京广路拓宽改造及地下隧道工程模板施工方案

一、编制依据1施工图纸2图纸会审纪要及设计变更3建筑施工计算手册4?建筑施工模板平安技术标准?5?建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准?6?混凝土结构工程施工质量验收标准?二、工程概况京广路拓宽改造及地下隧道工程，位于郑州市中心城区，是与郑州市火车站西出站口紧密相连的南北向城市快速路。第三标段：里程：k2+137-k2+632.6，共计495.6m。隧道主体结构采用钢筋砼双孔闭合框架结构，为双向6车道布置，标准段单孔净宽13.1m，匝道出入口处局部拓宽单孔净宽21.1m，隧道洞内净空4.5m，顶部预留1.5m高作为设备安放空间。隧道主体结构一般以30m为一节段〔局部调整〕。包括C、D匝道，其中C匝道长350m，暗埋段125m，D匝道长295m，暗埋段125m，匝道引坡采用U型槽结构。匝道横断面布置为：0.6m侧墙+7.0m〔净宽〕+0.6m侧墙，匝道净空4.5m。工程里程号侧墙厚m墙高顶板厚底板K20.8m4.7m0.8m1.0m 隧道K20.8m4.7m0.8m1.2mK2+338.6-412.61.4m4.7m1.4m1.5mK2+412.6-2+5571.0m4.7m1.2m1.4mK2+557-2+632.61.0m4.7m1.2m1.4mK2中隔墙厚1.6m，墙高4.7m匝道0+000-0+1250.6m5m0.6m1.0m隧道标准横断面匝道标准横断面 三、总体思路1、本工程支撑体系分二个局部：第一局部：墙体支撑体系（1）侧墙无支护桩支撑体系（2）侧墙外侧有桩基，即单侧模板支撑体系第二局部：顶板模板的支撑体系2、满堂脚手架的支撑体系与墙体模板的支撑体系连成一个整体，所以顶板模板的支撑体系均按按最不利情况考虑〔用顶板1.4m厚来计算荷载〕3、隧道主体分两次浇筑，第一次浇筑底板及上翻局部〔底板以上90cm〕第二次浇筑侧墙及顶板。4、墙体的支撑体系，采用预埋螺栓与墙体主筋焊接连接并作弯钩处理，具体长度根据墙厚，施工标准要求确定，作为墙体模板支撑体系。5底板，顶板按伸缩缝分为17块，采用跳打法进行施工。如下图12453……四、施工做法：第一局部：墙体支撑体系（1）侧墙无支护桩支撑体系：首先在底板上翻局部预埋一排M20@600mm的对拉螺栓。背部支撑由两层龙骨〔木楞或钢楞〕 组成。组装墙体模板时，通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结，每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。模板拟采用20mm的竹胶板，木楞采用100mm*80mm方木，间距200mm，钢楞采用2根Ф48*3.0钢管间距500mm。对拉螺栓采用M18，a，b分别为500mm，600mm。（1）侧墙有支护桩，即单侧模板支撑体系：采用搭设三角钢管桁架并与满堂脚手架连接和预埋螺栓、钢筋的方法,来保证支撑体系的强度和刚度,以承受浇筑混凝土时的水平推力。具体做法：在第一次浇筑时预埋一排螺栓M20@600mm，预埋一排钢筋Ф32@600mm，预埋钢筋距侧墙内侧1.95m，与斜撑相连〔图4〕。面板采用20mm厚竹胶板，竖楞采用100*80mm木方，间距200mm。外横楞采用槽钢2根「5槽钢，间距600mm。槽钢用可调托座顶紧。三角桁架斜杆竖向间距同步距，用双扣件与满堂脚手架立杆连接(见图4),横向间距0.6m(同满堂架立杆)。与可调托座相连的水平横杆，竖向间距600mm，横向间距600mm〔见图3〕。 图3三角支撑桁架选用Ф48*3.5搭设三角桁架，步距1.0m，设置四道斜支撑与地面成60°，该斜撑必须与满堂脚手架相连并与预埋钢筋相连。 三角桁架与满堂架,预埋钢筋组合示意图(图4)预埋钢筋截水沟施工缝槽钢第二局部：顶板模板的支撑体系施工方法：采用满堂脚手架〔钢管Ф48*3.0〕,满堂脚手架的支撑体系与墙体模板的支撑体系连成一个整体，所以脚手架荷载均按按最不利情况考虑〔用顶板1.4m厚来计算荷载〕面板采用20mm厚的竹胶板，次楞采用100*80mm木方，主楞采用双钢管Ф48*3.0，承重连接方式采用可调承托。立杆横向间距600mm，纵向间距600mm，步距1000mm。水平剪刀撑钢管整个满堂架按45° 夹角且同一方向水平间距小于4.5m满布，扫地杆纵横设置。立杆的强度和稳定性必须满足标准要求。模板支撑完后，进行预压处理。隧道：标准段单孔净宽13.1m，长度30m，顶板厚0.8m。如下图中隔墙侧墙顶板支撑体系支护桩单侧模板支撑体系对拉螺栓支撑体系匝道：标准段净宽7m，长度25m，顶板厚0.6m如下图单侧模板支撑体系顶板支撑体系钢板止水帯支护桩对拉螺栓支撑体系 五、施工工艺A、底板：测量放线→钢筋绑扎→模板支设〔上翻局部采用吊模〕→预埋螺栓、钢筋→检查验收→浇筑砼。〔1〕按照施工图纸控制点的坐标进行放样，弹上墨线。〔2〕钢筋绑扎〔3〕模板的支设〔4〕侧墙无支护桩，预埋螺栓各种情况的施工方法:隧道中隔墙：里程k2+137—k2+632.6均有隔墙，隔墙厚1.6m，墙高4.7m。施工缝预埋对拉螺栓0.9m15cm0.6m25cm钢管隧道西侧墙：里程k2+137—k2+338.6,墙厚0.8m，墙高4.7m 施工缝预埋对拉螺栓0.9m15cm49cm钢管图中错台宽5cm隧道东侧墙：k2+240—k2+572.6,墙厚1.0m，墙高4.7m施工缝预埋对拉螺栓0.9m15cm49cm钢管图中错台宽5cm匝道净宽7m,里程C0+000—C0+125靠隧道侧预埋对拉螺栓,墙厚0.6m，墙高5m. 