翻身站主体结构模板脚手架方案.docx
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翻身站主体结构模板脚手架方案
第1章工程概况1
第2章结构模板与支架系统施工设计与检算2
1、设计依据2
2、模板与支架系统设计检算说明3
2.1设计范围3
2.2设计检算原则3
2.3需要检算的主要内容3
2.4模板变形值的有关规定3
3、模板与支架材料力学性能3
3.1木枋(松木枋)4
3.218mm厚竹胶板4
3.3扣件式钢管支架4
4、板模板与支架施工设计、检算4
4.1车站主体结构支架布置形式4
4.2荷载计算6
4.3板模板与支架受力检算7
4.3.1板模板检算7
4.3.2板底木枋检算8
4.3.3第二层木枋检算9
4.3.4板支架检算10
4.3.5结论11
4.4梁模板及支架受力检算11
4.4.1梁底模板检算12
4.4.2梁底木枋检算13
4.4.3第二层木枋检算14
4.4.4梁侧模板检算15
4.4.5梁支架检算15
4.4.6结论16
4.5支架剪刀撑的设置17
5、侧墙模板与支架设计、检算17
5.1设计参数17
5.2荷载计算17
5.3模板受力检算18
5.4内楞检算19
5.5外楞20
5.6支架检算20
5.7结论21
6、柱模板设计、检算21
6.1设计参数21
6.2荷载计算21
6.3模板受力检算22
6.4内楞检算23
6.5柱箍检算23
6.6对拉螺栓检算24
6.7结论24
第3章结构工程模板与支架施工方法及技术措施25
1、模板与支架施工的一般规定和要求25
1.1模板施工规范要求25
1.2模板施工要求26
2、模板与支架施工准备工作26
2.1技术准备26
2.2物资准备26
2.3劳动组织准备26
3、模板与支架施工方法与技术措施27
3.1底板模板施工27
3.2侧墙模板安装27
3.3梁模板安装28
3.4楼(顶)板模板安装28
3.5隔墙模板安装29
3.6预留孔洞处模板安装29
3.7模板的拆除29
第4章结构模板与支架施工安全措施31
1、现场操作规范31
2、进入基坑要求31
3、高处作业安全措施31
4、支架和脚手架工程安全措施32
5、满堂支架搭设安全措施33
6、支架和脚手架拆除安全措施33
7、模板工程安全措施34
第5章结构模板与支架施工质量措施35
1、质量方针35
2、质量目标35
3、质量管理体系35
4、模板施工质量保证措施35
临海站主体结构模板工程、支架体系施工专项方案
第1章工程概况
本站主体结构形式为地下双层单柱双跨钢筋混凝土矩形框架结构,主体结构与围护结构组成共同受力的复合式结构。
车站全长209.8m,车站基坑宽19.1m~24.1m,深约16.71~18.7m。
标准段外包尺寸为19.0m(宽)×12.69m(高)。
本工程盾构井段顶板厚900mm,中板厚400mm,底板厚1000mm,侧墙厚600mm(局部800);标准段顶板厚900mm,中板厚400mm,底板厚1000mm,侧墙厚600mm。
地下二层有两种净空:
高7.64m(盾构井)、高6.04m(标准段);负一层净高5.25m(盾构井及标准段详细断面尺寸见下图)。
层高高于4.5m,模板搭设属高支模体系。
为了确保梁、板底模支撑的牢固,避免模板的变形和破坏,因此,对本工程梁、板模分别进行设计及演算,以确保该工程梁、板模支撑有足够的刚度和稳定性来满足施工要求。
第2章结构模板与支架系统施工设计与检算
1、设计依据
(1)深圳市地铁5号线工程土建5301标段翻身站主体结构等相关设计资料。
(2)本工程土建工程相关文件。
(3)国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准,以及深圳地区在安全文明施工等方面的规定。
(4)《建筑施工手册》(第四版),中国建筑工业出版社。
(5)江正荣编《建筑施工计算手册》,中国建筑工业出版社。
(6)国振喜等编《简明建筑工程施工手册》,机械工业出版社。
(7)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),中国建筑工业出版社。
(8)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002),中国建筑工业出版社。
(9)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130),中国建筑工业出版社。
(10)《混凝土模板用胶合板》(GB/T17656),中国建筑工业出版社。
