地铁站主体模板支架施工方案.docx
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地铁站主体模板支架施工方案
武汉市地铁二号线一期工程10标段青年路站
车站主体结构模板、支架施工专项
补
充
方
案
上海隧道工程股份有限公司武汉市轨道交通二号线一期工程第十标段土建工程项目经理部
二0一一年六月
青年路车站主体结构模板、支架施工专项方案
一、编制依据
1、危险性较大的分部分项工程安全管理办法；
2、建筑施工扣件式钢管脚手架技术规范；
3、简明施工计算手册；
4、公路施工手册：
桥涵；
5、施工图纸。
青年路站主体结构剖面图
二、工程概况
青年路站（原航空路站）是武汉是轨道交通二号线一期工程的第七个站，车站位于青年路与航空路交叉口的西北侧，平行青年路布置。
车站为标准地下两层车站，车站结构形式为双层双跨箱型框架结构，车站站台宽度采用10m单柱岛式站台，车站外包尺寸为220m（长）*18.5m（宽）*13.76m（高），车站顶部覆土约3m。
表2.1：
青年路站主体结构概况
结构部位
标准段
端头井
围护深度
地下连续墙27.9m
地下连续墙30.4m
开挖深度
17.26m
北端头井废水池底20.94m
支撑数量
四道
四道
侧墙
600
北端头井端墙800
底板
900
1100
底纵梁
1000×2000、1000×2400
1000×2200、1000×2600
中板
400厚，层高6.91m
400，层高6.91m
中纵梁
1000×800
1000×800
顶板
800厚，层高4.75m
900厚，层高4.65m
顶纵梁
1000×1600
1000×1700
立柱
800×1100，800×1400，端柱800×1400
三、施工计划
1、施工流程
青年路总长220m，共划分为13个施工段，包括南、北端头井和11个标准段，现根据现场条件从南端头井和北端头井同时往中间开挖和制作结构。
主体结构施工段划分如下图所示。
施工分段表如表所示：
施工段划分
施工段
施工缝位置
分段长度
备注
轴线
距离
北端头1
4
向北2m
18.5
标准段2
6
向南2.2m
18
标准段3
8
向南2.7m
16.5
标准段4
10
向南2.7m
16
标准段5
12
向南2.7m
16
标准段6
14
向南2.7m
16
标准段7
16
向南2.7m
16
标准段8
18
向南2.7m
16
标准段9
20
向南2.5m
16
标准段10
22
向南2.2m
16.8
标准段11
24
向南2.7m
18.2
标准段12
27
向北2.15m
18.1
南端头13
/
/
17.9
根据车站主体结构的特点，施工顺序按：
“自上而下、水平分层、纵向分段”顺筑法施工。
总体按纵向施工缝，分五层结构即：
基础垫层底板→站台层侧墙、中间柱→中板→站厅层侧墙→顶板。
车站主体结构竖向施工分段结合支撑及施工缝的位置分五段施工。
2、材料使用计划
周转料根据分段长度配置，计划中板及顶板各配置6多功能碗扣架和竹胶板模板,主要周转料计划见下表。
周转料倒运及钢支撑拆装的水平、垂直运输方式以龙门吊机为主，汽车吊配合。
主要周转料计划表
序号
项目名称
型号规格
单位
数量
备注
1
碗扣
φ48×3.5
t
400
0000
含扣件、顶托
2
竹胶板
1.22×2.44
㎡
1500
中板、顶板
3
方木
100×150
m3
150
中板、顶板
4
方木
150×150
m3
80
中板、顶板
5
方木
100×100
m3
80
中板、顶板
3、机械设备使用计划
拟投入本工程主要施工机械设备具体见表4.4-1。
拟投入主要施工机械设备表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
龙门吊
15t
台
2
2
汽车吊
25t
台
3
3
汽车泵
3739m
台
2
4
履带吊
55t
台
1
5
地泵
80
台
1
4、劳动力机计划
主体结构施工作业人员详见劳动力配备表。
主体结构施劳动力配备表
工种
人数（人）
工种
人数（人）
工种
人数（人）
队长
1
电工
3
防水工
8
副队长
3
木工架子工
40
普工
20
领工员员
5
钢筋工
70
其它
7
试验员
3
混凝土工
20
合计
180
5、施工进度计划
根据总体施工计划进度要求换个总体施工目标、工程的实际情况等，编制基坑开挖与结构制作施工计划。
青年路站主体基坑计划于2011年5月5日基坑开挖，7月22日完成全部土方开挖，7月底完成南端头井结构，8月28日完成所有中板结构制作，以满足盾构过站条件。
基坑开挖施工进度计划详见下表：
施工进度计划
施工段
工期
开始日期
结束日期
基坑开挖及结构制作（共13个施工段）
146
2011-5-5
2011-9-27
北端头1开挖及结构制作（18.5m）
84
2011-5-5
2011-7-27
标2段开挖及结构制作（18m）
73
2011-6-2
2011-8-13
标3段开挖及结构制作（16.5m）
73
2011-6-11
