文物保护单位抢修和博物馆修复工程施工设计方案.docx
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文物保护单位抢修和博物馆修复工程施工设计方案
文物保护单位抢修和博物馆修复工程施工方案
一、编制依据
二、工程概况：
2.1、工程名称：
文物保护单位抢修和博物馆修复工程
工程地点：
石棉县安顺乡安顺村安顺场
工程范围：
其中文物保护单位抢修工程设计范围内总面积约87815㎡，建筑占地面积约7244㎡，环境景观用地80571㎡。
本工程主要包括红军强渡大渡河纪念馆扩建新馆、老馆维修、总平道路工程等。
其中纪念馆扩建工程总建筑面积2818.04平方米（含红色旅游展陈设施1500平方米）。
其中红军强渡大渡河纪念馆扩建新馆，地上3层；建筑高度：
檐口高度14.85米。
总建筑面积2818.04平方米，建筑工程等级为一级。
建筑结构形式为框架结构，设计使用年限为100年，抗震设防烈度8度。
建筑防火设计等级：
建筑耐火等级二级。
建筑屋面防水等级：
上人屋面防水等级II级。
本次招标的范围包括建筑、结构、给排水、电气各专业。
本工程项目主要工作内容包括：
石棉红军强渡大渡河环境整治绿化景观工程、石棉红军强渡大渡河纪念馆文物本体维修工程、石棉红军强渡大渡河指挥所文物本体维修工程、红军强渡大渡河纪念馆扩建新馆、总平道路工程等内容。
2.2、根据本工程结构设计特点，首层（层高6m≥4.5m）必须按高支模进行施工。
2.3、混凝土采用泵送工艺进行施工.
三、模板及其支撑系统的设计
3.1、本工程梁、板模板支架系统采用扣件式钢管架，首层层高6m，梁高度分别为1500mm、700mm.、500mm，宽度分别为400mm、300㎜、250mm，等，配80mm*80mm枋木楞，质量要求：
，木枋必须无结疤、断裂现象。
选用Φ48mm，壁厚3.5mm普通钢管，质量要求：
应无锈蚀、无弯曲；扣件选用螺母及丝扣良好，无滑丝的正品扣件。
模板采用20厚木胶合板，模板质量必须符合有关规定。
3.2、扣管式钢管高支撑架安装及计算书：
（附后）
3.2.1、基层为砼底板有足够的承载能力；
3.2.2、扣管式钢管高支撑架底座需垫30厚木板，宽不少于300mm；
3.2.3、扣管式钢管高支撑架排放应垂直于主梁方向，交错设置，间距为900mm，双层每组行距为1200mm，单个门式架允许荷载50KN。
3.2.4、为确保架体稳定性，在距地（楼）面或主梁底300mm处纵横向均设水平拉杆一道。
3.2.5、扣管式钢管高支撑架搭设完毕要进行验收，合格后方可使用，验收时重点检查架体基础是否密实牢靠，每层架连接是否固定，拉杆斜撑是否可靠。
3.2.6、其它见模板安装大样图。
四、柱模板结构设计验算
4.1、柱模验算
柱截面尺寸600mm*600mm。
4.1.1、本工程柱模采用20厚木胶合板作面板80*80mm枋作背枋，@≤300mm。
柱箍采用80*80mm木枋和2Φ12钢筋工具卡，柱箍距柱模上下口均为200—300mm，中间@≤500mm，中部采用Φ12对拉螺栓，砼采用泵送砼。
4.1.2、柱模荷载计算
柱模高度按砼浇筑到梁下口高度H=6-1.5=4.5m计算，取泵送混凝土速度3.7m/小时，砼的初凝时间取5小时。
（1）、振捣砼时产生的荷载 4×1.4系数×0.9系数=5.04KN/㎡
（2）、新浇砼的侧压力
F=0.22rctoβ1β2V1/2=0.22×24×5×1.2×1.15×3.71/2=70.1KN/㎡
F=rcH=24×4.5=108KN/㎡
F—新浇注混凝土对模板的最大侧压力。
取上两值较小值
rc—混凝土的重力密度。
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度。
β1—外加剂影响修正系数。
掺外加缓凝剂取1.2.