施工缝预埋对拉螺栓0.9m15cm0.6m25cm槽钢B、侧墙、顶板:测量放线→搭设满堂架→侧墙支模→三角桁架→顶板支模→钢筋绑扎→检查验收→砼浇筑侧墙有支护桩支撑体系示意图中隔墙侧墙顶板支撑体系支护桩单侧模板支撑体系对拉螺栓支撑体系六、质量、平安保证体系〔1〕技术交底：在脚手架施工前，对施工作业人员进行详细的技术交底，明确施工方法、施工顺序、施工平安考前须知，并办理书面交接手续，未经交底人员严禁上岗作业。尤其对架子工建立挂牌制度，同时对已完成的工作进行全面检查。 〔2〕模板支架使用材料验收：对模板支架使用的钢管、扣件、托撑、方木、对拉螺栓、模板等进行验收，验收分两阶段。验收各配件的材质报告；现场验收材料质量，并做记录。〔3〕对模板支架相关环节进行验收：模板支架必须进行专业验收，合格后报监理验收。〔4〕模板的施工方案进行专家论证，优化后实施。〔5〕按标准及施工方案要求，对所有架体使用的构配件进行质量检查及验收合格后，分类堆放备用，对未经检查的构配件严禁使用。严格按施工方案施工，并加强对施工过程的检查，做到检查有记录及完整的会签，对隐患要到按三定措施落实整改，确保平安。〔6〕操作工人必须持证上岗，施工过程中必须严格佩戴平安帽〔7〕在脚手架使用期间严禁撤除任何构件〔8〕作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。〔9〕第二次浇筑砼时，注意浇筑砼的顺序，对中隔墙和侧墙分层浇筑，待侧墙浇筑完毕后在浇筑顶板的砼。(10).模板支架的构造要求：a.顶板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆；b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；c.顶板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。(11).立杆步距的设计：a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置； b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；c.高支撑架步距以为宜，不宜超过1.5m。(12).整体性构造层的设计：a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部〔扫地杆的设置层〕必须设水平加强层。(13).剪刀撑的设计：a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。(14).顶部支撑点的设计：a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。6.支撑架搭设的要求：a. 严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于?扣件架标准?的要求；c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；d.地基支座的设计要满足承载力的要求。(15).施工使用的要求：a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；c.浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。七、满堂架及模板撤除〔1〕搭设流程顺序：放置纵横向扫地杆→逐根竖立柱→安放横向扫地杆→安装第一步纵向水平杆和横向水平杆→加设临时抛撑→顶丝→钢管→方木→模板〔2〕纵横向扫地杆应采用直角扣件固定，当立杆根底不再同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定上下差不应大于1m。脚手架的步距不应大于1.5m〔3〕剪刀撑、横向斜撑随立杆同步搭设，每道剪刀撑越立杆的根数表3-1的规定确定每道剪刀撑宽度不应小于4跨且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45°---60°之间。剪刀撑斜杆与地面倾角45°50°60° 剪刀撑跨越立杆的最多根数765以下是对本工程支撑体系的计算：第一局部：墙体支撑体系计算书第二局部：顶板支撑体系计算书附：京广路隧道：平面图一份，横断面图一份八力学计算墙模板支撑体系计算Ⅰ侧墙无支护桩支撑体系计算墙模板的背部支撑由两层龙骨〔木楞或钢楞〕组成：直接支撑模板的为次龙骨，即内龙骨；用以支撑内层龙骨的为主龙骨，即外龙骨。组装墙体模板时，通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结，每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。〔一〕、参数信息1.根本参数 次楞(内龙骨)间距(mm):200；穿墙螺栓水平间距(mm):600；主楞(外龙骨)间距(mm):500；穿墙螺栓竖向间距(mm):500；对拉螺栓直径(mm):M18；2.主楞信息龙骨材料:钢楞；截面类型:圆钢管48×3.0；钢楞截面惯性矩I(cm4):10.78；钢楞截面抵抗矩W(cm3):4.49；主楞肢数:2；3.