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支架模板方案

上海轨道交通11号线北段二期11.G.4标三林站,济三风井土建工程

 

支撑结构及模板

施工方案

 

编制:

审批:

中铁三局集团有限公司

上海轨道交通11号线北段二期11.G.4标三林站,济三风井土建工程项目部

2009年3月10日

目录

1支撑结构施工1

1.1工程概况1

1.2搭设基本参数1

1.3支架计算1

1.3.1计算依据1

1.3.2地基承载力与沉降计算3

1.3.3立杆强度验算3

1.3.4扣件的抗滑验算6

1.3.5支架的立杆稳定性验算7

1.3.6竖向变形计算7

1.3.7支架系统整体抗倾覆验算8

1.4支架的搭设要求和安全措施8

1.5支架拆除的要求9

1.6事故应急预案及救援措施10

1.7坍塌倒塌事故应急措施11

2模板工程12

2.1模板施工基本参数12

2.2模板结构计算12

2.3柱模受力计算14

2.4模板制作及配置17

2.5模板运输17

2.6模板施工方法18

2.7楼板、梁的高大模板施工19

2.8模板拆除20

1支撑结构施工

工程概况

三林地铁站为地下二层双岛式结构,结构主体宽度26.8m(标准段),车站长度486.6m。

顶板梁的最大高度为1.8m,现浇板厚0.9m,净空高度为4.55m;站厅层梁的最大高度为0.9m,现浇板厚0.4~1.0m,结构净空高度5.94~7.54m。

搭设基本参数

钢管布置一般为纵向50cm,横向50cm(1.8m高梁周围加密成50×40cm,靠近梁1m范围内开始加密),站厅板厚度为400mm处,钢管布置为60×60cm,厚度为1000mm处,钢管布置为50×50cm。

水平杆步距为1.8m。

搭设简图如下:

支撑材质选用φ48×3.5钢管,截面面积A=489mm2,截面模量W=5.08×103mm3,回转半径i=15.8mm,抗压抗弯强度设计值f=205N/mm2,计算时忽略风雪荷载。

支架计算

1.1.1计算依据

(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(GJB0—2001)

(2)《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)

(3)轨道交通11号线北段二期11.G.4标三林站主体工程设计图纸

 

 

1.1.2地基承载力与沉降计算

由于底板混凝土厚度至少在1m以上,而且且在地质条件较好的⑤1层,密实度好,承载力高。

中板施工时,平均每m2最大承受的重量为2.05t,在中板达到设计强度后才开始顶板施工,在顶板施工时,中板下的支撑不拆除,所以有足够的强度支撑上面顶板施工时的荷载。

1.1.3立杆强度验算

立杆强度按照下式进行计算

N<[N]

式中N——每根立杆的承载力,N=Q×S(t)

Q——每根立杆的实际荷载(t/m2)

S——立杆的截面积(m2)

梁部分:

梁高为1800mm处,排架支撑高度为4.55m

重量:

永久荷载标准值:

①钢筋混凝土板自重

②底模及支撑重

(按最不利情况计算)

可变荷载标准值:

③施工荷载

④安全荷载

顶板混凝土自重为6.25t/m2,按50×40cm布置(纵距50cm,横距40cm,步距180cm),每根立杆的承载力为:

N=6.25×0.5×0.4=1.19t

[N]=205×489×0.85=8.52t

N<[N],立杆强度符合要求

梁高为1000mm处,排架支撑高度为7.54m

重量:

永久荷载标准值:

①钢筋混凝土板自重

②底模及支撑重

(按最不利情况计算)

可变荷载标准值:

③施工荷载

④安全荷载

顶板混凝土自重为3.85t/m2,按50×50cm布置(纵距50cm,横距40cm,步距180cm),每根立杆的承载力为:

N=3.85×0.5×0.5=0.96t

[N]=205×489×0.85=8.52t

N<[N],立杆强度符合要求

顶板部分:

板厚为900mm处,排架支撑高度为4.55m

重量:

永久荷载标准值:

①钢筋混凝土板自重

②底模及支撑重

(按最不利情况计算)

可变荷载标准值:

③施工荷载

④安全荷载

顶板混凝土自重为3.55t/m2,按50×50cm布置(纵距50cm,横距50cm,步距180cm),每根立杆的承载力为:

N=3.55×0.5×0.5=0.89t

[N]=205×489×0.85=8.52t

N<[N],立杆强度符合要求

中板部分:

中板厚为400mm处,排架支撑高度为7.54m

永久荷载标准值:

①钢筋混凝土板自重

②底模及支撑重

(按最不利情况计算)

可变荷载标准值:

③施工荷载

④安全荷载

顶板混凝土自重为2.05t/m2,按60×60cm布置(纵距60cm,横距60cm,步距180cm),每根立杆的承载力为:

