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实训楼大跨度梁专项施工方案南昌市职业教育中心实训楼工程
江西宏盛建业集团有限公司
SJG 82-2020 政府投资学校建筑室内装修材料空气污染控制标准.pdf南昌市职业教育中心实训楼项目部
第1部分 工程概况 3
第2部分 编制依据 4
第3部分 工程目标 4
第4部分 施工组织机构 4
第5部分 高支撑架模板施工工艺 5
第二节设计计算书 10
第三节施工要求与技术交底 20
第6部分 混凝土专项施工工艺 28
第7部分 危险源分析与预防控制措施 32
第8部分 大跨度梁施工安全措施 33
第9部分 大跨度梁专项工程监测 38
第10部分 应急预案 40
南昌职业教育中心数控实训中心位于南昌经济技术开发区,建筑面积8100.98㎡,共6层结构顶板高度为23.6m,建筑总高度26.4m。该工程结构形式框架结构。其中③~⑨/A~E轴部位为高支高跨结构,结构标高9.6m,混凝土强度等级为C40,楼板厚度为180mm。此高支段有跨度为20.7m的850*2100框支梁。且有250*700mm框架梁,250*550mm、250*600mm次梁。简图如下
支架基础情况:本次高支模支架基础可靠,全设置在已浇筑的300厚C25混凝土地面上。
高支模周边构件对满堂架能提供的约束情况:东西两侧楼层混凝土已浇筑,可利用其梁、柱作为满堂架约束构件,南、北侧可利用框支柱作为约束构件。
江西省设计研究总院出的《南昌市职业教育中心实训楼结构施工图纸》;
设计院出的本工程本部位的设计图纸及已经批准的施工组织设计;
参考书《建筑施工计算手册》、《建筑施工手册》。
国家和行业颁布的有关现行施工规范和标准。
1、杜绝重大伤亡事故,控制月轻伤频率在1.2‰以内。
2、杜绝满堂架坍塌事故。
1、钢管宜采用力学性能适中的Q235A(3号)钢,其力学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》中Q235A钢的规定。
2、钢管选用外径48mm,壁厚3.5mm的钢管。立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6m,小横杆长度统一为1.5m。
4、扣件与钢管的贴合面必须严格整平整,应保证与钢管扣紧时接触良好,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。
5、扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。
6、钢管及扣件报废标准:钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀;扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。
7、钢管及扣件表面应进行防锈处理。
8、模板采用1220mm×2440mm×18mm胶合板,木枋规格60×80mm。
9、施工前应按要求向架子工作好技术交底。人员变动后应重新交底。交底工作由项目安全主管、安全员、架子班长分级负责。
二、架体构造及布置基本参数
三层中间(③~⑨/A~E轴)结构层高9.6m,结构面积20.7*43.2m2,其上为180厚有梁楼板,梁截面主要为250×700、250×600、850×2100等。
1、楼板立杆间距为1000mm×1000mm,对于梁宽250且梁高不大于700的梁下立杆间距为1000mm×1000mm,对于梁宽为850且梁高为2100的梁下立杆间距为300mm×1000mm并在梁下中间位置增加一根立杆支撑到梁底;纵横水平杆步距为1500mm,顶层步距根据梁高进行调整,不大于1500,纵横向搭设扫地杆,扫地杆距地为200㎜。具体参见表4
2、楼板底底采用60×80×2000mm的木枋,木枋长度顺着结构宽度方向摆放,木枋上满铺18厚胶合板。60×80×2000的木枋背楞应垂直均匀放于水平钢管之上且间距不大于300mm。对于梁宽大于300且梁高大于600的梁的梁下木枋间距不大于250mm;梁侧竖木枋的间距不大于300mm。梁高大于600mm的梁侧设置一道对拉螺杆,螺杆横向间距不大于600mm,梁高为2100mm的梁侧设置三道对拉螺杆,对拉螺杆纵横向间距不大于500mm,对拉螺杆距梁底梁端300mm起。
3、水平杆、扫地杆各接头位置应错开,保证同一水平(垂直)面不大于50%。
4、梁板底采用双扣件连接。
5、梁、板下的支撑钢管架用横杆相连,满堂架内每2跨设置向水平剪刀撑,每4排立杆设置纵横向剪刀撑。剪刀撑搭接时搭接长度应大于1米,在搭接范围内等间距设三个旋转扣件且扣件距端部不大于100mm。剪刀撑与立杆或横杆交叉时应使用旋转扣件进行固定。
(3)满堂架立杆间距及参数表
高支模满堂架立杆间距表(含双扣件要求)
