泵房模板工程专项方案.docx

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泵房模板工程专项方案

某引水工程

（取水泵站、加压泵站）

模

板

高

大

支

撑

体

系

专

项

方

案

二0一四年二月二十五日

一、工程概况：

本工程从取水，取水泵站设在黄塘溪左岸，加压泵站设在张青路与张经十三路路口西南侧。

本工程建设单位为，设计单位为，监理单位为，施工单位为。

取水泵站位于城西大道云庄村段，紧邻自来水的城南引水泵站，设计日供水流量为9万吨，三台500KW的水泵，两用一备，泵房及配电房建筑面积约为700m2。

其中泵房结构架空层高为11m（地上部分建筑高为7.4m），配电房结构层高为4.7m，电缆层高为3.9m。

泵房柱网尺寸为（5200～5700）×9800mm，框架柱的尺寸为400×800mm，超高支撑部分建筑面积约为160m2。

取水泵房布置图

取水泵房剖视图

加压泵站泵房及配电房建筑面积约为600m2。

其中泵房结构架空层高设计为11m（地上部分建筑高为7.4m），配电房结构架空层高设计为4.7m，电缆层高设计为3.9m。

泵房柱网尺寸为（5200～6600）×9800mm，框架柱的尺寸为400×800mm，超高支撑部分建筑面积约为138m2。

加压泵房布置图

加压泵房剖视图

本方案主要针对泵房架空层的模板支撑体系进行设计及验算，由于玖龙泵的柱间距较大，而架空层建筑面积较小，架空层高度相同的情况下，以玖龙泵站的模板支撑体系进行设计和验算，庄兜提升泵站的模板高支撑体系参照玖龙泵站的支撑体系设计进行施工。

二、方案编制依据：

1、工程施工图纸。

2、相关的技术规范、规程、规定：

《建筑结构荷载规范》（GB50009）、《钢结构设计规范》（GB50017）、《混凝土结构设计规范》（GB50010）、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59）、《编制建筑施工脚手架安全技术标准统一规定》及福建省高大模板扣件式钢管支撑体系施工安全管理规定等。

3、施工组织总设计、模板专项方案及砼浇筑方案。

三、模板工程支撑体系使用材料：

1、钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准《炭素结构钢》（GB/T700）中Q235-A钢的规定。

每批钢管进场时，应有材质检验合格证。

2、钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管，考虑到本地区目前建筑市场钢管壁厚普遍不足，设计计算中壁厚取值3.0mm。

立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6.0m。

3、扣件应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831-1995）的规定，扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·M时不发生破坏。

铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等消除干净。

4、扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。

5、扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。

6、扣件表面应进行防锈处理。

7、钢管及扣件报费标准：

钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀；扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。

8、模板为1830mm×915mm×18mm的胶合板，木龙尺寸为50mm×100mm×2000mm的松木。

四、模板计算条件：

1、本工程模板的支撑系统采用扣件式满堂脚手架结构，采用Φ48×3.5mm普通焊接钢管进行搭设。

2、设计中拟采用泵房地下部分的底板（底板厚度为1000mm，已浇筑完成一个多月）作为模板支撑系统的受力面，模板支架搭设高度为11m。

3、支撑体系搭设尺寸初步确定如下：

1）搭设尺寸初步确定为：

板底立杆的最大纵距b=1000mm，立杆的最大横距l=1000mm，主次梁梁底横均增设两根立杆，立杆的最大纵距b=500mm；立杆的最大步距h=1500mm，在每一步距处纵横向应各设置一道水平拉杆；立杆顶部应采用可调顶托受力，且顶托距离最上面一道水平杆不超过300mm。

