设计及配备方案修改.docx

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设计及配备方案修改

模板设计及配备方案

一、编制说明

1.1编制依据

钱塘江中上游衢江（衢州段）航运开发工程红船豆船闸工程施工招标文件及施工图纸；

《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）

《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268-96）

《建筑工程大模板技术规程》（JGJ74-2003）

1.2编制原则

使模板的结构形式能满足船闸工程结构砼浇筑需要的强度和刚度要求。

充分考虑本工程的结构形式，合理配备标准模板、异型模板，最大限度的使模板具有通用性。

根据工程量大小，以及工期要求合理配备模板数量。

本次模板配备主要考虑船闸主体施工，上下游引航道模板主要利用船闸主体模板进行施工。

二、工程概况

2.1概述

衢州红船豆船闸工程砼浇筑总量为：

10.08万m³。

根据总体计划安排，2011年计划完成砼浇筑6.41万m³，2012年计划完成3.67万m³。

计划于2011年5月初开始浇筑船闸主体垫层砼。

施工高峰时段主要集中在2011年5月～2012年10月，要求月最高浇筑量达到1.3万m³，单次浇筑最大方量达到1410m3。

闸室：

共计17个结构段，其中1#结构段与上闸首相连（消力池），长10m，为变截面段；2#结构段为变截面段，长度15m；16#、17#结构段均为变截面段，宽度10m；3#~15#共13个结构段均为标准段，长度均为15m。

上闸首：

船闸上闸首平面尺寸为42m×36m（垂直流向×顺水流向），顶高程53.0m，底板底高程32.0～37.0m，底板厚度2.5~3.5m，闸首边墩墙高12.5～18.5m。

廊道进口处底高程为40.5m，顶高程为44.0m。

下闸首：

船闸下闸首平面尺寸为42m×29m（垂直流向×顺水流向），顶高程52.0m，底板底高程31.5m，底板厚度3.0~4.0m，闸首边墩墙高9.5～17.5m。

廊道进口处底高程为34.5m，顶高程为38.0m。

三、结构形式设计及配备数量

3.1总体思路

由于我公司石虎塘船闸工程与本工程结构形式类似，船闸主体工程外侧大面标准段模板计划从石虎塘工程进行采购，均为桁架结构形式模板。

由于结构尺寸的差异，外侧异型模板项目部自行制作；输水廊道、进出水口格栅及空腔等内侧模板大部分采用600×1500mm、300×1500mm等组合钢模进行拼装。

3.2上、下闸首底板模板

3.2.1结构形式

底板采用钢质大块桁架模板，模板面板采用5mm钢板加工，水平次肋采用槽［8，竖向次肋采用扁-80×5mm，其间距为300mm，主肋采用双槽2［10焊接成桁架进行加固支撑，桁架宽410mm，桁架间距为750mm，模板结构形式见图1。

图1底板大面模板的结构形式图

3.2.2配备数量

A、上闸首底板模板

上闸首底板砼约5700m³，底板中间设两条施工宽缝，分4层进行施工。

底板分6次进行浇筑，边底板3次，中底板3次。

标高为32~42.5m，第一层浇筑32~34.5m（下游端底板顶部），第二层浇筑34.5~37.0m（斜坡段），第三层浇筑37.0~40.5m（上游端底板顶部），第四层浇筑40.5~42.5m（上闸首门槛）。

中底板的出水孔、空箱6和闸门部位的砼在完成施工缝封铰后进行。

底板钢筋绑扎3天（含预埋件），模板安装及加固2天，砼浇筑和养护2天，拆模1天，则单层浇筑砼时间周期为8天，底板浇筑8次。

（设计要求两侧底板同步施工）。

按照2套模板考虑，上闸首底板砼工期安排为38天。

（8+5+5+5+5+5+5）

上闸首边墩上游底板：

4500×3000（拼接500mm）：

14块；

2900×3000（拼接500mm）：

4块；

施工缝2400×2340（拼接1160mm）：

10块。

上闸首边墩下游底板：

4500×3000:

