模板支架搭设方案计算版.docx
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模板支架搭设方案计算版
G205国道改建工程王盼庄立交三合同段
现
浇
箱
梁
支
架
方
案
二工区
2008年4月26日
一、工程概况
二、地基处理
三、支架类型及布置
四、箱梁支架稳定性检算
五、模板木楞的容许跨径计算
六、支架方木及模板计算
七、地基承载力计算
八、支架的施工
九、架子搭设安全技术交底
一十、架子拆除安全技术交底
G205国道王盼庄立交现浇箱梁支架模板方案
一、工程概况
G205国道王盼庄立交工程主线桥右幅及K、F、C匝道桥梁总共14联40跨，其中FP8-FP10上部结构为钢箱梁，，其余均为普通钢筋混凝土现浇箱梁；其中D、G匝道桥桥宽为10米，J匝道桥桥宽8m，单箱单室，普通钢筋混凝土箱梁高均为1.6米，预应力箱梁为1.8-2.4m高变截面箱梁，均为3跨一联，砼采用C40（普通箱梁）和C50（预应力箱梁）两种，预应力箱梁采用真空辅助压浆。
二、地基处理
经现场调查，本标段大部分地段为根植土及部分道路地段，地基承载力较好，地基采取如下处理：
待承台立柱施工结束后，按规范对基坑进行回填压实，然后对整个场地进行平整，压实后在上面浇筑8cm厚C10砼，以保证地基的整体承载力。
三、支架类型及布置
本工程现浇箱梁支架拟采用碗扣式钢管支架。
碗扣式钢管支架布置：
底板横向间距为90cm，翼板处横向间距为120cm；水平杆排距为120cm；钢管纵向间距为90cm，在端、中横墩中心两侧各1.2m的范围内支架纵横向间距均加密到60cm。
各向剪刀撑的设置按规范及设计要求设置。
根据桥梁设计高度，本方案采取支架最大搭设高度20m计算。
四、箱梁支架稳定性检算：
碗扣式钢管支架稳定性验算（按高20m，长40m梁计算）
依据《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》
N/（φA）≤[σ]
N：
立杆轴向力设计值
φ：
轴心受压构件纵向弯曲系数，因L0=0.9m，λ=L0/r=90/1.58=56.96
（λ：
长细比；L0：
计算长度；r：
回转半径）
查规范得φ=0.841
A：
立杆载面积，查规范得A=4.89cm2
[σ]：
钢材杭压设计值，取215N/mm2
N值的计算：
N=1.2×NGk+1.4∑NQk
NGk：
模板、支架自重产生的轴向力
NQk：
施工人员、机械设备、新浇砼自重、振捣产生的轴向力总和
模板及支架自重
经计算模板和方木每平方米重量为0.5KN。
支架重计算：
立杆：
高以20m计，16根1.2m立杆，一根0.6m立杆，横杆间距0.9m。
每平米上的支架重为：
[（7.41Kg×16+4.5Kg×1）×7×34+（4.0Kg×6+4.0Kg×46）×7]×9.8/（40×5.2）
=1449N/m2
注：
1.2m立杆重量：
7.41Kg，0.6m立杆重量：
4.5Kg，按每跨横向7排、纵向47排设置。
0.9m横杆重量：
4.0Kg，按纵向47排、竖向往7排设置。
1kg=9.8N
支架面积按纵向40m、横向5.2m计算。
新浇注钢筋砼自重以25KN/m3计算，横梁1m长度范围靠立柱支撑，底板部分支架实际支撑长度为38m，箱梁上底板和下底板厚度均为22cm，考虑腹板处厚度，跨中处箱梁按50cm厚计算，则砼方量为176.3m3，每平米上分配重力：
2.5×104×176.3/（38×5.2）=22.3KN/m2
依规范振捣砼时产生的水平荷载以2.0KN/m2计。
依规范施工人员、机械荷载取2.5KN/m2。
N=[1.2×（1.449+0.5）+1.4×（2.0+2.5+22.3）]×5.2×38×103/（7×43）=26.2KN
N/（φA）=26.2/（0.841×489）=63.71N/mm2
[σ]=215N/mm2
所以：
N/（φA）＜[σ]，故立杆受力稳定。
（注：
模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点高度不能超过60cm，如有超过，需另加一层横杆，才能确保支架稳定。
