模板及支架设计方案

一、工程概况

油~中区间明挖隧道全长658.862m，其中明挖暗埋段长318.862m，引道长340m，结构净宽4.9~10.2m，最小净高5.16m。采用明挖法施工，主体采用现浇钢筋混凝土结构。为了确保主体现浇钢筋混凝土的施工的质量与安全，现对模板及支架结构进行设计。

二、编制依据及设计要求

1、主体结构施工设计图纸。

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2001（2002年版）。

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。

4、《土木工程施工手册》。

5、保证工程结构和结构各部分形状尺寸和相互位置的正确。

6、具有足够的承载力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇筑砼的自重和侧压力，以及在施工过程中所产生的荷载。

7、构造简单、装拆方便，并便于钢筋的绑扎、安装和砼的浇筑，养护。

8、侧壁板水平施工缝设置在底板顶面以上500处。

9、模板的接缝不漏浆。

三、结构选型

本方案采用满堂红扣件式钢管（φ48x3.5mm）脚手架，纵横向加设斜支撑作为受力结构，间距为0.7m*0.7 m *0.6 m（横向间距*纵向间距*竖向间距）。模板采用表面光洁的建筑用木模板（酚醛胶）（18mm厚）。根据总体施工进度计划安排，共投入两套模板及支撑系统，每套模板满足一次能够施工30m主体结构。支架的具体布置形式见附图。

四、结构选材

钢管采用Q235焊接钢管，钢管之间靠扣件连接，钢管呈90度交叉连接采用直角扣件，钢管呈任意角度交叉连接采用回转扣件，钢管与钢管接长采用对接扣件，钢管顶部及侧墙位置钢管端部安设可调式“U”型支托搁置横杆，横杆采用120 mm×120mm方木、肋条采用50 mm×100 mm方木，面板采用建筑用木模板（酚醛胶）（18mm厚）满铺，横杆竖向间距0.6m,纵向间距及横向间距均为0.7mm，肋条间距0.2m。

五、荷载计算

1 顶板荷载：模板自重、新浇砼自重、钢筋自重、砼振动时产生的荷载：

（1）恒载

a.模板自重：取0.75kN/m2

b.新浇筑砼自重：取24 kN/m3 即24×0.8=19.2kN/m2

c.钢筋自重： 取1.1kN/m 3 即1.1×0.8=0.88 kN/m 2

（2）活载

a.砼振动时产生的荷载： 取2.0 kN/m 2

b.施工人员及施工设备施加的荷载： 取1.0 kN/m 2

（3）支架设计荷载为：（0.75+19.2+0.88）×1.2+（2.0+1.0）×1.4=29.2kN/m 2 2 侧墙荷载：新浇筑砼对侧墙荷载、倾倒砼及浇捣混凝土时产生的水平荷载：

（1）恒载

新浇砼对侧墙模板压力取以下两式的较小值：

F=0.22γc t 0ββV 1/2

F=γc H

式中：F —新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m 2）

γc =24kN/m 3

t 0=200/(20+15)=5.7h （t 0为新浇混凝土的初凝时间）

β1=1.2 （外加剂影响系数）

β2=1.15 （混凝土坍落度影响系数）

v =1.5m/h

F=0.22γc t 0ββV 1/2=50.9kN/m 2

F=γc H =24.0×6.0=144kN/m 2

取其较小值为F =50.9kN/m 2

（2）活载

倾倒砼时产生的水平荷载：取4.0kN/m 2

（3）侧墙模板侧压力设计荷载为：

F =50.9×1.2+4.0×1.4=66.68kN/m 2

六、模板承载力验算:

对砼表面按外露面验算模板,按规定模板变形值不得大于模板构件计算跨度的1／400，按三跨连续梁简化计算。

1 侧墙模板验算：

内楞间距取200mm,模板采用18mm 厚建筑用木模板,取1000mm 宽为计算单元。 q=66.68kN/m 2*1.0m=66.68kN/m ；

① 按强度计算：M=q 1l 2/10=[f m ]bh 2/6

l 1=12610q bh f m =68

.66618100013102

⨯⨯⨯⨯= 324.5mm ② 按刚度计算：ω=q 1l 4

/（150*EI ）=[ω]=1/400

l 1=31400150q EI =33312

*68.66*40018*1000*10*5.9*150=296mm ＞l=200mm 。 满足要求。因顶板荷载比侧墙荷载小的多，顶板变形同样满足要求。

2、内楞验算

外楞间距取600mm ，木内楞规格为50*100mm,间距取200mm 。荷载：q=66.68*0.2=13.34kN/m

① 按内楞强度计算：

l 2= 12610q bh f m =34

.13*6100*50*13*102

=901.16mm 。 ② 按刚度计算：ω=q 1l 4/（150*EI ）=[ω]=1/400

l 2=3*3.15q

I =312*34.13100*100*100*50*3.15=1038mm ③ 按抗剪强度计算:

最大剪力的计算公式如下：

Q = ql/2 + P/2

截面抗剪强度必须满足：

T = 3Q/2bh < [T]

P=1.4*4*0.6*0.2=0.672 kN

其中最大剪力： Q = 0.600×13.34/2+0.672/2 = 4.338 kN ；

截面抗剪强度计算值 T = 3 ×4338/(2 ×50.000 ×100.000) = 1.3N/mm 2； 截面抗剪强度设计值 [T] = 1.300 N/mm 2；

方木的抗剪强度为1.3等于 1.3 ，满足要求

3、外楞验算

侧墙荷载远大于顶板荷载，侧墙托卡间距取700*600mm,外楞规格为120mm*120mm,外楞间距取600mm 。

荷载：q=0.6*66.68=40kN/m;

① 按强度计算:

l 3 =12610q bh f m =40

612013103

⨯⨯⨯= 967mm ② 按刚度计算:

l 3=31400150q EI =34340

12400120105.9150⨯⨯⨯⨯⨯ =1155mm

托卡竖向间距600mm ，纵向间距 700mm ＜967mm ，满足要求。

七、立杆的稳定性计算: