高支模高支架专项方案

（K91+000-K116+500） 

高支模高支架及预压方案

施工单位：中国建筑第七工程局有限公司

依七高速公路A2合同段三分部

二0一0年五月

依七高速公路A2合同段三分部

高支模高支架及预压施工专项方案

一、编制依据：

中华人民共和国交通部颁发的《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000、《公路工程质量检验评定标准》(土建工程)JTGF80/1-2004、《公路工程施工安全技术规程》JTJ076-95、《组合钢模板技术规程》GB50214-2001、《钢框胶合板模板技术规程》JGJ96-95等。

二、适用范围：

依七高速公路A2合同段三分部K91+000-K116+500段内的桥梁及涵洞工程高支模高支架施工及预压方案。

三、施工部署：

1、主要现场劳动力计划

1、技术准备

1）熟悉施工图纸，分析施工现场的地质、水文资料，并进行地基承载力试验，确定地基处理方法，选择合适的支架形式和模板的支撑类型，并对支架、模板系统进行受力验算。支架的布置，根据箱梁截面尺寸大小并通过计算确保强度、刚度、稳定性满足要求，计算时除考虑梁体重量外，还需要考虑模板、支架重量，施工荷载（人、料、机等），作用在模板、支架上的风荷载等。计算时还应考虑箱梁混凝土收缩、施工温度、张拉压缩对支座的影响和箱梁的挠度。

2） 编制施工方案向施工技术人员进行书面的以及技术交底和安全交底，再由分管专业技术人员向班组进行书面的二级交底和安全技术交底。

3） 施工放样，测定桥梁中心线，撒石灰线标示，并请监理工程师复核签认。

2、安全设备：防护网、防落网、防破损电线、防水照明灯。

3、支架材料：钢管、扣件、扣碗钢管支架、方木等。

4、模板材料：防水竹胶合板、对拉杆等。

5、现场准备

1）按要求对地基进行处理，地基处理根据土质情况，采取地基换填压实或者混凝土条形基础的处理方法；地基处理必须要预留横坡，做好排水系统，防止地基因浸水而下沉。

     2）施工作业人员要求

     操作工人：由现场技术人员对操作人员进行培训、技术、安全交底。做到熟练掌握支架搭设、模板支立等技术操作人员要保持稳定。

  3）在场地周围设置水沟，及时排水以降低地下水位，提高地基承载能力。

五、施工方案：

1、现浇箱梁高支架高支模及预压方案

现浇混凝土连续箱梁采用满堂碗扣支架的施工方式，其施工工艺流程见下图：

              现浇混凝土连续箱梁施工流程图

1）支架设计施工方案

（1）支架基础

墩台施工完毕后清理施工现场，在需要支架范围内的地坪用压路机进行压实，并在其上铺设20～30cm碎石土垫层和10～20cm厚C15混凝土进行硬化处理，以确保基础承载力满足施工需要。

（2）支架设计

连续箱梁现浇支架全部采用满堂扣碗钢管支架，支架立柱间距为60cm，竖向间隔1m设一道水平纵横联系杆，斜撑间距不大于4.0m，每根立杆底部设定圆盘支垫或枕木支垫，顶部采用可调式U型钢支托，以利拆模。支架顶托上用10cm×15cm方木作横向分配梁间距60cm，纵向分配梁用10×10cm方木间距25cm铺设。

扣碗支架每平米用量计算：

根据本合同段梁宽最大w=8.5米，最大跨径l=35米，高度h=6米为例，计算每平米支架用量。(支架立柱间距纵桥向为a=0.6m，横桥向为b=0.9m)

立柱纵桥向：l÷a+1=35÷0.6+1=59根；

立柱横桥向:w÷b+1=8.5÷0.9+1=11根，0.9×10＝9＞8.5m可行；

立柱总用量:59×11×h=59×11×6=34米。

每层横向联系杆：b×9=0.9×10=9米，9×58=522米；

每层纵向联系杆：a×58=0.6×58=35米，35×10=350米；

七层横、纵向联系杆合计：（522+350）×7=6104米。

考虑到支架的纵向稳定性，在纵向每3.6m设通长剪刀撑1道，在横向每隔3个钢管跨设通长剪力撑1道。

纵桥向剪力撑：每根剪力撑为√h2+3.62=7m，合计7×2×（35÷3.6）×2=272米。

横桥向剪力撑：每根剪力撑为√h2+8.12=10m，合计10×2×（35÷0.6÷4）=290米。

所有支架及连接杆件数量合计：34+6104+272+290=10560米

支架总面积为：9×35=315 m2。

平均每平方米用碗口支架数量：10560÷315=33.5m/ m2。

扣件总数为：每层纵桥向l÷a+1=35÷0.6+1=59列；每层横桥向:w÷b+1=8÷0.9+1=11排；合计59×11×7=4543套。

每平方米扣件数量为：4543÷315=15套

（3）支架搭设方案

采用人工搭设，搭设前先在基础上用墨线弹出各立柱支点的网格线，然后依据网点搭设支架立柱，确保立柱位置正确。扣碗钢支架立柱必须保证竖直；水平联系杆、斜撑等必须按设计要求设置，确保支架稳固。

