陆上段墩柱模板及支架专项方案.docx
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陆上段墩柱模板及支架专项方案
上海崇明越江通道长江大桥B1标
陆上段墩柱模板及支架
专项施工方案
长江隧桥B1标中铁24局项目部
2007年1月25日
陆上段墩柱模板及支架专项方案
一、编制依据
《组合钢模技术规范》GB50214—2001；
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；
《钢结构设计规范》GB50017-2003；
《木结构设计规范》GB50005-2003；
本工程施工图纸及有关文件。
二、工程概况
本工程范围内陆上段为21.04m连续板梁、30m连续箱梁。
施工范围从K10+921.12～K11+498.00。
PM-7～PM-1—2×（3×21.04）m，PM-1～PM14—3×（5×30）m。
墩身混凝土采用C40高性能混凝土。
21.04米连续梁区段设计采用相互独立的双柱实体墩，30米连续梁采用带系梁的双柱实体墩。
21.04米连续梁区段，同一承台上墩柱高度不一，以靠近桥梁中心线一侧墩柱略高。
PM-6～PM-2号墩拟一次性浇筑，PM-1～PM13墩身分两次浇注，第一次浇注至横梁底部，第二次浇注完毕。
三、模板方案选择
本工程考虑到施工工期、质量和安全要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点：
1、模板及其支架的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。
2、在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。
3、墩柱成型后的外观质量要求较高。
4、综合以上几点，模板及模板脚手架的搭设，还必须符合JCJ130-2001检查标准要求，要符合市文明标化工地的有关标准。
结合以上模板及模板支架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，为了墩柱表面光洁，决定采用组合钢模板，在生产厂家车间制作运输至施工现场组拼。
四、模板配置方案
1、模板配置
根据本区段墩柱截面形式及尺寸，共需配置钢模板7套，分别为（PM-6，PM-5，PM-3，PM-2）、（PM-4）、（PM-1，PM4，PM9内）、（PM0，PM1，PM2）、（PM3，PM5，PM6～PM8）、（PM9外）、（PM10～PM13）。
2、模板形式
本区段内模板主要采用钢模。
30m梁区段钢模板计划分3部分预制（系梁及两侧墩柱）；21m梁区段钢模板计划分2部分预制（两侧墩柱）。
墩柱钢模板又由四侧钢模板组成，系梁钢模仅设两侧钢模板，底模用木模，每侧模板再由若干节段拼接而成。
各节段钢模板采用双肢[10号槽钢做纵肋（内楞），双肢[14号槽钢作横肋（外楞），横肋间距50cm，纵肋间距20cm；面板采用5mm钢板；立柱各侧面钢模间用M16螺栓连接，各节段钢模设上下法兰以便相互连接，法兰钢板厚度20mm。
（详细模板图附后）
五、模板受力计算
（取PM8号墩为例）
1、立柱侧压力计算（参照《实用建筑施工工程师手册》P271，中国建筑工业出版社出版）
实际柱高约9.5m，重力密度γ=25KN/m3，浇筑速度8m/h，入模温度约为10℃。
最大侧压力：
①F=0.22γtoβ1β2V1/2（其中β1=1.2，
β2=1.15）
∴F=0.22×25×200/（10+15）×1.2×1.15×81/2
=164.85KN/M2
②F=25H=25×9.5=238KN/M2
上述两式计算，取其中较小值。
则最大侧压力F=164.85KN/M2，式中代号：
F——新浇混凝土对模板最大侧压力（KN/M2）
γ——混凝土的重力密度（KN/M3）
to——新浇混凝土的初凝时间（h）
可按实测确定，当缺乏试验资料时，可采用to=200/（T+15）
β1——外加剂影响修正系数，取β1=1.2
β2——混凝土坍落度影响修正系数，取β2=1.15
V——混凝土浇筑速度（m/h）
H——混凝土侧压力计算位置处新浇混凝土顶面的总高度
2、钢模板厚计算（参照《机械基础》，冶金工业出版社）
假设壁厚均匀分布，取1个假设单位，由周向应力最大侧压力分布图得，静力平衡条件：
∑Y=0得
2σ＂（1×δ）—P（1×a）=0
2σ＂（1×δ）—P（1×b）=0
上述两式计算，取壁厚δ=Pa/（2σ＂）或δ=Pb/（2σ＂）KN/M2
式中代号：