次楞采用50×100方木，主楞采用100×100方木。

主梁梁底方木间距为500mm，次梁与板底方木间距为250mm，侧模方木间距为300mm，设两道穿梁螺栓，第一道间距为离底模250mm，第二道离底模350mm。

柱模立档采用钢管，间距不大于200mm，柱箍采用钢管，间距400mm。

2）架体必须连续设置纵、横向扫地杆和水平杆，纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

3）满堂架与框架柱抱柱加固的第一道连接位置为走道第一道水平杆上部，最后一道为顶部水平杆上部，中间按每两步距设置，且四根抱柱钢管均与水平杆拉接。

4）走道板作为上部钢管架的支撑，其下部的钢管支撑体系的搭设参照如上要求进行。

4、鉴于以下三点原因，本工程模板支撑体系设计中对于风荷载可不予计算：

搭设高度未超过20m，参考有关文献资料可不予计算；

风荷载组合系数为0.85，若计入风荷载，实际计算结果将比不计入风荷载值更低；

本支撑体系与外脚手架无任何联系，受风面积小，风荷载的影响可以不予考虑。

5、搭设要求：

主梁钢管与砼接触处应采用200*50*3000mm通长垫板垫底，其余钢管与砼接触处采用2层胶合板垫底。

具体安装工艺必须符合有关规范、标准的要求。

支撑体系布置图详后附图。

本工程其余板块支撑体系的布置参照该图，最大间距不得大于图示最大间距。

高大模板支撑平面图（示意图）

1-立杆，其间距根据上述的搭设尺寸要求进行布置；

2-竖向剪刀撑，架体外侧周边及内部纵、横向每隔3m～5m由底至顶设置宽度3m～5m连续竖向剪刀撑；（每隔四排立杆）

3-水平剪刀撑，在竖向剪刀撑交点平面设置宽度3m～5m连续水平剪刀撑。

（每隔四排立杆）

高大模板支撑剖面图（示意图）

1-地下墙钢筋砼底板；2-垫木；3-纵横向扫地杆；4-水平剪刀撑；5-立杆，6-竖向剪刀撑；

7-纵横向水平拉杆；8-U型顶托；9-对拉螺栓；10-通长托木；11-立档；12-斜撑

高大模板架体与框架柱、梁板连接大样图

高大模板架体与框架柱连接大样高大模板架体与梁板连接大样

注：

1、满堂架与框架柱抱柱加固的第一道连接位置为第一道水平杆上部，注：

预埋钢管连墙件在梁板面按两步三跨设置

最后一道为顶部水平杆上部，中间按每两步距设置；

2、四根抱柱钢管均与水平杆拉接。

五、模板验算

（一）屋面板模板验算

A、参数信息:

1.模板支架参数

横向间距或排距（m）:

1.00；纵距（m）:

1.00；步距（m）:

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；

模板支架搭设高度（m）:

11.90（板支撑高度介于11米至12米之间）；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.5（按Φ48×3.0计）；

钢材弹性模量E=2.06×105N/mm2

钢管的截面积A=450mm2

钢管的抵抗矩W=4730mm3

钢管的惯性矩I=1.13510×105mm4

钢管的回转半径i=159mm

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

板底支撑连接方式:

方木支撑；

2.荷载参数

模板与木板自重（kN/m2）:

0.350；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；

3.材料参数

面板采用胶合面板，厚度为18mm。

面板弹性模量E（N/mm2）:

9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）:

13；

板底支撑采用方木（次楞）；

木方（次楞）弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；

木方（次楞）抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方（次楞）抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.400；

木方（次楞）的间隔距离（mm）:

250.000；木方的截面宽度（mm）:

50.00；

木方（次楞）的截面高度（mm）:

100.00（按90计）；木方的截面积A=4500mm2

木方的抵抗矩W=6.75×104mm3；木方的惯性矩I=3.0375×106mm4

方木（主楞）:

主楞（托梁）方木截面宽度（mm）

100

主楞（托梁）方木截面高度（mm）

100

主楞截面惯性矩IX（Cm4）

833.33

主楞截面最小抵抗矩WX（Cm3）

166.67

主楞杉木抗弯强度设计值（N/mm2）

11

主楞杉木抗剪强度设计值（N/mm2）

1.4

主楞杉木的弹性模量E（N/mm2）

9000

1000

楼板支撑架荷载计算单元

B、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0.92m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=92×1.82/6=49.68cm3；