满堂支架示意图

为防止模板滑移，采取在纵梁与横梁间用钯钉连接（或采用8号铁丝绑扎），横梁与木模板间采用铆钉连接，翼缘板下纵横梁和斜支撑加密等措施。（如下示意图）

（4）支架地基承载力计算

箱梁碗扣支架、方木搭设情况说明

①、钢管立柱杆纵向间距：纵向间距60cm，横向间距90cm，按梁体尺寸布置。横杆布距为60c，翼板处90cm。具体见支架布置断面图。

②、方木：10cm×15cm横向摆放，中心间距等于立杆纵间距；6cm×10cm纵向放在横方木上，中心间距25cm。

③、考虑到支架的纵向稳定性，在纵向每3.6m设通长剪刀撑1道，在横向每隔3个钢管跨设通长剪力撑1道。                                                                                                                                    

④-1、墩顶处支架、方木、地基承载力验算

   ④-1-1荷载计算

a、模板标准荷载：g1=0.3KN/m2  （按木模考虑）

b、墩顶处砼合计：8.5×1.60×1.90=25.84m3

   钢筋砼容重26 KN /m3  底模面积：8.5×1.6=13.6m2

                 g2=25.84×26/13.6= 49.4KN / m2

c、施工荷载：g3=2.5 KN /m2

d、泵送砼冲击及振捣荷载：g4=2.0 KN /m2

④-1-2梁底纵向方木验算：（10cm×10cm  间距25cm）

a、强度验算：（梁底纵向方木按简支梁考虑计算）

作用在方木上荷载 q1=（g1+ g2+ g3+ g4）×L1×L2

                   =（0.3+49.4+2.5+2）×0.6×0.25

                   =8.13KN

                 弯矩M1/2= q1L12/8

=8.13×（0.6）2/8

                    =0.37KN/m

纵向方木截面抵抗矩 W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3

方木应力σ=M1/2/W=0.37×103/1.67×10-4=2.1Mpa ≤[σ]=12 Mpa

          强度满足要求

b、刚度验算：

   方木截面惯性矩I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4

          弹性模量E=12×103Mpa

       则抗弯刚度EI=12×103×106×8.33×10-6=1.0×105N/m2

                 g合= g1+ g2+ g3+ g4 =54.2KN /m2

最大挠度fmax= g合×5×bL4/384EI

           =54.2×5×0.1×0./1.0×105×384

           =0.91×10-7﹤L1/400=0.6/400=1.5×10-3

刚度满足要求

c、梁底横向方木（10×15cm,间距60cm）刚度  强度验算

c-1强度验算

  作用在方木上荷载  q2= g合×L1×L2

                      =54.2×0.6×0.6

                      =19.512KN

              M1/2=q2×0.62/8=0.KN/m

 W=b×h2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3

           方木应力σ=M1/2/W=0.×103/3.75×10-4

                          =2.37Mpa≤[σ]=12 Mpa

    强度满足要求  

c-2刚度验算

      I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m4

      E=12×103Mpa

     EI=12×103×106×2.81×10-5=3.37×105N/m2

    最大挠度fmax= 5×g合×b×L41/384EI

               =5×54.2×0.1×0./（384×3.37×105）

        =2.7×10-8﹤L1/400=0.6/400=1.5×10-3

    刚度满足要求

④-1-3、立杆验算

      钢管规格φ48×3.5mm

a、强度验算（按轴心受压构件考虑）

每杆受荷载为：

    N=（g1+ g2+ g3+ g4+ g5）×I横×I纵

    =54.2×0.6×0.6

     =19.51KN

钢管横截面积 A=4.3mm2

则σ=N/A=19.51×103/4.3=39.87Mpa﹤[σ]=140 Mpa

 强度满足要求

b、压杆稳定验算

   钢管回转半径i=15.78mm

   立杆最大步取距为0.6m所以I0=0.6m

    长细比 λ=I0/i=0.6×103/15.78=38.023         

 则λ≤80时 纵向弯曲系数（按λ=38.023计算）

   φ=1.2-0.55×[（λ+20）/100]2=1.015

 则σ=N/φA=19.51×103/（1.015×4.3×10-6）

=39.3Mpa﹤[σ]=140 Mpa

      压杆稳定性满足要求

④-1-4、地基承载力验算

   a、单根杆所承受最大荷载pmax=19.51KN

钢管底脚应力σ=pmax/A=19.51×103/0.1×0.1

=1.95Mpa﹤Ra=8.5 Mpa

       注：Ra为20cm×20cm×20cm标准时间设计轴心抗压强度

           根据计算结果混凝土厚度取15cm

   b、单根立杆地基扩散面积A=0.6×0.6=0.36 m2

最大剪力Q=0.5 pmax

                           =0.5×19.51=9.755KN

     τmax=3Q/2bh=9.76×103×3/2×0.6×0.15

                =0.16Mpa﹤[τ] =2.16Mpa

混凝土抗剪强度满足要求

  c、地基承载力验算

单根立杆地基扩散面积  0.6×0.6=0.36m2

则地基承受力G=pmax/A=19.51/0.36=54.2Kpa

根据地基容许承载力为[σ0]=120Kpa（假设地基承载力为120 Kpa，施工时采用轻型触探仪进行检测，待结果出来后再进行比较。）

              则σ<[σ0]

