斜拉索悬吊模施工及其钢架设计

斜拉索悬吊模施工及其钢架设计 摘要：水利工程施工中，模板施工支撑的方式多种多样，但并不是一成不变的，在施工过程中需根据实际情况进行合理创新。文章针对龙江工程进水口施工工期紧，且无法采用常规方式置模的情况下，采用斜拉索悬吊模板进行进水口连系梁施工，主要进行了斜拉索悬吊模板的置模方式选择及各相关结构的强度验算。

Abstracts: Water conservancy construction, the template construction of supporting a variety of ways, but not immutable, and in the construction process need to be reasonable based on the actual situation of innovation. The article works for the Longjiang inlet tight construction schedule, and can not be set using conventional methods the case of mold, using cable-stayed suspension template intake tie beam construction, mainly for the purchase of cable-stayed suspension template model approach Select and relevant structural strength checking.

关键词：进水口 连系梁斜拉索悬吊模板 强度验算 Keywords：Intake Tie beam Cable-stayed suspension Template Strength Checking

1 技术特性 引水系统布置在左岸山体内，由进水口、引水隧洞及压力管道组成。进水口为塔式结构，主要由进水口边墙、拦污栅墩、进水口塔体内联系梁及进水口闸门启闭机房等构成。

引水系统拦污栅筒体内设计有3层联系梁，高程分别位于EL859.0~EL861.5、EL844.5~EL847.0以及EL875检修平台，联系梁呈“井”字状。

EL847.0高程联系梁由3条主梁和2条次梁组成（总重约为：999.185）。主梁横截面尺寸为150cm×250cm（宽×高），梁长为25m，间距为4.75m，距边墙距离为5.25m；次梁横截面为100cm×250cm（宽×高），梁长为24.5m，间距为8m，距边墙距离为7.5m。主梁L3重为10.07t/m，主梁L4重为9.99t/m，次梁L1重为6.53t/m。

2 模板支撑方式选择 因下部为进水口流道，无法采用满堂红脚手架施工方案，经各个方案的比较对EL847.0高程联系梁施工采用斜拉索悬吊模板支撑。

3 斜拉索悬吊模板支撑系统概述 主梁斜拉索吊模：在已埋设的墙体钢板上焊接支座，支座采用I25a工字钢，长度25cm，横向间距1.384m。主梁底部设置两根I25a工字钢作为主支撑系统，横向间距与钢支座间距对应，焊接在两端钢支座上，沿I25a纵向设置HW250×250工字钢，长度2.2m，纵向间距2.0m，按粱方向左右对称布置。下部吊点位置设在HW250×250工字钢上，上部吊点设置在墙体预埋钢板上，吊点详细结构见附图，采用Φ34钢丝绳斜拉形成主梁整个模板支撑系统，梁底模沿梁纵向设置I18工字钢，横向间距为750MM，上部铺设建筑标准钢模板形成底模，侧模铺设在I18工字钢上，采用Φ14对拉螺杆进行加固，围棱采用Φ48钢管。

次梁斜拉索吊模：同主梁方案，现在两端焊接I25a钢支座。再铺设I25a工字钢，长度25m，间距见附图。下部吊点设在I25a支座上，上部吊点设在墙体预埋钢板上，吊点详细结构见附图，采用Φ34钢丝绳斜拉形成主梁整个模板支撑系统。沿已铺设工字钢垂直方向设置I18工字钢，横向间距600mm，上部铺设建筑标准钢模板形成底模，侧模铺设在I18工字钢上，采用Φ14对拉螺杆进行加固，高向间距40cm，长向间距60cm，立档间距30cm，围棱采用Φ48钢管。

钢丝绳张紧采用自制花篮螺栓进行紧固，梁底模按4‰起拱。 4 模板支撑设计计算、验算 为保证模板及其支架具有足够承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇筑混凝土的自重和侧压力、以及在施工过程中产生的荷载，保证工程结构和构件各部分形体尺寸和相互位置的正确，作如下设计计算、验算。

4.1 荷载计算 因L3单重最大，所以以L3梁进行计算。 混凝土的自重取为25kN/m3，则混凝土梁荷载为q1＝1.5m×2.5m×25kN/m3=93.75 kN/m。

