冲洗泵房排架搭设方案.doc

金山一水厂二期工程冲洗泵房
结构施工模板排架

专

项

方

案

上 海 合 兴 建 筑 工 程 有 限 公 司
编制人：倪永军 审批人：陆士忠
2011年5月

排架施工方案
目 录

一、编制依据及说明…………………………………………1
二、工程概况…………………………………………………1
三、屋面梁、板承重模板及排架设计………………………………1
四、排架搭设的要求…………………………………………3
五、质量验收要求…………………………..………………3
六、安全措施…………………………………………………4
七、混凝土施工要求…………………………………………5
八、应急预案…………………………………………………5
九、附图………………………………………………………5
十、楼板模板扣件钢管排架计算书…………………………5

冲洗泵房排架搭设方案

一、 编制依据及说明
1、 金山一水厂二期工程BOT部分建设工程冲洗泵房设计图纸；
2、 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）；
3、 《建筑施工安全手册》（杜荣军 主编）；
4、 《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》（J10905-2006）；
5、 国家有关模板支撑架设计、施工的其它规范、规程和文件；
6、 《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）。
二、 工程概况
本单体工程系金山一水厂二期工程BOT部分建设工程中的一部分，位于砂滤池南侧，建筑平面布置尺寸为10.87×9.44m，结构型式为现浇钢砼框架结构，地下部分为全现浇钢砼底板及墙板，地上部分为一层框架结构，地下室结构板面标高为-3.20m（相对标高），局部顶面标高为0.26m（相对标高），屋面顶标高为7.95m（相对标高），屋面梁截面尺寸为300×700mm，屋面板厚度为120mm。
地下部分底板及墙板钢砼已施工完毕，上部框架施工时搭设扣件式脚手架作为屋面梁、板的支撑排架，其排架搭设高度底标高为-3.20m处为10.9m，搭设面积为11.88*6.69=79.48㎡。0.26m标高处搭设高度为7.47m。0.26m标高处排架搭设为整体，搭设面积为166.34m2。
三、 屋面梁、板承重模板及排架设计
1、 承重排架总体设计
屋面板厚度为120mm，屋面梁截面尺寸为300×700mm及300×650mm，底板模板采用18mm厚多层夹板，梁底纵楞为50×100方木，间距为150mm，下横楞为Ø48×3.5钢管，间距为900mm，排架搭设立杆间距为900×900，水平杆步距为1700mm，顺主梁方向每根梁下部搭设剪刀撑，顺次梁外侧搭设剪力撑，三步一道搭设水平剪刀撑，并与已完结构体顶紧固定。
立杆：纵向间距900mm，横向间距900mm，扫地杆离地200mm，水平管步高1700mm。立杆接头错开，同一平面接头小于1/3，立杆调节杆采用对接接头，扣件中心距立杆顶部不小于100。
水平杆：水平杆形成纵、横向并和立杆采用垂直扣件连接，间距1700，扫地杆（纵横向均设）距地面200mm。
剪刀撑：按三步设置一道水平剪刀撑，与水平连杆呈45～60度；垂直剪刀撑按每跨两端设置，大于4排立杆间距的中间再加一道垂直剪刀撑，与立杆呈45～60度。剪刀撑杆件互相搭接长度大于1米，不少于两个扣件。
2、施工流程
弹线轴线→根据轴线拉线，按间距立排架立杆→连接扫地杆→校正立杆垂直度→立杆至板底或梁底，同时连接纵横水平杆连接杆→连接垂直、水平剪刀撑→搁置梁底、板底木搁栅→铺梁底、板底模板→扎梁钢筋→封梁侧向模板、支侧模搁栅→梁侧模双钢管夹紧→扎平台板钢筋→模板体系加固、检查→浇捣砼。
四、排架搭设的要求
1. 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。
2. 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。
3. 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。
五、质量验收要求
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130－2001，模板支撑排架验收标准如下：
序号
项目
技术要求
允许偏差
检查方法
1
地基
基础
表面
坚实平整

观察
排水
不积水

观察
垫板
不晃动

观察
2
间距
步距

±20
钢卷尺
纵距

±50
钢卷尺
横距

±20
钢卷尺
3
水平度
一根杆件两端

±20
钢卷尺
4
垂直度
总高

±50
钢卷尺
5
扣件
安装
对接扣件连接
8.2.4条

观察尺量
扣件螺栓拧紧扭力矩
40～65N*m
见表8.2.5
扭力扳手
6
剪刀撑设置
角度
45º～60º

角尺

六、安全措施
1、 模板排架搭设由专业施工队伍搭设操作；
2、 登高作业时，各种工具应系挂在操作人员身上或放在工具袋内，不得掉落；同时作业人员戴好安全和安全带；
3、 钢管连接扣件螺栓必须拧紧；
4、 在4米、8米高度位置拉设两道安全网，安全网连接牢固，以防坠落，安全网不得拆除；
5、 砼达到强度后，模板拆除，先次要构件后主要承重构件，拆除时设置警戒区，根据轴线分区逐块进行，逐块拆除安全网，操作人员戴好安全带，拆下材料上下传递，不得直接扔下。

