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高支撑模板系统施工方案

本工程裙楼部分层高大于4.5m，各楼层高度分别为：地下室层高4.85m、一层层高5.40m、二层层高4.20m、三层层高6.00m、四层4.20m、五层层高5.40m，最大框架梁截面尺寸为600×1200；本工程裙楼部分为圆柱帽无梁板结构，最大板厚280mm，加厚部分为380mm，跨度为8～10m，根据有关施工规定，必须对本工程的高支撑模板系统进行验算计算，确保高支撑模板系统的施工安全。

一、高支撑模板系统施工方案

2016年河南市政工程预算定额第2册 道路工程（一）高支撑模板系统的材料选用

1、模板面板均选用18厚砼用防水胶合板；

2、方木选用50×100松木方，作为模板龙骨；

3、剪力墙、地下室外墙主龙骨采用φ48×3.5钢管；

4、支撑系统采用M1219型门型架，局部加固采用φ48×3.5钢管。

对进场的门型架、斜拉杆、支托、钢管及扣件等要进行全面检查，严禁使用有扭曲、脱焊、裂缝的门型架；有滑丝脱扣等现象的扣件应及时更换螺栓，同时扣件表面要进行防锈处理，保证扣件的活动部分能灵活转动。

（二）大梁模板及支撑系统

1、梁侧模板采用18厚的多层防水胶合板，板下第一层方木采用50×100松木方，方木与梁的轴线水平垂直摆放，方木间距为300mm，跨度为600～900mm。

2、梁底板下第二层方木用通长的二根方木沿梁的轴线方向摆放在门型架的上支托上；应保证在任何一个断面均有二根方木跨支在门架的两个上支托上，第二层方木不能悬挑。

3、当梁的截面高度超过800mm时，还要在梁侧的中部用铁丝（或对拉螺杆）加固一道，铁丝（或对拉螺杆）的水平间距800mm。

4、梁底支撑采用M1219系列的门型脚手架，门型架沿梁的轴线方向按900mm的间距排列，门型架纵向用斜拉杆通长连接，横向每隔二榀用φ48×3.5钢管在上层门型架与下层门型架的接头处150mm的部位通长连接。

（三）楼板的模板及支撑系统

1、裙楼无梁板的模板采用18厚多层防水胶合板，板下第一层方木用50×100松木方按300mm间距摆放，板下第二层方木用二根并列的50×100松木方摆放在门型架的上支托上，间距为900mm，板底支撑用M1219系列的门型脚手架作为支撑系统，门型架的间距为900mm。

2、门型架支撑系统纵向用斜拉杆通长连接，横向每隔二榀用φ48×3.5钢管在上下层门型架接头处水平通长连接。

（四）砼墙体的模板及支撑系统

1、墙体模板用18厚的多层防水胶合板，板的次龙骨用50×100松木方沿墙的垂直方面按300mm间距排放，主龙骨用φ48×3.5钢管沿墙的水平方向排放，钢管的间距（对拉螺栓的间距）沿墙高按458mm设置，主龙骨用φ12螺栓内外拉紧。

2、墙体的模板沿高度方向设置二道斜撑，斜撑在水平方向每隔1500mm设置一道，在墙和柱的柱帽位置要按具体情况在柱帽的四个角上加设钢管垂直支撑；斜支撑要用扣件分别与墙的主龙骨和固定在地面上的扫地杆连接牢固。

（五）柱的模板及支撑系统

本工程的裙楼部分的柱为圆柱，圆柱及圆柱帽已按设计要求加工定型钢模；圆柱及柱帽的模板由于刚度较大，柱模板用四根钢管在柱四周支撑稳固、能保证柱模不摇晃偏位即可，柱帽的支撑要用钢管和门型架连接牢固。

二、高支撑模板系统的验算

本工程最大厚度的楼板为地下室顶板，板厚为280mm，支模高度为4.90－0.05－0.28＝4.57m；地下室顶板（标高为－0.050m）和二层楼板（标高为＋5.350m）均设计有最大截面尺寸的梁（600×1200），层高分别为地下室4.90－0.05＝4.85m、一层5.35＋0.05＝5.40m。