(11)我单位的地下工程结构方面的施工经验。
2、模板与支架系统设计检算说明
2.1设计范围
标准段主体结构工程包括:
顶板、中板、侧墙等内容。
由于底板采用直接在垫层上做防水层后施作结构砼,底板与底梁侧模的模板与支撑形式相对简单,根据施工经验进行施工,不必做设计检算。
本方案仅对顶板、中板、侧墙的模板及支架系统进行设计检算,确保模板与支架系统的强度、刚度及稳定性等满足要求。
2.2设计检算原则
1)在满足结构受力的前提下应考虑挠度变形控制。
2)综合考虑结构的安全性、稳定性。
3)采取比较符合实际的力学模型进行计算。
2.3需要检算的主要内容
1)模板与支架系统的强度和刚度检算;
2)压杆受压及稳定性检算;
3)拉杆受拉检算。
2.4模板变形值的有关规定
为了保证结构表面的平整度,模板支架必须具有足够的刚度,验算时其变形值不超过下列规定,查《建筑施工手册》(第四版)第8-6-2-2。
1)结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400。
2)结构表面隐蔽的模板,为模板构件计算跨度的1/250。
3)支架的压缩变形值或弹性挠度,为相应的结构计算跨度的1/1000。
3、模板与支架材料力学性能
查《建筑施工手册》(第四版)第2和第8节相关规定,并通过计算可知以下参数。
3.1木枋(松木枋)
截面尺寸
抗弯强度值f
弹性模量E
惯性矩I=bh3/12
抵抗矩W=bh2/6
100×50mm
10N/mm2
9000N/mm2
6666667mm4
83333mm3
100×100mm
10N/mm2
9000N/mm2
8333333mm4
166667mm3
3.218mm厚竹胶板
尺寸
弹性模量E
抗弯强度值f
2440×1220×18mm
10000N/mm2
13N/mm2
3.3扣件式钢管支架
外径
壁厚
截面积A
惯性矩I
截面模量W
回转半径i
每米自重
48mm
3.5mm
489mm2
121900mm4
5078mm3
15.78mm
38.4N
钢管、扣件钢材Q235A(3号)强度极限值
215N/mm2
(直角、旋转)扣件抗滑移承载力设计值
8.5kN
水平杆件(小横杆、大横杆)容许挠度值
3mm(l/150)
钢管的弹性模量E
210000N/mm2
主要受压构件(立柱)的容许长细比
150
4、板模板与支架施工设计、检算
4.1车站主体结构支架布置形式
本工程结构标准段顶板厚900mm,顶纵梁为1800×1400;盾构井段顶板厚900mm,顶纵梁为2000×1400。
结构中板厚400mm,中纵梁为1000×700。
顶板取最大梁截面(截面尺寸为2000×1400)和顶板支模高度(高度为5.25m,板厚900mm)为典型例子进行本工程高支模模板及支撑系统计算;中板取最大梁截面(截面尺寸为1000×700)和中板支模高度(高度为7.64m,板厚400mm)为典型例子进行本工程高支模模板及支撑系统计算;其余部位的计算类同。
模板选用18mm厚竹胶板,采用φ48扣件式钢管满堂红支架作为承载主体。
满堂红支架由立杆、大横杆、小横杆、斜撑、剪刀撑构成空间网格结构,立杆沿竖向、大横杆沿横向,小横杆沿纵向布置。
中、顶板施工时立杆做为主要的受压承载杆件,小横杆和大横杆作为主要受剪杆件和连接杆件,小横杆的横向间距与立杆横向间距一致,竖向间距与大横杆一致;另外设置必要的剪刀撑和斜撑,以保证结构的稳定。
中、顶板模板与支架体系图见下图。
模板底采用两层木枋:
板底下第一层采用截面100×100mm木枋横线路方向布置,间距取0.3m。
第二层采用截面100×100mm木枋顺线路方向位于支架顶托上,在结构顶板下间距取800mm,中板下间距取900mm。
第二层木枋下采用满堂红支架作为承载主体。
支架采用φ48mm扣件式钢管支架,间距为:
车站中板下支架立杆纵向间距0.8m,横向间距0.9m,横杆步距1.2m,车站顶板下支架立杆纵向间距0.7m,横向间距0.8m,横杆步距1.05m。
立杆底座支撑在结构板上。
立杆采用单根钢管,上端设置立杆可调托撑,第二道木枋正对立杆轴心安放于托撑上。
4.2荷载计算
注:
荷载及荷载组合查《建筑施工手册》(第四版)第8-6-2-1。
荷载组合
分项系数
设计荷载
(KN/m2)
q挠
(KN/m2)
q强
(KN/m2)
梁
模板0.30KN/m2
1.2
0.36
30.60h+0.36
q挠+6.3
砼24.00
25.50
KN/m3
1.2
30.60
钢筋1.50
施工人员、施工设备、振捣砼4.5KN/m2
1.4
6.3
板
模板0.3KN/m2
1.2
0.36
