模板及脚手架施工方案.docx
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模板及脚手架施工方案
地铁模板和脚手架施工方案
1、工程概况
石榴庄路站工程位于马家堡西路和石榴庄路路口交汇处，车站设计起讫里程：
K1+428.510～K1+616.550，长188.04m，车站设4个出入口、2个风道、1个消防通道。
车站主体穿越石榴庄路路口段采用浅埋暗挖法施工，其结构形式为单层双柱三连拱结构；两端采用明挖顺作法施工，其结构形式为双层三跨矩形框架结构，标准段开挖宽度为20.8m。
车站南端明挖93.75米，中间暗挖31.54米，北端明挖62.75米。
附属结构中，消防通道、二三号出入口及一二号风道采用暗挖施工，一号出入口及四号出入口采用明挖法施工，其中三号出入口和二号风道与在建的高层建筑时代风帆合建，车站及周边环境平面位置见图1所示。
图1石榴庄路站平面示意图
石榴庄路站位于马家堡西路永中偏东，为南北向城市主干道，站址周边主要以办公和居住用地为主。
车站西南象限有北京通信公司马家堡电话局十层办公大楼，西北象限为在建的宣武开发公司的高层公建及住宅（时代风帆），东南象限是13层的国际科技服务中心办公楼，东北象限是晨新园小区多栋六层居民楼。
1.2.2地下管线
车站范围内管线埋设相对较多，分布范围广。
包括有污水管、雨水管、给水管、中水管、天然气、电力（地下直埋和架空电缆）、电信、电信格栅管、歌华有线、热力、路灯电力线、交通信号灯（线）等13类33条管线。
对车站施工有影响的管线需进行永久改移、临时改移或悬吊保护等技术措施。
对车站东侧和车站结构相冲突的DN1550雨水管及车站北基坑内的热力管沟拟采用永久改移。
对其他影响施工的管线，分别采取临时改移，加强保护等措施，尽可能的将影响结构施工的管线全部改移出结构施工范围。
1.2.3地面交通
马家堡西路为50米宽城市干道，双向六车道，目前车流量较少，高峰期约在800辆/小时左右，因车站工程主要位于马家堡西路永中偏东，在施工时需进行交通疏导，确保车流行驶畅通。
2、施工单元划分
为方便施工安排及施工操作，根据设计及相关规范要求划分施工单元，设置纵向施工缝及环向施工缝，施工缝设置原则为：
1、在满足设计规范要求、方便施工的前提下，尽量少留或不留施工缝。
2、施工缝位置避开出入口及风道，以保证施工缝的整体性。
3、每个施工单元长度在16m左右，即两个柱跨长度。
4、在多跨结构段设于结构柱间受力较小部位，即梁跨的1/3～1/4处。
按上述原则，本车站主体结构共划分为十个单元（图2）。
.
图2主体结构施工单元划分示意图
3、车站主体结构施工
3.1、车站主体结构施工程序
序号
程序
说明
1
1.清理垫层，施工底板SBS卷材防水层。
2.铺筑细石混凝土保护层。
3.绑扎底梁及底板钢筋。
4.立模并浇筑底板混凝土。
2
1.底板混凝土养护至设计强度要求时，拆除第三道钢支撑。
2.铺设站台层侧墙SBS防水卷材。
3.绑扎站台层侧墙及中柱钢筋，支立墙、柱模板及脚手架。
4.浇筑混凝土。
3
1.中柱及站台层侧墙混凝土养护至设计强度要求时，铺设中板附近部分侧墙SBS防水卷材。
2.绑扎中板及附近部分侧墙钢筋，支立墙、板、梁模板及脚手架。
3.浇筑混凝土。
4
1.中板混凝土养护至设计强度要求时，拆除第二道钢支撑。
2.铺设站厅层侧墙SBS防水卷材。
3.绑扎站厅层侧墙、柱及顶板钢筋，支立墙、板、柱模板及脚手架。
4.浇筑混凝土。
5
1.施工站台板及内部附属结构。
2.铺设顶板防水材料。
3．顶板分层回填。
4.恢复交通、绿地及地面设施。
3.2、模板及脚手架主要材料
（1）.普通覆膜胶合板1830×915×18mm
（2）.钢模板1500×900mm
（3）.松什枋木100×80×2000mm
（4）.碗扣式脚手架φ42×3.5×1200mm
φ42×3.5×600mm
φ42×3.5×2160mm
车站主体结构中板、顶板、夹层板采用九合竹胶板，底板底梁、顶梁、侧墙采用1.5×0.9m组合定型钢模板，局部采用木模配套，楼梯、站台墙板等结构采用1.2×0.3常规模板工程施工技术。
模板下方满铺方木进行衬垫，提高板模刚度，保证板面平整度要求，并且相邻两块竹胶板无论横向拼缝还是纵向拼缝，保证在同一根方木上进行搭接，设木钉固定，避免出现错台。
侧墙采用大型钢模板，柱采用组合定型钢模板，钢模板与钢模板之间设置弹性垫片密封并压紧，保证模板接缝拼贴平密，避免漏浆。