β2—混凝土塌落度影响修正系数。
塌落度100～150mm时取1.15
V—混凝土的浇筑速度，取3.7m3/h.。
所以取较小者F1=70.1×1.2系数×0.9系数=75.7KN/㎡,按三角形分布。
柱模受力呈梯形分布：
下口75.7KN/㎡，上口4*1.2*0.9=4.32KN/㎡。
4.1.3、柱模面板验算
柱模面板的背枋@≤330mm所以取面板计算跨度0.33m，取下口400高最大值计算，按已浇砼到柱顶，柱底无振动荷载。
q平均=（75.7+75.7÷3.7×3.3）÷2×0.4宽=28.6432KN/m
面板弯矩考虑柱模下口盘脚和背枋共同作为支点，取两边固定两边简支受力。
M=-0.0843×28.6432×0.33²=0.262952KN-m=262952N-mm
柱面板400宽的抵抗矩 W=400×18²÷6=21600mm3
柱面板的抗弯承载力：
木胶合板平行向静曲强度12.9N/mm2
12.9N/mm2×21600=278640N-mm>262952N-mm 可满足抗弯承载力；
4.1.4、柱模背枋验算：
计算距柱下口300mm第一道柱箍处背枋
荷载同面板平均q=71.61×0.33宽=23.63KN/m
按悬挑计算弯矩 m1=23.63×0.3²÷2=1.06338KN-m=1063380N-mm
按连续梁弯矩m2=23.63×0.125×0.3²=0.2658KN-m （不用）
柱背枋采用TC13云杉 抗弯强度F=13N/mm²断面80×80mm2
抵抗矩W=bh2/6=80×80²÷6=85333mm3
背枋弯矩承载力85333×13=1109333N-mm>1063380N-mm ，可满足背枋弯矩承载力
4.1.5 柱箍在600mm宽以上柱模的柱箍中间设Φ12对拉螺栓。
A、80*80枋弯矩M=71.61×0.5m高×0.17m宽×0.08m=0.486948KN-m
柱箍80*80弯矩承载力 1.3KN-m>0.487KN-m 满足
Ｂ、对拉螺栓受力71.61×0.5×0.33宽=11.81KN=11810Ｎ
Φ12对拉螺栓抗拉力84.3×170＝14331Ｎ>11810Ｎ 满足
4.1.6、柱箍在500宽以内柱模中间不设对拉螺栓。
A、80*80枋弯矩m=71.61×0.5m高×0.5m宽÷2×0.25-71.6×0.5×0.12宽×0.2=1.3786KN-m
B、柱箍80*80弯矩承载力1.3KN-m≈1.3786KN—m 基本满足
柱模支撑示意图
4.2、楼板模板设计
高支梁、板模支撑示意图
4.2.1、楼板支模系统（取板厚最大120mm）泵送砼增加230mm厚面板计算跨度。
面板验算：
取915mm×1830长，搁枋@350mm，面板计算跨度0.35m。
Ａ：
荷载 模板自重０.3×0.915×1.2系数×0.9系数＝0.296KN/m
新浇钢筋砼重 0.915×0.35×25×1.2系数×0.9系数=8.647KN/m
施工人员及设备集中荷载
1.4×0.9系数×2.5=3.15KN,均布1.4×0.915×2.5×0.9系数=2.883KN/m
Ｂ：
弯矩按五等跨连续梁计算：
集中荷载Ｍ１=-0.105×8.943×0.352-0.179×3.15×0.35=0.312373KN-m
均布荷载Ｍ２=-（0.105×8.943+0.119×2.883）×0.35²=-0.15706KN-m
较Ｍ１ 小不用。
Ｃ：
面板采用20厚木胶板：
平行向静曲强度20÷1.55=12.9N/mm²
面板抵抗矩Ｗ=915×20²÷6=61000mm²
