高支模专项施工方案.docx

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高支模专项施工方案

一、工程概述

（一）、工程基本情况

本工程为湖南岳阳南方水泥厂年产百万吨水泥粉磨站工程，位于湖南省岳阳县鹿角镇，是由湖南岳阳南方水泥有限公司兴建，湖南省材料研究设计院有限公司设计；在本工程水泥均化库分部工程中出现了7.85米高的高支模。

（二）、模板支撑概述

本施工方案针对这个高支模进行了详细的设计。

为了确保模板系统有足够强度、刚度和稳定性，模板支撑系统采用￠48×3.5扣件式钢管满堂模板支撑，楼板、粱底（侧）模板采用18厚夹板，搁滥、托梁均采用80×80木方，通过调整上托来调节模板支撑的高度。

在模板支撑的搭设过程中，应充分利用已经浇注好的的建筑结构，如柱子等，用四根钢管夹紧柱子，并与模板支撑立杆用扣件连接，形成井字形结构，使模板支撑与之进行可靠连接，以增加模板支撑的整体稳定性。

本施工方案应有公司技术负责人及安全技术负责人审批同意，在报监理单位审批通过后，组织专家组论证，论证通过完善后，在根据完善后的施工方案进行施工。

二、编制依据

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；

2、《木结构设计规范》GB50005-2003；

3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；

4、《建筑施工手册第三版》，中国建筑工业出版社，2003.03出版；

5、《建筑计算施工手册》，中国建筑工业出版社，2001出版；

6、《混凝土结构工程施工质量规范》GB50204-2002；

7、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；

8、本工程设计图纸。

三、地基条件

本工程高支模立杆支撑在水泥磨房设备基础及承台梁柱上，高支撑立杆下垫150×150×8mm钢板作立杆竖向受力面。

四、模板支撑体系

（一）、模板支撑系统设计的各项荷载

1、模板及支撑系统自重；

2、新浇注混凝土自重；

3、钢筋自重；

4、施工人员及施工设备荷载；

5、振捣混凝土时产生的荷载；

6、新浇注混凝土对模板侧面的压力；

7、倾到混凝土时产生的水平荷载；

8、根据《建筑施工手册第三版》，参与模板支撑系统荷载效应组合的各项荷载：

模板类别

参与组合的荷载项

计算承载能力

验算刚度

楼板模板支撑

1，2，3，4

1，2，3

梁模板支撑

1，2，3，5

1，2，3

（二）、各项荷载标准值

荷载项目

荷载标准值

1.模板及支撑系统自重

木模板

0.75KN/㎡

2.新浇注混凝土自重

24KN/M3

3.钢筋自重

楼板模板

1.1KN/M2

梁模板

1.5KN/M3

4.施工人员及施工设备荷载

2.5KN/㎡（小楞）；1.0KN/㎡

5.振捣混凝土时产生的荷载

水平面模板

2.0KN/㎡

垂直面模板

4.0KN㎡

6.新浇注混凝土对模板侧面的压力

按公式计算

7.倾到混凝土时产生的水平荷载

用容量小于0.2M3的运输器具送料

2KN/㎡

用容量为0.2~0.8M3的运输器具送料

4KN/㎡

用量大于0.8M3的运输器具送料

6KN/㎡

说明：

根据《建筑施工手册第三版》

1.计算模板及直接支撑的小楞时，对均布荷载取2.5KN/㎡，另应以集中荷载2.5KN在进行验算，比较两者所得的弯矩值，按大者采用；

2.计算支架立柱及其他支撑结构构件时，均布荷载取1.0KN/㎡。

（三）、设计模板支撑系统时的各项荷载分项系数

计算模板及其支撑时的荷载设计值，应采用荷载标准值乘以相应的荷载分项系数求得，荷载分享系数应按下表采用。

