二区高架支模施工方案5版.docx

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二区高架支模施工方案5版

郑州国际会展中心（展览部分）

二区模板支架施工方案

一、工程概况

1、结构概况

郑州国际会展中心（展览部分）二区结构工程为大跨度、大截面、超高预应力结构，其主梁为截面1500*3500，1500*2800，1200*3500，1200*2800的钢筋混凝土预应力梁；一级次梁为截面700*2000的钢筋混凝土预应力梁；二级次梁截面为300*700的钢筋混凝土梁，板厚为180mm，支撑高度：

主梁13.10米，一级次梁13.95米，二级次梁15.25米，板15.77米，由于其结构构件大，其施工脚手架体必须进行专门的方案设计，以满足施工安全。

2、地面下地质概况和现场实际情况

场地位置及地形地貌：

该建筑物位于郑州市东郊107国道以东约1.0Km,原郑州机场内。

场地地形平坦，地面高程介于89.16~91.78m。

地貌单元属于黄河泛滥冲积平原。

本工程-3.0米以内的地质情况为：

基土

层数

性状描述

土体

重度

γ

（kn/m3）

孔隙比

e

粘聚力

C

（kpa）

内摩

擦角

ф

（℃）

素填土①

黄褐色，以粉质粘土为主，含少量砖渣，局部分布有杂填土，层厚0.3-1.9米，层底标高88.38-90.37米。

20.3

粉土②1

新近堆积，褐黄色，很湿-饱和，稍密，混有砂土颗粒，夹有粉砂薄层，淅水和摇振反应明显，干强度低，韧性差，中压缩性土，层底厚度1.8-5.2米层厚1.3-3.5米，层底标高85.66-87.97米。

19.5

0.673

8

23

粉土②2

灰色~灰褐色，饱和，稍密，表层有一流塑状分质粘土薄层。

淅水和摇振反应明显，干强度低，韧性差，中压缩性土，层底厚度6.6-9.0米层厚3.3-5.7米，层底标高81.27-83.28米。

19.5

0.661

10

22

现场实际情况：

在前期施工阶段，现场进行了工程桩、支护桩的施工，在桩施工期间，现场开挖了泥浆池、沉淀池、泥浆沟等，对原有土体产生了扰动，需对该部分地基进行处理。

在地下室、地沟施工期间，对基坑进行了开挖，存在大量回填土。

二、高架支模须解决的问题

1、地基处理

在前期施工阶段，现场进行了工程桩、支护桩的施工，在桩施工期间，现场开挖了泥浆池、沉淀池，为了保证本工程地面不出现不均匀沉降、开裂的质量问题，依据施工现场实际情况，地基需做如下处理：

★清除地表有机质土、耕植土

★目测、地基钎探或静力触探，找出可能导致不均匀沉降的影响因素

★将软弱土体挖除，换填2：

8灰土

★光轮压路机碾压密实

2、架体设计

由于本工程结构构件大，结构自重和架体自重大，依据规定，必须对该架体进行专门的结构计算和构造加强。

★设计计算

★构造要求

3、技术交底

在脚手架施工前，由技术部、工程部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、施工安全注意事项，并办理书面交底手续，未经交底人员严禁上岗作业。

4、模板支架使用材料的验收

对模板支架使用的钢管、扣件、安全网、木方、三形卡、对拉螺栓、模板等进行验收，验收分两个阶段。

★验收各配件的材质报告。

★现场验收材料质量，并做纪录。

5、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。

★对方案进行内部审批

★对方案进行专家审查

★由工程项目负责人组织安全部、工程部、技术部、施工作业队长等相关专业人员进行验收

★合格后报监理工程师验收。

三、模板支架设计方案

1、总体思路

由于本工程架体支设高度高，结构构件大，施工活荷载和构件恒荷载大，模板支设难度大，为了使模板支架既能满足施工要求，又能节约工程投资，本工程预应力大跨主梁施工拟采用迭合梁的施工方法进行，框架主梁第一次浇筑高度1.8米，一级次梁第一次浇筑高度1.0m，即二区梁一次浇筑至标高14.95m处。