F1δ1=1.65×230/（2×1200）=0.158cm=1.58mm
γδ2=1.65×140/（2×1200）=0.103cm=1.03mm
toP——测向压力165KN/M2=1.65Kg/cm2
可按实测确定，当缺乏σ＂——许用应力As取σ＂=1200kgf/cm2
为防止钢模在制造、运输或使用产生变形，一般规定钢模壁厚应增加2~3mm，取3mm，壁厚5mm
则钢模厚度δ=δ1+3=1.58+3=4.58mm
δ=δ2+3=1.03+3=4.03mm
取最大值4.58mm，标准钢板Asδ=5mm
3、对拉螺栓计算（参照《实用建筑施工工程师手册》，建材工业出版社出版）
假设1M高单位内，内侧模板承向总侧向压力
N=F（2a+2b+πd/4+4）×1=164.85×（2×1.95+1.47+1.57）×1=1144KN
式中，N为总受压力
F为单位侧向压力，164.85KN/M2
a为矩形模长度
b为矩形模宽度
假设四侧平均安装对拉螺栓6只，计24只
由N=268AJAJ——表示螺栓危险截面
N——表示总受力KN，268为常数
则单只螺栓危险剖面，S=N/268×24
d=（4S/π）1/2
d=（4/π×N/268×24）1/2
=（4/π×1144/268×24）1/2=14.74mm
由GB192—3，普通螺栓检查得公称直径d=16mm
螺栓内径d1＞14.38mm，故取螺栓M16
4、连接法兰、钢楞（内外选用）
对钢楞、连接法兰作用主要是加强各部分的连接及模板的整体刚度，不是一种受力构件，可不进行计算
按绕度要求M=1/10q2l2=[f]ωl=12.2（ω/q2）
按刚度要求ω=q1l4/（150EI）=1/400l=53.8（I/q2）1/3
q1——作用在模板上的侧压力N/mm
l——计算跨度
[f]——钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值
ω——墙模板截面抵抗矩
E——弹性模量I——惯性矩
q2——内楞上的荷载
选自《实用建筑工程师手册》P271页
由于连接法兰时，需考虑螺栓安装空间，且连接强度、吊装强度，按螺栓孔中心至构件边缘距离2.5d=2.5×20=50mm。
法兰宽选择100mm，钢板δ≥16mm，内楞槽钢采用双拼[10#，外楞用[14#槽钢双拼。
六、加工工艺
1、胎模设置
胎模应设置两种，一种供组装大模板板面用，另一种供组装骨架用。
设置胎模的场地必须平整、坚实、易于排水。
胎面要用水平仪抄平。
胎模的平面尺寸，其宽度应能放置模板的边框；其长度应能满足设置两块最大模板尺寸，供正反号模板对平时使用。
另外，胎模应根据板面和模板骨架的大小，用角钢或槽钢在周边镶挡，以供加工组对。
（见下图所示）
2、大模板主体加工
（1）划线
划线是大模板加工的第一道工序，要事先根据图纸尺寸放好足尺大样，制作样板，根据样板进行划线。
划线误差不得大于0.5mm。
各种型钢应逐根铺开，统一划线。
（2）下料
钢板采用剪板机下料，要先确定基准边。
然后利用基准边剪切其他边，以保证板料的方正，串角不得大于1mm，宽度误差不大于0.5mm。
各种型钢骨架（龙骨）下料采用气割，要对准划线下料，不能割在线外。
（3）调查
要对每根型钢骨架逐根进行调直，并将焊渣清除干净。
调直后在骨架上进行划线，按线钻孔打眼。
（4）对胎
将加工后的纵横龙骨在胎模上定位。
定位时，将正反号龙骨的同一侧放在一起（见图3-6-56）。
先将横龙骨放在胎模上，调整间距，使板面拼缝对正横龙骨。
正反两块模板的龙骨要同时组对，然后安装竖龙骨，并用卡具将横、竖龙骨与胎模卡紧，经检查无误后施焊。
焊接应由两人从两侧同时施焊，骨架上的其他附件也应同时焊接。
对接焊缝熔透深度应不小于较薄板的0.7倍，贴角焊缝高度应大于板厚1mm。
外形尺寸定位误差不得大于1.5mm。
（5）拼板面
将剪切好的面板在另一胎模上进行点焊固定，每次可铺3~4层钢板，组拼板面时，应将裁切平直的侧边用于拼缝处。
（6）组焊成形
将焊好的骨架放到面板上，并用卡具将面板、骨架与胎模卡紧。
如个别地方未贴紧板面，应进行校正。
然后对称的进行施焊，面板与骨架之间采用断续焊，每隔150~200mm焊接10mm。
（7）校正
每块模板制作完毕后，都应按设计图纸及加工制作质量标准进行检查，然后调离胎模。
质量不合格的应进行返修。
由于焊接变形而翘曲是一种常见的质量通病，当超过允许偏差是应进行校正。
方法是：
将两对翘曲的模板板面相对放置，四周用卡具卡紧，在不平整的部位打入钢楔，静置一段时间，使其焊接产生的内应力消失，达到调平的目的。
（8）钻孔