次楞信息龙骨材料:木楞；次楞肢数:1；宽度(mm):100.00；高度(mm):80.00；4.面板参数面板类型:胶合面板；面板厚度(mm):20.00；面板弹性模量(N/mm2):9500.00；面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00；面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50；5.木方和钢楞方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00；方木弹性模量E(N/mm2):9500.00；方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50；钢楞弹性模量E(N/mm2):206000.00；钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00； 墙模板设计简图〔二〕、墙模板荷载标准值计算新浇混凝土侧压力标准值F1=60kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4kN/m2。〔三〕、墙模板面板的计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据?建筑施工手册?，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。计算的原那么是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。面板计算简图1.抗弯强度验算 跨中弯矩计算公式如下:其中，M--面板计算最大弯距(N·mm)；l--计算跨度(内楞间距):l=200.0mm；q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1=1.2×60.00×0.50×0.90=32.400kN/m；其中0.90为按?施工手册?取的临时结构折减系数。倾倒混凝土侧压力设计值q2=1.4×4.00×0.50×0.90=2.520kN/m；q=q1+q2=32.400+2.520=34.920kN/m；面板的最大弯距：M=0.1×34.920×200.0×200.0=1.40×105N.mm；按以下公式进行面板抗弯强度验算：其中，σ--面板承受的应力(N/mm2)；M--面板计算最大弯距(N·mm)；W--面板的截面抵抗矩:b:面板截面宽度，h:面板截面厚度；W=500×20.0×20.0/6=3.33×104mm3；f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2)；f=13.000N/mm2；面板截面的最大应力计算值：σ=M/W=1.40×105/3.33×104= 4.190N/mm2；面板截面的最大应力计算值σ=4.19N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！2.抗剪强度验算计算公式如下:其中，∨--面板计算最大剪力(N)；l--计算跨度(竖楞间距):l=200.0mm；q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1=1.2×60.00×0.50×0.90=32.400kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2=1.4×4.00×0.50×0.90=2.520kN/m；q=q1+q2=32.400+2.520=34.920kN/m；面板的最大剪力：V=0.6×34.920×200.0=4190.400N；截面抗剪强度必须满足:其中，τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2)；V--面板计算最大剪力(N)：V=4190.400N；b--构件的截面宽度(mm)：b=500mm；hn--面板厚度(mm)：hn=20.0mm；fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2)：fv=1.500N/mm2； 面板截面的最大受剪应力计算值:T=3×4190.400/(2×500×20.0)=0.629N/mm2；面板截面抗剪强度设计值:[fv]=1.500N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值T=0.629N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=1.5N/mm2，满足要求！3.挠度验算根据标准，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。挠度计算公式如下:w=kwql4/100EI<[w]=l/400其中，q--作用在模板上的侧压力线荷载:q=60×0.5=30N/mm；l--计算跨度(内楞间距):l=200mm；E--面板的弹性模量:E=9500N/mm2；I--面板的截面惯性矩:I=50×2×2×2/12=33.33cm4；面板的最大允许挠度值:[w]=0.5mm；面板的最大挠度计算值:w=0.677×30×2004/(100×9500×3.33×105)=0.103mm；面板的最大挠度计算值:ν=0.103mm小于等于面板的最大允许挠度值[w]=0.5mm，满足要求！