2011-8-22
标4段开挖及结构制作（16m）
73
2011-6-20
2011-8-31
标5段开挖及结构制作（16m）
73
2011-6-29
2011-9-9
标6段开挖及结构制作（16m）
73
2011-7-8
2011-9-18
标7段开挖及结构制作（16m）
73
2011-7-17
2011-9-27
标8段开挖及结构制作（16m）
73
2011-7-8
2011-9-18
标9段开挖及结构制作（16m）
73
2011-6-29
2011-9-9
标10段开挖及结构制作（16.8m）
73
2011-6-20
2011-8-31
标11段开挖及结构制作（18.2）
73
2011-6-11
2011-8-22
标12段开挖及结构制作（18.1m）
73
2011-6-2
2011-8-13
南端头13开挖及结构制作（17.9m）
82
2011-5-5
2011-7-25
四、施工工艺技术
1、总体施工方案
车站主体结构采用单向多工作面平行流水作业方式组织施工，按诱导缝、施工缝分块、分层浇注。
结构现浇支架采用承插型盘扣式脚手架搭设满堂支架。
模板采用1.5竹胶板。
2、主体结构施工段落划分
⑴主体结构分段划分的原则
分段长度不宜超过18m；分缝处宜在两柱之间梁跨1/4～1/3范围内；中板预留孔洞砼一次灌注；竖向施工分作五层。
⑵主体结构水平分段划分
根据上述原则，青年路站主体结构按照施工缝位置划分为13个施工区段。
⑶主体结构竖向施工分层
根据车站主体结构的特点，施工顺序按：
“自上而下、水平分层、纵向分段”顺筑法施工。
总体按纵向施工缝，分五层结构即：
基础垫层底板→站台层侧墙、中间柱→中板→站厅层侧墙→顶板。
车站主体结构竖向施工分段结合支撑及施工缝的位置分五段施工，详见下图。
车站标准段施工竖向分层示意图
3、模板、支撑系统
⑴独立柱支护
独立柱采用定制钢模，根据断面尺寸和施工组织安排，配备四套钢模。
同时根据柱的高度不同，定做部分调节模板，以便施工。
钢模由厂家定做，钢模厚度不得小于4，强度和刚度均需满足施工要求。
独方柱现浇主要采用对拉螺栓固定，对拉螺栓为Φ14钢筋，间距50。
示意图如下：
结构立柱模板支撑系统示意图
⑵边墙支护
边墙模板采用1830×915×18胶合板。
胶合板与其背后立楞支撑组合装装铺钉成一个整体。
立楞支撑为100×50×4000落叶松。
立楞间距150。
立楞背后采用Φ48×3.5水平钢管顶撑，钢管2根组合成一道水平支撑，每道水平支撑间距为600。
钢管水平支撑利用U形顶托固定，U形顶托与现浇混凝土板的腕扣支架形成一体。
考虑到边墙低压力较大，边墙底部采用斜撑和拉筋进行加强支护。
边墙采用三道斜撑，支撑高度不小于2m。
端墙采用四道支撑，支撑高度不小于3m。
斜撑间距与立柱一致。
拉筋采用Φ14钢筋，设置在侧墙最底部，接筋一端利用边墙内侧结构筋焊接固定，另一端与水平钢管固定。
拉筋间距600。
上部施工缝处也设置同样的接筋，确保预留端口尺寸精确。
⑶现浇板支护
中板和顶板和纵梁采用满堂支架支护。
支架体系为腕扣支架。
纵梁底部立杆间距为纵向600×横向900，端墙部位节段立杆间距为纵向600×横向600。
根据立杆间排距，水平横杆长度采用600、900两种规格。
立杆层间步距600，高度方向通过底托和顶托调节。
为保证支架体系的整体性和稳定性，纵横向均设置剪刀撑，剪刀撑间距不大于5m。
〔4〕车站顶板、中板、侧墙、梁等的配模及支架说明
车站主体结构的中板和顶板采用碗扣式满堂支架施工，模板采用1.8厚覆膜胶合板；侧墙模板采用组合钢模板。
负一层和负二层支架立杆纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m，支架步距为0.6m，剪刀撑间距按间距4m控制，每3排立杆纵、横向均设置剪刀撑，本检算不考虑剪刀撑加固效果。
支架采用国标φ48钢管，钢管壁厚3.5。
顶托标高调整完毕后，在其上安放15×15的方木纵梁，其间距同立杆间距（0.9ｍ），在纵梁上安放10×10的方木横梁，横梁间距30，安装纵横方木时，应注意纵向方木接头应在立杆顶托中心，横向方木接头应在纵向方木中心位置。
横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开，且任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。
侧墙模板采用90×150钢模（面板为4钢板），钢模背带竖向安放断面为10×10的方木，其间距30cm，横向分配梁采用断面为15×15的方木。
侧墙支撑采用与碗扣支架联成一体的6ｍ钢管对口撑（加顶托），间距0.9ｍ，步距1.2ｍ，用十字扣件与横向所有立杆相连；竖向间插采用半扣碗平杆（加顶托）与碗扣支架相连，间距0.9ｍ，步距1.2ｍ。
负二层侧墙由于高度较高，分两次浇筑；负一层侧墙高度较低，与顶板一起一次性浇筑。
负二层的支架等顶板强度达到设计强度的75％后再拆除支架。
负一层支架等顶板强度达到设计强度的100％后再拆除。