地基承载力满足要求

④-2梁身处方木、支架、地基承载力验算

④-2-1荷载计算

a、模板标准荷载：g1=0.3KN/m2  （按木模考虑）

b、此部分砼合计：

402-25×2=352m3

      砼容重26 KN /m3  底模面积：8.5×83-1.6×2=702.3 m2

                 g2=352×26/702.3=13.03KN / m2

c、施工荷载：g3=2.5 KN /m2

d、泵送砼冲击及振捣荷载：g4=2.0 KN /m2

④-2-2梁底纵向方木验算：（10cm×10cm  间距25cm）

a、强度验算：（梁底纵向方木按简支梁考虑计算）

作用在方木上荷载 q1=（g1+ g2+ g3+ g4）×L1×L2

                   =17.83×0.6×0.25

                   =2.67KN

                 弯矩M1/2= q1L12/8

=2.67×（0.6）2/8

                        =0.12KN/m

 纵向方木截面抵抗矩 W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3

            方木应力σ=M1/2/W=0.12×103/1.67×10-4=0.72Mpa

                                           ≤[σ]=12 Mpa

          强度满足要求

b、刚度验算：

   方木截面惯性矩I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4

          弹性模量E=12×103Mpa

       则抗弯刚度EI=12×103×106×8.33×10-6=1.0×105N/m2

                 g合= g1+ g2+ g3+ g4 =17.83 KN /m2

最大挠度fmax= g合×5×bL4/384EI

           =17.83×5×0.1×0./1.0×105×384

           =3.0×10-8﹤L1/400=0.6/400=1.5×10-3

刚度满足要求

c、梁底横向方木（10×15cm）刚度  强度验算

c-1强度验算

  作用在方木上荷载  q2= g合×L1×L2

                      =17.83×0.6×0.9

                      =9.63KN

              M1/2=q2×L12/8

=9.63×0.62/8

=0.43KN/m

                W=b×h2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3

方木应力σ=M1/2/W=0.43×103/3.75×10-4

                     =1.146Mpa≤[σ]=12 Mpa

    强度满足要求

c-2刚度验算

      I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m4

      E=12×103Mpa

     EI=12×103×106×2.81×10-5=3.37×105N/m2

    最大挠度fmax= 5×g合×b×L41/384EI

               =5×17.83×0.1×0./（384×3.37×105）

                =0.9×10-8﹤L1/400=0.6/400=1.5×10-3

    刚度满足要求

④-2-3立杆验算

      钢管规格φ48×3.5mm

a、强度验算（按轴心受压构件考虑）

每杆受荷载为：

    N=（g1+ g2+ g3+ g4）×I横×I纵

    =17.83×0.6×0.9

     =9.63KN

钢管横截面积 A=4.3mm2

则σ=N/A=9.63×103/4.3=19.68Mpa﹤[σ]=140 Mpa

 强度满足要求

b、压杆稳定验算

   钢管回转半径i=15.78mm

   立杆最大步取距为0.9m所以I0=0.9m

   长细比 λ=I0/i=0.9×103/15.78=57.03