N=2.05×0.6×0.6=0.74t

[N]=205×489×0.85=8.52t

N<[N],立杆强度符合要求

中板厚度为1000mm处,排架支撑高度为7.54m

永久荷载标准值:

①钢筋混凝土板自重

②底模及支撑重

(按最不利情况计算)

可变荷载标准值:

③施工荷载

④安全荷载

顶板混凝土自重为3.85t/m2,按50×50cm布置(纵距50cm,横距50cm,步距180cm,每根立杆的承载力为:

N=3.85×0.5×0.5=0.96t

[N]=205×489×0.85=8.52t

N<[N],立杆强度符合要求

1.1.4扣件的抗滑验算

扣件的抗滑验算按下式计算:

P<[P]

式中P——每个扣件的抗滑力,P=N/n

N——每个立杆的承载力

n——扣件的个数

[P]——扣件的抗滑承载力,[P]=0.8t

比较一下,在1.8m高梁部位立杆承载力最大,所以N=1.25t

每根立杆的扣件(搭接扣件)数为2个,则每个扣件的荷载P=1.25/2=0.625t

所以,P<[P],验算通过

1.1.5支架的立杆稳定性验算

由于支架在基坑内部,不考虑风荷载的影响,本算式考虑最不利状况为1.8m梁范围。

N/(φA)

式中N——计算立杆段(最不利处)的轴向力设计值

φ——轴心受压杆件的稳定系数

A——立杆截面面积

f——钢材的抗拉、抗压抗弯强度设计值

钢管脚手架特性:

截面面积A=489mm2,截面模量W=5.08×103mm3,回转半径i=15.8mm;

cm,抗压抗弯强度设计值f=205N/mm2。

长细比λ=312/1.58=197<[λ]=250,查表得φ=0.186

N/(φA)=1.25×10×103/(0.186×489)=137Mpa

1.1.6竖向变形计算

Δ=Δ1+Δ2+Δ3

式中Δ—总的竖向变形

Δ1—立杆受力变形

Δ2—扣件接头变形,Δ2=nδ(δ为每个接头变形,取0.5mm)

Δ3—温度变形,由于上海地处温湿气候地区,日夜温差较小,取Δt=40℃。

(温度变形系数α取1.2×10-5)

根据计算,只需要检验中板厚度为400mm,支撑高度为7.54m处的支撑杆件的竖向变形。

Δ1=NL/EA=7.4×7.54×1000/(210×489)=0.54mm

Δ2=2×0.5=1mm(最多有两个接头)

Δ3=LαΔt=7.54×103×1.2×10-5×40=3.62mm

Δ=Δ1+Δ2+Δ3=0.54+1+3.62=5.16mm<[Δ]=L/1000=7.54mm

验算通过,符合要求

1.1.7支架系统整体抗倾覆验算

对于四周封闭的基坑,由于没有风荷载,无水平作用力,实际收到的只有安装偏差荷载作用。

这个安装偏差荷载对系统的稳定影响很小,验算从略。

支架的搭设要求和安全措施

承重支架的搭设,应严格按施工组织设计方案实施,由持有有效支架搭设操作证者操作,严禁无证作业。

支架搭、拆过程中,作业人员应系好安全带,做好应有的个人防护工作。

支架搭设过程中必须同步设置有效的斜撑、剪刀撑,避免脚手架在搭设过程中发生偏斜和倾覆,斜撑、剪刀撑设置根据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59——99)中的要求执行。

支架搭设应设置纵、横向扫地杆,高度不大于20cm。

横杆与立杆必须用直角扣件扣紧,不得隔步设置或遗漏,相邻立杆接头位置应错开在不同步距内,与相邻横杆的距离不宜大于步距的1/3;横杆的接头位置应错开在不同的立杆纵距中,与相邻立杆的距离不大于纵距的1/3,相邻步距的横杆应错开布置在立杆的两侧,以减少立杆偏心承载情况。

由于排架搭设是依据扣件螺栓紧固完成,因此,扣件螺栓在施工中必须用力矩扳手进行检查,只有力矩达到4~6kN.m时才能通过,对顶端的横杆与立杆之间的扣件应作重点检查,每跨抽查50%,其他扣件每跨抽查10%。

混凝土在浇筑过程中,专人负责检查模板、钢筋等的部位的状况,一旦发生漏浆,模板变形,钢筋走位等问题,立即予以处理。

支架拆除时严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)的要求来进行施工,拆除作业必须由上而下逐层进行,先搭后拆,后搭先拆。

扣件式钢管支架拆除时,在横断面上先拆两边再拆中间,在纵向上从一端向另一端拆除,再距顶板上20cm处的立杆上紧一个扣件,先松方木下的水平杆,滑至立杆上的扣件上,取出夹板和方木,然后逐步拆除脚手架。