梁侧两立杆控制间距mm
梁跨度方向立杆控制间距mm
梁底增设双立杆,梁底双扣件
表中尺寸为限制尺寸,施工时立杆间距控制在表中数据以内即可满足承重要求。
低于1000的梁,立杆间距控制在800×800范围内,梁两侧立杆间距控制在900范围,单扣件。
高支模满堂架立杆间距表(双扣件要求)
表中尺寸为限制尺寸,施工时立杆间距控制在表中数据以内即可满足承重要求。
1)、满堂架布置示意图
说明:本部位高支模施工区域满堂架立杆间距根据上述表3、4数据结合结构特点绘制的支撑布置简图,实际施工过程中,如因实际现场调整时,立杆间距及扣件参数满足上述表3、4即可满足要求。
说明:本图用于梁高在600~700范围内梁侧加固。
说明:本图用于梁高为2100梁侧加固。
高支模架必须与本范围及与之紧相邻的柱进行有效的连接,加强架体的整体性。其做法见下图示意。
与柱连接按步距进行设置
以标高9.6m的框支梁Kzl5(1)其截面为850*2100㎜为例进行计算,模板支架搭设高度为9.6米,基本尺寸为:梁截面B×D=850*2100㎜,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.50米,立杆的步距h=1.50米,梁底增加2道承重立杆。面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照多跨连续梁计算。作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
fc=10N/mm2(顺纹抗压)
fv=1.4N/mm2(顺纹抗剪)
fm=13N/mm2(抗弯)
E=9000N/mm2(弹性模量)
底模验算(选用18mm厚)
模板的自重线荷载:0.35×0.5×(2.1+2.1+0.85)/0.85=1.039KN/m
钢筋混凝土自重:25×2.1×0.5=26.25KN/m
施工活荷载(1+2)×0.85×0.5=1.275KN/m
均布荷载q=1.2×26.25+1.2×1.039=32.747kN/m
集中荷载P=1.4×1.275=1.785kN/m
水平面模板2.0×0.85×1.4×0.5=1.19KN/m
垂直面模板4.0×2.1×1.4×0.5=5.88KN/m
计算底模支撑时,不考虑振捣混凝土荷载的垂直面模板的作用力,则荷载合计:q1=35.722KN/m
考虑到本工程层高较高,再加上使用布料机来进行砼施工,故荷载不予折减。
②大跨梁抗剪强度验算,框支梁宽850并且梁底5根通枋,18厚底模抗剪强度以4跨连续梁计算,跨度为l=200,且取1m单元长度进行计算,
剪力系数Kv=0.607
V=0.607ql=0.607×35.722×0.2=4.337KN
=3×4.337×103÷(2×2100×18)
=0.172N/mm2 荷载取标准值,不包括振捣混凝土荷载和施工人员荷载,则q1=32.747KN/m,挠度系数Kw=0.632 ω=Kwql4÷(100EI)=0.632×32.747×2004÷(100×9000×1000×183×1/12)=0.076mm<[ω]=L/400=200/400=0.5mm。 楞木支座即为钢支托,框支梁截面宽度为850mm,沿梁宽方向设置5根通枋,通枋下面设置横向短钢管,支承住通枋,短钢管支托顶住。 按等跨三跨的连续梁结构,查有关结构静力计算表得(三跨): 弯矩系数Km=0.100 =0.10×6.549×0.52=0.1637KN.m=0.16×106N.mm =1/6×60×802=6.4×104mm σ=M/W=0.16×106/(6.4×104)=2.5N/mm2 假设T=30℃β1=1.0β2=1.15 新浇筑砼对模板侧面的标准值,按以下两式计算,并取其较小值. F=0.22γct0β1β2V1/2 t0=200/(T+15)T为砼的温度 F1=0.22γct0β1β2V1/2 =0.22×24×200÷(30+15)×1.0×1.15×2.11/2 =39.11KN/M2 F2=γcH=24×2.10=50.4KN/M2 取两者中较小值F1=39.11KN/M2 乘以分项系数F=39.11×1.2=46.9KN/m2 振捣砼时产生的荷载F1=4KN/M2(查施工手册) 乘以分项系数F=4×1.4=5.6KN/m2 以上两项荷载合计:46.9+5.6=52.5KN/m2 竖楞间距为250mm,则线荷载为: 52.5×0.25=13.125KN/m=1.31N/mm<1.4N/mm 仍按三等跨连续梁来计算,其中Km=0.1、Kv=0.6、Kw=0.677,背枋间距为250mm(取侧板1m为计算单元)。 =0.1×13.125×2502=0.82×105N.mm =1/6×2100×182=113400mm σ=M/W=0.82×105/(113400)=0.72N/mm2 V=Kvql=0.6×13.125×0.25=1.968KN 剪应力:τ=3v/2bh =3×1.96×103÷(2×2100×18) =0.078N/mm2 取侧压力F=39.11KN/m2,化为线荷载39.11×0.25=9.775KN/m ω=Kwql4÷(100EI)=0.677×9.775×2504÷(100×9000×2100×183×1/12)=0.03mm<[ω]=L/400=250/400=0.625mm。 查钢结构施工规范:钢管极限承载力Fm=20KN 钢管和钢支撑的允许承载力保守取为0.85×20=17KN(0.85为折减系数) 每根钢管支撑实际承重为: 钢管直径为48mm,壁厚为3.5mm,截面积为4.89cm2,截面惯性矩I=5.08cm2,回转半径为r=1.58cm。 细长比:λ=ι/γ=180/1.58=113.92 按轴心受压构件计算应力: 按轴心压弯构件计算应力: 偏心率:ε=(e1+e2)×A/W=(5.3+3865/2000)×4.89/5.08=6.95 其中:e1:荷载的偏心距,取一个扣件的偏差 e2:立杆中部安装的偏心距,e2=H/2000 查钢结构设计规范附表18:ψ=0.109 由以上两种计算结果可知,立杆的应力相差很大,但与钢管受力设计规范值相差较大,偏于安全。在施工中必须保证立杆的垂直,确保立杆在每一个1.5米的计算范围内都有纵横拉接。在大梁模板下的水平横钢管与支架用扣件相扣接时,力求对称扣接,以消除或减少立杆的偏心距。 ②梁底支撑横向钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方支撑传递力。 支撑钢管弯矩图(kN.m) 支撑钢管变形图(mm) 支撑钢管剪力图(kN) 最大弯矩Mmax=0.306kN.m 最大变形vmax=0.202mm 最大支座力Qmax=11.813kN 抗弯计算强度f=0.306×106/4729.0=64.76N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于466.7/150与10mm,满足要求! 纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): 其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN; R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 计算中R取最大支座反力,R=11.81kN 单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件! 按常规对拉螺栓间距取500*500,本工程对拉螺杆横向间距与竖背楞一致250即采用250×500,可不需进行验算。 对拉螺检的侧向荷载为39.11*1.2=46.93KN/M2,承载力N=46.93*0.25*0.5=5.866KN,选用由Q235钢制作的M14对拉螺栓,其面积为153.9mm2,则5.866*1000/153.9=38.122N/mm2<170N/mm2,满足要求。 柱和墙的侧面模板侧面竖楞和横楞可按常规作法进行施工,对拉螺栓间距不超过50cm。 9.6米标高层楼板厚度为180mm,板底支撑立杆的横距(跨度方向)l=1.00米,立杆的步距h=1.50米。面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照多跨连续梁计算。作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。 fc=10N/mm2(顺纹抗压) fv=1.4N/mm2(顺纹抗剪) fm=13N/mm2(抗弯) E=9000N/mm2(弹性模量) 底模验算(选用18mm厚) ①荷载组合1m2楼板进行计算 模板的自重线荷载:0.35×1.0×1.0=0.35KN/m 钢筋混凝土自重:25×0.18×1.0=4.5KN/m 施工活荷载(1+2)×1.0×1.0=3.0KN/m 均布荷载q=1.2×0.35+1.2×4.5=5.7kN/m 集中荷载P=1.4×3=4.2kN/m 楼板底模板2.0×1.4×1.0=2.8KN/m,则荷载合计q1=12.7kN/m。 ②抗剪强度验算,1m宽板底4根通枋,18厚底模抗剪强度以3跨连续梁计算,跨度为l=300,且取1m单元长度进行计算, 剪力系数Kv=0.607 V=0.607ql=0.607×12.7×0.3=2.313KN =3×2.313×103÷(2×180×18) =1.07N/mm2 荷载取标准值,不包括振捣混凝土荷载和施工人员荷载,则q1=5.7KN/m,挠度系数Kw=0.632 ω=Kwql4÷(100EI)=0.632×5.7×3004÷(100×9000×1000×183×1/12)=0.067mm<[ω]=L/400=300/400=0.75mm。 