某地鐵站高凈空大厚度板模架施工方案

高凈空大厚度板模架施工方案和驗算工程概況廣州地鐵五號線五羊邨站，站臺層頂板厚度和層高分別為500mm和6300mm，設(shè)備層頂板厚度和層高分別為400mm和5900mm，站廳層頂板厚度和層高分別為1000mm和4950mm，板最大跨度為9100mm，屬于高凈空大厚度板。為確保模板支撐體系安全可靠，特針對模板架搭設(shè)編制專項施工方案，并對主要桿件（立桿、水平受力桿、木枋、扣件）進行承載力和變形驗算。搭設(shè)方案材料選擇本工程的架子采用滿堂腳手架。鋼管采用直徑d=48mm，壁厚δ=3.5mm的鋼管，有嚴重銹蝕、彎曲、壓扁或有裂縫的鋼管嚴禁使用，選用的扣件要有出廠合格證，禁止使用有脆裂、變形、滑絲的扣件，扣件表面應(yīng)進行防銹處理，扣件活動部位應(yīng)能靈活旋轉(zhuǎn)，當(dāng)扣件夾緊鋼管時，開口處的最小距離不小于5mm。腳手架的搭設(shè)首層滿堂腳手架將直接搭設(shè)在已施工好的底板上。滿堂架主要桿件有立桿、橫桿、掃地桿和剪刀撐，由于各部位層高不同，側(cè)墻高與厚度不同、所支撐的板厚不同，所以各層相關(guān)支撐取值不等，梁底和板底立桿間距、橫桿道數(shù)具體見下表：支架間隙及橫桿道數(shù)一覽表部位層高梁底立桿間隙（模向/縱向）板底立桿間隙（模向/縱向）架體橫桿層數(shù)站臺層6300500*750600*750//750*77508設(shè)備層5900500*750750*7507站廳層4950350*750600*750//750*77506在滿堂腳手架的搭設(shè)過程中，支撐樓板的鋼管立桿頂部采用可調(diào)頂座。鋼管腳手架連接方式采用橫桿、立桿、剪刀撐通過扣件連接的方式。滿堂腳手架的水平橫桿采取每600～1500一道，掃地桿取距地面150~200。車站板底模木枋采用100×50的木枋，布置間距如下表：梁底板底站臺層150mm200mm設(shè)備層150mm200mm站廳層100mm150mm立桿與承受木枋的水平鋼管用復(fù)扣件（上下兩扣件）扣牢，并在每施工段沿縱橫向各設(shè)四道剪刀撐。中柱先行獨立施工，可作為一個較為牢靠的支撐點，使用滿堂架夾緊抱住柱子。具體做法見下圖示意（個別立桿間距根據(jù)實際梁、柱、結(jié)構(gòu)風(fēng)道調(diào)整，但立桿布置間距不得大于本方案數(shù)據(jù)的110%）。底板模板負三層（站臺層）側(cè)墻模板布置負三層（站臺層）頂板布置負二層（設(shè)備層）布置負一層（站廳層）布置搭設(shè)方案的驗算計算模型的確定由于板的面積百分比最大，且為大厚度板，因此驗算以板來進行。取板單元面積為a×a，厚度為h1，架高為H。（側(cè)墻由水平橫桿對撐和斜撐復(fù)合支撐，并且橫桿間距與立桿間距相當(dāng)，因此穩(wěn)定性高于板支撐系統(tǒng)，在此僅以板支撐系統(tǒng)驗算結(jié)果作為參考，側(cè)墻木方采用50×100的規(guī)格的落葉松木枋，間距150mm。）計算模型圖：荷載計算取鋼筋混凝土體的自重為24kN/m3，則板底模滿堂架所承受的荷載取值如下表：項目荷載標準值混凝土自重站臺層板0.5m×24kkN/m3=12kN/mm2站臺層梁1.2m×244kN/mm3=28.8kNN/m2設(shè)備層板0.4m×24kkN/m3=9.6kNN/m2設(shè)備層梁1.2m×24kkN/m3=28.8kNN/m2站廳層板1m×24kN//m3=28kN//m2站廳層梁1.9m×24kkN/m3=45.6kNN/m2鋼筋重2kN/m2施工荷載2kN/m2模板及支架體系重重1kN/m2混凝土振搗荷載2kN/m2荷載設(shè)計值站臺層板12+2+1.44×（2+1+2）=21kNN/m2站臺層梁28.8+2+11.4×（2+1+2）=37.88kN/mm2設(shè)備層板9.6+2+1..4×（2+1+2）=18.66kN/mm2設(shè)備層梁28.8+2+11.4×（2+1+2）=37.88kN/mm2站廳層板28+2+1.44×（2+1+2）=37kNN/m2站廳層梁45.6+2+11.4×（2+1+2）=54.66kN/mm2支撐體系的驗算：a.鋼管立管的驗算取各層鋼管立管間距，則每根立桿承受的荷載：站臺層板F=21kN/mm2×0.755×0.755＝11.811kN站臺層梁F=37.8kkN/m2×0.5××0.75==14.188kN設(shè)備層板F=18.6kNN/m2×0.755×0.755＝10.466kN設(shè)備層梁F=37.8kkN/m2×0.5××0.75==14.188站廳層板F=37kN/mm2×0.755×0.755＝20.811kN站廳層梁F=54.6kkN/m2×0.355×0.755＝14.333kN工地現(xiàn)有標準腳手架鋼管直徑D=48、壁厚δ=3.5。橫截面積A=489mm2鋼管回轉(zhuǎn)半徑：r===15.78mm鋼管腳手架連接方式采用橫桿、立桿、斜桿通過扣件連接的方式。