项次

荷载类别

荷载分项系数

1

模板及支撑自重

1.2

2

新浇注混凝土自重

1.2

3

钢筋自重

1.2

4

施工人员及施工设备荷载

1.4

5

振捣混凝土时产生的荷载

1.4

6

新浇注混凝土对模板侧面的压力

1.2

7

倾倒混凝土时产生的水平荷载

1.4

（四）、模板支撑材料

模板支撑系统所用材料应经过有关部门检测合格方可使用，材料的容许应力以检测㎡结果为准。

本工程用与模板支撑系统的钢管采用3号钢，其抗弯强度设计值[@]=205N/m㎡。

木材选用松木，含水率不大于15%，其力学性能为：

E=9000N/m㎡,抗剪强度为：

fv=1.4N/m㎡,抗弯强度为：

fm=13N/m㎡.具体材料性能见下表：

本工程各材料力学性能

材料名称

自重

抗弯强度设计值（N/m㎡）

抗剪强度设计值（N/m㎡）

弹性模量

（N/m㎡）

截面抵抗矩（cm3）

惯性矩（cm4）

φ48×3.5mm

3.84kg/m3

205

无

2.06×105

5.08

12.19

18mm厚胶合板

10kn/m3

13

1.4

6500

无

无

80×80mm木枋

10kn/m3

13

1.4

9000

83.33

343.33

φ12mm螺栓

无

抗拉强度：

170

无

无

无

无

注：

考虑到搭设模板支架的钢管会有不同程度的腐朽和磨损，本方案在计算时所采用的钢管计算为φ48×3.0mm,根据计算得：

A=424m㎡。

（五）、初步设计

本工程模板支架钢管选用φ48×3.5；立杆采用顶部带可调上托的钢管，在主次梁底立杆纵向间距为1.0米、横向间距1.1米，组成一个1.0m×1.1m的满堂模板支架；楼板的最大间距为1.1m×1.1m的满堂模板支架；大横杆间距为1.4米，平板模用18mm夹木板，铺设在搁栅上，搁栅两头搁置在托梁上，搁拦断面80×80mm，间距300mm,托梁断面80×80mm,间距1100mm。

（六）、楼板模板支撑体系验算

1.楼板面板计算（100mm厚）

面板为受弯构件，需要验算其抗弯强度、抗剪强度和扰度等，面板按四跨梁计算。

荷载计算：

底模18mm厚板自重：

1.2×10×1.2×0.018=0.259KN/m

混凝土自重：

1.2×25×1.2×0.1=3.6KN/m

钢筋自重：

1.2×1.1×1.2×0.1=0.158KN/m

施工荷载按2.5KN/㎡计得：

1.4×2.5×0.30=1.05KN/m

泵送垂直荷载按4KN/㎡计得：

1.4×4×0.30=1.68KN/m

振捣混凝土荷载按2KN/㎡计得：

1.4×2×0.30=0.84KN/m

总荷载为：

7.59KN/m

计算简图如下：

（1）验算底模板抗弯强度

查静力计算手册：

Mmax=0.121ql2=0.121×7.59×0.32=0.0826KN.M

WN=bh2/6=1200×182/6=64800mm3

F=Mmax/Wn=0.0826×106/64800=1.27N/m㎡∠FM=13Nm㎡

（2）抗剪强度验算

查静力手册得：

Wmsx=0.62ql=0.62×7.59×0.3=1.41KN

Tmax=3Vmax/2bh=3×1.41×103/（2×1200×18）

=0.10N/m㎡

（3）扰度验算

验算扰度时，采用荷载标准值，且不考虑振捣混凝土的荷载。

q=10×1.2×0.018+25×1.2×0.1+2.5×0.3+1.1×1.2×0.1=4.1KN/m

ω=0.967ql4/100EI=0.967×4.1×3004/（100×7500×1/12×1200×18）=0.08mm∠[W]=300/400=0.75mm