14块；

3500×3000:

2块；

2900×3000:

4块；

施工缝2400×2460（加L50）：

14块；

施工缝200×2460（加L50）：

2块。

上闸首边墩斜坡段：

自加工弧形模板4块；

自加工矩形模板2块；

自加工施工缝弧形模板4块；

自加工施工缝矩形模板2块；

压顶组合钢模200㎡。

模板面积：

定型模板795.2㎡，组合模板200㎡。

合计重量：

795.2×180kg/㎡+200×66kg/㎡=156.4t

B、下闸首底板模板

上闸首底板砼约3654m³，底板中间设两条施工宽缝，分2层进行施工。

底板标高为31.5~34.5m，第一层浇筑32~34.5m，第二层浇筑34.5~35.5m。

单层浇筑砼时间周期为8天，下闸首底板浇筑次数为5次，下闸首底板砼工期安排为30天（8+6+6+5+5），按照1套模板考虑（半套定型，半套由上闸首边墩下游底板模板改造）。

下闸首底板：

4500×3000：

9块；

2500×3000：

2块；

2900×3000：

采用上闸首底板模板：

施工缝模板采用上闸首底板施工缝模板。

模板面积：

136.5㎡。

合计重量：

136.5×180kg/㎡=24.6t。

3.3上、下闸首边墩模板

3.3.1结构形式

边墩模板采用采用钢质大块悬臂模板。

大块悬臂模板面板采用5mm钢板加工，水平次肋采用槽［8，竖向次肋采用扁-80×5mm，其间距为300mm，主桁架采用双槽2［16、次桁架采用双槽2[12，主次桁架间用[10进行连接，桁架宽800mm，桁架间距为750mm，悬臂模板顶口采用Φ14mm钢筋与预埋锚筋焊接进行固定，底口模板安装利用下层预埋的锥形螺母进行加固定位，其模板结构形式见图2。

图2上闸首边墩模板结构形式图

3.3.2配备数量

A、上闸首边墩模板

上闸首边墩分7层进行浇筑，标高为34.5~53.0m，第一层浇筑34.5~37.0m（上游端底板顶部），第二层浇筑37.0~40.5m（输水廊道底部），第三层浇筑40.5~43.35m（层高2.85m），第四层浇筑43.35~46.2m（层高2.85m），第五层浇筑46.2~49.05m（层高2.85m），第六层浇筑49.05~51.90m（层高2.85m），第七层浇筑51.90~53.0m（层高1.1m）。

边墩钢筋绑扎3天（含预埋件），模板安装及加固3天，砼浇筑和养护2天，拆模2天，则单层浇筑砼时间周期为10天。

边墩分7次进行浇筑，上闸首边墩浇筑次数为14次，上闸首边墩工期安排为120天（10+8×13）。

按设计要求，上闸首两侧边墩需同步施工，按照2套模板考虑。

（1套定型，1套由上闸首上游底板模板改造，且在浇注第二层边墩时所有模板顶部拼接500mm自加工模板）

上闸首边墩模板：

4500×3000:

24块；

1300×3000:

4块；

200×3000:

4块；

500×3000:

4块；

空箱及廊道组合钢模：

760㎡。

模板面积：

定型钢模348㎡，组合钢模760㎡。

合计重量：

348×256kg/㎡+261.1×（256-180）kg/㎡+760×66kg/㎡=159.2t。

B、下闸首边墩模板

上闸首边墩分8层进行浇筑，标高为34.5~52.0m，第一层浇筑34.5~37.35m（层高2.85m），第二层浇筑37.35~40.2m（层高2.85m），第三层浇筑40.2~43.05m（层高2.85m），第四层浇筑43.05~45.9m（层高2.85m），第五层浇筑45.9~48.75m（层高2.85m），第六层浇筑48.75~51.6m（层高2.85m），第七层浇筑51.6~52.0m（层高0.4m）