〔四〕、墙模板内外楞的计算(一).内楞(木方)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，内龙骨采用木楞，宽度100mm，高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=100×80×80/6=106.67cm3；I=100×80×80×80/12=426.67cm4；内楞计算简图1.内楞的抗弯强度验算内楞跨中最大弯矩按下式计算：其中，M--内楞跨中计算最大弯距(N·mm)；l--计算跨度(外楞间距):l=500.0mm；q--作用在内楞上的线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1=1.2×60.00×0.20×0.90=12.960kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2=1.4×4.00×0.20×0.90=1.008kN/m，其中，0.90为折减系数。q=(12.960+1.008)/1=13.968kN/m；内楞的最大弯距：M=0.1×13.968×500.0×500.0=3.49×105N.mm； 内楞的抗弯强度应满足下式：其中，σ--内楞承受的应力(N/mm2)；M--内楞计算最大弯距(N·mm)；W--内楞的截面抵抗矩(mm3)，W=1.07×105；f--内楞的抗弯强度设计值(N/mm2)；f=13.000N/mm2；内楞的最大应力计算值：σ=3.49×105/1.07×105=3.274N/mm2；内楞的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2；内楞的最大应力计算值σ=3.274N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！2.内楞的抗剪强度验算最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:其中，V－内楞承受的最大剪力；l--计算跨度(外楞间距):l=500.0mm；q--作用在内楞上的线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1=1.2×60.00×0.20×0.90=12.960kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2=1.4×4.00×0.20×0.90=1.008kN/m，其中，0.90为折减系数。q=(12.960+1.008)/1=13.968kN/m； 内楞的最大剪力：V=0.6×13.968×500.0=4190.400N；截面抗剪强度必须满足下式:其中，τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm2)；V--内楞计算最大剪力(N)：V=4190.400N；b--内楞的截面宽度(mm)：b=100.0mm；hn--内楞的截面高度(mm)：hn=80.0mm；fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv=1.500N/mm2；内楞截面的受剪应力计算值:τ=3×4190.400/(2×100.0×80.0)=0.786N/mm2；内楞截面的受剪应力计算值τ=0.786N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/mm2，满足要求！3.内楞的挠度验算根据?建筑施工计算手册?，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。挠度验算公式如下：w=kwql4/100EI<[w]=l/400其中，ν--内楞的最大挠度(mm)；q--作用在内楞上的线荷载(kN/m)：q=60.00×0.20/1=12.00kN/m；l--计算跨度(外楞间距):l=500.0mm；E--内楞弹性模量〔N/mm2〕：E=9500.00N/mm2； I--内楞截面惯性矩(mm4)，I=4.27×106；内楞的最大挠度计算值:ν=0.677×12/1×5004/(100×9500×4.27×106)=0.125mm；内楞的最大容许挠度值:[w]=1.25mm；内楞的最大挠度计算值w=0.125mm小于内楞的最大容许挠度值[w]=1.25mm，满足要求！(二).外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，外龙骨采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面类型为圆钢管48×3.0；外钢楞截面抵抗矩W=4.49cm3；外钢楞截面惯性矩I=10.78cm4；外楞计算简图1.