某地铁站高净空大厚度板模架施工方案

高净空大厚度板模架施工方案和验算工程概况广州地铁五号线五羊邨站，站台层顶板厚度和层高分别为500mm和6300mm，设备层顶板厚度和层高分别为400mm和5900mm，站厅层顶板厚度和层高分别为1000mm和4950mm，板最大跨度为9100mm，属于高净空大厚度板。为确保模板支撑体系安全可靠，特针对模板架搭设编制专项施工方案，并对主要杆件（立杆、水平受力杆、木枋、扣件）进行承载力和变形验算。搭设方案材料选择本工程的架子采用满堂脚手架。钢管采用直径d=48mm，壁厚δ=3.5mm的钢管，有严重锈蚀、弯曲、压扁或有裂缝的钢管严禁使用，选用的扣件要有出厂合格证，禁止使用有脆裂、变形、滑丝的扣件，扣件表面应进行防锈处理，扣件活动部位应能灵活旋转，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm。脚手架的搭设首层满堂脚手架将直接搭设在已施工好的底板上。满堂架主要杆件有立杆、横杆、扫地杆和剪刀撑，由于各部位层高不同，侧墙高与厚度不同、所支撑的板厚不同，所以各层相关支撑取值不等，梁底和板底立杆间距、横杆道数具体见下表：支架间隙及横杆道数一览表部位层高梁底立杆间隙（模向/纵向）板底立杆间隙（模向/纵向）架体横杆层数站台层6300500*750600*750//750*77508设备层5900500*750750*7507站厅层4950350*750600*750//750*77506在满堂脚手架的搭设过程中，支撑楼板的钢管立杆顶部采用可调顶座。钢管脚手架连接方式采用横杆、立杆、剪刀撑通过扣件连接的方式。满堂脚手架的水平横杆采取每600～1500一道，扫地杆取距地面150~200。车站板底模木枋采用100×50的木枋，布置间距如下表：梁底板底站台层150mm200mm设备层150mm200mm站厅层100mm150mm立杆与承受木枋的水平钢管用复扣件（上下两扣件）扣牢，并在每施工段沿纵横向各设四道剪刀撑。中柱先行独立施工，可作为一个较为牢靠的支撑点，使用满堂架夹紧抱住柱子。具体做法见下图示意（个别立杆间距根据实际梁、柱、结构风道调整，但立杆布置间距不得大于本方案数据的110%）。底板模板负三层（站台层）侧墙模板布置负三层（站台层）顶板布置负二层（设备层）布置负一层（站厅层）布置搭设方案的验算计算模型的确定由于板的面积百分比最大，且为大厚度板，因此验算以板来进行。取板单元面积为a×a，厚度为h1，架高为H。（侧墙由水平横杆对撑和斜撑复合支撑，并且横杆间距与立杆间距相当，因此稳定性高于板支撑系统，在此仅以板支撑系统验算结果作为参考，侧墙木方采用50×100的规格的落叶松木枋，间距150mm。）计算模型图：荷载计算取钢筋混凝土体的自重为24kN/m3，则板底模满堂架所承受的荷载取值如下表：项目荷载标准值混凝土自重站台层板0.5m×24kkN/m3=12kN/mm2站台层梁1.2m×244kN/mm3=28.8kNN/m2设备层板0.4m×24kkN/m3=9.6kNN/m2设备层梁1.2m×24kkN/m3=28.8kNN/m2站厅层板1m×24kN//m3=28kN//m2站厅层梁1.9m×24kkN/m3=45.6kNN/m2钢筋重2kN/m2施工荷载2kN/m2模板及支架体系重重1kN/m2混凝土振捣荷载2kN/m2荷载设计值站台层板12+2+1.44×（2+1+2）=21kNN/m2站台层梁28.8+2+11.4×（2+1+2）=37.88kN/mm2设备层板9.6+2+1..4×（2+1+2）=18.66kN/mm2设备层梁28.8+2+11.4×（2+1+2）=37.88kN/mm2站厅层板28+2+1.44×（2+1+2）=37kNN/m2站厅层梁45.6+2+11.4×（2+1+2）=54.66kN/mm2支撑体系的验算：a.钢管立管的验算取各层钢管立管间距，则每根立杆承受的荷载：站台层板F=21kN/mm2×0.755×0.755＝11.811kN站台层梁F=37.8kkN/m2×0.5××0.75==14.188kN设备层板F=18.6kNN/m2×0.755×0.755＝10.466kN设备层梁F=37.8kkN/m2×0.5××0.75==14.188站厅层板F=37kN/mm2×0.755×0.755＝20.811kN站厅层梁F=54.6kkN/m2×0.355×0.755＝14.333kN工地现有标准脚手架钢管直径D=48、壁厚δ=3.5。