常用支架拱架的设计与施工.docx
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常用支架拱架的设计与施工
常用模板、支架、拱架的设计与施工
一、常用模板、支架、拱架的设计
1.时间:
制作模板、支架、拱架前14d
2.人:
承包人向监理工程师提交
3.提交文件:
模板、支架、拱架的施工方案
4.文件内容:
工艺图和强度、刚度、稳定性计算书
5.管理责任:
●经监理工程师批准后才能制作和架设
●监理工程师的批准及制作、架设中的检查,并不免除承包人对此应付的责任
(一)模板、支架、拱架的设计原则
1.优先使用胶合板和钢模板
2.在计算荷载作用下,对模板、支架、拱架结构按受力程序分别验算其强度、刚度、稳定性
3.模板板面之间应平整,接缝严密,不漏浆,保证结构物外露面美观,线条流畅,可设倒角
4.结构简单,制作拆装方便
(二)模板、支架、拱架的设计
1.设计的一般要求:
(1)设计依据结构型式、设计跨径、施组设计、荷载大小、地基土类别、有关设计施工规范进行
(2)应绘制总装图、细部构造图
(3)制定安装、使用、拆卸、保养等有关技术安全措施和注意事项
(4)编制材料数量表
(5)编制设计说明书
2.设计荷载:
(1)应考虑的荷载组合
1计算强度用:
2验算刚度用:
普通模板荷载计算部分参考数据可查表
(2)钢、木模板,支架、拱架的设计,可按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》的有关规定执行
(3)计算模板、支架、拱架的强度和稳定性时,应考虑作用在模板、支架、拱架上的风力;对于设在水中的支架,应考虑水流压力、流冰压力、船只漂浮物等的冲击力荷载
(4)组合箱型拱,如为就地浇筑,其支架、拱架的的设计荷载可只考虑承受拱肋重力及施工操作时的附加荷载
3.稳定性要求
(1)支架立柱:
●支架的立柱应保持稳定,并用撑拉杆固定。
●验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时,验算倾覆的稳定系数≥1.3
(2)支架受压构件:
●支架受压构件纵向弯曲系数可按《设计规范》进行计算
4.强度及刚度要求
(1)验算模板、支架、拱架的刚度时,变形值的范围:
1结构表面外露的模板:
挠度为模板构件跨度的1/400
2结构表面隐蔽的模板:
挠度为模板构件跨度的1/250
3支架、拱架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁):
弹性挠度为相应结构跨度的1/400
4钢模板的变形
●面板1.5mm
●钢棱L/500(L为计算跨径)
●钢箍B/500(B为柱宽)
(2)拱架各截面的应力验算:
●根据拱架结构型式及其所承受的荷载
●验算内容:
拱顶、拱脚、1/4跨各截面的应力,铁件及节点的应力,分阶段浇筑或砌筑时的强度及稳定性
●验算时,不论板拱架或桁拱架均作为整理截面考虑,验算倾覆稳定系数≥1.3
二、常用模板、支架、拱架的施工
●浇筑砼前对支架和模板进行全面、严格的检查
●核对设计图纸要求的尺寸、位置
●检查支架的接头位置是否准确、可靠,卸落设备是否符合要求
●检查模板的尺寸,制作是否密贴,螺栓、拉杆、撑木是否牢固,是否涂模板油及其他脱模剂
(一)模板的制作与安装
●分类:
按制作材料分类:
木模板、钢模板、竹木模板、钢丝网水泥模板、玻璃钢模板、胶囊内胎模等
按构造型式和安装方法分类:
固定式模板、活动式模板
●板面:
平整光洁,接缝严密,不漏浆,保证结构物外露面光洁美观,线条流畅保证结构物各部位形状、尺寸准确
●内撑:
模板应用内撑进行支撑,用对拉螺栓销紧
内撑根据砼构件厚度、高度的大小及部位的不同,分别用钢管、钢筋、硬塑料管、木料作为临时内撑
砼浇筑至内撑位置时随即取掉,对于厚度较小的构件也可利用底模和立木只设外撑