在该界面处需适当增设负弯矩钢筋和竖向拉接钢筋。

2、施工程序

本工程施工难度大，参与人员多，施工过程复杂，安全隐患多，因此，必须事前对施工顺序做到心中有数，在组织实施过程中必须按计划、程序施工。

模板支架施工程序

主体結構施工顺序必须与模板支架施工配合，混凝土结构施工顺序如下：

3、模板支架结构选型及架体相关技术参数

★方案设计：

用扣件式钢管脚手架作支撑系统：

序

号

构配件

名称

使用材料

规格

设计

参数

备注

1

防滑扣件

直角扣件

顶层水平杆与立杆连接处设置

见图

2

水平安全网

尼龙网、尼龙绳

距地面4.5米、9.0米设置

3

立杆

Φ48*3.5钢管，对接扣件连接

主梁、一级次梁底：

梁宽+每边1500范围内，间距500*500

板底：

间距1000*1000

二级次梁间距500*1000

4

横向水平杆

Φ48*3.5钢管，旋转扣件连接

步距1500

顶部四道1000

5

纵向水平杆

Φ48*3.5钢管，旋转扣件连接

步距1500

顶部四道1000

6

水平剪刀撑

Φ48*3.5钢管，旋转扣件连接

首层、顶层、中间层每隔2步一道

7

竖向剪刀撑

Φ48*3.5钢管，旋转扣件连接

纵横每3米一道

8

扫地杆

Φ48*3.5钢管，旋转扣件连接

距地面或垫板150处纵横设置

9

刚性连接件

Φ48*3.5钢管，旋转扣件连接

每步水平杆均与独立柱刚性连接

见图

10

脚手板

不小于200mm宽、50mm厚松木板

11

模板

15厚竹胶合板

12

木方

50*100

13

对拉螺栓

Φ14

间距500*600，距梁底250

14

底座

每根立杆下设置

架体各配件力学性能（由于现场所进钢管壁厚有3.5、3.25、3.0mm三种规格，本方案按3.0mm计算）：

序号

架体力学性能

壁厚

3.5mm

3.0mm

1

Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值

205N/mm2

205N/mm2

2

Φ48钢管截面面积（A）

4.89cm2

4.239cm2

3

Φ48钢管回转半径（i）

1.58cm

1.595cm

4

Φ48钢管惯性距（I）

12.19cm4

10.78cm4

5

Φ48钢管截面模量（W）

5.08cm3

4.5cm3

6

Φ48钢管每米长质量

3.84Kg/m

3.84Kg/m

7

Φ48钢管弹性模量（E）

2.06×105

2.06×105

8

Φ48钢管截面承载力

27.2kN

27.2kN

9

直角扣件、旋转扣件抗滑承载力设计值

8.00KN

8.00KN

10

底座竖向承载力

40kN

40kN

钢管的截面几何与力学特征公式：

A=π（d2-d12）/4I=π（d4-d14）/4W=π[d3-（d14/d）]/32

i=√d2+d12/4

4、模板支撑架体结构计算

★荷载计算

工况一：

先浇筑主梁标高14.95以下，浇筑厚度：

梁中间部位1800mm，加腋部位2500mm。

主梁截面1500x2800mm,板厚180mm

采用迭合法施工，取1500*1800截面进行计算。

荷载标准值

A恒荷载

模板自重0.4×（1.5+2×2.62）=2.696KN/m

砼自重24×1.5×1.8=64.8KN/m

钢筋自重（52×6.31＋24×2.466＋10×30×0.888）×9.8=6.41KN/m

合计73.91KN/m

B活荷载

振捣荷载2×1.5=3KN/m

施工人员及设备荷载2.5×1.5=3.75KN/m

合计6.75KN/m

荷载设计值

1.2×73.91+1.4×6.75=98.142KN/m

乘以折减系数98.142×0.9=88.33KN/m

荷载设计值：

P1=88.33KN/m

主梁截面1200x2800mm,板厚180mm

采用迭合法施工，取1200*1800截面进行计算。

荷载标准值

A恒荷载

模板自重0.4×（1.2+2×2.62）=2.576KN/m

砼自重24×1.2×1.8=51.84KN/m

钢筋自重1.5×1.2×2.8=5.04KN/m

合计59.456KN/m

B活荷载

振捣荷载2×1.2=2.4KN/m

施工人员及设备荷载2.5×1.2=3KN/m

合计5.4KN/m

荷载设计值

1.2×59.456+1.4×5.4=78.91KN/m