现以标准段为例，进行模板及脚手架设计，示意图如下：
青年路站标准段支架体系示意图
4荷载分析及检算
4.1荷载分析
由于车站顶板厚度为80，中板厚度为40，负二层支架受力较小，故只进行负一层荷载和支架体系的检算。
（1）竖向荷载
根据《路桥施工计算手册》172页查得钢筋砼容重γ=26
钢筋混凝土自重：
＝0.8×26×1.2=25（0.8m厚，永久荷载分项系数取1.2）
施工人员及小型机具活载：
＝2.5（根据《路桥施工计算手册》172页取值2.5）
振捣混凝土产生荷载:
＝2.0（根据《路桥施工计算手册》172页取值2.0）
木胶板：
取
=0.5（根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范征求意见稿》取值）
方木：
取
=7.53
（2）水平荷载
新浇侧墙混凝土对侧墙模板的最大应力为：
或
，两者取较小值。
—新浇注混凝土对模板的最大侧压力（）
—混凝土的重力密度（取
，含筋率小于2％）
—新浇注混凝土的初凝时间（
）
—混凝土的温度（25度）
—混凝土的浇注速度（1
）
—混凝土侧压力计算位置处至新浇注混凝土顶面的总高度（
）
—外加剂影响修正系数，本站混凝土不添加缓凝剂，取1.0
—混凝土坍落度影响修正系数取0.85
得：
取：
浇注混凝土产生的水平冲击侧压力取：
水平荷载标准值（含安全系数）：
=
（永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4）
支架顶托横向铺放150×100×4000木方，间距为600。
横木顶铺设100×50×40000的木方，间距200。
纵木顶铺钉1830×915×15胶合板，作为现浇板梁的底模。
站台层满堂支架横剖面图
⑷模板支架的构造要求
①剪刀撑
为保证支架体系的整体性和稳定性，支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置，剪刀撑间距不大于5m，宽度不小于6m，斜杆与地面的倾角控制在45°～60°之间。
每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按下表的规定确定。
每道剪撑宽度不小于4跨。
剪刀撑跨越立杆的最多根数
剪刀撑斜杆与地面的倾角ａ
45°
50°
60°
剪刀撑跨立杆的最多根数ｎ
7
6
5
剪刀撑斜杆的接长应采用搭接，剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至节点的距离不宜大于150。
高于4米的模板支架，其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
②托梁（100×150方木）计算
托梁按照集中荷载下两跨连续梁计算，计算简图如下。
集中荷载6.872×0.6=4.12，900
经计算，托梁弯矩图和剪力图分别如下图所示
托梁弯矩图
最大弯矩2098625
最大剪力12632N
最大支座反力N2=23.2
顶托梁截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=15×10×10/6=250；I=15×10×10×10/12=1250；
（1）顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度σ=2098625/250000=8.40<[σ]=13,满足要求
（2）木方抗剪强度计算
τ3（2A）=3×12632/（2×100×150）
=1.26≤[τ]=1.5（满足抗剪强度要求）
（3）顶托梁挠度计算
最大变形0.6<[v]=400=900/400=2.25,满足要求
③立杆
每根立杆底部应设置底座或垫板。
模板支架必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距基础不大于200处的立杆上。
横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
当立杆基础不同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。
靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500。
模板支架立杆底层步距不得大于2m。
支架立杆应竖直设置，2m高度的垂直允许偏差为15；
设置在支架立杆根部的可调底座，当其伸出长度超过300时，应采取可靠措施固定。
青年路车站承重支架及模板设计计算书
一、现浇梁、现浇板模板支护验算
1.1模板计算
⑴混凝土最大厚度为2.5（中板梁高＋顶板梁高），则：
钢筋混凝土g1=γ×25.5×2.5=63.752。
⑵施工荷载52和混凝土冲击及振捣荷载按22考虑。
则5+2＝7m2
⑶荷载计算值
63.75×1.2+7×1.4＝86.32
模板跨中变距M1/22/10=86.3×0.22/10=0.345•m；
