五羊村站高净空大厚度板模架施工方案和验算.doc

高净空大厚度板模架施工方案和验算一 工程概况广州地铁五号线五羊邨站，站台层顶板厚度和层高分别为500mm和6300mm，设备层顶板厚度和层高分别为400mm和5900mm，站厅层顶板厚度和层高分别为1000mm和4950mm，板最大跨度为9100mm，属于高净空大厚度板。为保证模板支撑体系安全可靠，特针对模板架搭设编制专项施工方案，并对重要杆件（立杆、水平受力杆、木枋、扣件）进行承载力和变形验算。二 搭设方案（1） 材料选择本工程的架子采用满堂脚手架。钢管采用直径d=48mm，壁厚=3.5mm的钢管，有严重锈蚀、弯曲、压扁或有裂缝的钢管严禁使用，选用的扣件要有出厂合格证，严禁使用有脆裂、变形、滑丝的扣件，扣件表面应进行防锈解决，扣件活动部位应能灵活旋转，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm。 （2） 脚手架的搭设首层满堂脚手架将直接搭设在已施工好的底板上。满堂架重要杆件有立杆、横杆、扫地杆和剪刀撑，由于各部位层高不同，侧墙高与厚度不同、所支撑的板厚不同，所以各层相关支撑取值不等，梁底和板底立杆间距、横杆道数具体见下表： 支架间隙及横杆道数一览表部位层高梁底立杆间隙（模向/纵向）板底立杆间隙（模向/纵向）架体横杆层数站台层6300500*750600*750/750*7508设备层5900500*750750*7507站厅层4950350*750600*750/750*7506在满堂脚手架的搭设过程中，支撑楼板的钢管立杆顶部采用可调顶座。钢管脚手架连接方式采用横杆、立杆、剪刀撑通过扣件连接的方式。满堂脚手架的水平横杆采用每6001500一道，扫地杆取距地面150200。车站板底模木枋采用10050的木枋，布置间距如下表：梁 底板 底站台层150mm200mm设备层150mm200mm站厅层100mm150mm立杆与承受木枋的水平钢管用复扣件（上下两扣件）扣牢，并在每施工段沿纵横向各设四道剪刀撑。中柱先行独立施工，可作为一个较为牢固的支撑点，使用满堂架夹紧抱住柱子。具体做法见下图示意（个别立杆间距根据实际梁、柱、结构风道调整，但立杆布置间距不得大于本方案数据的110%）。1、 底板模板2、 负三层（站台层）侧墙模板布置3、 负三层（站台层）顶板布置4、 负二层（设备层）布置5、 负一层（站厅层）布置三 搭设方案的验算l 计算模型的拟定由于板的面积比例最大，且为大厚度板，因此验算以板来进行。取板单元面积为aa，厚度为h1 ，架高为H。（侧墙由水平横杆对撑和斜撑复合支撑，并且横杆间距与立杆间距相称，因此稳定性高于板支撑系统，在此仅以板支撑系统验算结果作为参考，侧墙木方采用50100的规格的落叶松木枋，间距150mm。）l 计算模型图：l 荷载计算 取钢筋混凝土体的自重为24kN/ m3，则板底模满堂架所承受的荷载取值如下表：项目荷载标准值混凝土自重站台层板0.5m24kN/ m3=12kN/m2 站台层梁1.2 m24kN/ m3=28.8kN/m2设备层板0.4m24kN/ m3=9.6 kN/m2设备层梁1.2m24kN/ m3=28.8kN/m2站厅层板1m24kN/ m3=28 kN/m2站厅层梁1.9m24kN/ m3=45.6kN/m2钢筋重2 kN/m2施工荷载2 kN/m2模板及支架体系重1 kN/m2混凝土振捣荷载2 kN/m2荷载设计值站台层板12+2+1.4（2+1+2）=21 kN/m2站台层梁28.8+2+1.4（2+1+2）=37.8 kN/m2设备层板9.6+2+1.4（2+1+2）=18.6 kN/m2设备层梁28.8+2+1.4（2+1+2）=37.8 kN/m2站厅层板28+2+1.4（2+1+2）=37 kN/m2站厅层梁45.6+2+1.4（2+1+2）=54.6 kN/m2l 支撑体系的验算：a. 钢管立管的验算取各层钢管立管间距，则每根立杆承受的荷载：站台层板F=21kN/m20.750.7511.81kN站台层梁F=37.8 kN/m20.50.75=14.18 kN设备层板F=18.6kN/m20.750.7510.46kN设备层梁F=37.8 kN/m20.50.75=14.18站厅层板F=37kN/m20.750.7520.81kN站厅层梁F=54.6 kN/m20.350.7514.33kN工地现有标准脚手架钢管直径D=48、壁厚=3.5。