模板工程的施工质量符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》的要求，保证工程结构和构件各部位尺寸及相互位置的正确性。
碗扣式脚手架用钢管规格为Φ48×3.5mm的Q235A级普通钢管，钢管壁厚3.5mm，钢管得端部切口应平整，内外需涂刷防锈层，禁止使用有明显变形、裂纹和严重锈蚀的钢管。
上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造；下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造。
4、模板及脚手架系统检算
中板及顶板模板施工时，采用碗扣式脚手架，端头设置可调螺杆，初拟排距、行距、横向支撑间距均为0.6m，平面及铅垂面设置剪刀撑加固，以提高脚手架系统整体性。
中板、顶板模板采用九合竹胶板，侧墙模板采用定型大型钢模板，钢板厚δ=4mm，模板下采用15×15cm的枋木作为横撑（如图3所示）；柱模板采用组合定型大钢模板，为适应不同层高的需要，柱模板分成2700mm，1200mm，600mm三节。
脚手架验算采用压杆稳定计算方法：
4.1、脚手架受力计算
4.1.1脚手架单根压杆的设计荷载
计算公式为：
计算参数如下：
N—压杆的设计荷载；
K2—考虑压杆的平直度、锈蚀程度等因素影响的附加系数，取1.9；
fy—压杆的设计强度，取170N/mm2；
σ—欧拉临界应力；
η—0.3（1/100i）2；
i—压杆截面的回转半径；
An—压杆的净截面面积。
计算：
N=38.4KN
图3模板脚手架支立方案示意图
4.1.2脚手架单根立杆受力计算
按下层脚手架承受中板混凝土自重及顶板混凝土自重荷载考虑，仅验算下层脚手架单根压杆稳定即可，其荷载组成为：
4.1.2.1.上层荷载：
模板自重：
0.35KN/m2；
顶板混凝土自重：
24.0KN/m3；
钢筋自重：
1.5KN/m3；
施工人员及设备自重：
1.5KN/m2；
振捣混凝土产生的荷载：
2.0KN/m2；
倾倒混凝土产生的荷载：
2.0KN/m2；
合计为：
24.975KN/m2
4.1.2.2.下层荷载：
模板自重：
0.35KN/m2；
中板混凝土自重：
24KN/m3；
钢筋自重：
1.1KN/m3；
施工人员及设备自重：
1.5KN/m2；
振捣混凝土产生的荷载：
2.0KN/m2；
倾倒混凝土产生的荷载：
2.0KN/m2；
上层钢管自重：
0.56KN/m2；
合计为15.195KN/m2
下层脚手架单根压杆承受荷载为：
（24.975+15.195）KN/m2×0.81m2
=32.54KN＜38.4KN，
故下层脚手架单根压杆稳定。
4.1.3、侧墙支撑架受力计算
4.1.3.1.新浇注混凝土对模板产生的最大侧压力为：
F=0.22γtoβ1β2V0.5
F—新浇注混凝土对模板产生的最大侧压力（KN）；
γ—混凝土的重力密度，取24KN/m3；
to—新浇注混凝土的初凝时间，取5h；
V—混凝土的浇注速度，取2m3/h；
β1—混凝土外加剂修正系数，取1.0；
β2—混凝土坍落度修正系数，取1.15。
设计取值：
设计砼有效浇筑高度为900mm。
砼墙体高度为5525mm。
砼墙体厚度600mm。
支撑间距为600mm。
最大侧压力为F设计值：
⑴砼侧压力：
F=0.22γtoβ1β2V0.5=0.22×24×200（20+15）×1.2×1.15=41.6KN
⑵倾倒砼荷载值取2KN/㎡
⑶采用内部式振捣器，取标准值为4KN/㎡
⑷荷载组合
F=1.2×41.6+1.4×（2+4）=58.32KN
⑸荷载调整
F设计值×0.85=F组合值
F设计值=58.32/0.85=68.6KN
板面计算：
强度：
δmax=Mmax/rxwx≤f
δmax=343×103/1×（1/6）×1000×=228.6N/mm2≤f抗拉=205N/mm2
挠度：
Vmax=KfFl4/β0
=0.521×68.6×103×2004/2.06×105×33/12（1-0.32）=1.12mm﹤1.2mm
故板面计算符合要求。
横肋计算：
q=0.3×68.6KN/㎡=20.58KN/㎡
Mmax=1/8ql2=1/8×20.58×6002=92.61×104N/mm
强度：
δmax=92.61×104/1.0×8483=109.16N/mm2﹤205N/mm2
挠度：
跨中Vmax=q1l4/384EIx×（24λ-5）