外楞的抗弯强度验算外楞跨中弯矩计算公式：其中，作用在外楞的荷载:P=(1.2×60+1.4×4)×0.2×0.5/2=3.49kN； 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):l=600mm；外楞最大弯矩:M=0.175×3492.00×600.00=3.67×105N·mm；强度验算公式：其中，σ--外楞的最大应力计算值(N/mm2)M--外楞的最大弯距(N·mm)；M=3.67×105N·mmW--外楞的净截面抵抗矩；W=4.49×103mm3；f--外楞的强度设计值(N/mm2)，f=205.000N/mm2；外楞的最大应力计算值:σ=3.67×105/4.49×103=81.661N/mm2；外楞的最大应力计算值σ=81.661N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求！2.外楞的抗剪强度验算公式如下:其中，P--作用在外楞的荷载:P=(1.2×60+1.4×4)×0.2×0.5/2=3.492kN；V--外楞计算最大剪力(N)；外楞的最大剪力：V=0.65×3492.000=1.36×103N；外楞截面抗剪强度必须满足:其中，τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2)；V--外楞计算最大剪力(N)：V=1.36×103N；A--钢管的截面面积(mm2)：A=400mm2； fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv=205N/mm2；外楞截面的受剪应力计算值:τ=2×1.36×103/400.000=6.809N/mm2；外楞截面的受剪应力计算值τ=6.809N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=205N/mm2，满足要求！3.外楞的挠度验算根据?建筑施工计算手册?，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。挠度验算公式如下：w=kwql4/100EI<[w]=l/400其中，P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m)：P=60.00×0.20×0.50/2＝3.00kN/m；ν--外楞最大挠度(mm)；l--计算跨度(水平螺栓间距):l=600.0mm；E--外楞弹性模量〔N/mm2〕：E=206000.00N/mm2；I--外楞截面惯性矩(mm4)，I=1.08×105；外楞的最大挠度计算值:ν=1.146×6.00×100/2×6003/(100×206000×1.08×105)=0.334mm；外楞的最大容许挠度值:[w]=1.5mm；外楞的最大挠度计算值ν=0.334mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=1.5mm，满足要求！〔五〕、穿墙螺栓的计算计算公式如下: 其中N--穿墙螺栓所受的拉力；A--穿墙螺栓有效面积(mm2)；f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；查表得：穿墙螺栓的型号:M18；穿墙螺栓有效直径:14.93mm；穿墙螺栓有效面积:A=174mm2；穿墙螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×1.74×10-4=29.58kN；穿墙螺栓所受的最大拉力:N=60×0.6×0.5=18kN。穿墙螺栓所受的最大拉力N=18kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=29.58kN，满足要求！Ⅱ单侧模板支撑体系力学计算如下：〔1〕采用内部振捣时砼作用与模板的最大侧压力F，取以下二式的较小值，适当控制浇筑的温度及浇筑速度可减少侧压力FF=0.22γct0β1β2V1/2F=γcHF=0.22*25*5*1.2*1.15*2.51/2=60KN/m2F1=25*4.1=102.5KN/m2取二式的较小值F=60.0kN/m2，并考虑倾倒砼产生的水平荷载值4k N/m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4，那么作用于模板的总荷载设计值q=60*1.2+4*1.4=77.6kN/m2q用于荷载的计算，F用于刚度的验算。有效压头高度hh=60/25=2.4m图1HF〔2〕砼底板上翻高度0.9m，在60cm高的台阶以上15cm处，预埋M20对拉螺栓一排间距600mm。卡住钢管如图2所示：预埋螺栓M20@600mm2根5#槽钢支护桩底板预埋Ф32@600mm25*60cm台阶模板 图2预埋螺栓的力学验算N=F*a*b=77.6*0.6*0.6=27936N﹤38200N〔查表〕故满足要求。〔3〕模板厚度20mm，模板的竖楞采用100*80mm的方木，间距200mm，经计算强度，刚度均满足标准要求。模板的横楞采用2「5槽钢〔I=26*104mm，W=10.4*103mm，E=2.06*105mm,A=387.9mm2，50*50*4mm」，如下图图3水平横楞线荷载按均部荷载考虑，并按4跨连续梁计算：q1=77.6*0.6=46.56kN/m，q2=60*0.6=36.00kN/mδ=M/W=0.1*q1*l2/W=161.2N/mm2﹤[f]=215N/mm2故强度满足要求刚度的验算W=kwq2l4/〔100EI〕=0.84mm﹤[w]=L/400=1.5mm故刚度满足要求 剪力验算t=2V/A=0.65q1L/387.9=46.8﹤fv=205N/mm2t—外楞截面的受剪应力计算值〔N/mm2〕V---外楞计算的最大剪力(N)A---槽钢的截面面积〔mm2〕fv----外楞的抗剪强度设计值〔N/mm2〕〔4〕三角支撑桁架选用Ф48*3.5搭设三角桁架，步距1.0m，设置斜支撑与地面成60°，该斜撑必须与满堂脚手架相连，三角桁架压杆长度按1.23m计算，满堂架的水平支撑端部设一可调节托座，顶紧水平槽钢，如图4所示。 