30.12h+0.36
q挠+6.3
砼24.00
25.10
KN/m3
1.2
30.12
钢筋1.10
施工人员、施工设备、振捣砼4.5KN/m2
1.4
6.3
其中:
1、模板及支架自重见8-65;
2、荷载分配系数见表8-67;
3、荷载组合见表8-69。
1、板的计算荷载包括钢筋砼自重、模板自重、施工人员及设备荷载、振捣砼产生的荷载。
计算时施工荷载按均布荷载考虑。
1)钢筋砼自重:
q1=k1γh,k1取1.2,q1=1.2γh
板厚400mm时,q1=1.2×25.1×0.4=12.05kN/m2
板厚900mm时,q1=1.2×25.1×0.9=27.11kN/m2
2)模板自重:
q2=k2×0.3,k2取1.2,q2=1.2×0.3=0.36kN/m2
3)施工人员及设备荷载:
q3=k3×2.5,k3取1.4,q3=1.4×2.5=3.5kN/m2
4)振捣砼产生的荷载:
q4=k4×2,k4取1.4,q4=1.4×2=2.8kN/m2
模板及支架受力计算时荷载为:
q=q1+q2+q3+q4
板厚400mm时,q=12.05+0.36+3.5+2.8=18.71kN/m2
板厚1000mm时,q=27.11+0.36+3.5+2.8=33.77kN/m2
2、梁的计算荷载包括钢筋砼自重、模板自重、施工人员及设备荷载、振捣砼产生的荷载。
计算时施工荷载按均布荷载考虑。
1)钢筋砼自重:
q1=k1γh,k1取1.2,q1=1.2γh
梁高1000mm时,q1=1.2×25.5×1.0=30.6kN/m2
梁高2000mm时,q1=1.2×25.5×2.0=61.2kN/m2
2)模板自重:
q2=k2×0.3,k2取1.2,q2=1.2×0.3=0.36kN/m2
3)施工人员及设备荷载:
q3=k3×2.5,k3取1.4,q3=1.4×2.5=3.5kN/m2
4)振捣砼产生的荷载:
q4=k4×2,k4取1.4,q4=1.4×2=2.8kN/m2
模板及支架受力计算时荷载为:
q=q1+q2+q3+q4
梁高1000mm时,q=30.6+0.36+3.5+2.8=37.26kN/m2
梁高2000mm时,q=61.2+0.36+3.5+2.8=67.86kN/m2
4.3板模板与支架受力检算
4.3.1板模板检算
1、计算模型与计算荷载
模板按三跨等跨连续梁板计算。
计算跨度按第一层木枋作为支座,跨度为第一层两木枋之间的间距,l1取0.3m。
模板计算模型见下图。
模板计算模型图
模板按1m宽计算,计算荷载q取:
板厚400mm时,q=18.71kN/m2
板厚900mm时,q=33.77kN/m2
2、模板最大弯矩计算
模板的计算最大弯矩:
M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1
板厚为400mm时,M=0.1×18.71×0.32=0.16839kN.m=168390N.mm
板厚为900mm时,M=0.1×33.77×0.32=0.30393kN.m=303930N.mm
3、强度验算
抗弯拉应力:
σ=M/W
板的截面面积矩:
W=bh2/6=1000×182/6=54000mm3
板厚为400mm时,σ1=168390/54000=3.12N/mm2
板厚为1000mm时,σ2=303930/54000=5.63N/mm2
故:
σ1=3.12N/mm2 σ2=5.63N/mm2 4、刚度验算 板模板的挠度: ωA=Kωql4/(100EI) 式中Kω取0.99,E取10000N/mm2,I=bh3/12=1000×183/12=486000mm4 板厚400mm时,ωA1=0.99×18.71×3004/(100×10000×486000)=0.309mm 板厚900mm时,ωA2=0.99×33.77×3004/(100×10000×486000)=0.558mm 故: ωA1=0.309mm<[ω]=300/250=1.2mm,满足刚度要求。 ωA2=0.558mm<[ω]=300/250=1.2mm,满足刚度要求。 4.3.2板底木枋检算 模板底采用两层木枋: 板底下第一层木枋横线路方向布置间距取0.3m,木枋为100×100mm。 第二层木枋位于支架顶托上顺线路方向布置,间距当板厚为900mm时,间距取800mm;当板厚为400时,间距取900mm。 木枋为100×100mm。 1、板底方木计算模型与计算荷载 第一层木枋按三跨等跨连续梁计算,第一层木枋间距取0.3m,木枋下支点间距L1为: 板厚为900mm时,间距取800mm;当板厚为400时,间距取900mm。 