荷載通過底模傳在木橫檔上，再傳給鋼管橫桿上，橫桿通過頂托傳給立桿。斜桿保持整個架體的穩(wěn)定。計算板板底到底板面凈高尺寸H。即鋼管（立桿）在豎向間隔0.6m～1.5m處加一道雙向橫桿（本計算取max=1.5m間隔），以保證滿堂架的整體穩(wěn)定性。鋼管長細比：λ=Lmax/r=1500/15.78=95查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》附錄三《Q235鋼a類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ》得受壓穩(wěn)定系數(shù)(折減系數(shù))站臺層板φ=0.577站臺層梁φ=0.577設(shè)備層板φ=0.585設(shè)備層梁φ=0.592站廳層板φ=0.592站廳層梁φ=0.600立桿計算：按壓力計算站臺層板σ=N/A=11..81×10000÷4889=24..15N/mmm2＜［f］=205N/mmm2站臺層梁σ=N/A=14..18×10000÷4889=28..92N/mmm2＜［f］=205N/mmm2設(shè)備層板σ=N/A=10..46×10000÷4889=21..39N/mmm2＜［f］=205N/mmm2設(shè)備層梁σ=N/A=14..18×10000÷4889=28..92N/mmm2＜［f］=205N/mmm2站廳層板σ=N/A=20..81×10000÷4889=42..561N//mm2＜［f］=205N/mmm2站廳層梁σ=N/A=14..33×10000÷4889=29..30N/mmm2＜［f］=205N/mmm2按穩(wěn)定性計算站臺層板σ=N/A=11..81×10000÷4889÷0.577=441.85NN/mm2＜［f］=205N/mmm2站臺層梁σ=N/A=14..18×10000÷4889÷0.577=550.12NN/mm2＜［f］=205N/mmm2設(shè)備層板σ=N/A=10..46×10000÷4889÷0.585=336.56NN/mm2＜［f］=205N/mmm2設(shè)備層梁σ=N/A=14..18×10000÷4889÷0.592=448.85NN/mm2＜［f］=205N/mmm2站廳層板σ=N/A=20..81×10000÷4889÷0.592=771.89NN/mm2＜［f］=205N/mmm2站廳層梁σ=N/A=14..33×10000÷4889÷0.600=448.83NN/mm2＜［f］=205N/mmm2立桿穩(wěn)定并符合受力要求，實際搭設(shè)時立桿間距不大于750mm，橫桿間距不大于1500mm。鋼管橫擔(dān)桿抗彎驗算（按最大荷載驗算）：橫擔(dān)桿上放置50×100的木枋，間距200mm以內(nèi)，混凝土的荷載對橫擔(dān)桿受力可近似為均布荷載：2q=0.75×0.75×42kN/mm2q=11.81kN/mm2橫擔(dān)桿計算按多跨連續(xù)梁計算，橫擔(dān)桿鋼管同立桿鋼管，則截面慣性矩（對形心軸）為：I=π（d4－d14）/64=π（4.84－4.14）/64=12.19cm4抵抗矩W=I/（d/2）=12.19/（4.8/2）=5.08cm4橫擔(dān)桿抗剪強度驗算（按最大荷載驗算）：滿堂架設(shè)置，每區(qū)段長度約20米，立桿縱向步距為750mm，因此取最大五跨連續(xù)梁最橫擔(dān)桿鋼管進行驗算：σmax=Mmax/W=0.111ql2/w=0.111×11.81×7502÷(5.08×103)=145.2N/mm2＜［f］=205N/mm2橫擔(dān)桿抗剪計算：V=ql/A=11.81×750÷（2×489）=9.056N/mm2＜［V］=125N/mm2橫擔(dān)桿的撓度計算（按最大荷載驗算）：y=ql4/150EI=11.81×7504÷（150×206×103×12.19×104）=1.006mm＜［y］=3mm綜上所述，橫擔(dān)桿抗彎強度、撓度、立桿穩(wěn)定性均滿足要求。木枋的驗算：板底、梁底木枋采用50×100的規(guī)格的落葉松木枋，按二跨連續(xù)梁計算，根據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ17-88）》。