校正后的大模板将板面向上放置，精确量出穿墙螺栓的位置，再用电钻钻孔。
为了保证孔位的准确，可先用小直径钻杆钻孔定位，然后用大钻头扩孔。
检查合格的大模板，要清除浮锈、刷防锈漆，然后编号堆放待运。
3、大模板附件的加工
主要有操作平台架挂钩、吊环等。
吊环、操作平台架挂钩采用烘煨加热至1150℃左右，利用工装成形。
吊环的两脚与横龙骨采用焊接时，需双面焊，焊缝长度大于80mm，焊缝高度不小于8mm。
操作平台的连接钢管与竖向龙骨也采用双面焊，焊缝不少于100mm，高度不少于8mm。
所有焊缝均不得咬肉。
七、模板技术质量要求
1、模板加工的质量要求
（1）加工制作模板所用的各种钢材和焊条以及模板的几何尺寸必须符合设计要求。
（2）各部位焊接牢固，焊缝尺寸符合要求，不得有漏焊、夹渣、咬肉、开焊等缺陷。
（3）毛刺、焊渣要清理干净，除锈要彻底，防锈漆涂刷均匀。
大模板加工的质量标准
检查项目
允许偏差（mm）
检查方法
表面平整
平面尺寸
对角线误差
螺孔位置
2
±2
3
2
用2m靠尺和锲尺检查
钢卷尺
钢卷尺
钢卷尺
大模板加工的电焊质量标准
焊件厚度
定位焊缝高度
焊缝长度
间距
≤4mm
＜4mm
5~10mm
50~100mm
2、模板进场的质量标准
（1）技术性能必须符合相关质量标准
（2）外观质量检查标准（通过观察检验）
（3）任意部位不得有腐朽、生锈。
3、模板安装质量要求
必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）及相关规范要求。
即"模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载"。
（1）安装现浇结构的上层模板及其支架时，下层模板应具有承受上层荷载的承载能力，或加设支架；上下层支架的墩柱应对准，并铺设垫板。
（2）在涂刷模板隔离剂时，不得沾污钢筋和混凝土接槎处。
（3）模板安装应满足下列要求：
模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝土前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水；模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂；浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净；
（4）固定在模板上的预埋件、预留孔洞均不得遗漏，且应安装牢固其偏差应符合规定；
（5）对模板垂直度严格控制，在模板安装就位前，必须对每一块模板线进行复测，无误后，方可模板安装。
（6）模板拼装配合，施工员及质检员逐一检查模板垂直度，确保垂直度不超过3mm，平整度不超过2mm；
八、模板的施工
1、墩柱测量放样：
（1）在承台面上进行墩柱位置放样，放出墩柱模板框线。
（2）在模板框线位置上进行水泥沙浆找平、收光。
（3）在墩柱位置内砼面凿毛、清洁。
2、搭设脚手架：
（1）事先绘制脚手架设计详图，进行材料准备。
（2）根据墩柱模板放样及留出立、拆模工作面，确定脚手架位置。
（3）按详图及安全规范搭设，完成后需经安全员验收，合格挂牌后，才能进行下道工序。
（4）本次墩柱施工脚手架分为非承重脚手和承重脚手。
非承重脚手即辅助脚手架，在本次墩柱施工中立柱四周的脚手架即为此种类型。
本次墩柱施工中承重脚手为PM-1～PM13号墩柱系梁下脚手架
辅助脚手采用Φ48×3.5mm双排钢管脚手架搭设，立杆横距b=0.70m，立杆纵距L=1.50m，内立杆距墙0.7m，外立杆距墙1.4m。
脚手架步距h=1.80m，脚手板从地面2.0m开始每1.8m设一道（满铺）。
承重脚手采用Φ48×3.5mm双排钢管脚手架搭设，立杆横距b=0.60m，立杆纵距L=0.80m。
脚手架步距h=1.80m。
脚手架与墩身连接点的位置根据墩身的高度来定，原则上每5米设一道连墙件，连墙件采用脚手架钢管环抱在墩身模板上，扫地杆设置在距离地面高度为20cm处。
（5）脚手架受力计算
主要计算系梁下承重脚手底层立柱段的轴心压力
（a）、脚手架结构自重产生的轴心压力NGK由表查得一个柱距范围内每米高脚手架结构产生的轴心标准值gk=0.134KN/m，则10 m高的脚手架结构自重产生轴心压力标准值
NGK=H·gk=10×0.134=1.34 KN
（b）、脚手架活载产生的轴心压力
脚手架活载主要来自于系梁及其模板自重，经计算系梁荷载总重
NQ2K=195KN,系梁下方共18根竖杆,则每根竖杆承受10.85KN.