则λ≤80时 纵向弯曲系数

   φ=1.2-0.55×[（λ+20）/100]2=0.87

则σ=N/φA=13.05×103/0.87×4.3×10-6

          =30.66Mpa﹤[σ]=140 Mpa

      压杆稳定性满足要求

④-2-4地基承载力验算

   a、单根杆所承受最大荷载pmax=13.05KN

   钢管底脚应力

σ= pmax/A=9.63×103/0.1×0.1=0.96Mpa    根据计算结果混凝土厚度取15cm

   b、单根立杆地基扩散面积A=0.6×0.9=0.54m3

     最大剪力Q=0.5pmax

               =0.5×9.63

=4.82KN

             τmax=3Q/2bh

               =4.82×103×3/2×0.6×0.15

               =0.8Mpa≤[τ]=2.16Mpa

   砼抗剪强度满足要求

  c、地基承载力验算

      单根立杆地基扩散面积  0.6×0.9=0.54

     σ=pmax /A=9.63×103/0.54=17.83Kpa

 根据地基容许承载力为[σ0]=120Kpa

              则σ<[σ0]

地基承载力满足要求

    2）模板支护方案

模板由底模、侧模及内芯模三部分组成，一般预先分别制作成组件，使用时再进行拼装。底模模板采用15mm厚防水竹胶合板，模板的楞木采用方木6×10、10×10，6×10间距25cm，10×10间距50cm组成。

（1）预压完成后，调整支架和底模高程，并在底模上进行箱梁线形放样。

（2）内芯模施工顺序：焊接钢筋立杆→支组合底侧模板→连接纵横排架钢管扣件→顶板方木→模板铺设。

1钢筋立杆的制作：用φ14-20mm钢筋焊接在底板两层钢筋上，下面用4个2.5cm锯齿状塑料垫块作支撑，根据箱梁底板混凝土厚度，焊接一横向短钢筋支撑承担顶板荷载的竖向钢管，横向钢筋高度既是底板混凝土的顶面，用来控制底板混凝土厚度。

2底腹板倒角模板制成组件。底部支撑通过钢筋架立，根据腹板位置直接进行拼接。

3竖向钢管排架，横向间距按100-120cm、纵向间距按60cm控制，纵、横向用钢管扣件连接以增加整体稳定性和承载能力。立杆上、下均有调整螺丝，便于调整脚手架高度，每隔二道加设剪刀撑，顶部用10×10㎝方木，间距60㎝，上加10×6㎝方木，间距20㎝（示意图附后），梁两侧必须加设安全防护网，工人上架作业时必须配带安全保险带。

4模板采用防水竹胶板，或组合钢模加木板组合，模板的背肋采用方木组合，按30-40cm间距设置。

5箱室高度与宽度通过顶托丝杆调节所需尺寸，使每孔不同截面箱室高度与宽度内模材料重复使用。

6在箱梁内模的顶板上，根据施工需要设置人孔，以便将内模拆出。由于箱梁底侧模板安装后，有钢筋、预应力筋、内模等多道工序，作业时间相对较长，往往等到浇筑时，模板内有许多杂物，应采有空压机或高压水进行清理，底模板的最低处位置设置一块活动板以便进行清理。

7为便于混凝土浇筑，在箱室内模的顶板横隔板上，多留些活动板，以便混凝土浇筑。

（3）侧模

 腹板外模板可用防水胶合板，当侧模为非折线性时应加工成定型钢模板，根据梁体高度采用多道纵向方木或钢管和顶撑加固，一般情况下采用三道已经足够：

 第一道纵肋是外模板最上边一道，一般采用钢管顶在竖向方木上，其支撑用钢管扣件连接，长3m左右，后边用扣件固定外排支架上，和支架斜撑形成三角形，每道支撑间距为60-70cm。

 第二道纵肋居中，一般采用方木，支撑有顶托、钢管、扣件构成，前端用顶托顶，后端用扣件和支架系统连接。

 第三道纵肋在最底部。根据测量放样的点位，先用竹胶板条或小方木条底垫海绵条沿腹板外模板钉在底模竹胶板上，作为线性定位和导向，还可以防止底板漏浆；再备一根10cm×10cm方木纵肋顶在其后背，其支撑用钢管和可调顶托以扣件固定在支架立杆上，旋紧顶托顶牢。

  三道纵肋及支撑齐备后，根据线形要求逐根调整，旋紧顶托使其顶牢。

3）支架预压方案

地基处理后测定地基承载力，根据地基承载力进行支架荷载计算，根据满足荷载要求的支架方案，按单元体进行支架搭设，先做单元体预压试验，即先搭设单元体支架后支架预压。底、侧模安装定位前先安装好支座，按各段设计梁体荷载的120%进行预压，荷载预压采用砂袋预压的方法。