边墩钢筋绑扎3天（含预埋件），模板安装及加固3天，砼浇筑和养护2天，拆模2天，则单层浇筑砼时间周期为8天。

边墩分7次进行浇筑，上闸首边墩浇筑次数为14次，上闸首边墩工期安排为100天（8+6×13）。

按设计要求，上闸首两侧边墩需同步施工，按照2套模板考虑。

（1套为定型模板，另一套由下闸首底板模板改造）

下闸首边墩模板：

4500×3000：

14块；

2500×3000：

4块；

500×3000：

4块；

空箱及廊道模板与上闸首组合模板通用。

模板面积：

定型模板225㎡。

合计重量：

225×256kg/㎡+225×（256-180）kg/㎡=74.7t。

3.4输水廊道、进出水口格栅及空腔模板

输水廊道、进出水口格栅及空腔模板大部分采用600×1500mm、300×1500mm等组合钢模进行拼装，支撑加固采用满堂脚手管，脚手管之间的间距为60cm×60cm，用顶托调整模板高度，两侧面模板间用两根钢管加蝴蝶卡用对拉螺杆连接进行加固。

3.5闸室底板模板

3.5.1结构形式

闸室底板模板采用钢质大块模板，在模板加工厂进行加工，加工两套第一层底板模板来进行底板施工，模板面板采用5mm钢板加工，水平次肋采用槽［8，竖向次肋采用扁-80×5mm，其间距为300mm，主肋采用双槽2［10焊接成桁架进行加固支撑，桁架间距为750mm，模板采用Φ18mm的对拉螺杆通过钢筋网开形成对拉进行固定，第二层闸室墙模板安装利用第一层预埋的锥形螺母进行加固定位，结构形式见图3、图4、图5。

模板外侧同时采用Φ48钢管支撑加固，布设间距为1m。

模板顶面采用Φ20钢筋对拉固定，模板内部底面采用地锚连接模板固定。

图3为3000x4500mm钢模，双层铜片止水。

图4为3000x3350mm钢模，双层铜片止水。

图5为3000x4500mm钢模，两侧模板

3.5.2配备数量

闸室底板约17800m³砼，共分为17个结构段进行施工。

底板厚度均为2.5m（标高33.0~35.5m），一次性浇筑。

闸室底板垫层清洗1天，钢筋绑扎3天（含预埋件），模板安装及加固2天，砼浇筑和养护2天，拆模1天，9天一个循环。

闸室底板浇筑次数为17次，闸室底板砼工期安排为80天，按照2套模板考虑。

闸室底板模板：

4500×3000：

24块；

2000×3000：

4块；

3900×3000：

1块。

模板面积：

定型钢模359.7㎡。

合计重量：

359.7×180kg/㎡=65t。

3.6闸室边墩模板

3.6.1结构形式

闸室边墩模板采用钢质大块模板，加工两套第一层底板模板来进行底板施工，模板面板采用5mm钢板加工，水平次肋采用槽［8，竖向次肋采用扁-80×5mm，其间距为300mm，主肋采用双槽2［10焊接成桁架进行加固支撑，桁架间距为750mm，模板采用Φ18mm的对拉螺杆通过钢筋网开形成对拉进行固定。

对闸室边墩倒角部位，模板需进行单独配备。

图6为闸首分层示意图

图7为第2层迎水面倒角模板

图8为第2层背水面倒角模板

3.6.2配备数量

闸室边墩模板配备分迎水面模板和背水面模板。

闸室边墩分6层进行浇筑，标高为35.5~50.5m，第一层浇筑35.5~38.35m（层高2.85m），第二层浇筑38.35~41.2m（层高2.85m）,第三层浇筑41.2~44.05m（层高2.85m），第四层浇筑44.05~46.9m（层高2.85m），第五层浇筑46.9~49.3m（层高2.4m），第六层浇筑49.3~50.5m（胸墙）