三角桁架与满堂架,预埋钢筋组合示意图(图4)预埋钢筋截水沟施工缝方木〔5〕压杆的计算：其中N----压杆的轴心压力设计值(N)φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；i----计算立杆的截面回转半径(cm)：i=1.59cm；A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.89cm2；σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2； L0----计算长度(m)；σ=fAφ=205*489*0.733=73.4N经计算桁架压杆承受的外力N=73.4N按最不利来计算，N’=77.6*0.6*0.6/COS60°=55.8N﹤73.4N故三角钢管桁架承载力满足要求。(6)扣件抗滑移的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(标准5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；中间的U型承托承受近一半荷载，且U型承托承间距为0.6m，顶杆所受的最大荷载F=77.6*0.6*0.6/2=13.97KN支架自重：f=1.1KN/mN=F+f*0.6=14.63KN龙骨通过中间的U型承托将荷载传到立杆上单只U型承托承载力：PNL=90KN﹥14.63KN扣件抗滑承载力设计值Rc﹥N/2=7.32单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!为确保平安有效高度范围内采用双扣件第二局部：顶板模板的支撑体系 施工方法：顶板支撑体系采用满堂脚手架〔钢管Ф48*3.00〕。净空6.5m.面板采用20mm厚的竹胶板，次楞采用100*80mm木方，主楞采用双钢管Ф48*3.0，承重连接方式采用可调承托。立杆横向间距600mm，纵向间距800mm，步距1000mm。水平剪刀撑钢管Ф48*3.0，整个满堂架按45°夹角且同一方向水平间距小于4.5m满布，扫地杆纵横设置。立杆的强度和稳定性必须满足标准要求。模板支撑完后，进行预压处理。模板支撑系统荷载取值及荷载分项系数荷载名称计算部位单位标准值分项系数砼自重模板支撑系统KN/m2241.2钢筋自重模板支撑系统KN/m21.11.2施工荷载模板龙骨立杆KN/m241.4振捣荷载模板支撑系统KN/m221.4模板支架自重模板支撑系统KN/m20.411.2新浇砼侧压力侧面模板KN/m241.4以下是对此支撑系统的力学计算顶板模板支撑体系计算 〔一〕、参数信息:1.模板支架参数横向间距或排距(m):0.60；纵距(m):0.60；步距(m):1.00；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.15；模板支架搭设高度(m):6.30；采用的钢管(mm):Φ48×3.0；板底支撑连接方式:方木支撑；立杆承重连接方式:可调托座；2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.410；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500；4.材料参数面板采用胶合面板，厚度为20mm；板底支撑采用方木；面板弹性模量E(N/mm2):9500；面板抗弯强度设计值(N/mm2):13；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400；木方的间隔距离(mm):200.000；木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方的截面宽度(mm):100.00；木方的截面高度(mm):80.00；托梁材料为：钢管(双钢管):Φ48×3；5.顶板参数顶板的计算厚度(mm):1400.00； 图2顶板支撑架荷载计算单元〔二〕、模板面板计算:面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=100×22/6=66.667cm3；I=100×23/12=66.667cm4；模板面板的按照三跨连续梁计算。 