取板厚为280mm的地下室顶板和600×1200mm的梁进行验算。

模板及方木自重标准值：梁取0.5KN/m2，板取0.3KN/m2；

混凝土自重标准值：24KN/m3；

钢筋自重标准值：1.5KN/m2；

施工人员及设备荷载：2.5KN/m2；

振捣砼时产生荷载：2.0KN/m2；

F＝1.2×(0.3＋0.28×24＋1.5)＋1.4×2.5＝13.724KN/m2

F＝1.2×(0.3＋0.28×24＋1.5)＝10.224KN/m2

F＝1.2×(0.5＋24×1.2＋1.5)＋1.4×2.0＝39.76KN/m2

F＝1.2×(0.5＋24×1.2＋1.5)＝36.96KN/m2

（二）地下室顶板的模板验算

新浇混凝土均匀作用在楼板胶合板模板上，取板宽1000mm为计算单元，板下方木作为板的支承点，板的跨度为300mm。

M＝q∙l2；δ＝≤fm；

M：弯距设计值（N∙mm）；

q：作用在模板上的均布荷载（N/mm）；

q＝13.724KN/m2×1.0m＝13.724KN/m

l：次龙骨的间距，板的跨度（mm）；

δ：受弯构件应力设计值（N/mm2）；

W：截面抵抗矩；W＝b∙h2；

fm：模板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

(q∙l2)/(b∙h2)≤11N/mm2

∴l≤11b∙h2×8/(6q)＝88×1000×182/(6×13.724)＝588mm

模板的最大挠度按模板设计跨度的l/250计算；

ω＝5q∙l4/(384E∙I)≤l/250；

ω：简支梁的挠度（mm）；

q：作用在模板上的均布荷载（N/mm）；

q＝10.224KN/m2×1.0m＝10.224KN/m

E：模板的弹性模量（N/mm2）；

I：模板的截面惯性矩（mm4）；

I＝b∙h3/12＝1000×183/12＝4.86×105mm4

∴l≤3384E∙I/(250×5q)

＝3384×9000×4.86×105/(250×5×10.224)

考虑到模板为多层胶合板，其力学性能与松木方有较大的差异，且多为新旧模板的混用，模板的跨度（小方木的间距）取300mm已能满足要求。

3、板下第一层方木（小龙骨）强度验算

板下第一层方木采用50×100松木方按300mm间距设置，方木的跨度在900～1200mm之间，按最大间距的1200的二跨连续梁验算。

其中：q＝13.724KN/m2×0.30m＝4.12KN/m

分别计算施工荷载为均布荷载作用时和施工荷载为集中力作用于跨中时的弯距。

（1）当施工荷载为均布荷载作用时：

M1＝1000×KM∙q∙l2＝1000×0.125×4.12×1.22＝741.6N∙m

（2）当施工荷载为集中力作用时于跨中时：

M2＝1000(KM∙q∙l2＋KM∙F∙l)

＝1000(0.125×10.224×0.3×1.22＋0.188×3.5×0.3×1.2)

取最大值M2＝788.98N∙m进行验算。

W＝b∙h2/6＝50×1002/6＝83333.3mm3

δ＝M/W＝788.98×103/83333.3＝9.47N/mm2＜fm＝13N/mm2

4、板下第一层方木（小龙骨）挠度验算

挠度验算时仅考虑恒载的标准值，q＝10.224×0.3＝3.067KN/m

E＝9000N/mm2;I＝b∙h3/12＝50×1003/12＝4.17×106mm4

ω＝Kω∙q∙l4/(100E∙I)

＝0.521×3.067×12004/(100×9000×4.17×106)

＝0.88mm＜l/250＝1200/250＝4.8mm

5、板下第一层方木的抗剪验算

q＝13.724KN/m2×0.3m＝4.117KN/m

V＝KV∙q∙l＝0.688×4.117×1.2×0.5＝1.70KN

τ＝3V/(2b∙h)＝3×1.7×103/(2×50×100)

＝0.51N/mm2＜fV＝1.4N/mm2

∴板下第一层方木的强度、刚度和抗剪验算结果符合要求。

6、板下第二层方木的强度验算

板下第二层松木方用2根50×100方木并列，间距900～1200mm，跨度l＝900mm，按二跨连续梁验算。计算简图如下：

由上层方木传下来的集中力F＝2V＝1.70×2＝3.4KN

W＝bh2/6＝2×50×1002/6＝1.67×105mm2

M＝KM∙F∙l＝0.222×3.4×103×0.9＝679.32N∙m

δ＝M/W＝679.32×103/(1.67×105)＝4.06N/mm2

7、板下第二层方木的挠度验算

由上层方木传下来的集中力F＝3.4KN；

E＝9000N/mm2；I＝b∙h3/12＝2×50×1003/12＝8.33×106mm4；

ω＝Kω∙F∙l3/(100E∙I)