●脱模剂:
外露面砼模板的脱模剂应采用同一品种,不得使用污染砼表面的废机油等,且不得污染钢筋及砼施工缝部位
●模板截面尺寸与长度要准确,钢模的放样、拼装、整体拼焊应在工作台上或胎具上进行
●工作平台的底梁应具有足够的刚度和稳定性,台面必须平整
●模板安装与钢筋工作的配合:
妨碍钢筋绑扎的模板待钢筋绑扎完毕后安装
一般在底板平整,钢筋骨架安装后,安装侧模和端模,也可以先安装端模后安装侧模
模板不应与脚手架发生联系,避免脚手架上运存材料和工人操作引起变形
●模板安装精度要高于预制梁的精度要求,可参照施工规范的要求
●每次模板安装完成需通过验收合格后,方可进入下一道工序
●为保护模板方便拆模,模板与砼接触面、整体拆卸芯模及塞子与砼接触面,在使用前要涂抹隔离剂或其他措施处理
模板制作与安装的工作流程:
1.钢模板的制作:
(1)钢模板宜采用标准化的组合模板,组合钢模板的拼装应符合国家标准,各种螺栓连接件应符合国家现行有关标准
(2)钢模板及其配件应按批准的加工图加工,成品经检验合格后方可使用
2.木模板制作:
(1)木模板可在工厂或施工现场制作,木模与砼接触面应平整、光滑,多次重复使用的木模应在内侧加钉薄铁皮。
木模的接缝可做成平缝、搭接缝、企口缝。
当采用平缝时,应采取措施防止漏浆。
木模的转角处应加嵌条或做成斜角。
(2)重复使用的模板应始终保持其表面平整、形状准确,不漏浆,由足够的强度和刚度
3.模板安装的技术要求
●砼模板板面材料:
金属板、木制板、高分子合成材料面板、硬塑料、玻璃钢板等
●外露面的模板板面:
宜采用钢模板、胶合板,为减少模板的拼缝,对于大体积砼,每块模板的面积>1㎡
●梁及墩台帽的突出部分,应做成倒角或削边,以便脱模
●按图纸所示或监理工程师指示,在结构物的某些部位设置凸条或凹槽的装饰线
●模板内的金属连接件或锚固件,按图纸规定及监理工程师的要求将其拆卸或截断,且不损伤砼
●模板内应无污物、砂浆、及其他杂物
●需要拆除的模板,应在使用前彻底涂刷脱模剂或其他代用品,易于脱模,并使砼不变色。
(1)模板与钢筋安装应配合进行:
●妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设
●模板不应与脚手架连接(模板和脚手架整体设计除外),避免模板变形
(2)模板支撑:
●安装侧模时,应防止模板位移和凸出
●基础侧模可在模板外设立支撑固定,墩、台侧模可设拉杆固定
●浇筑在砼中的拉杆,根据拔出或不拔出的要求,采取相应措施
●对于小型结构物,可使用金属线替代拉杆
(3)检查:
●模板安装完毕后,检查平面位置、顶部标高、节点联系、纵横向稳定性,签认后方可浇筑砼
●浇筑时,发现模板有超过允许偏差变形时,应及时纠正
(4)模板安装过程中,必须设置防倾覆设施
(5)底模预拱度设置:
●结构自重和汽车荷载(不计冲击力)产生的向下挠度>1/1600跨径,钢筋砼梁、板底模应设置预拱度
●预拱度值等于结构自重和1/2汽车荷载(不计冲击力)所产生的挠度
●纵向预拱度可做成抛物线或圆曲线
(6)后张法预应力梁、板,应注意预应力、自重、汽车荷载等综合作用下产生的上拱或下挠,应设置适当的预拱或预挠
(7)清理:
●当所有和模板有关的工作完成以后,待浇砼构建中所有预埋件亦安装完毕,经监理工程师检查认可后,才能浇筑砼
●这些工作包括清除模板中污物、碎屑物、木屑、水等杂物
4.中小跨径的空心板制作使用芯模的要求
(1)充气胶囊:
1使用要求:
●使用前检查,不得漏气
●安装时设专人检查钢丝头,钢丝头应弯向内侧
●胶囊涂刷隔离剂
●每次使用后,应妥善存放,防止污染、破损、老化
2从开始浇筑砼到胶囊放气为止,保持其充气压力的稳定
3为防止砼浇筑过程中出现的胶囊上浮和偏位,应采取固定措施,并对称的浇筑砼
4胶囊放气时间经试验确定,以砼强度达到能保持构件不变形为宜
