框架涵支架模板专项方案建筑土木工程科技专业资料.docx
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框架涵支架模板专项方案建筑土木工程科技专业资料
海翔大道框架涵模板及满堂支架专项施工方案
一、编制依据
1、集美新城核心区——海翔大道下沉式道路及共同沟工程H1标施工图设计文件及地勘报告资料。
2、国家有关的政策、法规、施工验收规范和工程建设标准强制性条文（城市建设部分），以及现行有关施工技术规范、标准等。
3、参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《混凝土工程模板与支架技术》、《公路桥涵施工手册》、《建筑施工计算手册》《建筑结构荷载规范》。
二、工程概况
海翔大道改造工程总长约1830米，现状道路红线宽度60米，改造后红线宽度为84~121米，另有A-F匝道工程。
其中下沉式道路全长1490米，地面道路全长340米，为城市快速路；地面道路工程包括海翔大道地面道路改造段长340米（K0＋000～K0+170段和K1+660～1+830段）、A-F匝道、横四路长约1793.333米，为城市次干道；海翔大道综合管沟工程长约1183.332m米（含与和乐路、和悦路共同沟衔接段），和美路下穿段综合管沟工程长103.70m。
1、本项目为集美新城核心区海翔大道改造及共同沟等工程H1标段，主要工程项目包括：
⑴海翔大道改造工程K0+000~+811.467（含A、B、C匝道工程）；
⑵横四路工程K0+000～+931.467（含相应的交叉口）；
⑶海翔大道综合管沟工程G0+000～G0+493。
框架涵分左右箱，左箱和右箱对称布置，框架涵起点里程桩号K0+380，终点桩号为K0+455。
框架涵全长75m，框架涵单箱净空为14.1m。
框架涵底板厚为110cm、两侧壁为100cm、中墙为80cm、顶板厚为100cm，结构形式为C40.S8钢筋混凝土。
2、支架模板布置形式如下：
1）模板采用15mm厚竹胶板。
2）支架采用60×90×120cm（横×纵×高）的步距，底模下纵横分配梁布置形式为：
顶托上采用15×15cm的方木作为纵向分配梁，其上采用10×10cm方木作为横向分配梁（净距25cm）。
3）支架基础直接坐落在框架涵110cm厚底板上，地基强度满足要求。
4）纵向满布剪刀撑、横向四排布设一道剪刀撑，现场可根据实际情况调整。
5）安装纵向方木时，两根方木的接头应放在顶托上，如不允许则要搭过桥。
3、各参建单位如下：
建设单位：
厦门市市政建设开发总公司
设计单位：
厦门市市政工程设计院
地勘单位：
厦门地质工程勘察院
监理单位：
厦门兴海湾监理咨询有限公司
施工单位：
中铁一局集团有限公司
监督单位：
厦门市建设工程质量安全监督站
三、工期计划
根据框架涵结构段施工总体计划，满堂支架计划7月1日～8月31日，工期为62天，
四、工程投入人员及主要施工机械设备
1、项目管理人员
本工程实行项目经理负责制。
由项目经理、项目技术负责人技术员、专职质检员、材料员、试验员、安全管理小组组成管理班子。
为保障本工程顺利进行，我公司决定选派强有力的管理班子承担该项目施工管理。
项目管理人员组织机构如下：
项目部管理人员配置表
岗位
姓名
职称
职责
项目经理
肖荣华
高级工程师
全面领导施工，抓好现场管理，是质量、安全、文明施工的直接负责人。
项目技术负责人
刘光伟
工程师
工程施工技术、施工质量的技术责任人，组织对新技术、新工艺的开发和实施，疑难技术问题攻关。
技术员
魏征
助理工程师
实施施工组织设计方案和技术开发，调度各工序的衔接，负责轴线放样定位。
技术员
王亮
助理工程师
实施施工组织设计方案和技术开发，调度各工序的衔接，负责轴线放样定位。
质检员
吴松波
助理工程师
负责对工序、设备安装质量的检查、监督、指导，负责质量管理制度的实施。
安全员
鲜昭平
工程师
设备的安全使用，完善安全设施，实施有关安全管理制度，按时呈报有关安全资料报表。
安全员
杨昌杰
助理工程师
设备的安全使用，完善安全设施，实施有关安全管理制度，按时呈报有关安全资料报表。
材料员
宋江洪
助理工程师
负责材料购置及辅助设备的采购，保证采购计划的及时、完整、准确、有效实施。
2、特种作业人员
劳力组织布置由公司工程部配合项目经理部负责组织，依据施工进度要求的劳动力计划报表，选拔组织熟练程度高、能信任分项工程质量要求的技术工人，及时办理劳力进场和退场，并作好施工现场新工人的进场三级教育。
劳动力可按照施工情况分批进场，并可根据实际施工情况进行调整。
作业人员安排见下表：
序号
工种
工人数量
备注
1
支架组
60人
负责支架搭设及拆除工作。
2
模板组
50人
负责模板的安装及拆除工作。
3、设备计划
1）现场在各个施工阶段投入相应机具设备，满足工期、质量要求。