計算如下：站臺層板集中荷載P=(0.755×0.75×221)÷5==2.36抗彎σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.5331＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..236＜［τ］=0.2366N/mm2撓度W=Pl3/488EI=0..5＜l/300=2.55mm站臺層梁集中荷載P=(0.500×0.75×337.8)÷÷7=2.003抗彎σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.4557＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..203＜［τ］=1.6N/mmm2撓度W=Pl3/488EI=0..406＜l/300=2.55mm設(shè)備層板集中荷載P=(0.755×0.75×118.6)÷÷5=2.009抗彎σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.47＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..21＜［τ］=1.6N/mmm2撓度W=Pl3/488EI=0..42＜l/300=2.55mm設(shè)備層梁集中荷載P=(0.500×0.75×337.8)÷÷7=2.003抗彎σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.4557＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..203＜［τ］=1.6N/mmm2撓度W=Pl3/488EI=0..406＜l/300=2.55mm站廳層板集中荷載P=(0.755×0.75×337)÷7==2.97抗彎σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.67＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..3＜［τ］=1.6N/mmm2撓度W=Pl3/488EI=0..59＜l/300=2.55mm站廳層梁集中荷載P=(0.355×0.75×554.6)÷÷10=1..43抗彎σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.32＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..143＜［τ］=1.6N/mmm2撓度W=Pl3/488EI=0..286＜l/300=2.55mm綜上所述，通過驗算，該支撐體系符合要求。具體搭設(shè)要求嚴格執(zhí)行鋼管腳手架搭設(shè)的有關(guān)規(guī)定，按本方案具體實施。工長應(yīng)做好有關(guān)技術(shù)交底和安全交底，并嚴格執(zhí)行“三檢”制度，逐級檢查層層把關(guān)。橫桿的長度不宜小于三跨(考慮連系梁的作用)；橫桿接長采用對接扣件連接，對接扣件應(yīng)交錯布置，即兩根相鄰橫桿的接頭不宜設(shè)置在同步或同跨內(nèi)，不同步或不同跨的兩個相鄰接頭在水平方向錯開的距離不小于1000mm；最好使用對接扣件，當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)扣件連接時，橫桿的搭接長度不應(yīng)小于1m，應(yīng)等間距設(shè)置三個旋轉(zhuǎn)扣件固定；模板支架設(shè)置縱橫向掃地桿，掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距地面不大于200mm處的立桿上，當(dāng)立桿基礎(chǔ)不在同一高度上時，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定；模板支架各層步距為600mm～1000mm；立桿的連接必須采用對接扣件連接，搭接應(yīng)符合下列規(guī)定：立桿上的對接扣件交錯布置，即兩根相鄰立桿的接頭不設(shè)置在同步內(nèi)，同步內(nèi)隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開距離不宜小于1000mm；承受板底木枋的水平鋼管，不得出現(xiàn)懸挑鋼管，必須在端頭補加一根立桿。當(dāng)自間的立柱混凝土施工完成后，及時將滿堂架和立柱連接成一個整體，以增強滿堂架的整體穩(wěn)定性。頂層橫桿采用雙扣件（即復(fù)扣）加固，防止橫桿下滑；每道剪刀撐跨越立桿的根數(shù)按斜桿與地面的傾角在40°~50°之間確定；必須在模板支架外側(cè)立面的兩端各設(shè)置一道剪刀撐，并應(yīng)由底至頂連續(xù)設(shè)置，中間各道剪刀撐之間凈距不應(yīng)大于10m；剪刀撐斜桿的接長應(yīng)采用搭接，要求搭接長度不應(yīng)小于1m，且采用3個（或以上）旋轉(zhuǎn)扣件固定；剪刀撐斜桿應(yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫桿或立桿上；模板支架立桿每2m高的垂直允許偏差為15mm；（18）可調(diào)托及可調(diào)座絲扣伸出長度不應(yīng)大于200mm。安全措施有高血壓、心臟病、癲癇病、暈高、視力差等不適合進行高處作業(yè)的人員，均不得從事腳手架支搭和拆除作業(yè)；支撐架搭設(shè)好后，必須經(jīng)