2、搁栏枋木计算（80×80mm）

考虑到一般的木枋长度为2米，则木方有一端为悬臂900mm和两端各悬臂450两种形式，取最不得形式进行计算即一段悬臂900mm进行验算：

计算简图如下：

木枋自重q’=0.064/M

所以均布荷载：

Q=7.59+0.064=7.6544KN/M

查静力手册得：

Mmax=0.125ql2（1-0.92/1.12）2=0.125×7.59×1.12（1-0.92/1.12）2=0.607KN.m

Vmax=qm=0.9×7.59=6.83KN

最大支座力N=0.5ql（1+m/l）2=12.6KN

W=bh2/6=83.33㎝

I=bh3/12=341.33㎝

（1）抗弯强度验算

F=Mnax/wn=0.607×106/83.33×103=7.28N/m㎡∠FM=13N/m㎡

（2）抗剪强度验算

Tmax==3Vmax/2bh=3×6.83×103/（2×80×80）

=1.33N/m㎡∠fv=1.4N/m㎡

（3）挠度验算

验算挠度时，采用荷载标准值，且不考虑振捣混凝土的荷载。

q=4.1+0.064=4.164KN/m。

ω=qml4/24EI（4m2/l2+3m3/l3-1）=3.2mm∠[W]=1/250=4.8mm

所以木枋满足要求。

3、托梁计算（80×80mm）

虑到一般的木枋长度为2米，则木方有一端为悬臂900mm和两端各悬臂450两种形式，取最不得形式进行计算即一段悬臂900mm进行验算：

计算简图如下：

集中荷载取木方的支座力：

N=12.6KN（间距300mm）

均布荷载取托梁自重：

Q=0.064

查静力计算手册得：

Mmax=0.5qm2+0.175Nl

=0.5×0.064×0.92+0.175×12.6×1.1=0.85kn.m

Vmax=qm+0.375N=0.064×0.8+0.375×12.6=4.776KN

（1）抗弯强度验算

F=Mmax/Wn=0.85×106/83.33×103=9.2N/m㎡∠fm=13N/m㎡

（2）抗剪强度验算

Tmax=3Vmax/2bh=3×4.15×103/（2×80×80）

=0.97N/m㎡∠fv=1.4n/m㎡

（3）扰度验算

W1=0.521ql4/100EI=0.1mm

W2=1.466fl3/100WI=3.0mm

W=W1+W2=3.1mm∠[w]=1200/250=4.8mm

所以托梁满足要求。

4、楼板支撑计算

计算单元如下图：

荷载计算：

底模18mm厚板自重：

1.1×10×1.0×0.018=0.02KN/M

混凝土自重：

1.1×25×1.0×0.1=2.75KN/M

钢筋自重：

1.1×1.1×1.0×0.1=0.158KN/M

施工荷载按2.5KN/㎡计得：

1.1×2.5×1=2.75KN/M

泵送垂直荷载按4KN/㎡计得：

1.1×4×1=4.4KN/M

振捣混凝土荷载按2KN/㎡计得：

1.1×2×1=2.2KN/M

木枋自重：

0.064×3=0.192KN/M

托梁自重：

0.064KN/M

所以总荷载为：

Q=12.54KN/M

架体每米高度一个立杆纵距的自重gk1=0.1248KN/M

H=10.1M

Ngik=H×gk1=10.1×0.1248=1.26KN

立杆承受的总荷载为：

12.54+1.26=13.8KN=13800N

1立杆验算

1.立杆强度验算：

Q=N/A=13800/424=424=32.55N/m㎡∠F=205N/mm2,安全。

2.立杆稳定性计算：

N/（A）≤F

N——计算立杆最大垂直力设计值；

∮——轴心受压构件的稳定系数，根据长细比查规范JGJ130—2001附录C取值；

根据规范JGJ130—2001第6.6.2条规定：

立杆计算长度10=h×2a

式中：

h—立杆步距；

a-模板支架立杆伸出顶层横向水平中心线至模板支撑点的长度。

所以，10=h+2a=1400+2×100=1600

长细比：

λ=l0/i=1600/15.78=101.4

查规范JGJ130-2001附录C，∮=0.578

A=立杆的截面面积，钢管取48×3mm，根据计算得A=424mm2

立杆稳定性验算：

N/（∮A）=13800/（0.578×424）=56.31N/mm2∠F=205N/mm2

所以支撑满足要求

（七）、梁模板支撑体系验算

模板支架的钢管选用φ48×3.5；立杆采用顶部带可调上托的钢管，立杆纵向间距为1.0米，横向间距为1.0米，组成一个1.0m×1.0m的满堂模板支架；大横杆间距为1.4米，平板模用18mm夹板，铺设在搁栏上，搁栏两头搁置在托梁上，搁栏端面80×80mm，间距250mm,托梁段面80×80mm,间距1.0mm.具体布置形式见附图。

1、梁底板验算

梁底板为受弯构件，需要验算其抗弯强度、抗剪强度和扰度等，底板按四跨梁计算。

荷载计算：

底模18mm厚板自重：

1.2×10×0.25×0.018=0.045KN/m]