2）机械设备进场前要实行试运转制，性能良好方可投入使用。
现场配备若干名机械修理工，对机具设备定期检修和日常维护保养，保证机具正常运转。
3）操作上“人机固定”，谁操作，谁负责。
4）具体设备进场计划如下表：
序号
机械设备名称
规格型号
功率
单位
数量
用途
1
吊车
25t
台
1
支架及模板吊装
2
发电机
50KW
台
1
备用电源
3
潜水泵
100mm
台
10
基坑排水
4
污水泵
50mm
台
6
基坑排水
5
高压镝灯
3000W
盏
4
夜间照明
6
碘钨灯
1000W
盏
5
夜间照明
7
水准仪
台
1
高程测量
8
全站仪
T550
台
1
坐标放养及测量
五、支架设计要点
1、框架涵满堂支架布置及搭设要求
采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。
立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设15×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木。
立杆的纵、横向间距及横杆步距搭设要求如下：
1、框架涵标准段支架
采用框架涵立杆横向间距×纵桥向间距×横杆步距为90cm×60cm×120cm的布置形式的支架结构体系，其中：
加腋位置增加步距为1.2m斜撑；
扣件式钢管满堂支架体系构造图见附图
（一）～
（二）。
六、框架涵支架验算
由于框架涵顶板厚度为标准厚度，本计算书以现浇框架涵顶板标准断面为例，对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。
㈠、荷载计算
1、荷载分析
根据本框架涵的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：
1q1——框架涵顶板自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。
2q2——框架涵顶板底模，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。
⑶q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条，肋条下的梁，支架立柱及替他承载构件时均取2.5kPa。
⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。
根据《道路桥梁工程施工手册》支架的荷载能力，根据支架高度及横杆的步距，在安全的要求下当支架高度在10m以下时，横杆步距为1.2时，按每根立杆荷载为30KN，并不计支架自重。
2、荷载组合
模板、支架设计计算荷载组合
模板结构名称
荷载组合
强度计算
刚度检算
底模及支架系统计算
⑴＋⑵＋⑶＋⑷
⑴＋⑵
3、荷载计算
⑴框架涵顶板自重——q1计算
根据框架涵结构特点，取标准断面中的截面进行框架涵顶板自重计算，并对截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。
框架涵标准断面处q1计算
根据横断面图，则：
q1＝
=
＝
注：
B——框架涵顶板宽，取14.1m，将框架涵顶板全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
㈡、结构检算
1、碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。
本工程现浇框架涵支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。
（支架布置图如下）
框架涵顶板为标准截面，计算时采用标准形式，钢管扣件式支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如图上页图
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为1.2cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=30kN（根据《道路桥梁工程施工手册》支架的荷载能力，根据支架高度及横杆的步距，在安全的要求下当支架高度在10m以下时，横杆步距为1.2时，按每根立设计荷载［N］=30kN，并不计支架自重。
）。
立杆实际承受的荷载为：
N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4ΣNQK（不组合风荷载时）
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；
NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力