楞木支座即为钢支托,取板截面宽度为1000mm,沿板宽方向设置4根通枋,通枋下面设置横向短钢管,支承住通枋,短钢管支托顶住。 按等跨三跨的连续梁结构,查有关结构静力计算表得(三跨): 弯矩系数Km=0.100 =0.10×1.71×1.02=0.17kN.m=0.17×106N.mm =1/6×60×802=6.4×104mm σ=M/W=0.17×106/(6.4×104)=2.6N/mm2 查钢结构施工规范:钢管极限承载力Fm=20KN 钢管和钢支撑的允许承载力保守取为0.85×20=17KN(0.85为折减系数) 每根钢管支撑实际承重为: 钢管直径为48mm,壁厚为3.5mm,截面积为4.89cm2,截面惯性矩I=5.08cm2,回转半径为r=1.58cm。 细长比:λ=ι/γ=150/1.58=94.937 按轴心受压构件计算应力: 按轴心压弯构件计算应力: 偏心率:ε=(e1+e2)×A/W=(5.3+3865/2000)×4.89/5.08=6.95 其中:e1:荷载的偏心距,取一个扣件的偏差 e2:立杆中部安装的偏心距,e2=H/2000 查钢结构设计规范附表18:ψ=0.109 由以上两种计算结果可知,立杆的应力相差很大,但与钢管受力设计规范值相差较大,偏于安全。在施工中必须保证立杆的垂直,确保立杆在每一个1.5米的计算范围内都有纵横拉接。在大梁模板下的水平横钢管与支架用扣件相扣接时,力求对称扣接,以消除或减少立杆的偏心距。 第三节施工要求与技术交底 一、应满足的高支模架构造要求 1、立杆落在地面混凝土上,立杆底部设置木枋作为垫板; 2、模板支架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距离底座上皮不大于200mm处的立杆上,横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度时,必须将高处的纵向扫地向底处延伸两跨与立杆固定。 3、模板支架必须设置纵、横向扫天杆。扫天杆应采用直角扣件固定在立杆上,当立杆顶部模板支撑点不在同一高度时,必须将低处的扫天杆向高处延伸两跨与立杆固定。 4、模板支架步距不大于1.8m,本工程按1.5米设计。 5、立杆接长采用对接扣件连接,严禁采用立杆搭接方式,对接扣件应符合下列规定: 立杆上的对接扣件应交错布置,两根相邻立杆的接头不应设置在同步内。 1、水平杆接长采用对接扣件连接,特殊情况下可以采用搭接。对接、搭接应符合下列规定: 1)、对接扣件应交错布置;两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内;不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。 2)、搭接长度不应小于1m,应等距离设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接水平杆杆端的距离不应小于100mm。 2、主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点两个直角扣件的中心距离不应大于150mm。 3、每步的纵、横水平杆双向拉通。 1、模板支架四边满布竖向剪刀撑,中间每隔四排立杆设置一道纵横向竖向剪刀撑,由底到顶连续设置。 2、剪刀撑的构造应符合下列规定: 3、剪刀撑斜杆的接长应采用搭接。 4、剪刀撑应采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。 1、柱与梁板分开浇筑,便于柱与满堂架设置连接,增强满堂架的整体性; 2、模板支架与施工区域内及周边已具备一定强度的构件(墙、柱等)通过连墙件进行可靠连接。 3、斜梁、板结构的模板支架搭设时,应采取设置抛撑,或设置连墙件与周边的构件连接,以抵抗水平荷载的影响。 4、柱与满堂架连接高度方向按2步设置一道,四方向设置,连接方式见与柱拉接措施附图。 5、与满堂架周边有临近结构已施工完成的边梁,水平方向按3跨布设连墙件。 二、应满足的模板支撑架施工要求 1、先搭设梁部立杆,后搭设平板立杆; 2、紧固件均需备齐,所有紧固件必须扣紧,不得有松动,梁承重架横杆下须加双轧; 3、确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,钢管不能选用已经长期使用发生变形的; 4、严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置; 6、为增加满堂架的稳定性,在中间增加与柱形成有效的拉接措施,周边结构应与具备一定强度的构件形成可靠的连接. 