）
按照《公路施工手册基本作业》要求，单根立杆计算承载力为30KN，本方案中单根立杆受力为26.2KN，故满足要求。
五、模板木楞的容许跨径计算（按40m梁）：
根据支架结构形式，碗扣式钢管支架采用下面铺设一层纵向钢管，上面再铺设一层横向木楞，下面计算横向木楞的容许跨径：
取容许扰度f/L≤400
F=qL4/128EI≤L/400，即L3≤128EI/400q
L-模板木楞的容许跨径cm
d-模板厚度，取1.2cm
q-模板承受的均布荷载，取12KN/m（分两次浇筑）
E-竹胶板弹性模量，取1×104MPa
b-竹胶板宽度120cm，为两立杆间距
I-竹胶板惯性矩，I=bd3/12=120×1.23/12=17.28cm4
得：
L3≤128EI/400q=128×1×104×172.8/400×12=46080
L≤0.36m
取木楞距离为30cm每道。
六、支架及模板计算
根据箱梁支架设计支撑方案，支架立杆横桥向按0.9m，顺桥向按0.9m布置，在立杆顶部设置托架，托架上纵桥向放置钢管，横向间距同立杆间距，在钢管上按间距0.3m放置100×100方木，在再该层方木上放置12mm厚光面竹夹板作为箱梁底模板。
1、底层钢管横楞计算
钢管纵桥向按0.9m间距计算，据此可画出钢管受力简图如下：
⑴荷载计算
箱梁钢筋混凝土自重力：
0.9×0.9×0.5×25KN/m3=10.13KN（梁板厚按0.5m计算，钢筋混凝土比重25KN/m3）；
钢管及方木自重力：
［0.9×10.87×10）＋（0.1×0.1×0.9×2）］×6.41KN/m3＝0.097KN（钢管单位重量10.87kg/m，落叶松，密度641kg/m3）；
施工人员及设备：
设定为2.5KN/m2；
永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4；
设计荷载为G=（10.13+0.097）×1.2+2.5×1.4＝15.77KN；
F＝1/4G=4.0KN（按平均分布梁重）
⑵强度验算
计算简图如上图
最大弯矩Mmax＝FL＝4.0×0.3＝0.12KN.m
截面抵抗矩W＝π/32×（d4-d14）/d=π/32×（484-424）/48=4492mm3
σ=M/W=0.12×106/4492=26.7N/mm2
查表知钢管抗弯强度设计值为205N/mm2>σ=26.7N/mm2，安全。
⑶刚度验算
跨中挠度
v＝FL（3×9002-4×3002）/（24EI）
＝4×300（3×9002-4×3002）/（24×206×103×12.19×104）
＝0.004mm＜[v]＝l/400＝1/400＝2.3mm.
式中，E为钢管弹性模量，取值为206×103N/mm2.I48mm惯性矩，其值为12.19×104mm4.
上述检算结果，表明支撑钢管满足使用要求。
2、上层方木横楞计算
在钢管上均布3根100×100方木，间距3000mm。
⑴强度验算
取1mm宽的板条作为计算单元，则荷载为：
q=22.3×1=22.3N/mm
当施工荷载均布作用时，受力简图如下图：
最大弯矩位于跨中Mmax＝1/8×ql2=1/8×0.0223×0.92＝2.258×103N.mm
当施工荷载作用于跨中时，受力简图如下图：
有集中荷载时弯矩Mmax＝1/8×qL2+1/4PL=1/8×0.0223×0.92+1/4×3.5×0.9=809.8×103N.mm
比较以上弯矩值，其中施工荷载作用于跨中时弯矩，故以此弯矩值进行截面强度验算
σ=M/W=809.8×103/166666.7=4.86N/mm2＜17N/mm2满足要求
式中W＝1/6bh2=1/6×100×1002
⑵刚度验算
跨中挠度v＝5qL4/（384EI）+FL3/（48EI）
=5×22.3×9004/384×9.5×103×1/12×100×100×100×100＋3.5×9003/48×9.5×103×1/12×1004
＝0.46mm＜[v]＝l/400＝1/400＝2.3mm.