ΣNQK—施工荷载标准值；
于是，有：
NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×27.199=14.687KN
NG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN
ΣNQK=0.6×0.9×（q3+q4）=0.6×0.9×（2.5+2.0）=2.43KN
则：
N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4ΣNQK=1.2×（14.687+0.54）+1.4×2.43=21.677KN＜［N］＝30kN，强度满足要求。
②、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：
N/ΦA+MW/W≤f
N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；
f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。
i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。
长细比λ＝L/i。
L—横杆步距，L＝1.2m。
于是，λ＝L/i＝1200/15.8=75.95，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.692。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
WK=0.7uz×us×w0
uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.17（为了安全，取A类环境）
us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.3.1附表第36得：
us=1.2
w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4（厦门环境）w0=0.8KN/m2
故：
WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.17×1.2×0.8=0.786KN
La—立杆纵距0.9m；
h—立杆步距1.2m，
故：
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
=0.85×1.4×0.786×0.9×1.22/10=0.1212KN
W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：
W=5.08×103mm3
则，N/ΦA+MW/W＝21.677×103N/（0.692×489mm3）+0.1212×106N·m/（5.08×103mm3）＝87.91N/mm2≤f＝205N/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。
2、满堂支架整体抗倾覆验算
依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求（支架的立杆应保持稳定，并用撑拉杆固定。
当验算支架在重力和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾倒稳定系数不得小于1.3）。
由于该工程特殊，框架涵两侧端墙及中隔墙浇注完成后才搭设支架，框架涵壁将支架形成一个包围圈，所以无需进行支架倾覆计算。
3、框架涵顶板底模下横向方木验算
本施工方案中框架涵顶板底模底面纵向采用10×10cm方木，方木纵向跨度按L＝120cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述值。
如下图将方木简化为如图的简支结构（方木实际结构是连续结构，为了计算方便及安全性故采用简支结构偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。
1框架涵顶板截面
按方木纵向跨度L＝90cm进行验算。
1方木间距计算
q＝（q1+q2+q3+q4）*14.1＝（
+1.0+2.5+2）*14.1=461.056kN/m2
取1.2的安全系数，则
q＝461.056×1.2＝553.267kN/m
M＝（1/8）qL2=（1/8）×553.267×0.92＝56.018kN·m
W=（bh2）/6=（0.1×0.12）/6=0.000167m3
则：
n=M/（W×［δw］）=56.018/（0.000167×11000×0.9）=33.88（取整数n＝34根）