7、扣件安装应符合下列规定: 1)、扣件规格必须与钢管外径相匹配; 2)、螺栓拧紧力矩不应小于40N·m,且不大于65N·m; 3)、在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm; 4)、对接扣件开口应朝上或朝内; 5)、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。 6)、立杆接长必须采用对顶扣件连接,禁止搭接。 (二)、施工使用的要求 1、精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,本工程拟采用一台天泵隔跨开始浇筑逐步合拢的方式;尽量减少楼板出现集中荷载,即施工时注意楼板上堆高不要超过混凝土面高度300mm以上,接近这一高度时应停止泵送,或将泵管头子转向; 2、严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,钢筋、模板、木方等材料不能在支架上方堆积; 3、浇筑前做好对看模人员的交底,浇筑过程中,派专人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况马上报告,立即采取加固措施,以确保安全。 1、底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求,当设计无具体要求时,混凝土强度应符合下表的要求: 达到设计的混凝土立方体抗压强度 2、模板拆除前应对拆除人员进行技术交底,并做好交底书面手续。 3、拆除作业前,在6米层设置水平安全兜网,安全网挂设完毕后,做防坠试验检测,检测安全网质量及挂设效果是否达到上人要求,检验合格并作好记录后,方可进行上人拆模作业,拆除前,应先清除模板支撑架上杂物,并在相应拆模危险区域设置警戒范围。 4、当天拆除的模板、木枋、钢管扣件当天清除,严禁滞留在架体之上。 拆除作业必须由上而下逐步进行,严禁上下同时作业。分段拆除高差不应大于两步。设有连墙件的模板支架,连接件必须随支架逐层拆除,严禁先将连墙件全部拆除或数步拆除后再拆除支架。 1)、严禁将钢管、扣件由高处抛掷至地面和楼面,应采用接力传递方式放至楼板上,集中转移指定位置堆放; 2)、运至地面的钢管、扣件应及时检查整修,剔除不合格的钢管、扣件、按品种、规格随时堆码存放。 (四)、模板安装的质量标准 模板及其支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性;其支承部分应有足够的支承面积。 其允许偏差项目应符合相关施工规范及验收标准,并符合下表要求: 用水准仪或拉线和尺量检查 用2M靠尺和楔形塞尺检查 预埋管、预留孔中心线位置 组长:黄瑞华参与人员:涂绍祖成承余贞彪徐汉仪 材料使用前,应由器材部及质安部对钢管扣件进行验收,必须满足以下要求: 1)、钢管力为Q235A(3号)钢,其力学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》中Q235A钢的规定。 2)、钢管选用外径48mm,壁厚3.5mm的钢管(壁厚最低不得低于3.2mm厚)。 4)、扣件与钢管的贴合面必须严格整平整,应保证与钢管扣紧时接触良好,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。 5)、扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。 6)、钢管及扣件报废标准:钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀;扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。 7)、钢管及扣件表面应进行防锈处理。 8)、验收过程中,发现钢管扣件如不符合上述要求,禁止使用。 本工程满堂架应由专业架子工进行搭设,检查操作人员的上岗证,符合要求,方可允许其作业。 架体搭设过程中,按两步设置一验收节点,具体负责人由余贞彪负责,工程部参与。重点验收立杆间距、步距、扣件拧紧力矩、纵横向水平杆设置、水平杆连接与接长方式。对立杆间距、步距、扣件拧紧力矩等必须实测实量,对基础及垫板、扫地杆、剪刀撑、立杆的接长方式等必须严格按照要求检查,对不符合方案要求、不符合标准规范的立即责令整改。 1)、立杆间距、步距是否符合设计要求; 2)、与柱及周边构件连接方式是否符合设计要求; 3)、竖向剪刀撑间距GB50010-2010 混凝土结构设计规范(2015年版).pdf,布置方式及与立杆连接是否满足设计要求; 4)、梁板底双扣件及螺栓紧固力矩是否满足要求(不应小于40N·m,且不大于65N·m); 6)、钢管连接节点是否满足本方案构造要求; 7)、检查立杆底与地面混凝土板是否采用了垫板; DB64/ 558-2009标准下载8)、网格构造是否满足方案设计要求; 9)、交底记录是否完整。