混凝土自重：

1.2×25×0.25×1=7.5KN/m

钢筋自重：

1.2×1.5×0.25×1=0.45KN/M

施工荷载按2.5KN/㎡计得：

1.4×2.5×0.25=0.875KN/m

泵送混凝土荷载按4KN/㎡计得：

1.4×4×0.25=1.4KN/m

振捣混凝土荷载按2KN/㎡计得：

1.4×2×0.25=0.7KN/m

所以总荷载为：

q=10.97KN/m

计算简图如下：

（1）验算底模强度

查静力计算表得：

Wn=bh2/6=250×182/6=13500mm3

Mmax=0.121ql2=0.121×10.97×0.252=0.119KN.m

F=M/Wn=0.119×106/13.5×103=8.81N/mm2∠FM=13N/mm2

（2）抗剪强度验算

Vmax=0.62ql=0.62×10.97×0.3=2.04KN

Tmax=3Vmax/2bh=3×2040/（2×250×18）=0.68N/mm2∠FV=1.4N/m㎡

（3）扰度验算

验算扰度时，采用荷载标准值，且不考虑振捣混凝土的荷载。

q’=10×0.25×0.018+25×0.25×1+2.5×0.25=6.92KN/m

W=0.967×（ql4/100EI）

=0.967×（6.92×3004）/（100×7500×1/12×200×183）

=0.74mm∠[W]=1/200=1.5mm

所以梁底模板满足要求。

2、梁侧模板计算

（1）侧压力计算

梁的侧模板强度计算，要考虑振捣混凝土十产生的荷载及新浇注混凝土对模板侧面的压力，并乘以分项系数的1.2

模板的最大侧压力F，取以下二式中的最小值；

F=0.22rtb1b2.v

F=24h

其中：

r-混凝土的重力密度（KN/M3）

V-混凝土的浇注速度（m/h）,取2m/h;

To-新浇混凝土的初凝时间（h）

To-200/（t+15）（T为混凝土的温度℃），取2；

H-混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m）

B1-外加剂影响修正系数，取值为1（不掺加外加剂）

B2-混凝土坍落度影响修正系数，取值为1.15

（坍落度在11-15cm时）

F=0.22×25×2×1×1.15×√2=17.84KN/㎡

F=24×1=24KN/㎡

振捣混凝土时产生的侧压力为4KN/㎡

泵送水平荷载为2KN/㎡

总侧压力q1=1.2×24+1.4×4+1.4×2=37.2KN/㎡

立档间距为300mm,所以侧模跨度为0.3m的多等跨连续板，按四跨连续梁计算。

其线荷载q=0.7q1=26.04KN/m,计算简图如下：

（2）验算抗弯强度

Mmax=0.121ql2=0.121×26.04×0.32=0.284KN.m

F=Mmax/Wn=0.284×106/[（1000/6）×182]