乘以折减系数78.91×0.9=71.02KN/m

荷载设计值：

P2=71.02KN/m

一级次梁截面700x2000mm,板厚180mm

采用迭合法施工，取700*1000截面进行计算。

荷载标准值

A恒荷载

模板自重0.4×（0.7+2×1.82）=1.74KN/m

砼自重24×0.7×1.0=16.8KN/m

钢筋自重1.5×0.7×2=2.1KN/m

合计20.64KN/m

B活荷载

振捣荷载2×0.7=1.4KN/m

施工人员及设备荷载2.5×0.7=1.75KN/m

合计3.15KN/m

荷载设计值

1.2×20.64+1.4×3.15=29.178KN/m

乘以折减系数29.178×0.9=26.26KN/m

荷载设计值：

P3=26.26KN/m

工况二：

混凝土二次浇筑，主梁浇筑高度1000mm，一级次梁浇筑高度1000mm。

主梁混凝土浇筑截面1500x1000mm,板厚180mm

荷载标准值

A恒荷载

模板自重0.4×（1.5+2×2.62）=2.696KN/m

砼自重24×1.0×1.5=36KN/m

钢筋自重1.5×1.5×2.8=6.3KN/m

合计44.996KN/m

B活荷载

振捣荷载2×1.5=3KN/m

施工人员及设备荷载2.5×1.5=3.75KN/m

合计6.75KN/m

荷载设计值

1.2×44.996+1.4×6.75=63.45KN/m

乘以折减系数63.45×0.9=57.1KN/m

荷载设计值：

P4=57.1KN/m

一级次梁截面700x1000mm,板厚180mm

荷载标准值

A恒荷载

模板自重0.4×（0.7+2×1.82）=1.74KN/m

砼自重24×0.7×1.0=16.8KN/m

钢筋自重1.5×0.7×2=2.1KN/m

合计20.64KN/m

B活荷载

振捣荷载2×0.7=1.4KN/m

施工人员及设备荷载2.5×0.7=1.75KN/m

合计3.15KN/m

荷载设计值

1.2×20.64+1.4×3.15=29.178KN/m

乘以折减系数29.178×0.9=26.26KN/m

荷载设计值：

P5=26.26KN/m

工况三：

浇筑二级次梁及楼板

二级次梁截面300×700，

荷载标准值

A恒荷载

模板自重0.4×（0.3+2×0.52）=0.536KN/m

砼自重24×0.7×0.3=5.04KN/m

钢筋自重1.5×0.7×0.3=0.315KN/m

合计5.891KN/m

B活荷载

振捣荷载2×0.3=0.6KN/m

施工人员及设备荷载2.5×0.3=0.75KN/m

合计1.35KN/m

荷载设计值

1.2×5.891+1.4×1.35=8.96KN/m

乘以折减系数8.96×0.9=8.06KN/m

荷载设计值：

P6=8.06KN/m

楼板180厚

荷载标准值

A恒荷载

模板自重0.4KN/m2

砼自重24×0.18=4.32KN/m2

钢筋自重1.1×0.18=0.198KN/m2

合计4.92KN/m2

B活荷载

振捣荷载2.0KN/m2

施工人员及设备荷载2.5KN/m2

合计4.5KN/m2

荷载设计值

1.2×4.92+1.4×4.5=12.2KN/m2

乘以折减系数12.2×0.9=11KN/m2

荷载设计值：

P7=11KN/m2

★架体承载力验算

架体一：

立杆间距500×500

本架体设计考虑工况一、二均为同一架体，因此，架体承载力验算选取工况一、二的最大荷载为本架体的验算荷载

架体设计采用荷载设计值=max{P1/1.5,P2/1.2,P3/0.7,P4/1.5,P5/0.7}

=max{88.33/1.5,71.02/1.2,26.26/0.7,57.1/1.5,26.26/0.7}

=max{58.89,59.18,37.51,38.07,37.51}

=59.18KN/m2

A、钢管立杆承载力验算

沿梁宽方向间距500，沿梁长方向间距500。

每根立杆承受的自重：

G立杆＋G横杆＋G斜杆＋G扣件

＝3.84×13+3.84×11×（0.5+0.5）＋3.84×13+2×11×（13.2/9.8）

=171.71kg

＝1.68KN

每根立杆承受的压力：

N＝59.18×0.5×0.5＋1.68＝16.48KN

承载力判定：

[N]＝27.2KN/根〉16.48KN

故立杆的强度符合施工规范规定。

B、扣件抗滑移验算