刚度满足要求
3、模板验算
现浇连续箱梁模板采用12mm厚竹夹板，根据支架设计方案，现对模板强度及刚度进行验算。
箱梁模板采用下列公式验算：
截面抵抗矩Wij≥M/fm
挠度WA=Kwql4/100EI【W】=l/400
剪应力τmax=3V/2bh≤fv
式中M－计算最大弯矩；
fm－木材抗弯强度设计值，施工荷载的调整系数m＝1.3；
V－计算最大剪力，V=KVql,为剪力系数；
b－底板的宽度；
h－底板的厚度；
fv－木材顺纹抗剪强度设计值；
Kw－挠系数，可查得；
q－作用于底板上的均布荷载；
l－计算跨度，等于顶撑间距；
E－木材的弹性模量，E＝（9～12）×103N/mm2；
I－底板截面惯性矩，I＝1/12bh3；
⑴荷载计算
箱梁钢筋混凝土自重力：
22.3KN/m2（按梁板厚0.5m，钢筋混凝土比重25KN/m3）；
施工人员及设备（均布荷载）：
2.5KN/m2；
（集中荷载）：
2.5KN/m2；
振捣荷载：
3KN/m2；
永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4；
模板跨度为0.3m，q=0.0223KN/mm；
设计集中荷载为F=2.5×1.4=3.5KN
⑵强度验算
根据方木布置方案，楞木的间距为0.3m，竹夹板宽1200mm，计算模板强度及刚度按4跨连续梁计算，计算简图如下：
当施工荷载集中作用时
最大弯矩M=KMql2+KMFl
=-0.121×22.3×0.32+（-0.121×3.5×0.3）
=-0.37KN/m
σ=M/W=0.37×106/（1/6×300×122）=5.13N/mm2＜13N/mm2满足要求
（12mm竹夹板抗弯强度设计值为13N/mm2）
⑶刚度验算
最大挠度Wmax=Kwql4/100EI
=0.967×0.022×3004/100×1×104×1/12×300×123
＝0.4mm＜L/400=0.75mm；（竹夹板E取1×104）满足要求。
上两式中KM为弯矩和挠度计算系数，查表可得。
⑷剪应力验算
第二跨支座最大剪应力V=Kvql+KvF
=（－0.620×0.022×0.3）+（－0.620×3.5）
＝－2.17KN
τmax=3V/2bh
=3×2.17×300/2×300×12
=0.27N/mm2＜fv=1.4满足要求
上式中Kv为弯矩和挠度计算系数，查表可得。
通过以上强度及刚度验算，该方案可行。
七、地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式要求：
P≤fg
式中 P——立杆基础底面的平均压力，P=N/A；
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值；
A——基础底面面积；
fg——地基承载力设计值，fg=kc*fgk；
kc——脚手架地基承载力调整系数（碎石土，砂土，回填土取0.4；黏土取0.5；岩石，混凝土取1.0）；
由于立杆基础通常置于地表面，与建筑地基不同，其承载力容易受外界因素影响而下降，故采用相应的调整系数。
fgk————地基承载力标准值，按国家标准《建筑地基基础设计规范》（GBJ7）中附录五采用。
P=N/A=22.3KN/（0.9×0.9）=27.5 KN/m2
fg= kc*fgk=1*120KPa=120 KPa
P=27.5 KN/m2 ＜fg=120 KPa
八、支架的施工
1、基础处理
a、王盼庄立交工程施工场地地基条件比较好，对基坑开挖部分分层回天夯实，其余部分采取清楚表面浮土，压路机碾压密实，再在之上浇注10cm素砼垫层硬化地表。
b、地基四周设10×10cm排水沟保证排水要求。
2、测量放线及交底
地基硬化处理完成支架施工前测量技术人员应在施工现场对支架中边线进行放线。
纵向每5m设一节点测量标高并进行交底。
3、脚手架材料要求
碗口式脚手架所用钢管材质量符合国家标准《碳素结构钢》的规定，且有出厂合格证。
4、碗口式支架的搭设
a、碗扣式钢管支架布置：
钢管纵向间距为90cm，底板横向间距为90cm，翼板横向间距为120cm，水平杆排距为120cm，在端、中横梁中心两侧各1.8m的范围内支架纵横向间距均加密到60cm，纵向间距60cm。
b、根据测量交底拉线安放立杆底座，第一层立杆应用长1.8m和3.0m的立杆错开布置使接头相互错开，往上均用3.0m长杆，至顶层再用1.8m和3.0m两种长度找平。