5充气胶囊芯模在制作时,应规定充气变形值,保证制作误差不大于设计规定要求,设计无规定时应满足规范对梁板构造尺寸的要求
(2)木芯模:
●使用时应防止漏浆和采取措施便于脱模
●要控制好拆芯模时间,过早砼易塌落,过晚拆模困难
●应根据施工条件通过试验确定拆除时间
(3)钢管芯模:
●钢管芯模由表面匀直、光滑的无缝钢管制作
●砼终凝后,即可将芯模轻轻转动,然后边转动边拔出
5.滑升、提升、爬升、翻转模板的技术要求:
(1)滑升模板使用规定:
●适用:
较高的墩台和吊桥、斜拉桥的索塔施工
1模板结构:
●滑升模板的结构应具有足够的强度、刚度、稳定性
●模板高度根据结构物实际情况确定
●支撑杆件及提升设备应能保证模板竖直均衡上升
●滑升时应检测并控制模板位置,滑升速度10cm-30cm/h
2组装:
●模板各部尺寸的精度应符合设计要求
●组装完毕须经全面检查试验后,才能进行浇筑
3中断:
●滑升模板施工应连续进行,因故中断,在中断前应将砼面浇筑齐平
●中断期间模板仍应继续缓慢提升,直到砼与模板不致粘住为止
(2)提升模板:
●提升模架结构应满足使用要求
●大块模板应采用整体钢模板
●加劲肋在满足刚度的基础上应进行加强,满足使用要求
(3)爬升及翻转模板、模架爬升或翻转时结构的砼强度必须满足拆模的强度要求
(二)支架、拱架的制作及安装
●分类:
支架:
按构造分:
立柱式、梁式、梁—柱式
按材料分:
木支架、钢支架、钢木混合支架、万能杆件拼装支架
拱架:
按结构分:
支柱式、撑架式、扇形、桁式拱架、组合式拱架
按材料分:
木拱架、钢拱架、竹拱架、土牛拱胎
●支架、拱架应尽量采用标准化、系列化、通用化的钢结构拼装
●钢支架定型产品较多,可根据工程需要购买或租用,工程中常使用的有:
钢管支架、六四式军用梁、万能杆件设备、贝雷梁等
●安装要求:
必须安装在有足够承载力的地基上
底部应加设垫板分布和传递压力
地基土必须夯实或碾压密实,必要时做换填处理,并具有良好的排水设施
施工中出现最多的问题是由于地基处理不好发生的沉降
风力较大地区应设置风缆
1.支架、拱架制作的强度和稳定性
(1)支架:
●根据设计图制作和安装
●尽可能采用标准化、系列化、通用化的构件拼装
●无论使用何种材料的拱架和支架,均应进行施工图设计
●支架整体、杆配件、节点、地基、基础、其他支撑物应进行强度和稳定性验算
●就地浇筑梁式桥的支架,参照规范执行
(2)木拱架:
●拱架所用的材料规格和质量符合要求
●桁架拱架的各杆件应使用材质较强、无损伤、湿度不大的木材
●夹木拱架的模板长短应搭配好,纵向接头要求错开,间距及每个断面接头应满足使用要求;面板夹木按间隔用螺栓固定,其余用铁定与拱肋固定
●木拱架的强度和刚度应满足变形要求
●杆件在竖直和水平面内,要用交叉杆件联结牢固,以保证稳定
●木拱架制作安装,应基础牢固,立柱正直,节点联结应采取可靠措施保证支架稳定,高拱架横向稳定应有保证措施
(3)钢拱架:
1常备式钢拱架:
●纵横向距离应根据实际情况进行合理组合,以保证结构的整体性
2钢管拱架:
●排架的纵横距离应按承受拱圈自重计算
●各排架顶部的标高要符合拱圈底的轴线
●为保证排架稳定性,应设置足够的斜撑、剪力撑、扣件和缆风绳
2.施工预拱度
支架和拱架预留施工预拱度的考虑因素:
(1)支架和拱架拆除后上部结构本身及1/2活载所产生的挠度
(2)支架和拱架在荷载作用下的弹性压缩
(3)支架和拱架在荷载作用下的非弹性压缩
(4)支架和拱架基底在荷载作用下的非弹性沉陷
(5)砼收缩及温度变化引起的挠度
(6)承受推力的墩台,由于墩台水平位移所产生的拱桥挠度
3.支架、拱架制作安装
一般要求:
(1)设计:
●支架和拱架宜采用标准化、系列化、通用化的构件拼装
●无论采用何种材料,均应进行施工图设计,并验算其强度和稳定性
(2)木支架、木拱架的接头:
●长杆件接头应尽量减少
●两相邻立柱的连接接头应尽量分设在不同的水平面上
