明挖隧道免支架施工的叠合板结构体系及创新应用

摘要

为解决传统明挖现浇隧道建设效率低、劳动力成本高,以及装配整体式结构在应用中未考虑简化模板支撑体系,导致施工过程中满堂支架布设造成施工功效较低、施工环境较差等问题,开展对新型结构体系及施工工艺的研究。基于“无支撑叠合板”的理念,选取典型明挖车行隧道断面,提出一种新型装配整体式结构。该结构由预制底板钢筋笼、钢筋桁架型预制墙板及顶板等现场拼装并后浇混凝土而成,采用一种可循环利用的角部连接构件,使底板、侧墙、顶板在施工阶段互为支座,将预制板及贴壁式围护作为现场浇筑的模板,实现不设支架、无需模板的施工新模式。对施工和使用阶段的结构受力转换模式进行分析,将顶板和侧墙在施工阶段简化为简支梁,使用阶段简化为二维框架结构。通过无支撑叠合板2阶段受力验算及连接节点的承载性能分析,论证该结构方案的可行性。经技术经济分析,该结构方案与常规明挖现浇法隧道相比,可有效提升施工效率、降低人工成本;与采用满堂支架的装配整体式明挖隧道相比,施工功效更高、施工环境更好;与全预制装配式结构相比,更易于施工、造价更低、更适应软土地区的基坑支护要求,具有较好的环境效益和经济效益。