横截面积A=489mm2钢管回转半径：r=15.78mm钢管脚手架连接方式采用横杆、立杆、斜杆通过扣件连接的方式。荷载通过底模传在木横档上，再传给钢管横杆上，横杆通过顶托传给立杆。斜杆保持整个架体的稳定。计算板板底到底板面净高尺寸H。即钢管（立杆）在竖向间隔0.6m1.5m处加一道双向横杆（本计算取max=1.5m间隔），以保证满堂架的整体稳定性。钢管长细比：=Lmax/r=1500/15.78=95查钢结构设计规范附录三Q235钢a类截面轴心受压构件的稳定系数得受压稳定系数(折减系数)站台层板=0.577站台层梁=0.577设备层板=0.585设备层梁=0.592站厅层板=0.592站厅层梁=0.600l 立杆计算：按压力计算站台层板=N/A=11.811000489=24.15N/mm2 f =205N/mm2站台层梁=N/A=14.181000489=28.92N/mm2 f =205N/mm2设备层板=N/A=10.461000489=21.39N/mm2 f =205N/mm2设备层梁=N/A=14.181000489=28.92N/mm2 f =205N/mm2站厅层板=N/A=20.811000489=42.561N/mm2 f =205N/mm2站厅层梁=N/A=14.331000489=29.30N/mm2 f =205N/mm2按稳定性计算站台层板=N/A=11.8110004890.577=41.85N/mm2 f =205N/mm2站台层梁=N/A=14.1810004890.577=50.12N/mm2 f =205N/mm2设备层板=N/A=10.4610004890.585=36.56N/mm2 f =205N/mm2设备层梁=N/A=14.1810004890.592=48.85N/mm2 f =205N/mm2站厅层板=N/A=20.8110004890.592=71.89N/mm2 f =205N/mm2站厅层梁=N/A=14.3310004890.600=48.83N/mm2 f =205N/mm2立杆稳定并符合受力规定，实际搭设时立杆间距不大于750mm，横杆间距不大于1500mm。l 钢管横担杆抗弯验算（按最大荷载验算）：横担杆上放置50100的木枋，间距200mm以内，混凝土的荷载对横担杆受力可近似为均布荷载：2q=0.750.7542kN/mm2 q=11.81kN/mm2横担杆计算按多跨连续梁计算，横担杆钢管同立杆钢管，则截面惯性矩（对形心轴）为：I=（d4d14）/64=（4.844.14）/64=12.19cm4抵抗矩W=I/（d/2）=12.19/（4.8/2）=5.08cm4l 横担杆抗剪强度验算（按最大荷载验算）：满堂架设立，每区段长度约20米，立杆纵向步距为750mm，因此取最大五跨连续梁最横担杆钢管进行验算：max=Mmax/W=0.111ql2/w=0.11111.817502(5.08103)=145.2N/mm2 f =205N/mm2横担杆抗剪计算：V=ql/A=11.81750（2489）=9.056N/mm2 V =125N/mm2l 横担杆的挠度计算（按最大荷载验算）：y=ql4/150EI=11.817504（15020610312.19104）=1.006mm y =3mm综上所述，横担杆抗弯强度、挠度、立杆稳定性均满足规定。l 木枋的验算：板底、梁底木枋采用50100的规格的落叶松木枋，按二跨连续梁计算，根据木结构设计规范（GBJ17-88）。