在安装立杆同时及时设置扫地杆，将立杆连接成一个整体，立杆同横杆连接靠碗口连接，连接时先将横杆接头插入下碗口的周边带齿的原槽内，将上碗口沿限位销滑下扣住横杆接头，并顺时针旋转扣紧，用铁锤敲击。
c、安装第一层横杆，步高取1.8m。
横杆与主杆连接时将横杆接头插入立杆的下碗口内，然后将上碗口沿限位销扣下，并顺时针旋转，可靠上碗口螺栓旋面使之与限位销顶紧，将横杆与立杆牢固的连在一起形成框架。
d、安装斜杆和剪刀撑：
各种斜杆在横杆安装的同时同步安设。
在脚手架的外侧，每隔5~7根立杆沿框架的全高设置双杆剪刀撑，内侧每7排设一横向剪刀层。
剪刀撑使用扣件与立杆连接，斜杆可采用Ф48mm钢管替代。
e、安装作业层防护设施：
作业层必须满铺脚手板，外设0.18m高的挡脚板及沪身栏杆。
护身栏杆可用横杆在立杆的0.6~1.2m高的碗口接头处搭设两道。
上下支架应设专用上下通道形式同门式支架。
作业层及通道应加设护身立网，上下封闭，施工作业高度为1m。
5、碗口式支架的拆除
a、脚手架在梁体张拉压浆完成后方可进行拆除。
b、拆除脚手架前先清理架子上的材料、工具及杂物并设置警戒区，设立警戒标志，安排专人负责警戒。
c、支架拆除时先将顶托螺杆由中间向两侧放松，然后按要求从跨边起先拆顶部栏杆和扶手，然后拆脚手板（或水平架）与扶梯，再卸下水平加固件和剪刀撑。
d、自顶层先拆横杆、后拆立杆，逐层向下拆除。
e、水平杆、纵向剪刀撑等必须在脚手架拆到相关跨间时方可拆除。
最后拆除扫地杆、底层门架及封口杆。
f、拆下构件按规格、型号运至规定位置码放齐整待用。
6、支架预压
所有现浇箱梁支架必须预压，箱梁根据支架刚度及预压试验情况，设置试验确定的相应的预拱度，预拱度由预压结果定。
预压力方法采用砂袋一次加压法，压重为箱梁自重。
预压时间：
加载完成后由实际沉降量决定。
a、加载方案
加载采用一次加载法。
支架搭设完毕后，顶面铺设横向铺设钢管、纵向方木，布设模板。
沙袋重量等于箱梁自重。
箱梁体重量和悬臂板重量分开计算，共按100%的箱梁自重荷载预压。
b、沉降观测
预压的目的是为了获得在荷载作用下支架的压缩变形和结构的弹性变形数据。
压缩变形可通过预压消除，弹性变形可为设置预拱度提供数据，根据预压结果考虑支架搭设时跨中最大预留拱度值，呈抛物线分布。
起拱度先初步拟定1.5cm，待统计数据后以便调整。
碗扣支架观测跨端正/4跨及时性/2跨共五个断面，每个断面测桥梁中心和两边共三个测点，每孔测点为15个。
用水平仪直接观测，分别在加载前、加载后及满载后6h、12h、24h和卸载后各观测一次，24小时内无沉降变化即可认为沉降稳定。
沉降稳定后卸载，分别画出荷载-沉降曲线图和时间-沉降曲线图，结束后报预压报告。
根据测得的沉降值和回弹值，调整支架顶托或顶托上木楔即可。
C、沉降观测工作的要求
支架的沉降观测是一项非常重要的工作，对于保证支架的质量和指导施工有着重要的意义。
为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到四定：
固定人员观测和整理成果。
固定使用同一套水准仪和水准尺。
使用固定的水准点，按规定的时间、方法和路线进行观测。
沉降观测的成果整理
每次观测结束后，要检查记录计算是否正确，精度是否合格，并进行误差分配，然后将观测调和列入沉降观测成果表中，计算相邻两次观测之间的沉降量，并注明观测日期和荷载情况。
之后绘制出沉降、时间、荷载的相互关系图。
7、施工注意事项及安全措施
支架施工是高空作业，应遵循高空作业的有关要求：
现场设专人指挥、调度、确定合适的机械车辆走行路线，并设立明显的标志。
防止相互干扰碰撞。
施工以前、应对施工现场、机具设备及安全防护设施等全面检查，确认符合要求方可开始施工。
安全帽必须有合格证后方能使用。
正确使用安全帽，进场施工必须戴好安全帽。
高空作业或临边作业必须使用检验合格的安全带，安全带高挂低用，不准将绳打结使用。
安全带上的各种部件不得任意拆除，更换新绳时要注意加强套。
高空作业布设安全网，沿箱梁的两侧纵向布置。
加载前应仔细检查模板、垫木和碗扣支架之间的接触情况，避免应接触不实而产生的变形。
加载过程中应有木工在模底随时检查支架、模板和垫木的受力情况、变形情况，当有松动时，应及时加固。