面板计算简图1、荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土顶板和模板面板的自重(kN/m)：q1=25×1.4×1+0.41×1=35.41kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：q2=2.5×1=2.5kN/m；2、强度计算最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:M=ql2/10其中：q=1.2×35.41+1.4×2.5=45.992kN/m最大弯矩M=0.1×45.992×0.22=0.184kN·m；面板最大应力计算值σ=183968/66666.667=2.76N/mm2；面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；面板的最大应力计算值为2.76N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为w=kwql4/100EI<[w]=l/400其中q=35.41kN/m面板最大挠度计算值v=0.677×35.41×2004/(100×9500×66.667×104)=0.061mm；面板最大允许挠度[V]=200/400=0.5mm；面板的最大挠度计算值0.061mm小于面板的最大允许挠度0.8mm,满足要求!〔三〕、模板支撑方木的计算: 方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=10×8×8/6=106.67cm3；I=10×8×8×8/12=426.67cm4；方木楞计算简图1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q1=25×0.2×1.4=7kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2=0.41×0.2=0.082kN/m；(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m)：p1=2.5×0.2=0.5kN/m；2.强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:均布荷载q=1.2×(q1+q2)+1.4×p1=1.2×(7+0.082)+1.4×0.5=9.198kN/m；最大弯矩M=0.1ql2=0.1×9.198×0.62=0.331kN·m；方木最大应力计算值σ=M/W=0.331×106/106666.67=3.104N/mm2；方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2；方木的最大应力计算值为3.104N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求! 3.抗剪验算：截面抗剪强度必须满足:τ=3V/2bhn<[τ]其中最大剪力:V=0.6×9.198×0.6=3.311kN；方木受剪应力计算值τ=3×3.311×103/(2×100×80)=0.621N/mm2；方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2；方木的受剪应力计算值0.621N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2，满足要求!4.挠度验算:最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:w=kwql4/100EI<[w]=l/400均布荷载q=q1+q2=7.082kN/m；最大挠度计算值ν=0.677×7.082×6004/(100×9500×4266666.667)=0.153mm；最大允许挠度[V]=600/400=1.5mm；方木的最大挠度计算值0.153mm小于方木的最大允许挠度1.5mm,满足要求!〔四〕、托梁材料计算:托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；托梁采用：钢管(双钢管):Φ48×3；W=8.98cm3；I=21.56cm4；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=6.071kN；托梁计算简图 托梁计算弯矩图(kN·m)托梁计算变形图(mm)托梁计算剪力图(kN)最大弯矩Mmax=0.972kN·m；最大变形Vmax=0.562mm；最大支座力Qmax=19.832kN；最大应力σ=971715.236/8980=108.209N/mm2；托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；托梁的最大应力计算值108.209N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度为0.562mm小于600/400=1.5mm,满足要求! 〔五〕、模板支架立杆荷载标准值(轴力):作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)：NG1=0.158×6.3=0.996kN；钢管的自重计算参照?扣件式标准?附录A。