38.67KN·m，σ=M/I·m=229.35MPa，在单位长度内设置两根槽钢，则[σ]=330MPa（20号槽钢允许弯拉应力[σ]为165MPa）。由以上计算表明，本项目20#槽钢的设置满足施工的要求。
3 结束语
箱形通道采用无拉杆施工工艺，使得混凝土的质量和外观都得到了提高，而且无拉杆施工能确保混凝土浇筑后无须对其表面进行拉杆处理和孔洞的修补，还能够克服孔洞对墙体结构的不利影响。无拉杆施工缺点是投资较高，但可以提高混凝土外观及、质量和提高高速公路的性能指标、树立精品工程。
参考文献
[1] 刘琳.桥梁桥墩施工中无拉杆模版技术的应用[J].工程建设与设计，2016，（11）：163-165.
[2] 丁世明.箱型通道无拉杆施工工艺和质量控制[J].科技展望，2014，（21）：88-90.
[3] 徐婷，张强.土工试验单各项试验技术注意要点及其准确性措施[J].工程技术，2015，（4）：146-147.
[4] 何李，熊珂峰，马莉.涵洞墙身无拉杆施工及整体推模技术[J].公路交通科技，2010，（5）：157-159.
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