=20.58×6004/（384×2.06×105×212083）×（24×（1/2）2-5）
=0.15898﹤600/500=1.2mm
悬臂部分挠度：
Vmax=q1a4/8EIx=20.58×3004/384×2.06×105×212083=0.01mm2
预埋件受力计算：
分析支架受力情况：
取0点为力矩的0点，则：
F1×3000=F2×（4625+900/3）+F3×4625/2
F1×3000=18.25×（4625+190.37）×4625/2
F1=177.2KN
根据最大强度理论计算取F1/sin450和（F1+F2）/cos450的最大值则预埋件最大拉力：
F总=295.4KN
单根预埋件最大拉力：
F=295.4/2=147.7KN
强度验算：
预埋件为II级螺纹钢d=25mm，有效截面积314mm2
轴心受拉强度：
δ=F/A=147.7×103/314=470.4N/mm2﹤f=510N/mm2
底座丝杠验算：
N=F1=177.2KNAm=（19-2）2π=907.9mm2
强度验算
δ=N/An=177.2×103/907.9=195.3N/mm2﹤f容许应力=205N/mm2
稳定性验算：
因底座丝较短，可忽略稳定性验算。
4.1.3.2.倾倒混凝土产生的荷载2KN/m2
侧墙脚手架单根横杆承受荷载为44.94KN/m2×0.81m2=36.4KN＜38.4KN，所以侧墙脚手架横杆稳定。
结论：
中板、顶板支架立杆密度为0.9×0.9m，纵梁等部位立杆密度加密为0.6×0.6m，横杆每0.9m设置一层，并在脚手架系统水平面和铅垂面设置剪刀撑加固，能够满足要求。
4.2、模板支撑系统的计算
4.2.1梁计算
以最大截面1800×1000的梁（底纵梁除外）为代表进行验算。
材料
梁底模板用18mm厚夹板；梁底木枋用80mm×100mm木枋，横枋间距300mm，纵枋间距600mm；钢管脚手架排距600mm，或门式脚手架（门架），排距600mm，在门架的中间位置另加1Φ48×3.5钢管，用管扣扣牢。
梁侧模板用18mm厚夹板；梁侧竖枋用80mm×100mm木枋，竖枋间距300mm；压杆用2Φ48×3.5钢管，沿梁高间距400mm布置；对拉螺杆M14，水平间距600mm。
（2）标准荷载
模板自重：
q11=300N/m2（梁模板）
q12=500N/m2（梁模板及小楞）
新浇筑混凝土自重：
q2=24000N/m3
梁钢筋自重：
q3=1500N/m3
振捣混凝土水平面荷载：
q4=2000N/m2
振捣混凝土垂直面荷载：
q5=4000N/m2
新浇筑混凝土侧压力：
q61=0.22γt0β1β2V1/2=0.22×24000×200/（25+15）×1.2×1.15×61/2=89240N/m2
q62=24000×1.8=43200N/m2
取二者中较小值：
q6=43200N/m2
4.2.1.1梁底模板
（1）荷载
模板自重：
Q1=q11×1×1.2=300×1×1.2=360N/m
新浇筑混凝土自重：
Q2=q2×1×1.8×1.2=24000×1×1.8×1.2=51840N/m
梁钢筋自重：
Q3=q3×1×1.8×1.2=3000×1×1.8×1.2=6480N/m
振捣混凝土水平荷载：
Q4=q4×1×1.8=2000×1×1.8=3600N/m
荷载合计：
q底=Q1+Q2+Q3+Q4=360+51840+6480+3600=62280N/m=62.3N/mm
（2）底板强度验算
模板厚18mm，[σ板]=13N/mm2。
横枋间距300mm。
计算简图：
q底=62.3N/mm
q底=98.4N/mm
300300300
底板弯矩（按三跨连续梁计算）
查《建筑结构静力计算手册》，得三跨连续梁的公式、系数：
M中=0.08q底l2=0.08×62.3×3002=448560N.mm
M支=－0.1q底l2=－0.1×62.3×3002=－560700N.mm
取M底=560700N.mm
底板W底=1000×182/6=54000mm3
底板强度σ底=M底/W底=560700/54000=10.38N/mm2＜[σ板]=13N/mm2，满足。
（3）底板刚度验算
q底0=Q1+Q2+Q3=360+51840+6480=58680N/m=58.7N/mm
E=9000N/mm2，I底=1000×183/12=486000mm4
ω底=0.677q底0l4/（100EI底）=0.677×58.7×3004/（100×9000×486000）