第一层木枋计算模型见下图。 第一层木枋计算模型图 计算荷载q为: 板厚400mm时,q=18.71kN/m2×0.3m=5.61N/mm 板厚900mm时,q=33.77N/m2×0.3m=10.13N/mm 2、第一层木枋最大弯矩计算 第一层木枋的计算最大弯矩: M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1 板厚400mm时,M=0.1×5.61×0.92=0.45441kN.m=454410N.mm 板厚900mm时,M=0.1×10.13×0.82=0.64832kN.m=648320N.mm 3、强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 第一层木枋截面面积矩: W=bh2/6=100×1002/6=166667mm3 板厚400mm时,σ1=454410/166667=2.726N/mm2 板厚900mm时,σ2=648320/166667=3.890N/mm2 故: σ1=2.726N/mm2 σ2=3.890N/mm2 4、刚度验算 第一层木枋的挠度: ωA=Kωql14/(100EI) 式中Kω取0.99,E取9000N/mm2,I=bh3/12=100×1003/12=8333333.3mm4 板厚400mm时,ωA1=0.99×5.61×9004/(100×9000×8333333.3)=0.486mm 板厚900mm时,ωA2=0.99×10.13×8004/(100×9000×8333333.3)=0.548mm 故: ωA1=0.486mm<[ω]=900/250=3.6mm,满足刚度要求。 ωA2=0.548mm<[ω]=800/250=3.2mm,满足刚度要求。 4.3.3第二层木枋检算 1、计算模型与计算荷载 第二层木枋按三跨等跨连续梁计算。 计算跨度按脚手架作为支座,第二层木枋下支点间距L2为脚手架立杆纵向间距,车站中板下(板厚为400mm)支架立杆纵向间距0.8m,车站顶板下(板厚最大为900mm)支架立杆纵向间距0.7m)。 第二层木枋计算模型见下图。 第二层木枋计算模型图 计算荷载P为: 板厚400mm时,P=18.71kN/m2×0.8m=14.968N/mm 板厚900mm时,P=33.77N/m2×0.7m=23.639N/mm 2、第二层木枋最大弯矩计算 第二层木枋计算最大弯矩: M=Kmql2,式中Km为弯矩系数,l2取0.7m(板厚900时)或0.8m(板厚400时),Km=0.1 板厚400mm时,M=0.1×14.968×0.82=0.957952kN.m=957952N.mm 板厚900mm时,M=0.1×23.639×0.72=1.158311kN.m=1158311N.mm 3、强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 第二层木枋截面面积矩: W=bh2/6=100×1002/6=166666.7mm3 板厚400mm时,σ1=957952/166666.7=5.75N/mm2 板厚900mm时,σ2=1158311/166666.7=6.95N/mm2 故: σ1=5.75N/mm2 σ2=6.95N/mm2 4、刚度验算 第二层木枋的挠度: ωA=Kωql14/(100EI) 式中Kω取0.99,E取9000N/mm2,I=bh3/12=100×1003/12=8333333.3mm4 l2=0.7m(板厚900mm)或0.8m(板厚400mm); 板厚400mm或900mm时都取木枋: I=8333333.3mm4 板厚400mm时,ωA1=0.99×14.968×8004/(100×9000×8333333.3)=0.809mm 板厚900mm时,ωA2=0.99×23.639×7004/(100×9000×8333333.3) =0.749mm 故: ωA1=0.809mm<[ω]=800/250=3.2mm,满足刚度要求。 ωA2=0.749mm<[ω]=700/250=2.8mm,满足刚度要求。 4.3.4板支架检算 1、支架的设计 第二层木枋下采用满堂红支架作为承载主体。 支架采用φ48mm扣件式钢管支架,间距为: 中板支架体系(板厚为400mm),纵向间距0.8m,横向间距0.9m,横杆每1.2m设置一层;顶板支架体系(顶板最厚为900mm),纵向间距0.7m,横向间距0.8m,横杆每1.05m设置一层。 立杆底座支撑在结构板上。 