面板弯矩承载力
M=12.9×61000=786900N-mm>312373N-mm 满足
4.2.2、楼板下搁枋 搁枋80*80云杉，计算跨度1.2m。
A、荷载 模板自重0.5×0.35×1.2系数×0.9系数=0.189KN/m
新浇钢筋砼 0.35×0.35×25×1.2系数×0.9系数=3.3075KN/m
施工人员及设备因考虑泵送砼超厚5.75KN/m²，所以不再考虑施工人员及设备荷载
B、弯矩按二跨连续梁计算 M=-0.125×3.4969×1.2²=0.62937KN-m
C、木枋抵抗矩 W=80×80²÷6=85333mm3 TCB云杉抗弯设计强度F=13N/mm²
木枋弯矩承载力85333×13=1109333>62937Ｎ-mm 满足
4.2.3、楼板搁枋下的搁枋验算：
搁枋80*80云杉，计算跨度900mm
A、荷载 模板自重0.5×1.2×0.35×1.2系数×0.9系数=0.2268KN
新浇钢筋砼 1.2×0.35×0.35×25×1.2系数×0.9系数=3.969KN
施工人员及设备：
因考虑泵送砼超厚5.75KN/m²,不再考虑施工人员及设备。
Ｂ、弯矩按二等跨连续计算
Ｍ３=-0.333×4.1958×0.9=1.25748KN
Ｃ、搁枋抵抗矩 Ｗ=80×80²÷6=85333mm3
TC13云杉抗弯设计强度FW=13N/mm²
搁枋弯矩承载力85333×13=1109329>125748Ｎ-mm 满足
4.3、梁底模及搁枋验算
4.3.1、梁底模验算：
梁断面300×700高时，梁底模下搁枋@≤350mm，梁底模计算跨度<0.35m。
（１）：
梁底模板验算：
Ａ：
荷载：
底模板自重 0.5×0.4×1.2系数×0.9系数=0.216KN/m
新浇钢筋砼 0.4×0.8×25×1.2系数×0.9系数=8.64KN/m
振捣砼 1.4系数×2×0.9系数=2.52KN/m
Ｂ：
弯矩按五等跨：
Ｍ=-（0.105×17.496+0.119×2.52）×0.35²
=0.261777KN－m=261777N－mm
Ｃ：
梁底模采用20厚胶合板 Ｗ=250×20²÷6=16666mm3
胶合板抗弯强度 FW=13N/mm²
梁底模板弯矩承载力16666×13=216658N－mm>261777N－mm 满足
4.3.2、梁底模下搁枋由于门式架1.2米跨，使梁底模下横向搁枋计算跨度为1.2m
Ａ：
横向搁枋荷载：
梁自重 25.016*0.7×0.30宽=5.25KN/m
楼板荷载 1m×0.35×0.35厚×25×1.2系数×0.9系数=3.3075KN
Ｂ：
弯矩按单跨简支梁计算
（0.1654+5.25×0.3宽÷2）×0.6-1.654×0.2-5.25×0.2×0.1=1.36KN－m
TC13云杉抗弯设计强度 FW=13N/mm²
搁枋弯矩承载力100000×13=1300000≈1361600N-mm 基本满足
为了安全考虑到木枋使用时间较长、材质强度降低，要求1.35mm到1.6m高的梁底横向搁枋@≤270mm。
4.3.3、梁底纵向搁枋由于门式架@900，使梁底纵向搁枋计算跨度0.9m
A：
梁底纵向搁枋集中荷载：
梁自重 7×0.4宽÷2根=1.4KN
楼板荷载 3.3075÷2根=1.65375KN
B：
弯矩按二等跨连续梁计算
M=-0.333×3.05375×0.9=0.9152KN-m<纵向搁枋抗弯承载力1.3KN-m 满足
4.4、梁板支模承重架结构验算