七、混凝土施工要求
1. 混凝土浇筑时确保模板支架施工过程中均衡受载，采用由中部向两边扩展的浇筑方式。
2. 为确保模板和排架支撑体系的安全，在混凝土浇捣过程中，大梁表面混凝土的临时堆高值不得超过30cm；平台模板上的混凝土堆高值也不得超过20cm。
3. 浇筑前，派人检查支架和支承情况，及扣件紧固检查，浇捣过程中，专人看模，发现松动和变形情况停止浇捣，加固完后，再继续施工。
八、应急预案
1. 砼浇捣时，不相干人员清出模板支撑区，看模人员立于安全位置观察模板钢管是否变形，一旦发生立即通知，停止浇捣。
2. 拔开楼板上堆载的砼，观察支撑体系是否稳定，稳定后，预备劳动力和加撑材料，对变形部位加撑，再继续浇捣。
九、附图
冲洗泵房平面图；冲洗泵房屋面结构布罝图

十、楼板模板扣件钢管排架计算书
计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。
计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》(杜荣军)。
模板支架搭设高度为11米，
搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.90米，立杆的横距 l=0.90米，立杆的步距 h=1.80米。

图 楼板支撑架立面简图

图 楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
采用的钢管类型为48×3.5。
1、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值 q1 = 25.000×0.120×0.600+0.450×0.900=2.205kN/m
活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)×0.600=1.800kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 60.00×1.80×1.80/6 = 32.40cm3；
I = 60.00×1.80×1.80×1.80/12 = 29.16cm4；
(1)抗弯强度计算 f = M / W < [f]
其中 f —— 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；
　　 M —— 面板的最大弯距(N.mm)；
　 W —— 面板的净截面抵抗矩；
[f] —— 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；
M = 0.100ql2
其中 q —— 荷载设计值(kN/m)；
经计算得到 M = 0.100×(1.2×2.205+1.4×1.800)×0.450×0.450=0.1046kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.1046×1000×1000/32400=3.23N/mm2
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
(2)抗剪计算 [可以不计算] T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.900×(1.2×2.205+1.4×1.800)×0.450=2.09kN
　截面抗剪强度计算值 T=3×2090/(2×900.000×18.000)=0.194N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算 T < [T]，满足要求!
(3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l / 250
面板最大挠度计算值 v = 0.677×2.205×4504/(100×6000×291600)=0.349mm
面板的最大挠度小于450/250,满足要求!
2、支撑木方的计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
1）.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：
q11 = 25.000×0.120×0.450=1.350kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m)：
q12 = 0.450×0.450=0.2025kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：
经计算得到，活荷载标准值
q2 = (1.000+2.000)×0.450=1.35kN/m
静荷载 q1 = 1.20×1.35+1.20×0.2025=1.863kN/m
活荷载 q2 = 1.4×0.900=1.260kN/m
2）.木方的计算
按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
均布荷载 q = 1.901/0.900=3.168kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×3.17×0.90×0.90=0.114kN.m
最大剪力 Q=0.6×0.900×3.168=1.140kN
最大支座力 N=1.1×0.900×3.168=2.091kN
木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3；
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.114×106/83333.3=1.37N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算 [可以不计算]
最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql
截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×1140/(2×50×100)=0.342N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
最大变形 v =0.677×1.590×900.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.035mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
3、横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管弯矩图(kN.m)

支撑钢管变形图(mm)