横截面积A=489mm2钢管回转半径：r===15.78mm钢管脚手架连接方式采用横杆、立杆、斜杆通过扣件连接的方式。荷载通过底模传在木横档上，再传给钢管横杆上，横杆通过顶托传给立杆。斜杆保持整个架体的稳定。计算板板底到底板面净高尺寸H。即钢管（立杆）在竖向间隔0.6m～1.5m处加一道双向横杆（本计算取max=1.5m间隔），以保证满堂架的整体稳定性。钢管长细比：λ=Lmax/r=1500/15.78=95查《钢结构设计规范》附录三《Q235钢a类截面轴心受压构件的稳定系数φ》得受压稳定系数(折减系数)站台层板φ=0.577站台层梁φ=0.577设备层板φ=0.585设备层梁φ=0.592站厅层板φ=0.592站厅层梁φ=0.600立杆计算：按压力计算站台层板σ=N/A=11..81×10000÷4889=24..15N/mmm2＜［f］=205N/mmm2站台层梁σ=N/A=14..18×10000÷4889=28..92N/mmm2＜［f］=205N/mmm2设备层板σ=N/A=10..46×10000÷4889=21..39N/mmm2＜［f］=205N/mmm2设备层梁σ=N/A=14..18×10000÷4889=28..92N/mmm2＜［f］=205N/mmm2站厅层板σ=N/A=20..81×10000÷4889=42..561N//mm2＜［f］=205N/mmm2站厅层梁σ=N/A=14..33×10000÷4889=29..30N/mmm2＜［f］=205N/mmm2按稳定性计算站台层板σ=N/A=11..81×10000÷4889÷0.577=441.85NN/mm2＜［f］=205N/mmm2站台层梁σ=N/A=14..18×10000÷4889÷0.577=550.12NN/mm2＜［f］=205N/mmm2设备层板σ=N/A=10..46×10000÷4889÷0.585=336.56NN/mm2＜［f］=205N/mmm2设备层梁σ=N/A=14..18×10000÷4889÷0.592=448.85NN/mm2＜［f］=205N/mmm2站厅层板σ=N/A=20..81×10000÷4889÷0.592=771.89NN/mm2＜［f］=205N/mmm2站厅层梁σ=N/A=14..33×10000÷4889÷0.600=448.83NN/mm2＜［f］=205N/mmm2立杆稳定并符合受力要求，实际搭设时立杆间距不大于750mm，横杆间距不大于1500mm。钢管横担杆抗弯验算（按最大荷载验算）：横担杆上放置50×100的木枋，间距200mm以内，混凝土的荷载对横担杆受力可近似为均布荷载：2q=0.75×0.75×42kN/mm2q=11.81kN/mm2横担杆计算按多跨连续梁计算，横担杆钢管同立杆钢管，则截面惯性矩（对形心轴）为：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横担杆抗剪强度验算（按最大荷载验算）：满堂架设置，每区段长度约20米，立杆纵向步距为750mm，因此取最大五跨连续梁最横担杆钢管进行验算：σmax=Mmax/W=0.111ql2/w=0.111×11.81×7502÷(5.08×103)=145.2N/mm2＜［f］=205N/mm2横担杆抗剪计算：V=ql/A=11.81×750÷（2×489）=9.056N/mm2＜［V］=125N/mm2横担杆的挠度计算（按最大荷载验算）：y=ql4/150EI=11.81×7504÷（150×206×103×12.19×104）=1.006mm＜［y］=3mm综上所述，横担杆抗弯强度、挠度、立杆稳定性均满足要求。木枋的验算：板底、梁底木枋采用50×100的规格的落叶松木枋，按二跨连续梁计算，根据《木结构设计规范（GBJ17-88）》。