=5.26N/m㎡∠fm=13N/mm2（满足要求）

（3）验算抗剪强度

Vmax=0.62ql=0.62×26.04×0.3=4.84KN

Tmax=3Vmax/2bh=（3×4840）/（2×1000×18）=0.4N/mm2

∠F=1.4N/mm2（满足要求）

（3）验算挠度

验算扰度时，采用荷载标准值，且不考虑振捣混凝土的荷载。

q=0.7×（24+4+2）=21KN/m

WA=（0.967ql）/100EI

=（0.967×30×3004）/（100×7500×1000×183/12）

=0.64mm∠[W]=1/200=1.5mm（满足要求）

3、梁侧板木方验算

梁侧板木方的线荷载q=0.3q1=11.16KN/m,按单跨悬臂梁计算，计算见图如下；

查静力计算手册得：

Mmax=0.5ql2=0.5×11.16×0.352=0.68KN.m

Vmax=ql=11.16×0.3=3.35KN

W=bh2/6=83.33㎝3

I=bh3/12=341.33㎝4

（4）验算抗弯强度

F=Mmax/Wn=0.68×106/（83.33×103）

=8.16N/m㎡∠fm=13N/mm2

（3）验算抗剪强度

Tmax=3Vmax/2bh=（3×3350）/（2×80×80）=0.785N/mm2

∠F=1.4N/mm2

（5）验算挠度

验算扰度时，采用荷载标准值，且不考虑振捣混凝土的荷载。

q=0.3×（24+4+2）=9KN/m

ω=（0.129ql4）/24EI

=（0.129×9×3004）/（24×7500×1000×183/12）

=0.11mm∠[W]=1/200=1.2mm

所以木方满足要求。

4、穿梁螺栓计算

布置原则为：

每个竖向截面布置二道，且第一道距梁底为350mm,第二道距梁底700，间距为600mm。

计算公式：

N∠[N]=FA

其中：

N-穿梁螺栓所受的拉力

A-穿梁螺栓的有效面积（mm2）

F-穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170N/n/mm2

穿梁螺栓承受的最大拉力为：

N=0.6Q=17.14

N=17.14×0.3/2×（1+0.3/0.3）=10.28KN

选取φ12穿梁螺栓，@600mm,则穿梁螺栓的有效面积A=76mm2

[N]=fA=0.17×76=12.92KN

N∠[N],满足要求。

5、梁底搁栏枋木计算（80×80mm）

支架支顶上搁栏枋木为80×80mm,他上部荷载有枋木、梁模板自重，钢筋、混凝土荷重等。

荷载计算：

钢筋混凝土梁自重：

q=（25+1.5）×1×0.25=6.625KN/m

模板的自重线荷载（模板自重0.33KN/㎡）

q2=0.33×0.25×（2×1+0.3）/0.3=0.63KN/m

活荷载包括施工荷载、振捣荷载、泵送荷载：

P=（2.5+2+2）×0.25×0.3=0.49KN

考虑到梁两侧部分楼板荷载集中力的方式向下传递：

集中力：

F=1.2×（25+1.1）×0.8×0.1=1.69KN

均布荷载为：

q=q1+q2=1.2（6.625+0.63）=8.71KN/m

集中荷载为：

P=1.4×0.49=0.69KN

计算简图如下

查静力计算表得：

Mmax=p1/4+0.5F+0.125q12

=0.69×1/4+0.5×1.69+0.125×6.75×0.32=1.03KN.n

通过内力计算可得：

Vmax=（2F+p+q1）/2

=（2×1.69+0.38+6.75×0.3）/2=2.895KN

最大支座力为N=2Vmax=5.79KN

（1）验算枋木的抗弯强度：

F=Mmax/Wn=1.03×10/83.33×10=12.36∠fm=13N/mm2

（2）抗弯强度验算：

Tmax=3V/2bh=（3×2895）/（2×80×80）=0.68N/mm2∠f=1.4N

（3）扰度验算

W=pl/48el+f0.51（312-4（0.51）2）/24EI+5QI/384EI=3.89mm∠[w]=1/250=4.8mm

所以满足要求。

6、梁底托梁计算（80×80mm）

考虑到一般的木方长度为2米，则木枋有一端为搭接，所以按单跨梁进行验算：

计算简图如下：

集中荷载取木枋的支座力：

N=5.79KN（间距300mm）

均布荷载取托梁自重：

Q=0.064KN/m

查静力计算手册得：

Mmax=0.5qm2+0.175Nl=0.5×0.064×0.92+0.175×5.79×1.1

=1.14KN.M

Vmax=0.5ql+0.375N=0.5×0.064×1.1+0.375×5.79=2.19KN

（1）验算枋木的抗弯强度：

F=Mmax/Wn=1.14×10/83.33×10=12.86∠fm=13N/mm2

（2）抗弯强度验算：

Tmax=3V/2bh=（3×2190）/（2×80×80）=0.51N/mm2∠f=1.4N

（3）扰度验算

I=bh3/12=343.33mm3

W=0.521×0.064×9004/100EI+1.466×5.32×103×9003/100EI

=3.1mm∠[w]=1/250=4.4mm

所以满足要求。

7、梁支撑验算

其支撑的荷载是梁的荷载（包括梁底模板荷载和梁侧两边部分楼板模板荷载）和支撑系统自重，计算单元如下：

a.梁底模板横向每米长度上的荷载为：

模板自重：

（0.5+0.35+0.5+1.0）×10×0.018×1.2=0.497KN/m

混凝土自重（0.575×0.35+0.6×0.2+1.0×0.1）×25×1.2=10.2KN/m

钢筋自重：

（0.575×0.35×1.5+0.6×0.2×1.5+1.0×0.1×1.1）×1.2=0.574KN/m

振捣混凝土产生的荷载：

1.0×2.0×1.4=2.8KN/m

垂直荷载共计=（0.497+10.2+0.574+2.8）=14.07KN/m

梁底模板（包括梁底模板荷载和梁侧两边部分楼板模板荷载）纵向间距为1米，所以每根立杆支撑荷载为：

14.07×1=14.07KN

架体每米高度一个立杆纵距的自重Gk1=0.1248KN/m

H=10.1M

Ngik=h×gk1=10.1×0.1248=1.26KN

立杆承受的总荷载为:

14.07+1.26=15.33KN=15330N

1立杆验算

1.立杆强度计算:

￠=N/K=15330/424=36.16N/m㎡,安全.

2.立杆稳定性计算:

N（∮A）≤F

N------计算立杆最大垂直力设计值:

∮-----轴心受压构件的稳定系数,根据长细比R查规范JGJ130-2001附录C取值:

根据规范JGJ130-2001第5.6.2条规定:

立杆计算长度1o=H+2a

式中:

H=立杆步距;

A=模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度.

所以,lo=h+2a=140+2×24=188

长细比:

R=lo/i（钢管回转半径）=188/1.58=119,

查规范JGJ130-2001附录C,∮=0.417

A-----立杆的截面面积,截面取48×3mm,根据计算得:

A=424mm2立杆稳定性计算:

N/（∮A）=15330/（0.417×424）=86.7N/m㎡＜f=205N/mm2

所以满足要求.

（八）、地基抗压冲切承载力验算

根据规范GB5007-2002可知,受冲切承载力计算公式为:

N≤0.7Bhpf1amho

其中:

N-上部结构传直基础顶面的轴向力设计值:

Bhp-