加载从一端向另一端分层有序地进行，加载顺序、速度等与梁体施工基本一致。
在预压过程中，除应观测点的沉降外，还应观测支架基础变形情况，在有异常时应暂停加载；加载过程中如有支架突然变形或沉降观测值有突变时，应暂停加载，分析原因，采取处理措施后方可继续进行加载作业。
九、架子搭设安全技术交底
1、凡是高血压、心脏病、癫痫病、晕高或视力不够等不适合做高处作业的人员，均不得从事架子作业。
配备架子工的徒工，在培训以前必须经过医务部门体检合格，操作时必须有技工带领、指导，由低到高，逐步增加，不得任意单独上架子操作。
要经常进行安全技术教育。
凡从事架子工种的人员，必须定期（每年）进行体检。
2、操作小组接受任务后，必须根据任务特点和交底要求进行认真讨论，确定支搭方法，明确分工。
在开始操作前，组长和安全员应对施工环境及所需防护用具做一次检查，消除隐患后方可开始操作。
3、架子工在高处（距地高度2m以上）作业时，必须佩带安全带。
所用的杆子应栓2m长的杆子绳。
安全带必须与已绑好的立、横杆挂牢，不得挂在铁丝扣或其他不牢固的地方，不得“走过档”（即在一根顺水杆上不扶任何支点行走），也不得跳跃架子。
在架子上操作应精力集中，禁止打闹和玩笑，休息时应下架子。
严禁酒后作业。
4、遇有恶劣气候（如风力五级以上，高温、雨天气等）影响安全施工时应停止高处作业。
5、递杆、拉杆时，上下左右操作人员应密切配合，协调一致。
拉杆人员应注意不碰撞上方人员和已绑好的杆子，下方递杆人员应在上方人员接住杆子后方可松手，并躲离其垂直操作距离3m以外。
4、未搭完的一切脚手架，非架子工一律不准上架。
架子搭完后由施工人会同架子组长以及使用工种、技术、安全等有关人员共同进行验收，认为合格，办理交接验收手续后方可使用。
使用中的架子必须保持完整，禁止随意拆、改脚手架或挪用脚手板；必须拆改时，应经施工负责人批准，由架子工负责操作。
5、所有的架子，经过大风、大雨后，要进行检查，如发现倾斜下沉及松扣、崩扣要及时修理。
十、架子拆除安全技术交底
1、在梁、板后浇带、施工缝、框架梁、预应力梁处设置独立的模板支撑系统，当混凝土强度达到拆模强度时，项目部下达书面通知即可拆除大部分模板，但保留梁、板后浇带、施工缝和预应力梁处的独立支撑系统，梁、板后浇施工缝两端模板待后浇带混凝土达到强度时后方可拆除，预应力梁待后预应力张拉完毕接项目部通知方可拆除支撑。
2、外架拆除前，工长要向拆架施工人员进行书面安全交底工作。
交底有接受人签字。
3、拆除前，班组要学习安全技术操作规程，班组必须对拆架人员进行安全交底，交底要有记录，交底内容要有针对性，拆架子的注意事项必须讲清楚。
4、拆架前在地上用绳子或铁丝先拉好围栏，没有监护人，没有安全员工长在场，外架不准拆除。
5、架子拆除程序应由上而下，按层按步拆除。
拆时先清理架子上的杂物，如脚手板上的混凝土、砂浆块、U型卡、活动杆子等材料。
架手架拆除原则为：
先搭的后拆后搭的先拆。
6、拆除工艺流程：
拆护栏→拆脚手板→拆小横杆→拆大横杆→拆剪刀撑→拆立杆→拉杆传递至地面→清除扣件→按规格堆码。
7、拆杆和放杆时必须由2--3人协同操作，拆大横杆时，应由站在中间的人将杆顺下传递，下方人员接到杆拿稳拿牢后，上方人员才准松手，严禁往下乱扔脚手料具。
8、拆架人员必须系安全带，拆除过程中，应指派一个责任心强、技术水平高的工人担任指挥，负责拆除工作的全部安全作业。
9、拆架时有管线阻碍不得任意割移，同时要注意扣件崩扣，避免踩在滑动的杆件上操作。
10、拆架人员应配备工具套，手上拿钢管时，不准同时拿板手，工具用后必须放在工具套内。
11、拆架休息时不准坐在架子上或不安全的地方，严禁在拆架时嘻戏打闹。
12、拆架人员要穿戴好个人劳保用品，不准穿胶底易滑鞋上架作业，衣服要轻便。
13、拆除中途不得换人，如更换人员必须重新进行安全技术交底。
14、拆下来的脚手杆要随拆、随清、随运，分类、分堆、分规格码放整齐，要有防水措施，以防雨后生锈。
扣件要分型号装箱保管。
15、拆下来的钢管要定期重新外刷一道防锈漆，刷一道调合漆。
弯管要调直，扣件要上油润滑。
16、严禁架子工在夜间进行架子搭拆工作。
未尽事宜工长在安全技术交底中做详细的交底，施工中存在问题的地方应及时与技术部门联系，以便及时纠正。
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