（c）计算立杆段的轴心压力值：
N= NGK ×1.2/K1+ NQiK
K1—高度调整系数（取K1=0.85）
N=1.34×1.2/0.85+10.85=12.75 KN
取2.0的安全系数,N’=25.5 KN
（d）、立柱稳定性验算
立柱稳定应满足下式：
N/ψA+ MW/W≤fc或N≤ψA（fc-σW）
ψ——轴心压杆的稳定系数，根据所计算立柱段的比λ=μh / I
I——立柱截面的回转半径，查取 i=1.58cm
μ——计算长度系数，取1.3
h——所计算的立柱段的脚手架步距 h=1.8m
∴λ=μh / i=1.3×1.8 / 1.58×10-2 =148.1
查得：
ψ=0.316
A—立柱截面积，A=4.89cm2，fc=205N/mm2
ψA（fc-σW）
=0.316×4.89×102×（205-15.16）×10-3
=29.3KN>N=25.5KN（满足）
3、扎钢筋：
（在承台施工时吊装就位）
（1）事先已按设计图将墩柱钢筋绑扎成框架钢笼，吊装就位、位置正确、垂直且稳固。
（2）框筋规格要控制大小一致，尤其是柱角圆弧处要圆顺。
（3）框架筋内增设对角撑加固，并适当采用部分联接点焊接，使整体钢笼稳固，无翘曲现象。
（4）保护层位置，如钢笼通体垂直良好，拟在顶部控制。
（5）本工序再次检查框筋，如在吊装时产生的个别框筋位置不正可及时予以调整。
4、组拼墩柱模板：
（1）定型钢模，要达到钢结构加工质量要求，单块模要平整、清洁，并擦油保养。
（2）模板在地面上组拼时，各拼缝处用海绵条相嵌。
（3）对组拼后每节框模进行端面对角线检测，端面平面是否翘曲的检测，框内立体对角线的检测，保证每节模板形体方正、拼缝严密平顺。
（4）模板组拼后再用抹布将模板面擦干净，然后用蘸过锭子油的抹布擦表面，使其呈油亮状态，以手指触摸无余油为宜。
（5）立模时承台找平层上与钢柱模接触面，及上下节模缝均用海绵条抄垫，保证模板拼缝不漏水。
（6）上下节模板要位置对准，遇确有少许误差要调整至最佳状态。
（7）立模后拟用钢丝绳，四边斜拉稳固，墩柱高度10米以上设二道斜拉，用经纬仪检测垂直度。
（8）高度3米以下的墩柱，如不设斜拉，采用支撑法稳固，柱模底角处要用钢筋电焊固定，避免灌输砼时产生浮力，以致模底跑浆。
（9）双墩柱（无系梁时）二根同时作业，将两柱模板连接，可控制两柱间距的正确，垂直度良好，又增强稳定性。
（10）立好墩柱模板至浇注砼期间，柱身内不能有积水。
（11）立模作业完成后，再进行垂直度、标高复检。
5、浇注墩柱砼：
（1）设专人严格控制砼塌落度，检查砼标号。
（2）砼料要用串筒，输送至墩柱底部，捣固时振动棒不能插入模板与主筋隔层内，碰擦模板强捣。
（3）砼浇注完后，再次复检墩柱垂直度。
（4）若气温零度以下，将钢模四周用草包挂设，并用彩塑布包裹。
6、拆墩柱模：
（1）、模板拆除根据现场同条件的试块指导强度，符合设计要求的百分率后，由技术人员发放拆模通知书后，方可拆模。
（2）、模板及其支架在拆除时混凝土强度要达到如下要求。
在拆除侧模时，混凝土强度要达到1.2MPa（依据拆模试块强度而定），保证其表面及棱角不因拆除模板而受损后方可拆除。
混凝土的底模，其混凝土强度必须符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002表4.3.1的规定后方可拆除。
（3）、拆除模板的顺序与安装模板顺序相反，先支的模板后拆，后支的先拆。
（4）、模板拆除吊至存放地点时，模板保持平放，然后用铲刀、湿布进行清理。
支模前刷脱模剂。
模板有损坏的地方及时进行修理，以保证使用质量。
（5）、模板拆除后，及时进行板面清理，涂刷隔离剂，防止粘结水泥浆。
7、模板的变形控制及处理
（1）模板支立后，拉水平、竖向通线，保证混凝土浇筑时易观察模板变形，跑位；
（2）浇筑前认真检查螺栓、顶撑及斜撑是否松动；