预压目的：通过预压消除支架的非弹性变形量，掌握支架弹性变形量，支架基础沉降量及稳定期所需时间等指标。

预压时间：施加预压荷载后，前三个小时每小时观测一次并做好记录，以后每三小时观测一次，并观测各点数据；预压24小时后，再次测量各测点数据。

     加载及卸载顺序：按预压荷载的0→25%→50%→100%→50%→25%→0进行加载及卸载，并测量各级荷载下的变形值。

观测方法：观测各点位置分别设在每跨的L／2、L／4及蹲位处，每断面分左、中、右三个测点，并与之相对应的下部基础位置设置测点，以观测基础沉降量；预压观测采用水准仪进行。观测点铺设完成后，加载前先测定各点高程，在前一级加载后，每隔2小时观测一次，连续两次观测沉降量差不超过3mm，进行下一级加载，按此步骤直至加载完成，最后一次加载沉降稳定后，即可卸载；加载及卸载期间按加载及卸载顺序分别测量各观测点在各级荷载作用下的下沉量及基础下沉量。在卸载后全面测得各测点的回弹量，分别计算出支架弹性值和非弹性值以及支架基础沉降值，作为箱梁模板预留量的依据。

六、质量保证体系与措施  

1、质量管理机构

质量管理领导小组是整个工程质量管理的最高领导机构，由项目经理、总工程师、副经理、安质环保部经理、工地试验室主任、工程技术部经理组成，制定整个A2合同段项目经理部三分部工程质量创优规划、方针、措施。安质环保部和试验室专职抓现场质量管理。

2、质量保证措施

1）技术交底制度

      技术交底工作是施工过程基础管理中一项不可缺少的重要工作内容，交底必须采用书面签证确认形式，具体可分为以下几方面：

1项目经理部组织分部全体人员对图纸进行认真学习。

2由分部经理牵头，组织全体人员认真学习已经批复的施工组织设计方案，并进行技术、质量、安全书面交底，列出关键分部分项工程施工要点。 

3本着谁负责施工谁负责质量、安全工作的原则，各工区工长在安排施工任务同时，必须对施工班组进行书面技术质量、安全交底，必须做到交底不明确不上岗。

4分项工程施工过程中，安排专职质检员进行每道工序自检，自检不合格不得进行下道工序施工，并通知各工区工长进行整改，确保当天问题当天整改完毕。

5安质环保部对每道工序进行不定期抽样检查，发现问题以书面形式发出限期整改指令单，各工区必须在指定期限内将整改情况以书面形式反馈到安质环保部。

2)做好施工材料质量控制措施

 做好施工材料的质量控制，并根据业主的要求选择合适的材料，我们将采取以下措施保证材料质量并满足工程要求：

①  所有采购材料由项目经理部统一招标采购，做好进货的检验和标识工作。

②  做好各种材料的质量记录和资料的整理与保存工作，做到各种证明、合格证、验收、试验单据齐全，确保其可追溯性和完整性。

3） 加强施工过程中的试验与检验

       确保各种试验的有效性和准确性，在加强试验室对本工程的各种试件的测试工作的基础上，在现场设立专职试验人员，配合试验室工作，并严格按照规范要求做好各种原材料的抽检和复检工作，认真把好质量关，用数据和分析图表配合和指导现场施工质量。

七、安全措施

1、支架安装及支模过程中严格遵守安全操作规程，如中途停歇须将安装好的支架或模板连接固定，不得有松动、架空浮搁；拆除模板、支架时应将松动的支架、模板及时运走，防止坠落伤人。

2、支架、模板安装、拆除过程中严格按照设计要求的施工步骤进行，全面检查支撑系统的稳定性，并安排专职人员现场指挥。

3、支架、模板安装、拆除过程中配备专职安全员；用于施工现场的安全帽、安全绳必须符合安全质量要求，进入现场的每个人都应佩戴安全帽，并严格按照规定佩戴。

4、施工现场使用的各种电缆、电线要定期检查，接头必须牢固，不透水，不漏点。

5、高空作业时，必须安装安全防护设施，如条件不允许时必须使用安全带，为防止物体坠落，在脚手架或高空作业区禁放工具机材料，并设置安全网和挡板。

6、吊装作业施工前对吊钩、吊绳进行检查，起吊操作人员必须进行培训，持证上岗。

7、在5级风速以上和恶劣天气情况下，尽量避开高空作业。

8、施工区域设立安全警示标志，危险区域设立安全网进行围挡。施工区域四周设立安全指示标志及导向牌。

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