第1层为倒角模板：

闸室墙内侧倒角为坡比为1500：

1000mm，砼层高2.85m，迎水面模板2.85m高，直接安装在底板砼面上加固；背水面模板3.0m高，有15cm伸入底板砼预埋螺栓处支撑加固。

倒角模板需单独进行配备（见下图），按2套模板考虑。

第一层模板：

4500×3000：

6块；

1500×3000：

2块；

3000×3000：

4块；

外倒角4500×3000：

6块；

外倒角1500×3000：

2块；

内倒角4500×3000：

12块；

内倒角1500×3000：

4块，

空箱组合钢模与上闸首通用。

模板面积：

定型模板396㎡。

合计重量：

396×180kg/㎡=71.3t。

第2-4层：

砼层高2.85m，均采用3m高的模板，有15cm伸入下层砼预埋螺栓处支撑加固，按3套模板考虑（其中二套由底板模板改造）。

第二~四层模板：

4500×3000：

12块；

1500×3000：

4块；

3000×3000：

6块；

空箱组合钢模与上闸首通用。

模板面积：

定型模板234㎡。

合计重量：

234×256kg/㎡+360×（256-180）kg/㎡=89.6t。

第5层：

砼层高2.4m，采用2.55m高的模板，有15cm伸入下层砼预埋螺栓处支撑加固，岸侧边墩背水面模板为倒角模板，由第一层倒角模板改造，其他标准节均采用已有闸室边墩模板。

船闸主体大面定型模板需配备：

143.2+24.6+109.2+74.7+65+71.3+89.6=577.6吨。

船闸空箱及廊道组合钢模需配备：

（200+760）×66kg/㎡=63.4吨。

四、模板结构计算

4.1计算条件

4.1.1基本数据

4.1.2材料

C25容重：

γc=24kNm-3

4.2荷载

根据《建筑工程大模板技术规程》（JGJ74-2003）按两个公式计算，并取小值。

新浇混凝土容重：

γc=24kNm-3γ’c=14kNm-3

外加剂修正影响系数：

β1=1.2

坍落度影响系数：

β2=1.1

新浇砼温度：

T=15℃

新浇砼初凝时间：

t0=200/（T+15）=6.67（h）

砼浇筑速度：

νc=1

砼侧压力计算位置处至新浇混凝土面总高度：

h=3.0m

砼侧压力：

F1=0.22γct0β1β2νc0.5m=32.26kPa

F2=γch=72kPa

砼压力取最小值：

Fcct1=min（F1，F2）=32.26kPa

h1=Fcct1/γc=1.34m

桁架间距：

d0=750mm

桁架上荷载：

p=Fcct1d0=24.2kN/m

4.3计算工况

荷载系数

承载能力极限状态：

自重γ1=1.2砼侧压：

γ2=1.3

正常使用状态：

自重γ1=1.0砼侧压：

γ2=1.0

4.4模型计算

应力位移

反力

当桁架上不设拉杆，按悬臂考虑，立杆改为2[16，连杆改为[10时，计算如下图：

应力位移

轴力反力

4.5预埋锥形螺栓计算

螺栓直径：

d=30mm

螺栓拉力：

Nl=90kN

螺栓拉应力：

σl=4Nl/πd2=127.32MPa

4.6桁架焊接计算

最大受力：

N2=64kN

焊缝高度：

hf=6mm每个杆件与立柱焊接4道焊缝。

焊缝有效高度：

he=0.7hf=4.2mm

焊接长度：

lw=400mm-8hf=352mm

Τf=N2/helw=43.29MPa

4.7水平梁计算

以桁架支反力为荷载，斜拉点为支点，计算水平梁2[20内力：

σ=-80MPa

根据模板各项最不利部位的应力计算，所得应力值均满足浇注砼时，砼对模板产生的荷载要求，则该模板设计符合现场施工要求。