计算如下：站台层板集中荷载P=(0.755×0.75×221)÷5==2.36抗弯σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.5331＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..236＜［τ］=0.2366N/mm2挠度W=Pl3/488EI=0..5＜l/300=2.55mm站台层梁集中荷载P=(0.500×0.75×337.8)÷÷7=2.003抗弯σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.4557＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..203＜［τ］=1.6N/mmm2挠度W=Pl3/488EI=0..406＜l/300=2.55mm设备层板集中荷载P=(0.755×0.75×118.6)÷÷5=2.009抗弯σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.47＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..21＜［τ］=1.6N/mmm2挠度W=Pl3/488EI=0..42＜l/300=2.55mm设备层梁集中荷载P=(0.500×0.75×337.8)÷÷7=2.003抗弯σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.4557＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..203＜［τ］=1.6N/mmm2挠度W=Pl3/488EI=0..406＜l/300=2.55mm站厅层板集中荷载P=(0.755×0.75×337)÷7==2.97抗弯σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.67＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..3＜［τ］=1.6N/mmm2挠度W=Pl3/488EI=0..59＜l/300=2.55mm站厅层梁集中荷载P=(0.355×0.75×554.6)÷÷10=1..43抗弯σm=M/Wn=（PPl/4）/（bh2/6）=0.32＜［σm］=17N/mmm2抗剪τ=P/2bh=0..143＜［τ］=1.6N/mmm2挠度W=Pl3/488EI=0..286＜l/300=2.55mm综上所述，通过验算，该支撑体系符合要求。具体搭设要求严格执行钢管脚手架搭设的有关规定，按本方案具体实施。工长应做好有关技术交底和安全交底，并严格执行“三检”制度，逐级检查层层把关。横杆的长度不宜小于三跨(考虑连系梁的作用)；横杆接长采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，即两根相邻横杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨的两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于1000mm；最好使用对接扣件，当使用旋转扣件连接时，横杆的搭接长度不应小于1m，应等间距设置三个旋转扣件固定；模板支架设置纵横向扫地杆，扫地杆应采用直角扣件固定在距地面不大于200mm处的立杆上，当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定；模板支架各层步距为600mm～1000mm；立杆的连接必须采用对接扣件连接，搭接应符合下列规定：立杆上的对接扣件交错布置，即两根相邻立杆的接头不设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开距离不宜小于1000mm；承受板底木枋的水平钢管，不得出现悬挑钢管，必须在端头补加一根立杆。当自间的立柱混凝土施工完成后，及时将满堂架和立柱连接成一个整体，以增强满堂架的整体稳定性。顶层横杆采用双扣件（即复扣）加固，防止横杆下滑；每道剪刀撑跨越立杆的根数按斜杆与地面的倾角在40°~50°之间确定；必须在模板支架外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置，中间各道剪刀撑之间净距不应大于10m；剪刀撑斜杆的接长应采用搭接，要求搭接长度不应小于1m，且采用3个（或以上）旋转扣件固定；剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横杆或立杆上；模板支架立杆每2m高的垂直允许偏差为15mm；（18）可调托及可调座丝扣伸出长度不应大于200mm。安全措施有高血压、心脏病、癫痫病、晕高、视力差等不适合进行高处作业的人员，均不得从事脚手架支搭和拆除作业；支撑架搭设好后，必须经