支架拆除的要求

1.施工作业人员上下支架,必须从斜道上通行,严禁直接攀登支架。

2.材料垂直吊运时,作业人员不准站在临边扶手上推扶材料,严禁站在无临边安全设施的支架边缘未系安全带推扶材料。

3.支架一旦建立,应及时配备合格的灭火器材,做到每100平方米一只。

4.支架应多点可靠接地,接地点一般为每20米设一个,接地体严禁采用螺纹钢,接地点连接点应采用压接。

5.主体施工周期长,作业通道板,上下斜道可能受损严重,必须定期进行维修保养,严防安全防护设施受损后对施工人员带来不良后果,特别是作业通道损坏产生洞孔、临边缺挡等。

6.顶板及站厅板施工时,电焊作业量大,施工时应注意用电安全,电焊机等移动电具不能在钢筋上任意乱放,用电设备必须经过二级漏电保护,在此施工阶段,专职电工应不断巡视现场安全用电状况,发现隐患,及时整改。

由基坑上面送电到施工作业面的电源线等,均应通过绝缘子悬挂,严禁将电线直接挂在钢管上。

7.在预留的盾构井通道,必须设置临边安全保护措施,周边必须用安全网进行封闭,取保施工的安全进行。

8.夜间施工时照明十分重要,在每个作业面上,设置足够的照明,严禁借用路灯不设照明作业,施工照明的设置方向,应尽可能不使交通通道上机动车辆驾驶员有眩目感,确保施工期间交通的安全。

9.在浇筑顶板时,站厅板下面的支架不能拆除,等达到了强度要求后,先拆除顶板的支架,后拆除站厅板的支架。

事故应急预案及救援措施

组织机构及职责

由项目部成立应急响应小组指挥部,负责指挥和协调工作。

具体分工如下:

杨景波同志负责人员抢救伤员。

曾大刚同志负责组织人员进行事故处理。

王浩同志负责立即同医院、劳动部门联系,说明详细事故地点、事故情况,并派人到路口接应。

张华同志负责现场物资、车辆的调度。

坍塌倒塌事故应急措施

1.事故发生后应立即报告应急抢险指挥部,同时向轨道11号线发展有限公司报告。

2.挖掘被掩埋的伤员及时脱离危险区。

3.清除伤员口、鼻内泥块、凝血块、呕吐物等,将昏迷伤员舌头拉出,以防窒息。

4.进行简易包扎、止血或简易骨折固定。

5.对呼吸、心跳停止伤员予以心肺复苏。

6.尽快与120急救中心取得联系,详细说明事故地点、严重程度,并派人到路口接应。

7.组织人员尽快解除重物压迫,减少伤员挤压综合症的发生,并将其转移至安全地方。

8.若有骨折时应及时用夹板等简易固定后立即送医院。

9.在没有人员受伤的情况下,现场负责人应根据实际情况研究补救措施,在确保人员生命安全的前提下,组织恢复正常生产秩序。

10.现场安全员应对支架等施工设备倒塌事故进行原因分析,制定相应得纠正措施,认真填写伤亡事故报告表、事故调查等有关处理报告,并上报集团应急抢险领导小组。

2模板工程

模板施工基本参数

计算时选择截面选择混凝土对模板压强最大处。

模板尺寸为1000mm×2000mm,厚度为12mm。

模板下小横木的间距为0.2m,小横木的尺寸为5×5cm。

小横木下的大横木的间距为0.3m,大横木的尺寸为10×10cm。

模板计算按照四跨连续梁计算。

混凝土顶板及下面的模板及其支撑结构见下图:

根据最不利荷载的原则,得到:

弯矩系数Km=-0.121,剪力系数Kv=0.620,挠度系数Km=0.967

模板结构计算

0.2m

模板承受荷载:

 

弯矩计算

剪应力计算

小横木受力计算

小横木承受荷载:

计算简图如下:

q=0.9t/m

0.3m

0.3m

0.3m

0.3m

弯矩计算

剪应力计算

大横木受力计算

大横木承受荷载:

计算简图如下:

q=1.35t/m

0.5m

0.5m

0.5m

0.5m

 

弯矩计算

剪应力计算

以上受力均满足安全施工的要求。

柱模受力计算

混凝土侧压力的计算分布图形如下所示:

 

——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(t/m2);

——有效压头高度(m);

——混凝土的质量密度(t/m3),取2.5t/m3。

——新浇混凝土的初凝时间(h),可按照实际测定。

这里可采用

计算,按照T=20,

=5.7h;

——混凝土的温度,取20;

——混凝土的浇筑速度,取2m/h;

——外加剂影响修正系数,不掺加外加剂时取1.0,本次取1.0;

——混凝土坍落度影响修正系数,取1.0;

——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m),取7.54m。

取二者最小值,故最大侧压力为4.43t/m2

有效压头高度为:

柱模板计算简图:

所选择柱的计算截面为1.2×0.6m,模板的厚度为16mm。

柱箍的间距s由侧模板的刚度来控制,s的计算如下:

 

Et——木材的弹性模量,取11×103N/mm2;

I——柱模截面的惯性矩,

,b=1.2m,h=0.016;

Kf——系数,两跨连续梁,Kf=0.521;

q——侧压力线荷载,q=1.2×(4.43+0.4)=5.80t/m2(考虑震动荷载0.4t/m2。

取柱箍的间距为0.3m<0.31m就可以满足施工的要求。

柱箍长边方木计算:

柱箍受到的线布荷载:

q=0.3×(4.43+0.4)=1.45t/m2

对于长边,两边设2根拉杆,两边悬臂0.2m,则最大弯矩为:

——悬臂部分长度a与与跨中长度d的比值

=a/d;

长边柱箍需截面抵抗矩

——木材的抗弯强度设计值,取13N/mm2

选用80mm×80mm(b×h)截面W1=85333mm3,符合要求。

短边方木计算:

对于短边,按照简支梁计算,其最大弯矩为:

——短边荷载分布线长度c与短边计算长度l的比值。

选用100mm×140mm(b×h)截面W1=326667mm3,符合要求。

模板制作及配置

本工程楼板底模、梁侧模用九夹板;柱采用定制木模,反复使用;内衬墙也采用九夹板。

为确保施工进度模板配制为二层。

模板运输

主体结构施工用的模板,由施工员根据施工进度的情况,事先申请并加工。

模板场内运输由汽车吊运至各操作面。

端头井模板运输利用履带吊进行垂直运输。

模板施工方法

(1)各部位的模板,要根据工程结构的形式及特点,绘制模板翻样图(平面布置、模板的组装、大样节点等),并对模板和支撑系统的强度和刚度进行验算。

(2)各种规格的模板及配件要按计划进场,模板施工前,要事先在层面上弹好轴线、边线、水平线和模板尺寸线,并需对柱筋和放线尺寸、标高进行验收复核。

(3)模板施工时,按先柱后梁再平台模的顺序进行,做到尺寸准确,拼缝严密。

(4)柱模施工前,要用短钢筋根据柱模尺寸线烧焊出限位。

并用水泥砂浆做好找平层,柱模板应@300左右加一道柱箍。

2米以下的部分加密为@200一道柱箍。

安装好的柱模要设斜撑,一般每边设两根,固定于事先预埋在楼面的地锚或整体排架上,并对位置和垂直度进行校核。

(5)梁、平台楼板立柱排架要严格按要求进行,必须设置纵横向扫地杆,扫地杆距地面≤200mm,第一道水平牵杠距扫地杆1500mm,以上的水平牵杠间距≤1800mm;纵横向剪力撑的设置间距≤6.0m。

梁、平面楼板、立柱排架要严格按要求进行施工,不得随意改变间距。

(6)在竖向钢筋上,距地面50mm处焊接φ12短钢筋模板限位:

柱每面两点,墙模板限位间距控制在lm左右。

(7)钢框拼装必须按模板施工规范,模板之间用“U”形卡卡紧,同一拼缝上“U”形卡紧方向要错开;模板同围檩之间用钩头螺栓拉紧。

(8)内衬墙由于单边支模,所受侧向压力较大。

因此固定模板用的穿墙螺丝@500左右一道,一头与凿出的地墙钢筋焊接,另一头固定于钢模板上。

穿墙螺丝必须焊止水片,防止螺丝部位渗水。

(9)在混凝土浇捣时,要派专人看模,密切注意模板情况,万一出现异常情况,及时抢修和整改。

楼板、梁的高大模板施工

在底板上搭设钢管排架,须按梁板底标高搭设好稳固的支撑排架,排架顶面搁置“2×4”横楞,确保楼板底模平整、稳定同时,模板拼缝必须平整严密,对于拼装不平整的部位,尤其是梁侧模与楼板模板交接口,必须封贴平整,确保底面的成型质量。

梁板模板拆除必须确保梁板砼达到设计强度。

 

模板拆除

(1)墙、柱模板及梁侧模板:

常温下浇捣混凝土后10-12小时后即可拆除,以能保证拆模时不损坏构件棱角为原则。

(2)承重构件模板拆除

结构名称

结构跨度

达到混凝土标准强度

≤2m

50%

>2且≤8m

75%

>8m

100%

≤8m

75%

>8m

100%

悬臂构件

≤2m

75%

>2m

100%

(3)模板拆除要遵循先支后拆,自上而下的原则;拆模时,严禁用大锤和撬棍硬碰硬撬,以免损坏模板。

(4)拆下的模板、配件等,严禁抛扔,必须有专人接应传递,按指定地点堆放,并及时清理、维修和刷好脱模剂。

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