每根立杆连接处节点的支座反力R=59.18×0.5×0.5=14.8KN

每根立杆连接处节点采用双扣件，则：

扣件抗滑移承载力设计值2RC=16KN>R＝14.8KN

因此，双扣件满足抗滑要求。

C、钢管稳定性验算

考虑不利因素，立杆的长度系数取μ=1.5

长度L=1500mm

立杆的长细比λ=μL/i=1.5×1500/15.95=141.1

由λ值查得构件的稳定系数φ=0.3436

N/ΦA=16480/（0.3436×423.9）=113.1N/mm2

立杆稳定性满足要求

架体二：

立杆间距1000×1000

本架体设计考虑工况三，因此，架体承载力验算选取工况三的最大荷载为本架体的验算荷载

架体设计采用荷载设计值={P6/0.3，P7}max

={8.06/0.3；11}max

={26.87,11}max

=26.87KN/m2

A、钢管立杆承载力验算

沿梁宽方向间距1000，沿梁长方向间距1000。

每根立杆承受的自重：

G立杆＋G横杆＋G斜杆＋G扣件

＝3.84×13+3.84×11×（1.0+1.0）＋3.84×13+2×11×（13.2/9.8）

=213.95kg

＝2.1KN

每根立杆承受的压力：

N＝26.87×1.0×1.0＋2.1＝28.97KN

承载力判定：

N＝28.97KN〉[N]＝27.2KN/根

故立杆的强度不符合施工规范规定。

为了经济、合理，二级次梁支撑与板分别配置架体，考虑到与主梁架体的拉接，二级次梁架体选择500×1000，板底架体1000×1000分别验算。

架体设计采用荷载设计值=P6/0.3

=26.87KN/m2

A、钢管立杆承载力验算

沿梁宽方向间距1000，沿梁长方向间距500。

每根立杆承受的自重：

G立杆＋G横杆＋G斜杆＋G扣件

＝3.84×13+3.84×11×（0.5+1.0）＋3.84×13+2×11×（13.2/9.8）

=192.8kg

＝1.89KN

每根立杆承受的压力：

N＝（P6×0.5+P7×0.5×1）/2+1.89

=（8.06×0.5+11×0.5×1）/2+1.89

＝6.66KN

承载力判定：

[N]＝27.2KN/根〉N＝6.66KN

立杆受力满足要求

B、扣件抗滑移验算

每根立杆连接处节点的支座反力R=6.66-1.89=4.77KN

扣件抗滑移承载力设计值RC=8KN>R＝4.77KN

因此，扣件抗滑移满足要求。

C、钢管稳定性验算

考虑不利因素，立杆的长度系数取μ=1.5

长度L=1500mm

立杆的长细比λ=μL/i=1.5×1500/15.95=141.1

由λ值查得构件的稳定系数φ=0.3436

N/ΦA=6660/（0.3436×423.9）=45.7N/mm2

立杆稳定性满足要求

架体二由初选方案1000×1000改为500×1000满足二级次梁的支撑要求

架体三：

立杆间距1000×1000用于板底支撑

楼板支撑验算，板底架体立杆间距选择1000×1000

架体设计采用荷载设计值=11KN/m2

A、钢管立杆承载力验算

架体双向间距1000

每根立杆承受的自重：

G立杆＋G横杆＋G斜杆＋G扣件

＝3.84×13+3.84×11×（1.0+1.0）＋3.84×13+2×11×（13.2/9.8）

=213.95kg

＝2.1KN

每根立杆承受的压力：

N＝11×1.0×1.0＋2.1＝13.1KN

承载力判定：

[N]＝27.2KN/根〉N＝13.1KN

立杆受力满足要求

B、扣件抗滑移验算

每根立杆连接处节点的支座反力R=11×1×1=11KN

每根立杆连接处节点采用双扣件，则：

扣件抗滑移承载力设计值2RC=16KN>R＝11KN

因此，双扣件满足抗滑要求。

C、钢管稳定性验算

考虑不利因素，立杆的长度系数取μ=1.5

长度L=1500mm

立杆的长细比λ=μL/i=1.5×1500/15.95=141.1

由λ值查得构件的稳定系数φ=0.3436

N/ΦA=13100/（0.3436*423.9）=89.9N/mm2

立杆稳定性满足要求

★地面垫层强度验算

150mm厚C20砼垫层

σ=N/A＝16480/423.9＝38.9N/mm2>fC=10N/mm2

抗压强度不能满足要求。

由于抗压强度不能满足要求，框架主梁、一级次梁下立杆支撑必须增设底座，底座采用焊接底座，则

σ=N/A＝16480/（150×150）＝0.73N/mm2

混凝土抗压强度满足要求。

τ＝V/A＝16480/（48×3.14×150）＝0.73N/mm2

抗剪强度满足要求

★地基承载力验算

架体下地基受力为：

max[58.89,59.18,37.51,38.07,37.51,26.87,11]=59.18kN/m2

依据《郑州国际会展中心地质勘查报告》提供的地耐力为80kN/m2，地基承载力满足要求。

★地基沉降验算

地面设计荷载po＝50KN/m2

根据岩土工程勘察报告各层土的压缩模量如下表：

（素填土的压缩模量用

1粉土的代替）

序号

土层

土层厚度

压缩模量

Es1-2

Es2-3

Es3-4

Es4-5

Es5-6

Es6-7

Es7-8

1

素填土

0-1.5m

16.2

12.0

14.1

2

1粉土

1.5-3.5m

16.2

12.0

14.1

3

2粉土

3.5-7m

12.9

19.6

26.8

28.9

34

37.1

4

1粉土

7-13m

15

21.1

27.5

28.9

35.4

46.6

5

3粉土

13-16m

13.8

18.8

24.3

25.9

29.2

33.1

86.7

6

4粘土

16-18m

4.9

7.1

9.4

10.3

11.7

14.1

23.4

7

5粉土

18-20m

12.5

17.5

21.7

23.4

28.8

37.0

39.1

分层总和法计算沉降量（根据施工荷载）

Po＝14.8/（0.5×0.5）＝59.2KN/m2

附加应力σz＝4αiPo

ΔAi＝σz（Zi－Zi-1）

土的容重γ＝19KN/m3

1200框梁的作用范围按2m计算（荷载不变），计算单元的宽度b＝1m，

沉降量Si=σz（Zi－Zi-1）/ESi

序号

土层

深度

Zi

（m）

附加应力系数αi

附加应力σz（KPa）

自重应力σc（KPa）

σz＋σc

（KPa）

压缩模量ESi

（KPa）

沉降量

Si

（mm）

附加应力图面积ΔAi

KPa.m

1

1

0.5

0.239

56.6

9.5

66.1

16.2

1.75

28.3

2

1

1.0

0.205

48.5

19

67.5

16.2

1.5

24.3

3

1

1.5

0.167

39.5

28.5

68

16.2

1.22

19.8

4

1

2.0

0.137

32.4

38

70.4

16.2

1.0

16.2

5

1

2.5

0.1155

27.4

47.5

74.9

16.2

0.85

13.7

6

1

3.0

0.099

23.4

57

80.4

16.2

0.72

11.7

7

1

3.5

0.0866

20.5

66.5

87

16.2

0.63

30.8

8

2

5.0

0.062

14.7

95

109.7

12.9

1.71

22.1

9

2

7.0

0.045

10.7

133

143.7

12.9

1.66

21.4

合计

11.04

188.3

变形计算深度范围内压缩模量的当量值

ES=∑ΔAi/Si＝188.3×1000/11.04＝17.1MPa

查表得经验系数ψc＝0.316

最终沉降量s＝0.316×11.04＝3.5mm

C结果判定

顶层素填土的压缩模量太小，本计算按

1层粉土考虑。

地基沉降量过大，会导致预应力大梁的裂缝，严重影响结构的性能。

必须采取措施对地面垫层下基础进行处理，以减小地基沉降量。

5、地基处理

★清除地表有机质土、耕植土

整个展厅部位除主地沟位置外，其它部位均进行换土，换土时采用挖掘机挖土，人工配合清土，自卸汽车外运，开挖深度标高为-0.5米，开挖顺序由内向外，开挖完成后，严禁载重汽车碾压。

★地基钎探或静力触探，找出可能导致不均匀沉降的影响因素

如局部存在软弱土层、泥浆池、沉淀池等，则继续下挖，直到老土，土方清理完成后，必须经过验收，方可回填。

★换填2：

8灰土

回填土采用2：

8灰土，局部下挖部分，用蛙式打夯机打夯，大面用15吨振动压路机碾压密实。

碾压时，要严格控制轮距，每一轮距为8—10cm，回填土虚铺厚度250mm，分层夯实或碾压密实。

★地沟处理

地沟顶板必须设置支撑，已施工完成的地沟顶板，重新设置支撑，支撑采用400*400间距的钢管顶撑顶紧，钢管上下设置2cm厚木板，新浇地沟顶板模