计算如下：站台层板集中荷载P =(0.750.7521)5=2.36抗弯m=M/Wn=（Pl/4）/（bh2/6）=0.531m=17N/mm2抗剪=P/2bh=0.236=0.236N/mm2挠度W=Pl3/48EI=0.5l/300=2.5mm站台层梁集中荷载P =(0.500.7537.8)7=2.03抗弯m=M/Wn=（Pl/4）/（bh2/6）=0.457m=17N/mm2抗剪=P/2bh=0.203=1.6N/mm2挠度W=Pl3/48EI=0.406l/300=2.5mm设备层板集中荷载P =(0.750.7518.6)5=2.09抗弯m=M/Wn=（Pl/4）/（bh2/6）=0.47m=17N/mm2抗剪=P/2bh=0.21=1.6N/mm2挠度W=Pl3/48EI=0.42l/300=2.5mm设备层梁集中荷载P =(0.500.7537.8)7=2.03抗弯m=M/Wn=（Pl/4）/（bh2/6）=0.457m=17N/mm2抗剪=P/2bh=0.203=1.6N/mm2挠度W=Pl3/48EI=0.406l/300=2.5mm站厅层板集中荷载P =(0.750.7537)7=2.97抗弯m=M/Wn=（Pl/4）/（bh2/6）=0.67m=17N/mm2抗剪=P/2bh=0.3=1.6N/mm2挠度W=Pl3/48EI=0.59l/300=2.5mm站厅层梁集中荷载P =(0.350.7554.6)10=1.43抗弯m=M/Wn=（Pl/4）/（bh2/6）=0.32m=17N/mm2抗剪=P/2bh=0.143=1.6N/mm2挠度W=Pl3/48EI=0.286l/300=2.5mm 综上所述，通过验算，该支撑体系符合规定。四 具体搭设规定（1） 严格执行钢管脚手架搭设的有关规定，按本方案具体实行。（2） 工长应做好有关技术交底和安全交底，并严格执行“三检”制度，逐级检查层层把关。（3） 横杆的长度不宜小于三跨(考虑连系梁的作用)；（4） 横杆接长采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，即两根相邻横杆的接头不宜设立在同步或同跨内，不同步或不同跨的两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于1000mm；（5） 最佳使用对接扣件，当使用旋转扣件连接时，横杆的搭接长度不应小于1m，应等间距设立三个旋转扣件固定；（6） 模板支架设立纵横向扫地杆，扫地杆应采用直角扣件固定在距地面不大于200mm处的立杆上，当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定；（7） 模板支架各层步距为600mm1000mm；（8） 立杆的连接必须采用对接扣件连接，搭接应符合下列规定：（9） 立杆上的对接扣件交错布置，即两根相邻立杆的接头不设立在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开距离不宜小于1000mm；（10） 承受板底木枋的水平钢管，不得出现悬挑钢管，必须在端头补加一根立杆。（11） 当自间的立柱混凝土施工完毕后，及时将满堂架和立柱连接成一个整体，以增强满堂架的整体稳定性。（12） 顶层横杆采用双扣件（即复扣）加固，防止横杆下滑；（13） 每道剪刀撑跨越立杆的根数按斜杆与地面的倾角在4050之间拟定；（14） 必须在模板支架外侧立面的两端各设立一道剪刀撑，并应由底至顶连续设立，中间各道剪刀撑之间净距不应大于10m；（15） 剪刀撑斜杆的接长应采用搭接，规定搭接长度不应小于1m，且采用3个（或以上）旋转扣件固定；（16） 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横杆或立杆上；（17） 模板支架立杆每2m高的垂直允许偏差为15mm；（18）可调托及可调座丝扣伸出长度不应大于200mm。五 安全措施（1） 有高血压、心脏病、癫痫病、晕高、视力差等不适合进行高处作业的人员，均不得从事脚手架支搭和拆除作业；（2） 支撑架搭设好后，必须通过有关人员检查验收合格后才干上架作业，发现问题应及时加固，大风、大雨后要认真检查，确认无安全隐患后方可继续施工；（3） 架子搭设作业现场应设安全维护和警示标志，严禁无关人员进入危险区域，对尚未搭成或结构已失去稳定的脚手架部位应加设临时支撑或拉结；（4） 架上作业人员必须系安全带，穿防滑鞋，戴安全帽，且应做好分工和配合，传递杆件时应掌握好重心，平稳传递，以免导致人身和物件失稳；（5） 架设材料应随搭设速度，随用随上，以免放置不妥掉落伤人，每次收工前架上材料应使用完毕，不得留存在作业面上；（6） 模板支架的搭设必须有专人指挥，作业人员必须服从统一指挥，不得各行其是。六 验收程序：见下图 中国建筑第三工程局广州地铁五号线五羊邨站项目部 2023年10月17日