(2)模板的自重(kN)：NG2=0.41×0.6×0.6=0.148kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25×1.4×0.6×0.6=12.6kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=13.744kN；2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(2.5+2)×0.6×0.6=1.62kN；3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N=1.2NG+1.4NQ=18.76kN；〔六〕、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式:其中N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=18.76kN；φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；i----计算立杆的截面回转半径(cm)：i=1.59cm；A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.24cm2；W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.49cm3；σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；L0----计算长度(m)；如果完全参照?扣件式标准?，按下式计算l0=h+2ak1----计算长度附加系数，取值为1.155； u----计算长度系数，参照?扣件式标准?表；u=1.7；a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.15m；上式的计算结果：立杆计算长度L0=h+2a=1+0.15×2=1.3m；L0/i=1300/15.9=82；由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.71；钢管立杆的最大应力计算值；σ=18760.356/〔0.71×424〕=62.318N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值σ=62.318N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的平安因素，适宜由下式计算l0=k1k2(h+2a)k1--计算长度附加系数按照表1取值1.243；k2--计算长度附加系数，h+2a=1.3按照表2取值1.016；上式的计算结果：立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.243×1.016×(1+0.15×2)=1.642m；Lo/i=1641.754/15.9=103；由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.566；钢管立杆的最大应力计算值；σ=18760.356/〔0.566×424〕=78.173N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值σ=78.173N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！ 〔七〕、立杆的地基承载力计算:立杆根底底面的平均压力应满足下式的要求p≤fg地基承载力设计值:fg=fgk×kc=120×1=120kpa；其中，地基承载力标准值：fgk=120kpa；脚手架地基承载力调整系数：kc=1；立杆根底底面的平均压力：p=N/A=18.76/0.25=75.041kpa；其中，上部结构传至根底顶面的轴向力设计值：N=18.76kN；根底底面面积：A=0.25m2。p=75.041≤fg=120kpa。地基承载力满足要求！〔八〕顶板底立杆的计算：立杆采用48*3.0钢管，扣件连接，横杆步距l000mm，单杆最大承载力N：KN/A=[fy+〔µ+1〕δ]/2-√[Fy+〔µ+1〕δ]/22-FyδK=2A=424mm2fy=205µ=0.12E=210000φ=lo/i=63.3δ=3.14*3.14*210000/63.3/63.3=516N=36.8KN上部传来的荷载：中间的U型承托承受近一半荷载，且U型承托承间距为0.6m，立杆所受的最大荷载F=18.76/2=9.38KN支架自重：f=1.1KN/mN=F+f*0.6=10.04KN＜36.8KN〔九〕、扣件抗滑移的计算        纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(标准5.2.5):                               R≤Rc       其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；       　　R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；龙骨通过中间的U型承托将荷载传到立杆上，单只U型承托承载力：PNL=90KN﹥10.04KN那么扣件抗滑承载力设计值Rc＜N=10KN故单扣件抗滑承载力的设计计算不能满足要求顶板底需使用双扣件才能满足扣件抗滑承载力 注：当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验说明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN(标准取此值)；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。