4.4.1、支承架采用钢管门式架，按照JGJ128－2000《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》进行计算。
4.4.2、门式架每根调节螺栓承受压力
按梁0.9m长，梁断面0.4×0.8m高，楼板宽1m
泵送砼集中荷载0.23m厚×0.9×1.2×25×1.2系数×0.9系数=6.72KN。
（20.016+3.5）×0.9÷2+6.72÷2=13.942KN
门式架调节螺栓Φ22承载力验算
受压稳定系数Φ=0.8，设计强度Ｆ=205N/mm²，净面积Ａ=314mm²
螺栓承载力 0.8×205×314=51496N=51.496KN>13.942KN 满足
4.4.3、梁板支模单榀式钢管架稳定性计算：
单榀式架搭设高度H=4.2m以内。
Ａ、荷载不组合风载时
N1=1.2（NGK1+NGK2）H+1.4∑NqiK
=1.2（0.319÷1.9+0）×3.4+1.4×13.942×2=39.723KN
Ｂ、荷载组合风载时：
风载标准值qＫ=0.75KN/m²
Ｎ２=1.2（NGK1+NGK2）H+0.85×1.4（∑NQiK+2MK÷b）
=1.2×0.319÷1.9×3.4+0.85×1.4（27.884+2×0.75×3.42÷10÷1.2）
=35.59KN 比N1小（不用）
经查规范36页表Ｂ.0.5单榀门架的稳定承载力设计值
当Ｈ≤45m时稳定承载力40.16KN>39.723KN 满足。
4.5、模板安装结构大样图
五、模板设计要求及安拆
5.1、模板设计对使用的要求
A、允许施工荷载
5.1.1、柱模板允许砼浇筑高度4.5m以上，柱模长宽尺寸大于0.5m时，设对拉螺栓、柱模长宽尺寸≥0.55m时，应设Φ12对拉螺栓。
泵送砼速度3.7m3/小时以内。
不允许砼泵管直接对着柱模冲击。
5.1.2、梁楼层模板正常情况下允许施工人员及设备均布荷载2.5KN/m²或集中荷载2.5KN。
特殊情况下当采用砼泵送工艺时，允许砼泵管出料口4m²范围内局部堆集砼在楼板平台模板上0.35m高（包括本身砼板厚），（模板设计已考虑泵送砼超重8.75KN/m²）但允许砼停留时间3分钟，必须用人工及时散开砼。
B、模板对泵送砼的要求
5.1.3、安、拆砼泵管必须由两人轻轻搁放，不准高抛乱扔冲击模板或支撑系统，不应碰撞模板。
5.1.4、不允许砼泵管直接搁放在柱模上口，应放在架上，防止砼泵管震动使柱模移位，砼泵管出料口应加90°弯管，防止砼直接冲击柱模板增大侧压力。
5.1.5、在梁楼板模板上采用砼泵送工艺必须专门搭设安装砼泵管的支架，单个架应自身稳定成三角架。
不允许将砼泵管搁放在平台模板上。
5.1.6、梁平台模板采用泵送砼，应在泵管出料口设置橡胶软管，以便将砼及时散开，同时应派三人专门在泵管出料口处用铲或杷将砼输散开，一般情况下不允许砼在平台模板上堆集200mm高。
5.1.7、混凝土浇筑方法和浇筑过程观测
5.2、模板制作
5.2.1、模板制作前必须请机械管理人员全面检查所有机具设备，安装齐全各种安全防护装置，做好设备的检查维修，保养工作，严禁带病运行。
5.2.2、模板制作前必须请电工全面检查所有设备的用电线路是否绝缘，配电箱设置是否规范。
确保一机一闸一漏一箱，做好设备接地接零保护，各种电器灵敏可靠，规格与设备电负荷相匹配。
5.2.3、所有操作设备人员必须持证上岗，按各种的操作规程进行操作，制作前作好安全技术交底。
5.2.4、模板制作程序:
学习图纸——绘制模板尺寸草图复核——绘制数量统计表——查询材料机具情况——设备电气检查——试作模板样品——样品检查——批量制作，分类编号、堆放、保存。