（3）模板支立完毕后，禁止模板与脚手架拉结。
（4）对于由明显变形的模板我们做废处理，对于可修复的生产厂家立即派人至现场处理。
九、安全、环保文明施工措施
（1）安装、拆模时操作人员必须挂好、系好安全带。
（2）支模前必须搭好相关脚手架。
（3）在拆墙模前不准将脚手架拆除，用塔吊拆时与起重工配合；拆除顶板模板前划定安全区域和安全通道，将非安全通道用钢管、安全网封闭，挂"禁止通行"安全标志，操作人员不得在此区域，必须在铺好跳板的操作架上操作。
（4）浇筑混凝土前必须检查支撑是否可靠、扣件是否松动。
浇筑混凝土时必须由模板支设班组设专人看模，随时检查支撑是否变形、松动，并组织及时恢复。
经常检查支设模板吊钩、平台连接处螺栓是否松动，发现问题及时组织处理。
（5）用吊机吊运模板时，必须由起重工指挥，严格遵守相关安全操作规程。
模板安装就位前需有缆绳牵拉，防止模板旋转不善撞伤人；垂直吊运必须采取两个以上的吊点，且必须使用卡环吊运。
不允许一次吊运二块模板。
（6）大模板堆放场地要求硬化、平整、有围护，阴阳角模架设小围护架放置。
安装就位后，要采取防止触电保护措施，将大模板加以串联，并同避雷网接通，防止漏电伤人。
（7）环保与文明施工
严格控制噪声污染。
现场模板加工垃圾及时清理，并存放进指定垃圾站。
做到工完场清。
整个模板堆放场地与施工现场要达到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。
附件：
钢模板细部简化图
钢模板正、侧面图
钢模板截面图
长江大桥B1标中铁二十四局项目经理部
2007年1月25日
钢模板细部简化图
立柱图
墩号
数量
高度（m）
内侧
外侧
PM-6
2
2.898
2.748
PM-5
2
3.041
2.891
PM-4
2
0.608
0.458
PM-3
2
3.443
3.293
PM-2
2
3.703
3.553
PM-4
（单独）
2
2.65
2.65
PM-1
（单独）
2
3.046
3.046
PM-1
（单独）
2
0.396
0.396
PM-1
2
横梁
PM0
2
PM1
2
PM2
2
PM3
2
PM4
2
PM5
2
PM6
2
PM7
2
PM8
2
PM0
2
3.474
3.474
PM1
2
4.045
4.045
PM2
2
4.696
4.696
PM3
2
5.15
5.15
PM5
2
5.15
5.15
PM6
2
5.15
5.15
PM7
2
5.15
5.15
PM8
2
5.15
5.15
PM3
2
0.275
0.275
PM5
2
1.963
1.963
PM6
2
2.82
2.82
PM7
2
3.625
3.625
PM8
2
4.379
4.379
PM4
（单独）
2
1.147
1.147
PM4
（单独）
2
5.15
5.15
PM9
（内）
（单独）
2
5.15
5.15
PM9
（内）
（单独）
2
横梁
PM9（内）（单独）
2
5.036
5.036
PM10
2
5.657
5.657
PM11
2
6.257
6.257
PM12
2
6.805
6.805
PM13
2
5.602
5.602
PM9
（外）
（单独）
2
5.036
5.036
PM9
（外）
（单独）
2
5.15
5.15
PM10
2
5.15
5.15
PM11
2
5.15
5.15
PM12
2
5.15
5.15
PM13
2
5.15
5.15
PM10（西）
（单独）
1
横梁
PM10（东）
（单独）
1
横梁
PM11（西）
（单独）
1
横梁
PM11（东）
（单独）
1
横梁
PM12
2
横梁
PM13
2
横梁
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