65型竹胶板容许弯应力[σ]=55
模板所需的载截面模量1.2[σ]=0.345/（1.2×55×103）=5.2×10-6m3
根据W、b，得h为：
（6）1/2=（6×5.2×10-6/0.2）1/2=12.5；
木方纵梁间距为200，木模厚度不得小于12.51。
计划采用15厚的竹胶板。
竹胶板弹性模量6500
I＝3/12=1×0.0153/12=2.813×10-7m4
根据54/（384）。
则有：
5×86.3×0.24/（384×6500×2.813×10-4）=9.8×10-4m
挠度变形为9.8×10-4m＞（250=0.8）。
挠度稍微超标，考虑木方宽度，实际跨度不到20，挠度实际值小于计算值，能够满足规范要求。
1.2木方纵向计算
木方纵向梁取600×200的单元格进行验算。
木方采用东北落叶松，其容许弯应力[σ]=17
纵梁单位荷载86.3×0.2=17.26
纵梁跨中弯矩M1/2=2/8=17.26×0.62/8=0.777•m
纵梁所需的载面模量1.2[σ]=0.777/（1.2×17×103）=3.8×10-5m3
纵梁木方截面模量2/6=0.05×0.12/6=8.33×10-5m3，满足施工要求。
挠度验算：
<（250=2.4）
中板支撑体系平面布置图
1.3横梁木方计算
横梁木方900×600的单元格进行验算。
梁宽600，跨度900。
横梁按单跨及两跨连续形式计算：
横桥向单位长度荷载：
考虑上层木方间距较小，且支点位置不固定，按均布荷载计算。
86.3×0.6=51.78
跨中最大弯矩2/8=51.78×0.92/8=5.24
横梁所需的截面模量1.2[σ]=5.24/（1.2×17×103）=2.56×10-4m3
横梁方木截面模量2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3,满足施工要求。
挠度验算：
（250=3.6）
弯曲剪力：
τ
86.3×0.6×0.9/2=23.3；
0.075×0.1×0.0375=2.8×10-4m3；
0.1m；I＝3/12=2.8×10-5m3
τ23.3×2.8/（2.8×0.1）×104=2.33×106＞2.3。
由计算可知，木方支座处弯曲剪应力稍大于木材剪应力，需要调整。
将纵梁底支架间距由90调整至45，即可满足要求。
1.4立杆计算
立杆采用Φ48×3.5钢管，其截面特性如下：
外径
（）
壁厚
（）
截面积A
（2）
惯性矩I（4）
抵抗矩W（3）
回转半径i（）
自重（）
48
3.5
4.89×102
1.21×105
5.08×103
15.78
38.4
立杆所受荷载由横梁传递而来，单根立杆所受荷载：
86.3×0.6×0.9=46.6
长细比λ0
L02a
H—支架立杆的步距，取0.6m
a—模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度，取0.3m。
λ=1200/15.78=76.05
根据规范查λ=76.05的ϕ=0.739
[N]=ϕA[σ]=0.739×498.78×215=5361985.04
46.6＜[N]=85.04。
立杆间距满足施工要求。
二、边墙模板验算
边墙一次现浇高度6.0m
边墙底部最大侧压力ρθ=24.5×6.0×45°=147.02
2.1模板验算
底部横向单位长度线荷载147×0.6=88.2
模板跨中弯距M1/2=2/10=88.2×0.152/10=0.198
65型竹胶板容许弯应力[σ]=55
模板所需的截面模量1.2[σ]=0.198/（1.2×55×103）=3.00×10-6m3
根据W、b,得h为：
（6）1/2=（6×3.00×10-6/0.15）1/2=10.95
竖向木楞间距为150,木模厚度不得低于10.95。
计划采用模板厚度为18。
竹胶板弹性模量6500
3/12=1×0.0183/12=2.7×10-5m4
根据54/384,则有：
5×88.2×0.154/384×6500×2.7×10-2=3.31×10-6m
挠底变形为3.31×10-6m，边墙木模挠度变形可不考虑。
2.2竖向木楞计算
木方采用落叶松，其容许弯应力[σ]=17
木楞单位荷载147.0×0.15=22.05
木楞跨中弯矩M1/22/8=22.05×0.62/8=0.992
纵梁所需的截面模量1.2[σ]=0.992/（1.2×17×103）=4.86×10-5m3
纵梁木方截面模量2/6=0.05×0.12/6=8.33×10-5m3，满足施工要求。
2.3边墙水平支护验算
单根水平支撑所受最大侧压力147×0.6×0.6=52.92
对于两侧边墙现浇，必须对称式现浇，利用混凝土的侧压力提供水平支撑反力。
由前面计算可知，杆件容许轴力[N]=53.62。
ξ=53.62/52.92=1.01。
尽管容许轴力大于最大侧压力，但安全系数仅有1.01，仍存在一定风险，故需采取斜撑和拉筋予以加强。
安全系数取1.2，容许的最大侧向压力[N]/1.2=53.62/1.2=44.68.