钢筋荷载，Φ36钢筋7.996kg/m，Φ32钢筋6.318 kg/m，Φ16钢筋1.58 kg/m，钢筋荷载为q2＝24×7.996+2×19×6.318+2.5×5×1.56+5×2×1.58×7.16＝664.363 kg/m，取7kN/m。

模板荷载q3：底部1.5m2×48.09kg/m2=72.135 kg，侧面2×2.5m2×48.09kg/m2＝240.45kg，合计q3＝312.585 kg，含钢管围棱取5kN/m。

恒荷载q恒＝93.75+7+5＝105.75kN/m。 振捣混凝土时产生的荷载q1=4kN/m2，人员q2＝2kN/m2，q活＝6kN/m2。 荷载q＝1.2q恒+1.4q活＝1.2×105.75+1.4×1×6＝133.3kN/m。 4.2 梁底模板计算 梁底模板为受弯构件，需要验算抗弯强度和刚度。梁底模板按双跨连续梁计算，I18工字钢作为连续梁的计算支座。查结构静力计算表得：

弯矩系数KM=-0.121，剪刀系数KV=-0.625，挠度系数KW=0.677；底模板按2.5mm标准钢模板计，截面惯性矩I=28.59cm4，截面抵抗矩W=6.45cm3，截面积11.11cm2，E=2.06×105N/mm2。

4.2.1 梁底模板抗弯强度计算 Mmax=KMql2=0.121×133.3×0.752=9.073KNm σmax=M/W=9.073×106/28.59×104=31.73N/mm2＜205 N/mm2，满足要求。 4.2.2 梁底抗剪计算 Vmax =KVql=0.625×133.3×0.75=62.48KN τmax= Vmax/A=62.48×103/11.44×102=54.62N/mm2＜120N/mm2，满足要求。 4.2.3 梁底模挠度计算 ωmax = KWql4/100EI=0.677×133.3×104×7504/100×2.06×105×28.59×104=1.15mm＜[ω]=750/250=3.0mm，满足要求。

4.3 梁侧模板验算 混凝土的重力密度γc=25kN/m3，混凝土温度T=25℃，混凝土浇筑初凝时间按6h计算，混凝土浇筑速度V=3m/h，掺高效缓凝减水剂剂β1=1.2，混凝土塌落度为120～140mm，则β2=1.15。则新浇筑混凝土对梁侧面模板的压力为：

F1=γc H=25×2.5=62.5kN/m2 F2=0.22γcT0β1β2V 1/2=0.22×25×6×1.2×1.15×31/2=78.88kN/m2 按要求二者取小值F1，振捣混凝土时产生的荷载q1=4kN/m2 则F=1.2 F2+1.4q1=100.256kN/m2 按4跨连续梁计算，化为线荷载则q=F×0.30=30.08 kN/m（立档间距按30cm计算）。 4.3.1抗弯强度计算 Mmax =KMql2=0.107×30.08×0.32=289.67×103Nmm σmax =M/W= 289.67×103/（6.45×103）=44.91N/mm2＜205N/mm2，满足要求。

4.3.2抗剪计算 Vmax = KVql=0.607×30.08×0.30=5.463kN τmax= Vmax/A =5.463×103/11.44×102=4.78N/mm2＜120N/mm2，满足要求。 4.3.3挠度（刚度）计算 根据前述计算结果挠度满足要求。 4.3.4对拉螺杆强度验算 螺杆承受的最大拉力为Q=FA=100.256×0.4×0.6=24.06KN Φ14螺杆的允许拉力F=32.31 kN＞Q=24.06kN，满足要求。 4.4 井字主梁支撑验算 4.4.1 I18工字钢小楞验算 I25工字钢为小楞I18工字钢的支座，支撑梁底模板的I18工字钢小楞近似按简支梁计算，间距按1.5m计，I18工字钢自重为0.241kN/m，合计q=0.241+133.3×0.75=100.216kN/m。

最大剪力Qmax=1/2ql=75.12 kN，最大弯矩Mmax=1/8ql2=28.17kN.m σmax=Mmax/Wz=28.17×103×103/402×106=32.2N/mm2＜205 N/mm2 τmax=QS*max/dIz=75.12×103×107.8/(0.65×1660) =7505.04N/cm2=75.05N/mm2＜120N/mm2

经计算I18工字钢作为底模小楞的强度和刚度虽满足要求。 4.4.2 I25工字钢验算 从I18工字钢传递到I25工字钢按集中荷载计算，HW250×250工字钢作为