＝1.466×3.4×103×9003/(100×9000×8.33×106)

＝0.49mm＜l/250＝900/250＝3.6mm

8、板下第二层方木的抗剪验算

由上层方木传下来的集中力F＝3.4KN

V＝KV∙F＝1.333×3.40＝4.53KN

剪应力τmax＝3V/(2b∙h)＝3×4.53×103/(2×2×50×100)

＝0.68N/mm2≤fv＝1.4N/mm2

∴板下第二层方木的强度、刚度和抗剪验算结果符合要求。

梁底板用18厚胶合板，板下龙骨采用50×100方木，间距为300mm，与梁轴线垂直摆放，方木的跨度为900mm，支承在M1219型门架立杆的上支托上。

梁的验算截面为600mm×1200mm。

由前述已知，计算梁的强度时，F＝39.76KN/m2；

梁的均布线荷载为：q＝0.60×F＝0.6×39.76＝23.856KN/m；

按四跨连续梁计算梁底板最不利荷载组合的内力。

（1）梁底板的强度验算

M＝1000×KM·q·l2＝1000×0.121×23.856×0.302＝259.79N·m

W＝b·h2/6＝32400mm3

δ＝M/W＝259.79×103/32400＝8.02N/mm2＜fm＝13N/mm2；

（2）梁底板的抗剪强度验算

V＝KV···q·l＝0.620×23.856×0.30＝4.44KN

τ＝3V/(2b·h)＝3×4.44×103/(2×600×18)

＝0.62mm＜fV＝1.4N/mm2；

（3）梁底板的挠度验算

q＝0.6×36.96＝22.18KN/m

E＝9000N/mm2

I＝bh3/12＝600×183/12＝29.16×104mm4

ω＝Kω·q·l4/(100E·I)

＝0.967×22.18×3004/(100×9000×29.16×104)

＝0.66mm＜l/250＝300/250＝1.2mm

∴梁底板的强度、挠度和抗剪验算结果符合要求。

（1）振捣混凝土时对梁侧模板产生的荷载取4KN/m2；

（2）新浇混凝土对模板的侧压力计算：

本工程采用商品混凝土泵送，混凝土塌落度为140～160mm，掺外加剂，内部振捣；新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值可按以下两式计算，并取其较小值：

F1＝0.22γct0β1β2V1/2

式中：F――新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）；

γc――混凝土的重力密度（24KN/m3）;

V――混凝土的浇筑速度（2m/h）;

t0――新浇筑混凝土的初凝时间；

t0＝200/(T+15)＝200/(30+15)＝4.44h

T――混凝土的温度（30℃）;

H――混凝土侧压力计算位置处值新浇筑混凝土顶面的总高度（1.20m）；

β1――外加剂影响修正系数（1.20）;

β2――混凝土塌落度影响修正系数（1.15）;

F1＝0.22γct0β1β2V1/2＝0.22×24×4.44×1.20×1.15×21/2

＝45.75KN/m2

F2＝γcH＝24×1.20＝28.8KN/m2

故取以上较小值F2＝28.8KN/m2进行验算；

故荷载设计值为F＝1.2×28.8＋1.4×4＝40.16KN/m2；

（3）梁侧模板的强度验算

梁侧模板方木采用50×100松木方，间距300mm，侧板用18厚胶合板，按四等跨连续梁验算梁侧板。

q＝40.16×0.90＝36.14KN/m

W＝bh2/6＝900×182/6＝48600mm3

M＝1000KWql2＝1000×0.121×36.14×0.302＝393.56N·m

δ＝M/W＝393.56×103/48600＝8.1N/mm2＜fm＝13N/mm2

（4）梁侧板的抗剪强度验算

V＝KVql＝0.62×36.14×0.30＝6.72KN

τ＝3V/(2bh)＝3×6.72×1000/(2×900×18)＝0.62N/mm2＜fV＝1.4N/mm2

（5）梁侧板的挠度验算

取F＝1.2×28.8＝34.56KN/m2

q＝34.56×0.90＝31.10KN/m；E＝9000N/mm2;