●主要压力杆的纵向连接,应使用对接法,并用木夹板或铁夹板夹紧、
●次要构件的连接可采用搭接法
(3)拱架:
●安装拱架前,对拱架立柱和拱架支承面应详细检查,准确调整拱架支承面和顶部标高,并复测跨度,确认无误后方可进行安装
●各片拱架在同一节点处的标高应尽量一致,以便拼装平联杆件
●风力较大地区,设置风缆
(4)支架、拱架应能抵御施工过程中可能发生的偶然冲击和振动
安装的注意事项:
1地基:
●安装立柱的地基必须有足够的承载力
●立柱地段应设垫木来分布和传递压力
●保证浇筑砼后不发生超过允许范围的沉降
2施工中的脚手架和便桥不应与结构物的模板支架相连接,一面施工振捣影响砼浇筑质量
3保护:
●船只或汽车通行孔的两边支架应加设护桩,夜间用灯光标明行驶方向
●施工中易受漂流物冲撞的河中支架应设坚固的防护设施
(5)检查:
●安装完毕后,检查平面位置、顶部标高、节点联结、纵横向稳定性
●符合要求后,方可进入下一道工序
(6)砼浇筑或拱圈砌筑过程中,承包人应随时测量和记录支架和拱架的变形及沉降量
(7)支架预压:
●现浇砼梁板结构,在支架架设后,应按图纸要求和监理工程师指示,对支架进行预压
●加在支架上的预压荷载应≥梁板自重
(三)模板、支架、拱架的拆除
●时间:
承包人拟定拆模时间的12h之间
●程序:
承包人向监理工程师报告拆模建议,并取得监理工程师同意
●责任:
由于拆模不当引起砼损坏,其修补费用由承包人承担
●卸落拱架:
承包人用仪器观察拱圈挠度和墩台变位情况,并做好记录,供监理工程师查阅和控制
1.拆除期限的原则规定:
(1)拆除期限根据结构物特点、模板部位、砼所达到强度决定
1非承重侧模板:
●砼强度能保证拆模时其表面和棱角不会受损
●一般为砼抗压强度≥2.5Mpa
2芯模和预留孔内模:
●砼强度能保证拆模时不发生塌陷和裂缝现象
●拔除时间按施工技术规范确定
3钢筋砼结构的承载模板、支架、拱架:
●砼强度能承受其自重及其他可能的叠加荷载
●构件跨度≤4m,砼强度=设计强度标准值的50%
●构件跨度>4m,砼强度=设计强度标准值的75%
(2)石拱桥拱架卸落时间的要求:
1浆砌石拱桥:
●砂浆强度达到设计要求
●如无设计要求,砂浆强度达到70%
2不同跨径拱桥卸架时间要求:
●跨径<10m,宜在拱上建筑全部完成后卸架
●中等跨径的实腹式拱,宜在护拱砌完后卸架
●大跨径空腹式拱,宜在拱上小拱横墙砌好(小拱圈未砌)时卸架
3裸拱卸架:
●对裸拱进行截面强度和稳定性验算
●采取必要的稳定措施
2.拆除时的技术要求:
(1)拆除顺序:
●按设计顺序拆除
●设计无规定,遵循先支后拆、后支先拆顺序
●严禁抛扔
(2)落模设备:
●为便于支架拱架拆卸,根据结构型式、承受的荷载大小及需要的卸落量
●在支架和拱架适当部位设置相应的木楔、木马、砂筒、千斤顶等落模设备
(3)卸落程序:
●按拟定卸落程序进行,分几个循环卸完
●卸落量开始小逐渐增大
●纵向对称均衡卸落,横向同时卸落
●拟定卸落程序的注意点:
1卸落前,在卸落设备上标记每次卸落量的记号
2满布式拱架卸落,可从拱顶向拱脚依次循环卸落;拱式拱架可在两支座处同时均匀卸落
3简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落;悬臂梁先卸挂梁及悬臂的支架,再卸无铰跨内的支架
4多孔拱桥卸架,若桥墩允许承受单孔施工荷载,可单孔卸落,否则多孔同时卸落,或各连续孔分阶段卸落
5拱架卸落时,应设专人用仪器观测拱圈挠度和墩台变化情况,并详细记录;另设专人观察是否有裂缝产生
(4)墩、台模板宜在其上部结构施工前全部拆除;拆除模板,卸落支架或拱架时,不允许猛烈的敲打和强扭
(5)模板、支架、拱架拆除后,应维修整理,分类妥善存放
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