I=92×1.83/12=44.71cm4；

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楼板和模板面板的自重（kN/m）：

q1=25×0.11×0.92+0.35×0.92=2.852kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN）：

q2=2.5×0.92=2.3kN/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:

其中：

q=1.2×2.852+1.4×2.3=6.64kN/m

最大弯矩M=0.1×6.64×0.252=0.0415kN·m；

面板最大应力计算值σ=41500/49680=0.835N/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0.835N/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

400

面板最大挠度计算值

v=0.677×2.852×2504/（100×9500×447100）=0.018mm；

面板最大允许挠度[V]=250/400=0.625mm；

面板的最大挠度计算值0.018mm小于面板的最大允许挠度0.625mm,满足要求!

C、模板支撑方木（次楞）的计算:

方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5×9×9/6=67.5cm3；

I=5×9×9×9/12=303.75cm4；

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=25×0.25×0.11=0.688kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.35×0.25=0.088kN/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）：

p1=（2.5+2）×1.0×0.25=1.125kN；

2.方木（次楞）抗弯强度验算:

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×（0.688+0.088）=0.93kN/m；

集中荷载p=1.4×1.125=1.575kN；

最大弯矩M=Pl/4+ql2/8=1.575×1.00/4+0.93×1.002/8=0.51kN.m；

最大支座力N=P/2+ql/2=1.654/2+0.93×1.00/2=1.2525kN；

方木的最大应力值σ=M/w=0.51×106/（67.5×103）=7.56N/mm2；

方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；

方木的最大应力计算值为7.56N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2，满足要求!

3.方木（次楞）抗剪验算：

最大剪力的计算公式如下:

Q=ql/2+P/2

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:

V=1.00×0.93/2+1.575/2=1.2525kN；

方木受剪应力计算值T=3×1252.5/（2×50×90）=0.418N/mm2；

方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2；

方木受剪应力计算值为0.418N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2，满足要求!

4.方木（次楞）挠度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=0.688+0.088=0.775kN/m；

集中荷载p=1.125kN；

方木最大挠度计算值

V=5×0.775×10004/（384×9500×3037500）+1181.25×10003/（48×9500×3037500）=1.202mm；

方木最大允许挠度值[V]=1000/400=4.0mm；

方木的最大挠度计算值1.202mm小于方木的最大允许挠度值4mm,满足要求!

D、木方支撑主楞（方木100×100）计算:

支撑主楞按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，

P=0.93×1.00+1.654=2.584kN；

主楞计算简图

计算弯矩图（kN.m）

0.95

计算变形图（mm）

计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.987kN.m；

最大变形Vmax=1.15mm；

最大支座力Qmax=8.877kN；

主楞最大应力σ=0.987×106/166670=5.92N/mm2；

主楞杉木抗弯强度设计值[f]=11N/mm2；

主楞计算最大应力计算值5.92N/mm2小于主楞杉木抗弯强度设计值11N/mm2,满足要求!

主楞最大允许挠度值[V]=1000/400=2.5mm；

主楞最大挠度为0.95mm小于2.5mm,满足要求!

E、扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

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（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN；

　　R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，根据前面计算结果得到R=8.877kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

F、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、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.0384×（11.9+8×2.05+3×2.2）+12×0.0132+4×0.0184+3×0.0146

=1.62kN；

钢管架的自重包含实际使用的钢管与扣件的重量。

（2）模板及主次楞撑板的自重（kN）：

NG2=（0.35+0.6）×1×1.00=0.9975kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25×0.11×1×1.00=2.888kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.506kN；

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）×1×1.00=4.725kN；

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=13.222kN；

G、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=13.222kN；

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=4.5cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.73cm3；

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），考虑到高支撑架的安全因素，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1.167；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.7按照表2取值1.021；

上式的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.167×1.021×（1.5+0.1×2）=2.026m；

Lo/i=2026/15.9=127；

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=0.412；

钢管立杆的最大应力计算值；σ=13222/（0.412×450）=71.32N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=71.32N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