I＝bh3/12＝900×183/12＝437400mm4;

ω＝Kωql4/(100EI)＝0.967×31.10×3004/100×9000×437400

＝0.63mm＜l/250＝300/250＝1.2mm

∴梁侧模板的强度、挠度和抗剪验算结果符合要求。

（6）梁侧模板对拉螺栓验算

选用φ12螺栓，间距为800，螺栓净截面积A＝76mm2;

每根螺栓承担的拉力T＝F·s＝40.16×0.8×0.4＝12.85KN

拉应力δ＝T/A＝12.85×103/76＝169N/mm2＜[δ]＝170N/mm2

∴梁侧模板选用φ12对拉螺栓时符合要求。

（7）梁侧方木的间距同梁底板，水平背楞采用双根φ48×3.5钢管。

3、梁底板下第一层方木的验算

板下第一层方木用50×100松木方，按300mm间距设置，方木的跨度为900mm，按简支梁进行内力验算，为了方便将梁的荷载简化为二个集中力作用在梁的边缘上。

（1）梁底板下第一层方木强度验算

F΄＝39.76×0.6×0.3×0.5＝3.58KN

M＝F΄·a＝3.58×0.15＝0.537KN/m

W＝bh2/6＝50×1002/6＝83333.3mm3

δ＝M/W＝0.537×106/83333.3

＝7N/mm2＜fm＝13N/mm2

（2）梁底板下第一层方木的抗剪验算

V＝F΄＝3.58KN

τ＝3V/(2bh)＝3×3.58×1000/(2×50×100)＝1.07N/mm2＜fV＝1.4N/mm2

（3）梁底板下第一层方木的挠度验算

荷载取值不变，F＝F΄＝3.58KN;

E＝9000N/mm2;I＝bh3/12＝500×1003/12＝4.17×106mm4

ω＝Fa(3l2－4a2)/(24EI)

＝1.4mm＜l/250＝900/250＝3.6mm

∴梁底板下第一层方木的强度、挠度和抗剪验算结果符合要求。

4、梁底板下第二层方木的验算

梁底板下第二层方木用二根50×100松木方并列支承在门型架立杆的上支托上，跨度为900mm；第二层方木按二等跨连续梁进行内力验算。

（1）梁底板下第二层方木的强度验算

由上层方木传来的集中力F＝3.58KN;

M＝KWFl＝0.333×3.58×1000×0.90＝1072.9N·m

W＝bh2/6＝2×50×1002/6＝1.67×105mm3

δ＝M/W＝1072.9×103/(1.67×105)

＝6.4N/mm2＜fm＝13N/mm2

（2）梁底板下第二层方木抗剪验算

V＝KV·F＝1.333×3.58＝4.77KN

τ＝3V/(2bh)＝3×4.77×103/(2×2×50×100)＝0.72N/mm2＜fV＝1.4N/mm2

（3）梁底板下第二层方木的挠度验算

为了偏于安全，计算挠度时的荷载取值不变，F＝3.58KN;

I＝bh3/12＝2×50×1003/12＝8.333×106mm4

E＝9000N/mm2

ω＝Kωql3/(100EI)

＝2.508×3.58×103×9003/(100×9000×8.333×106)

＝0.87mm＜l/250＝900/250＝3.6mm

∴梁底板下第二层方木的强度、挠度和抗剪验算结果符合要求。

1、墙体模板的荷载计算

（1）倾倒混凝土时产生的荷载F1

浇筑墙体混凝土时水平运输采用泵送，倾倒混凝土时对模板产生的荷载取：

（2）新浇筑混凝土对模板的侧压力F2

墙体混凝土的最大浇筑高度为6.00m，采用商品混凝土，塌落度为140～160mm，掺外加剂；

F2＝0.22γct0β1β2V1/2

式中：F――新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）；

γc――混凝土的重力密度（24KN/m3）;

V――混凝土的浇筑速度（2m/h）;

t0――新浇筑混凝土的初凝时间；

t0＝200/(T+15)＝200/(30+15)＝4.44h

T――混凝土的温度（30℃）;