d＝B/（n-1）=14.1/33=0.427m
注：
0.9为方木的不均匀折减系数。
经计算，方木间距小于0.427m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.35m，则n＝14.1/0.35＝41。
②每根方木挠度计算
方木的惯性矩I=（bh3）/12=（0.1×0.13）/12=8.33×10-6m4
则方木最大挠度：
fmax=（5/384）×［（（q/41）×L4）/（EI）］=（5/384）×［（（553.267/41）×0.64）/（9×106×8.33×10-6×0.9）］
=0.00033m＜L/400=0.6/400=0.0015m（挠度满足要求）
注：
0.9为方木的不均匀折减系数。
③每根方木抗剪计算
τ=
MPa＜［τ］=1.7MPa
符合要求。
4、扣件式钢管支架立杆顶托上横向方木验算
本施工方案中WDJ多功能碗扣架顶托上横向采用15×15cm方木，方木在横向的跨距按L＝60cm进行验算，纵向方木横向布置间距均按15cm布设，如下图布置，将方木简化为如图的简支结构（方木实际结构是连续结构，为了计算方便及安全性故采用简支结构偏于安全）。
木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算（下图的荷载布置为最不利荷载）。
1框架涵标准断面
1方木抗弯计算
方木采用15*15
p＝l（q1+q2+q3+q4）×B/n＝1.2×（27.199+1.0+2.5+2）×14.1/41=13.494kN
取1.2的安全系数，则
p=13.494×1.2=16.193kN
Mmax＝（a1）p＝0.3×16.193=4.857kN·m
W=（bh2）/6=（0.15×0.152）/6=5.625×10-4m3
δ=Mmax/W=4.857/（5.625×10-4）}/1000=8.634MPa＜0.9［δw］＝9.9MPa（符合要求）
注：
0.9为方木的不均匀折减系数。
2
方木抗剪计算
Vmax=2p/2=（2×13.494）/2=13.494kN
τ=
MPa＜0.9×［τ］＝1.7×0.9=1.53MPa
符合要求。
③每根方木挠度计算
方木的惯性矩I=（bh3）/12=（0.15×0.153）/12=421×10-5m4
则方木最大挠度：
fma=
=2.24×10-4＜0.9×L/400=0.9×0.6/400m=1.35×10-3m
故，挠度满足要求
5、框架涵顶板底模板计算
框架涵顶板底模板采用竹胶板，铺设在纵向间距0.15m的纵向方木上，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化（偏于安全）
横向方木布置间距为0.15m时最不利位置，则有：
竹胶板弹性模量E＝5000MPa
惯性矩I=（bh3）/12=（1.0×0.0153）/12=3.375×10-7m4
框架涵顶板底模板计算
1模板厚度计算
q=（q1+q2+q3+q4）l=（27.199+1.0+1.0+2）×0.25=7.799kN/m
取1.2的安全系数，则
q=7.799×1.2=9.3588kN
则：
Mmax=
模板需要的截面模量：
W=
m2
模板的宽度为1.2m，根据W、b得h为：
h=
因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。
2模板刚度验算
fmax=
＜0.9×0.35/400m=7.875×10-4m
故，挠度满足要求
8、立杆底座和地基承载力计算
⑴立杆底托验算
立杆底托验算：
N≤Rd
通过前面立杆承受荷载计算，按最不利情况考虑每根立杆上荷载最大值为间距60×90cm布置的立杆，即：
根据横断面阴影图，则：
q1＝
=
＝
注：
B——箱梁底宽，取14.1m，不考虑翼缘板受力。
N＝a×b×q＝a×b×（q1+q2+q3+q4）
＝1.2×0.9×（27.199+1.0+2.5+2.0）=35.315kN
底托承载力（抗压）设计值，一般取Rd=40KN;
得：
35.315KN＜40KN立杆底托符合要求。
（2）支架基础计算
支架施工是在框架涵底板浇筑完成后，才开始施工，（底板厚度为110cm，底板浇筑完成养护7天后方可搭设支架），由上所述，支架基础是坐落在框架涵底板上，其强度和刚度均能满足要求。
9、支架变形
支架变形量值F的计算：
F＝f1＋f2
1f1为支架在荷载作用下的弹性变形量
由上计算每根钢管受力为21.667KN，φ48mm×3.5㎜钢管的截面积为489mm2。
于是f1=б×L/E
б＝21.667÷489×103＝44.308N/mm2，
则f1＝44.308×10÷（2.06×105）＝2.5mm。
②f2为支架在荷载作用下的非弹性变形量