5.2.5、模板制作要求：
1．柱模板应比设计尺寸减小4mm控制净空尺寸，外尺寸应在转角模板搭接处增加一块10厚40宽木压条，防止柱角漏浆。
柱模配置到梁下口，柱模下口应设清扫口。
柱帽模板下口应夹住已浇混凝土的柱150mm，并用柱箍将下口箍紧牢固，防止柱帽模板滑落。
2．梁侧模制作高度按照下口包梁底，上口平楼层模板底的原则，以便拆模。
5.3、模板搭设
5.3.1、模板安装前应对现场四口五临边和外脚手架等作业环境进行检查，对各种不利于安全生产的环境进行整改，并做好安全动技术交底。
5.3.2、模板安装前应对井架安全装置进行检查，了解井架的起重量要求，明确模板、支承架、材料利用井架运输的数量及临时固定措施。
5.3.3、确定模板、支承架、材料在现场的堆放位置，堆放高度。
5.3.4、现场用电，机具设备安全检查同模板制作的要求一样。
5.3.5、模板安装程序
1、柱模安装程序：
学习图纸、技术交底——安全检查——柱模安装——柱模箍筒安装——柱模斜撑安装或连接杆安装，柱模校正。
2、梁楼板模板安装程序：
学习图纸、技术交底——安全检查——底层素土夯实、铺垫50厚架板——门式架安装、剪刀撑、系杆安装——梁底搁枋安装——梁底模、侧模安装——楼板底搁枋安装——平台模板安装——门式架剪刀撑、系杆检查加固——模板安装量化检查验收签字
5.3.6、柱模安装 柱模安装下口应对齐柱边框控制线，然后吊垂线安装柱箍，柱箍采用2Φ14钢筋工具卡和100×100木枋，柱箍距模板的上下口为300，中间垂直@≤500。
当柱模宽度≤500mm时在柱模中间不设Φ12对拉螺栓，当柱模宽度≥550mm时在柱模中间应设Φ12对拉螺栓，间距同柱箍。
柱帽模板下口应夹住已浇混凝土的柱150mm，并用柱箍将下口箍紧牢固，防止柱帽模板滑落。
柱帽模板上口加80×80木枋斜撑固定，并利用平台模板抵紧，防止柱帽模板位移歪斜。
每根柱模四面应采用Φ48钢管撑固定，并与楼地面呈45°角。
5.3.7、梁板模板安装
（1）、支模承重架：
支承架采用定型钢管门式脚手架，门式架距梁端0.3m，门式架立杆平行于梁轴线的中间段@≤0.9m。
楼板支承门式架的钢管立杆@≤1.2m。
门式钢管架的纵横拉杆及剪刀撑必须按厂家说明设置齐全。
底层搭架前应夯实土体，并在立杆下口铺垫50厚架板、防止支承架下沉。
如钢管门式架受调配影响时，也可采用钢管顶撑。
钢管顶撑立柱@≤900mm。
钢管门式架或钢管顶撑上下口采用两道Φ48钢管（扣件）作为水平系杆，并按水平@≤3m设置，将模板支承架连接成整体，承重架的作法详见附图。
（2）、梁板模板安装：
梁板模板安装时应注意主梁与次梁的高低，当主梁跨度>4米时。
梁底模起拱2‰，楼层模板底起拱10mm，梁侧模安装的固定方法，梁侧模下口采用22厚木板钉牢、压严抵紧梁底侧模。
梁侧模安装当梁高≤700时，上口采用60×80木枋斜撑@≤800固定，当梁高≥750时梁侧模必须在中间增加Φ12对拉螺栓@≤800mm。
梁侧模安装必须用水平尺校正垂直度，并全长拉通线校正梁侧模的直线度。
5.3.8、模板安装要求：
模板安装要求承重架安全可靠，剪刀撑、水平系杆配制齐全。
木枋材质规格符合方案要求，木枋间距正确。
模板支撑牢固、梁侧模高度≥750时，必须设Φ12对拉螺栓，拼缝严密、几何尺寸、轴线、标高正确。
柱模四面采用钢管顶撑与地面呈45°-60°角抵紧柱模上口，防止柱模歪倒。
柱模垂直度每层≤3mm，梁板模板标高误差≤3mm，梁侧模和底模板顺直。