设深度H处的侧压力为44.68，
则由θ24.5×H×45°×0.6×0.6=44.68可知，5.07m。
即侧墙现浇高度5.07m范围内不需作斜撑加强支护，也可满足安全施工需要。
方案计划侧墙采用三道斜撑，撑护高度不小于2m，可以满足施工需求。
假定底部侧墙现浇过程中，侧向压力全部由斜撑来支护，支架的水平支护只作为完全储备。
最大侧向压力147×0.6×0.6=52.92
斜撑设计支撑力0.7[N]0.7×215×489=73594.573.594
斜撑与地面最大角度θ（）=35.7°
可知，斜撑支地面夹角应控制在35.7°左右最为理想。
2.4端墙水平支护验算
端墙现浇混凝土侧压力没有支护反力基础，侧压力形成的水平推力易使满堂支架支护体系失稳，是混凝土现浇支护控制的重点。
施工方案要求先浇第二段，然后浇第一段，利用第二段的支护体系及已浇混凝土为第一段提供必须的反力基础。
由侧墙的计算可知，端墙也必须采用斜撑和拉筋加强支护。
端墙部位比侧墙多增设一道斜撑。
三.模板体系施工质量措施
1.模板必须支撑牢固，不得有松动、跑模、超量变形下沉等现象。
2.模板拼缝应平整严密，拼缝内贴双面胶带，防止漏浆，模板应涂刷脱模剂。
3.模板安装前，应做好测量放样工作，经检查无误后才能安装模板。
4.中板、顶板、中梁、顶梁底部模板应适当起拱。
5.浇注侧墙混凝土时应及时移动泵管，尽量减小混凝土对侧模的冲击。
6.在搭设脚手架前所有钢管、扣件必须进行检查，对于存在严重裂纹、截面削弱或局部变形等缺陷的构件应拒绝使用。
7.在立模过程中应控制好结构尺寸、结构标高、模板垂直度、模板加固等施工要点，并在浇砼前复查。
8.预埋件与预留孔洞必须位置准确，安装牢固。
四、模板体系施工技术质量措施
4.1模板施工的一般规定和要求
1.模板及支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠的承受浇筑混凝土的重量、侧压力及施工荷载。
2.模板体系应构造简单，装拆方便，并便于钢筋的绑扎和安装，符合混凝土的浇筑及养护等工艺要求。
3.模板工程的施工质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》的要求保证结构尺寸和位置的正确性，模板安装、预埋件、预留孔允许偏差见下表
表7.1:
模板安装、预埋件、预留孔允许偏差表
项目
允许偏差（）
检验方法
轴线位置
5
钢尺检查
底模上表面标高
±5
水准仪或拉线、钢尺检查
截面内部尺寸
基础
±10
钢尺检查
柱、墙、梁
＋4，-5
钢尺检查
层高垂直度
不大于5m
6
经纬仪或吊线、钢尺检查
大于5m
8
经纬仪或吊线、钢尺检查
相邻两板表面高低差
2
钢尺检查
表面平整度
3
2m靠尺和塞尺检查
预埋钢板中心线位置
3
钢卷尺检查
预埋管、预留孔中心线位置
3
钢卷尺检查
插筋
中心线位置
5
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