支架在荷载作用下的非弹性变形f2包括杆件接头的挤压压缩δ1和方木对方木压缩δ2两部分，分别取经验值为2mm、3mm，即f2＝δ1＋δ2＝5mm。
故支架变形量值F为:
F＝f1＋f2=2.5+5=7.5mm
七、结论
通过以上计算，确定支架模板布置形式如下：
1、模板采用15mm厚竹胶板。
2、支架采用60×90×120cm（横×纵×高）的步距，底模下纵横分配梁布置形式为：
顶托上采用15×15cm的方木作为横向分配梁，其上采用10×10cm方木作为纵向分配梁（净距15cm）。
3、支架基础直接坐落在框架涵110cm厚底板上，地基强度满足要求。
4、纵向满布剪刀撑、横向四排布设一道剪刀撑，现场可根据实际情况调整。
5、安装纵向方木时，两根方木的接头应放在顶托上，如不允许则要搭过桥。
八、支架搭设施工要求及技术措施
框架涵顶板支架采用满堂扣件钢管脚手架或碗口式钢管架搭设。
支架顶部设置顶托，顶托上设纵梁和横梁，其上铺设模板。
支架纵横向设置剪力撑，以增加其整体稳定性，支架上端与框架墙间用方木塞紧。
支架采用同种型号钢管进行搭设，剪力撑、横向斜撑谁立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，并且在砼浇注过程中，进行全过程监测和专人检查。
上报监理检查，经监理同意后，进行支架预压：
按框架涵顶板重量120%、模板重量及施工荷载组合，确定压载系数，采用水箱加钢筋均匀布设堆压于支架上进行堆载预压，预压前在底模和地基上布好沉降观测点，对支架预压及沉降观测。
1、模板支架立杆、水平杆的构造应符合下列要求
（1）每根立杆底部应设置底座或垫板。
（2）严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置，立杆步距不得大于设计要求，并应设置纵横水平拉杆。
（3）立杆接长必须采用对接扣件连接，严禁搭接连接，严禁不同直径混合施用。
（4）确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求。
（5）当梁模板支架立杆采用单根立杆时，立杆应设在模板中心线处，其偏心距不应大于25毫米。
（6）钢管脚手架要排列整齐和顺直，并要及时设好纵横水平拉杆、剪刀撑等。
上下层立杆采用的对接扣件应按规范要求交错布置。
（7）为保证支架整体稳定及安全，应按支架设计要点，在荷载集中处加密支架支撑。
（8）确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；
2、满堂模板支架的支撑设置应符合下列规定
（1）立杆应按设计纵横向间距设置，不得改变间距。
（2）剪刀撑应纵横设置，按设计间距布置，不得遗漏。
（3）满堂模板支架剪刀撑应由底至顶连续布置。
（4）高于4米的模板支架，其两端与中间每隔4排设置剪刀撑。
剪刀撑的构造应符合有关规定。
（5）组架前认真测量框架底脚距离，准确铺设方木及安放底托。
（6）支架拼装每3层检查每根立杆底座下是否浮动，否则应旋紧可调座或用薄铁片垫实，在支架拼装头3层，每层用经纬仪、水平仪、线坠随时检查立杆的垂直度及每层横杆的水平，随时检查随时调整。
（7）支架拼装时要求随时检查横杆水平和立杆垂直度外，还应随时注意水平框的直角度，不致使脚手架偏扭，立杆垂直度偏差小于0.25％，顶部绝对偏差小于0.05m。
（8）浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。
3、支架拆除要求
（1）支模的拆除必须经验算复核并符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）及其它有关规定，严格控制拆模时间，拆模前必须有拆模申请及经审批。
（2）质检拆除时应遵循先上后下，后搭先拆，一步一清的原则，部件拆除的顺序与安装顺序相反，严禁上下同时进行，拆除时应采用可靠的安全措施。
（3）卸料时应由作业人员将各配件逐次传递到地面，严禁抛掷。
（4）运至地面的构配件应及时检查、整修与保养，清除杆件及螺纹上的沾污物，变形严重的，送回修整；配件经检查、修正后，按品种、规格分类存放，妥善保管。
（5）拆除杆件时，要互相告知，协调作业，已松开连接的杆部件要及时拆除运出，避免发生误扶误靠。
4、支架预压及沉降观测
支架搭设完后，为保证框架涵顶板浇注混凝土后满足设计的外形尺寸及拱度要求，采取对支架预压的方法以消除变形，具体做法如下：
1设置沉降观测点
支架搭设、立模作业程序完成后，纵向1/4跨、1/2跨、3/4跨、及前后两支点处设置支架沉降观测截面，每个观测截面沿横向对称设置3个观测点，从而形成一个沉降观测网。
观测点采用吊尺法测量，即在观测点位框架涵顶板底模底部打入一铁钉，测量时将钢卷尺吊在铁钉上进行观测。
另外
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