支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.220kN.m
最大变形 vmax=0.208mm
最大支座力 Qmax=4.495kN
抗弯计算强度 f=0.220×106/5080.0=43.22N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于600.0/150与10mm,满足要求!
4、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算: R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；
　　 R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
计算中R取最大支座反力，R=4.50kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
R≤8.0 kN时，可采用单扣件； 8.0kN<R 12.0 kN时，应采用双扣件；R>12.0kN时，应采用可调托座。
5、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1）.静荷载标准值包括以下内容：
(1)脚手架钢管的自重(kN)：
NG1 = 0.116×11.00=1.068kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN)：
NG2 = 0.300×0.900×0.900=0.108kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3 = 25.000×0.120×0.90×0.90=1.800kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 2.976kN。
2）.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000)×0.900×0.900=1.080kN
3）.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.20NG + 1.4NQ
6、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N = 5.08kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；
i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58
A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89
W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08
—— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
l0 —— 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算
l0 = k1uh (1)
l0 = (h+2a) (2)
k1 —— 计算长度附加系数，按照表1取值为1.163；
u —— 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u = 1.700
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.30m；
公式(1)的计算结果：l0=1.163×1.700×1.80=3.559m =3559/15.8=225.239 =0.144
=5083/(0.144×489)=72.246N/mm2，
立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
公式(2)的计算结果：l0=1.800+2×0.450=2.400m =2400/15.8=151.899 =0.305
=5083/(0.305×489)=34.133N/mm2，
立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 —— 计算长度附加系数，按照表2取值为1.016；
公式(3)的计算结果：l0=1.163×1.016×(1.800+2×0.300)=2.836m =2836/15.8=179.485 =0.223
=5083/(0.223×489)=46.616N/mm2，
立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。
梁模板扣件钢管高支撑架计算书
计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。
计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》(杜荣军)。
模板支架搭设高度为11米，
基本尺寸为：梁截面 B×D=300mm700mm，梁支撑立杆的纵距(跨度方向) l=0.90米，立杆的步距 h=1.80米，
梁底增加1道承重立杆。
11000
700
300

图1 梁模板支撑架立面简图
采用的钢管类型为48×3.5。
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。
1.荷载的计算：
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)： q1 = 25.000×0.900×0.600=12.000kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q2 = 0.300×0.900×(2×0.700+0.300)/0.500=1.260kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN)：
经计算得到，活荷载标准值 P1 = (1.000+2.000)×0.300×0.900=0.900kN
均布荷载 q = 1.20×12.000+1.20×1.260=15.912kN/m
集中荷载 P = 1.4×0.900=1.260kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 60.00×1.80×1.80/6 = 32.40cm3；
I = 60.00×1.80×1.80×1.80/12 = 29.16cm4；

计算简图

弯矩图(kN.m)

剪力图(kN)

变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.492kN N2=6.233kN N3=1.492kN
最大弯矩 M = 0.124kN.m 最大变形 V = 0.2mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.124×1000×1000/32400=3.827N/mm2
面板的抗弯强度设计值 [f]，取15.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
(2)抗剪计算 [可以不计算]
截面抗剪强度计算值 T=3×2486.0/(2×900.000×18.000)=0.345N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算 T < [T]，满足要求!
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值 v = 0.187mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
二、梁底支撑木方的计算
（一）梁底木方计算
按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
均布荷载 q = 6.232/0.900=10.387kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×10.39×0.90×0.60=0.374kN.m
最大剪力 Q=0.6×0.900×10.387=3.739kN
最大支座力 N=1.1×0.900×10.387=6.856kN
木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3；
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.374×106/83333.3=4.49N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算 [可以不计算]
最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql
截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×3740/(2×50×100)=1.122N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
最大变形 v =0.677×8.656×900.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.192mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
三、梁底支撑钢管计算
(一) 梁底支撑横向钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
600
600
1.49kN
6.23kN
1.49kN
A
B

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图(kN.m)
0.000
0.102

支撑钢管变形图(mm)

支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.172kN.m 最大变形 vmax=0.102mm 最大支座力 Qmax=8.547kN
抗弯计算强度 f=0.172×106/5080.0=33.90N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于600.0/150与10mm,满足要求!
(二) 梁底支撑纵向钢管计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算。
四、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算: R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；
　　 R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
计算中R取最大支座反力，R=8.55kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
R≤8.0 kN时，可采用单扣件； 8.0kN<R 12.0 kN时，应采用双扣件；R>12.0kN时，应采用可调托座。
五、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，它包括：
横杆的最大支座反力 N1=8.55kN (已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重 N2 = 1.20×0.116×9.200=1.282kN
N = 8.547+1.282=9.829kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；
i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58
A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89
W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08
—— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
l0 —— 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算
l0 = k1uh (1)
l0 = (h+2a) (2)
k1 —— 计算长度附加系数，按照表1取值为1.163；
u —— 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u = 1.700
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.30m；
公式(1)的计算结果：l0=1.163×1.700×1.80=3.559m =3559/15.8=225.239 =0.144
=9829/(0.144×489)=139.688N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
公式(2)的计算结果：l0=1.800+2×0.300=2.400m =2400/15.8=151.899 =0.305
=9829/(0.305×489)=65.996N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 —— 计算长度附加系数，按照表2取值为1.016；
公式(3)的计算结果：l0=1.163×1.016×(1.800+2×0.300)=2.836m =2836/15.8=179.485 =0.223
=9829/(0.223×489)=90.133N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

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