=0.74mm＜[ω底]=300/250=1.2mm，满足。
4.2.1.2梁底横枋
（1）荷载
模板自重：
Q1=q12×（1+（1.8－0.7）×2）×0.25×1.2/1
=500×（1+1.1×2）×0.25×1.2/1=480N/m
新浇筑混凝土自重：
Q2=q2×1.8×0.3×1.2=24000×1.8×0.3×1.2=15552N/m
梁钢筋自重：
Q3=q3×1.8×0.3×1.2=3000×1.8×0.25×1.2=1620N/m
振捣混凝土水平荷载：
Q4=q4×0.25×1.8=2000×0.25×1.8=900N/m
荷载合计：
q横=Q1+Q2+Q3+Q4=480+15552+1620+900=18552N/m=18.55N/mm
（2）横枋强度验算
横枋80mm×100mm，[σ枋]=13N/mm2，纵枋间距600mm。
计算简图：
q横=18.55N/mmq横=18.55N/mm
AB
150350350150a=150b=350
700
查《建筑结构静力计算手册》，得一端简支另一端固定梁的公式、系数：
系数：
a=150mm，l=350mm，β=a/l=0.429，
R横A=ql（3+8β+6β2）/8=18.55×350（3+8×0.429+6×0.4292）/8=6116.1N
R横B=ql（5－6β2）/8=18.55×350×（5－6×0.4292）/8=3161.7N
M横=ql2（1－2β2）/8=18.55×3502（1－2×0.4292）/8=179494.4N.mm
横枋W横=80×1002/6=133333mm3
横枋σ横=M横/W横=179494.4/133333=1.35N/mm2＜[σ枋]=13N/mm2，满足。
（3）横枋刚度验算（近似按简支梁验算）
q横0=Q1+Q2+Q3=480+15552+1620=17652N/m=17.7N/mm
E=9000N/mm2，I横=80×1003/12=6666667mm4
ω横=0.02083q横0al3（1-6β2+6β3）/（EI横）
=0.02083×17.7×150×3503（1-6×0.4292+6×0.4293）/（9000×486000）
=0.2mm＜[ω横]=350/250=1.4mm，满足。
4.2.1.3纵枋
（1）荷载
由横枋的支座反力R横B传给纵枋：
P纵=2R横B=2×3161.7=6323.4N
（2）纵枋强度验算
纵枋80mm×100mm，[σ枋]=13N/mm2，支顶间距600mm。
纵枋弯矩按最不利情况考虑，按集中荷载作用在跨中位置计算。
计算简图：
P纵=6323.4N
600
M纵=P纵l/4=6323.4×600/4=948510N.mm
纵枋W纵=80×1002/6=133333mm3
纵枋σ纵=M纵/W纵=948510/133333=7.11N/mm2＜[σ枋]=13N/mm2，满足。
（3）纵枋刚度验算
E=9000N/mm2，I纵=80×1003/12=6666667mm4
ω纵=P纵l3/（48EI纵）=6323.4×6003/（48×9000×6666667）
=0.5mm＜[ω纵]=600/250=2.4mm，满足。
（4）支座反力
R纵=P纵/2=6323.4/2=3161.7N
4.2.1.4侧模板
（1）荷载
振捣混凝土荷载：
Q1=q5×1.4=4000×1.4=5600N/m2
新浇筑混凝土侧压力：
Q2=q6×1.2=43200×1.2=51840N/m2
荷载合计Q0=Q1+Q2=5600+51840=57440N/m2=0.057N/mm2
有效压头高度：
h=F/γ=51840/24000=2.1m
（2）侧板强度验算
模板厚18mm，[σ板]=13N/mm2。
竖枋间距300mm。
q侧=Q0×（1800－650）=0.057×1100=65.55N/mm
计算简图：
q侧=65.55N/mm
300300300
侧板弯矩（按三跨连续梁计算）：
M中=0.08q侧l2=0.08×65.55×3002=471960N.mm
M支=－0.1q侧l2=－0.1×65.55×3002=－589950N.mm
取M侧=589950N.mm
侧板W侧=（1800－650）×182/6=62100mm3
侧板强度σ侧=M侧/W侧=589950/62100=9.5N/mm2＜[σ板]=13N/mm2，满足。
（3）侧板刚度验算
q侧0=Q2×（1.8－0.65）=51840×1.1=59616N/m=60N/mm