5.3.9、模板安装安全操作要求：
模板安装高度超过2m时必须拴安全带进行操作，同时戴好安全帽，不准穿拖鞋。
5.4 、模板拆除
5.4.1、柱模板拆除应在柱砼强度达到0.12KN/m²，一般应在砼浇完24小时左右，用铁丝不能划痕时可拆除柱侧模。
梁板模板拆模前必须试压该层砼的7天—12天强度，保证砼强度达到75%以上时，填好模板拆除申请批准表，经监理人员批准后才能拆模。
砼后浇带处的模板必须在后浇带砼浇完达75%强度经监理人员批准后才能拆除。
5.4.2、模板拆除前应对现场四口五临边和外脚手架等作业环境进行检查，对各种不利于安全生产的环境进行整改，并做好安全动技术交底。
模板拆除运料前应对井架安全装置进行检查，了解井架的起重量要求，明确模板、支承架、材料利用井架运输的数量及临时固定措施。
确定模板、支承架、材料在现场的堆放位置，堆放高度≤2m。
5.4.3、模板拆除程序
试压该层砼强度达75%——填模板拆除申请表——安全检查及交底——拆楼板支承架、枋、面板——拆梁支承架侧模板，底模板——分类堆放支承架模枋——安全防护设施检查加固。
5.4.4、拆模高度超过2m时应拴安全带，同时戴好安全帽，不准穿拖鞋，不准乱撬乱扔模板，防止模板坠落打伤地面工作人员。
6.5、模板支承架分类堆放≤200㎏/m²，模板木枋上的砼水泥浆铁钉清除干净，分类堆放高度≤2m。
六、混凝土浇筑方法和浇筑过程观测
捣筑砼前，应在框架梁底檀木上用细铁丝挂起2Kg重的吊鉈，地面打木桩，楼面预埋短钢筋，在桩上打铁钉作为沉降参照物，吊鉈与桩上的铁钉同一水平，用水平仪观测吊鉈的沉降量，晚上利用应急灯观测，观测员应急时通知楼面施工人员暂停作业，如果沉降量超过3cm时，应停止混凝土捣筑，起用应急措施。
七、高支模安全应急方案应急措施
7.1人员安排：
成立由各区分管施工员任组长，木工班任副组长，分区安全员等骨干不少于6人的应急小组，进行值班。
7.2应急工具：
用2吨重的液压千斤顶2套，δ=15㎜×800×800钢板2片，6m长φ110镀锌钢管三支，可调顶、底托各20支，6m长φ48钢管20支，扣件20只，模板开孔锯机2部（手提式），手电筒6支，应急灯2只，所有材料工具准备到施工现场，随时准备应急。
7.3启动应急措施
7.3.1当模板支架发生下沉或倾斜时，应立即通知楼面操作人员暂停施工，人员及机具撤离现场，关闭施工电源。
如情况恶化（发生坍塌）不准人员进入作业范围，并保护事故现场。
7.3.2当发生下沉情况稳定后，由组长指挥将混凝土卸除，拆除梁侧螺杆，小斜支撑或压边板。
在地下垫钢板，利用应急工具将该部位恢复，加固稳定后由技术人员确认安全后才能恢复该部位混凝土，其他部应再复检、加固及验算安全可行性，验收合格后方能进行捣筑混凝土。
7.4注意事项
7.4.1捣筑混凝土过程中在楼下观察的值班人员应随时注意捣混凝土时支撑的动态，不准在捣混凝土振动区内站立，不使用超过36V的电源。
7.4.2值班人员不准擅自离开岗位，换班时要以书面交接。
7.4.3施工前，施工员读值班人员作技术交底，指挥应急措施时由项目经理或施工员直接指挥。
7.4.4捣筑混凝土时，值班人员必需实行24小时三班制。
7.4.5观察员与捣筑混凝土现场指挥员采用对讲机联络信号（对讲机必须有三台以上备用）。
第七条施工单位应明确高支模施工现场安全责任人，负责施工全过程的安全管理工作。
施工现场安全责任人应在高支模搭设、拆除和混凝土浇筑前向作业人员进行安全技术交底。
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