以上表参照《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

H、立杆的地基承载力计算:

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

本工程中钢管与地面接触处为1000厚的C25钢筋砼，其承载力远大于地基的承载力150kpa，此处的基础承载力按150kpa进行校核；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=132.22kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=13.222kN；

基础底面面积：

A=0.1m2。

p=132.22≤fg=150kpa。

地基承载力满足要求！

（二）主梁模板验算

A、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）:

0.35；

梁截面高度（最高处）D（m）:

1.06

混凝土板厚度（mm）:

100.00；

立杆梁跨度方向间距La（m）:

1.00；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.10；

立杆步距h（m）:

1.50；

梁支撑架搭设高度H（m）：

10.90；

梁两侧立柱间距（m）:

1.00；

承重架支设:

无承重立杆，方木支撑平行梁截面；

板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）:

0.7；

采用的钢管类型为Φ48×3.0；

钢管截面特性值同上节；

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数:

0.80；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）:

0.35；

钢筋自重（kN/m3）:

1.50；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.5；

新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）:

19.2；

倾倒混凝土侧压力（kN/m2）:

4.0；

振捣混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.0

3.材料参数

木材品种：

南方松；

木材弹性模量E（N/mm2）：

10000.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

15.0；

木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.6；

面板类型：

胶合面板；

面板弹性模量E（N/mm2）：

9500.0；

面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

4.梁底模板参数

板底支撑采用方木（次楞）；

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；

木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.400；

木方的间隔距离（mm）:

250.000；木方的截面宽度（mm）:

50.00；

木方的截面高度（mm）:

100（按90计）；木方的截面积A=4200mm2

木方的抵抗矩W=4.9×104mm3；木方的惯性矩I=1.715×106mm4

梁底模板支撑的间距（mm）：

250.0；

面板厚度（mm）：

18.0；

5.梁侧模板参数

主楞（双钢管）间距（mm）：

第一道距底模250，第二道间距350；

次楞间距（mm）：

300；

穿梁螺栓水平间距（mm）：

600；

穿梁螺栓竖向根数：

1；

穿梁螺栓竖向距板底的距离为：

第一道距底模250，第二道间距350；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；

主楞龙骨材料：

双钢管；

截面类型为圆钢管48×3.0；

次楞龙骨材料：

木楞，宽度50mm，高度90（100按90计）mm；

B、梁模板荷载标准值计算

1.梁侧模板荷载

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。

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

其中γ--混凝土的重力密度，取25.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，取5.000h；

T--混凝土的入模温度，取25.000℃；

V--混凝土的浇筑速度，取2.000m/h；

H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取1.06m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别为51.523kN/m2、26.5kN/m2，取较小值26.5kN/m2作为本工程计算荷载。

C、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

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。

1、强度计算

均布荷载q=（1.2×26.5+1.4×4.0）×（1.06-0.110）=35.53KN/m

按三等跨连续梁计算

最大弯矩M=0.100×ql2=0.100×35.53×0.3002=0.320KN.m

最大剪力Q=0.600×ql=0.600×35.53×0.300=6.40KN

截面应力б=M/W=31977/（960×182/6）=0.617N/mm2<[fm]=13N/mm2

剪应力T=3Q/2A=3×6395/（2×960×18）=0.555N/mm2<[fv]=1.4N/mm2

强度验算符合要求。

（3）变形验算

q=（1.2×26.5）×0.95=30.21KN/m

V=0.677×ql4/（100EI）

=0.677×30.21×3004/（100×9500×960×18×18×18/12）

＝0.374mm<300/400=0.75mm

满足要求。

3、侧模立档验算

（1）荷载计算

立档均布荷载设计值：

q=35.53×0.3=10.66KN/m

（2）强度计算

由于梁中部设置了二道对拉螺杆，立档可以看作三跨连续梁。

最大弯矩M=0.100×ql2=0.100×10.66×0.3502=0.131KN.m

最大剪力Q=0.600×ql=0.600×10.66×0.350=2.24KN

截面应力б=M/W=13059/（67500）=0.