E=9000N/mm2，I侧=（1800－650）×183/12=558900mm4
ω侧=0.677q侧0l4/（100EI板）=0.677×60×3004/（100×9000×558900）
=0.65mm＜[ω侧]=300/250=1.2mm，满足。
（4）竖枋强度验算
q竖=Q0×300=0.057×300=17.1N/mm
计算简图：
400
400
400
q竖=17.1N/mm
竖枋弯矩（按荷载最大一跨计算）：
M竖=q竖l2/8=17.1×4002/8=342000N.mm
竖枋W竖=80×1002/6=133333mm3
竖枋强度σ竖=M竖/W竖=342000/133333=2.6N/mm2＜[σ枋]=13N/mm2，满足。
（5）压杆（2Φ48×3.5钢管）强度验算
Φ48×3.5钢管：
A钢=489.3mm2，W钢=5078mm3，[σ钢]=205N/mm2。
P杆=Q0×300×400=0.057×300×400=6840N
计算简图：
P杆=6840N
a=150300a=150
600
M杆=P杆a=6840×150=1026000N.mm
σ杆=M杆/（2W钢）=1026000/（2×5078）=101N/mm2＜[σ钢]=205N/mm2，满足。
（6）对拉螺杆强度验算
N=Q0×400×600=0.057×400×600=13680N
选用M14对拉螺杆，[N]=17800N＞N=13680N，满足。
4.2.2楼板计算
中板厚为400mm，顶板厚为700mm，以最大截面700mm的板为代表进行验算，取最大层高为5500mm。
（1）材料
板底模板均用18mm厚夹板；板底木枋用80mm×100mm木枋，横枋间距350mm，纵枋间距1200mm；支顶用门式钢管脚手架（门架），排距600mm。
（2）标准荷载
模板自重：
q11=300N/m2（梁模板）
q12=500N/m2（梁模板及小楞）
新浇筑混凝土自重：
q2=24000N/m3
板钢筋自重：
q3=2000N/m3
振捣混凝土水平面荷载：
q4=2000N/m2
施工人员及施工设备荷载：
q5=2500N/m3
4.2.2.1板底模板
（1）荷载
模板自重：
Q1=q11×1×1.2=300×1×1.2=360N/m
新浇筑混凝土自重：
Q2=q2×1×0.7×1.2=24000×1×0.7×1.2=20160N/m
梁钢筋自重：
Q3=q3×0.7×1×1.2=1500×0.7×1×1.2=1260N/m
振捣混凝土水平荷载：
Q4=q4×1×1.4=2000×1×1.4=2800N/m
荷载合计：
q底=Q1+Q2+Q3+Q4=360+20160+1260+2800=24580N/m=24.6N/mm
（2）底板强度验算
模板厚18mm，[σ板]=13N/mm2。
横枋间距350mm。
计算简图：
q底=24.6N/mm
350350350
按多跨连续板计算
M中=q底l2/10=24.6×3502/10=298900N.mm
底板W底=bh2/6=1000×182/6=54000mm3
底板强度σ底=M底/W底=298900/54000=5.5N/mm2＜[σ板]=13N/mm2，满足。
（3）底板刚度验算
q底0=Q1+Q2+Q3=360+20160+1080=21600N/m=21.6N/mm
E=9000N/mm2，I底=1000×183/12=486000mm4
ω底=0.677
ω底×q底0×3504/（100EI底）=0.677×21.6×3504/（100×9000×486000）
=0.5mm＜[ω底]=350/250=1.4mm，满足。
4.2.2.2板底横枋
（1）荷载
模板自重：
Q1=q12×1×0.35×1.2/0.4
=500×1×0.35×1.2/1=210N/m
新浇筑混凝土自重：
Q2=q2×0.7×0.35×1.2=24000×0.7×0.35×1.2=7056N/m
梁钢筋自重：
Q3=q3×0.7×0.35×1.2=1500×0.7×0.35×1.2=441N/m
振捣混凝土水平荷载：
Q4=q4×0.35×1.4=2000×0.35×1.4=980N/m
荷载合计：
q横=Q1+Q2+Q3+Q4=7056+441+210+980=8687N/m=8.7KN/m
（2）横枋强度验算
横枋80mm×100mm，[σ枋]=13N/mm2，纵枋间距1200mm
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