立杆采用单根钢管,上端设置立杆可调托撑,第二道木枋正对立杆轴心安放于托撑上。 调节杆除起到调节梁板预拱度和调整荷载分布的作用外,施工完成后还可便于模板和支架的拆卸。 2、计算荷载 见4.2节荷载计算,上部传到支架的荷载为: 板厚400mm时,q=12.05+0.36+3.5+2.8=18.71kN/m2 板厚900mm时,q=27.11+0.36+3.5+2.8=33.77kN/m2 3、验算混凝土板模板支架 混凝土板模板支架立杆计算: (1)板厚400mm时: 支架单根立杆的轴向力设计值为: N=18.71×0.8×0.9=13.471KN 立杆长细比λ=L/i,横杆步距1.2m,L取1200mm,i=15.8mm,λ=76,根据λ值查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)附录A得,φ=0.744 由规范公式验算支架立杆稳定性即: σ=N/(φA)=13.471×103/(0.744×489)=37.03N/mm2 满足要求。 (2)板厚900mm时: 支架单根立杆的轴向力设计值为: N=33.77×0.7×0.8=18.912KN 立杆长细比λ=L/i,横杆步距1.05m,L取1050mm,i=15.8mm,λ=66,根据λ值查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)附录A得,φ=0.793 由规范公式验算支架立杆稳定性即: N/(φA)=18.912×103/(0.793×489)=48.770N/mm2 满足要求。 4.3.5结论 经以上验算可知,结构顶板和中板板模板与支架设计满足要求。 4.4梁模板及支架受力检算 4.4.1梁底模板检算 1、计算模型与计算荷载 模板按三跨等跨连续梁板计算。 计算跨度按第一层木枋作为支座,跨度为第一层两木枋之间的间距,l1取0.3m。 模板计算模型见下图。 模板计算模型图 模板按1m宽计算,计算荷载q取: 梁高1000mm时,q=30.12+0.36+3.5+2.8=36.78kN/m2 梁高2000mm时,q=60.24+0.36+3.5+2.8=66.90kN/m2 2、模板最大弯矩计算 模板的计算最大弯矩: M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1 梁高为1000mm时,M=0.1×36.78×0.32=331020N.mm 梁高为2000mm时,M=0.1×66.90×0.32=602100N.mm 3、强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 板的截面面积矩: W=bh2/6=1000×182/6=54000mm3 梁高为1000mm时,σ1=331020/54000=6.13N/mm2 梁高为2000mm时,σ2=602100/54000=11.15N/mm2 故: σ1=6.13N/mm2 σ2=11.15N/mm2 4、刚度验算 板模板的挠度: ωA=Kωql4/(100EI) 式中Kω取0.99,E取10000N/mm2,I=bh3/12=1000×183/12=486000mm4 梁高1000mm时,ωA1=0.99×36.78×3004/(100×10000×486000)=0.607mm 梁高2000mm时,ωA2=0.99×66.90×3004/(100×10000×486000)=1.104mm 故: ωA1=0.607mm<[ω]=300/250=1.2mm,满足刚度要求。 ωA2=1.104mm<[ω]=300/250=1.2mm,满足刚度要求。 4.4.2梁底木枋检算 模板底采用两层木枋: 板底下第一层木枋间距取0.3m,木枋为100×100mm。 第二层木枋位于支架顶托上,间距当顶梁时取550mm;当中梁时,间距取350mm。 木枋为100×100mm。 1、梁底方木计算模型与计算荷载 第一层木枋按两跨等跨连续梁计算,第二层木枋横向间距L1=0.55m(顶梁)/0.35m(中梁)。 第一层木枋计算模型见下图。 第一层木枋计算模型图 计算荷载q为: 梁高1000mm时,q=36.78×0.3=11.034kN/m 梁高2000mm时,q=66.90×0.3=20.070kN/m 2、第一层木枋最大弯矩计算 第一层木枋的计算最大弯矩: M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0
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