H――混凝土侧压力计算位置处值新浇筑混凝土顶面的总高度（6.0m）；

β1――外加剂影响修正系数（1.20）;

β2――混凝土塌落度影响修正系数（1.15）;

F2＝0.22γct0β1β2V1/2＝0.22×24×4.44×1.20×1.15×21/2

＝45.75KN/m2

F2΄＝γcH＝24×6.0＝144KN/m2

故取以上较小值F2＝45.75KN/m2进行验算；

用于验算强度时荷载设计值为F＝1.2×45.75＋1.4×4＝60.5KN/m2；

用于验算挠度时荷载设计值为F＝1.2×45.75＝54.9KN/m2；

墙体模板用18厚胶合板，次龙骨用50×100松木方沿墙面300mm的间距垂直设置，主龙骨用φ48×3.5钢管双根设置，间距为400mm，用φ12穿墙螺栓拉紧，穿墙螺栓间距为458mm（计算时取460mm）。

（1）墙模板的强度验算

墙板模板按四等跨连续梁计算内力，取1000mm板宽为验算单元；

q＝60.50×1.0＝60.50KN/m

W＝bh2/6＝1000×182/6＝54000mm3

M＝1000·KWql2＝1000×0.121×60.5×0.32＝658.85N·m

δ＝M/W＝658.85×103/54000＝12.20N/mm2≤fm＝13.2N/mm2

（2）墙模板的抗剪验算

V＝KVql＝0.620×60.5×0.30＝11.253KN

τ＝3V/(2bh)＝3×11.253×103/(2×1000×18)

＝0.94N/mm2＜fV＝1.4N/mm2

（3）墙模板的挠度验算

q＝54.9×1.0＝54.9KN/m;E＝9000N/mm2

I＝bh3/12＝1000×183/12＝4.86×105mm4

ω＝Kωql4/(100EI)＝0.967×54.9×3004/(100×9000×4.86×105)

＝0.98mm＜l/250＝300/250＝1.2mm

（1）次龙骨的强度验算

次龙骨按四等跨连续梁计算内力

q＝60.5×0.3＝18.15KN/m

M＝KWql2＝1000×0.121×18.15×0.4602＝799.52N·m

W＝bh2/6＝50×1002/6＝83333.3mm3

δ＝M/W＝799.52×103/83333.3＝9.59N/mm2＜fm＝13N/mm2

（2）次龙骨的抗剪验算

V＝KVql＝0.620×18.15×0.40＝4.50KN

τ＝3V/(2bh)＝3×4.50×103/(2×50×100)＝1.35N/mm2＜fV＝1.4N/mm2

（3）次龙骨的挠度验算

q＝54.90×0.30＝16.47KN/m

E＝9000N/mm2

I＝bh3/12＝50×1003/12＝4.16×106mm4

ω＝Kωql4/(100EI)＝0.632×16.47×4004/(100×9000×4.16×106)

＝0.71mm＜l/250＝400/250＝1.6mm

∴次龙骨的强度、挠度和抗剪验算结果符合要求。

主龙骨为φ48×3.5钢管，间距为400mm，双根设置，按四等跨连续梁计算内力。

〔δ〕＝205N/mm2；I＝2×12.19×104mm4;

W＝2×5.08×103mm3;E＝2.06×105N/mm2;

（1）主龙骨的强度验算

次龙骨传来集中力F＝18.15×0.46＝8.35KN;

M＝KMql＝1000×0.321×8.35×0.60＝1608.21N·m

δ＝M/W＝1608.21×103/(2×5.08×103)＝158.3N/mm2＜〔δ〕＝205N/mm2

（2）主龙骨的挠度验算

次龙骨传给主龙骨的集中力F＝16.47×0.46＝7.58KN;

ω＝Kωql3/(100EI)＝0.632×16.47×6003/(100×2.06×105×12.19×104)

SY／T 5190-2016标准下载＝1.2mm＜l/250＝600/250＝2.4mm

主龙骨的强度、挠度验算结果符合要求。

（3）对拉螺栓的强度验算

主龙骨的支承点为对拉螺栓，支承点的最大反力即为螺栓拉力：

T＝0.46×0.60×18.15＝5.01KN

T／CWAN 0049-2021 立式储罐无轨导爬壁焊接机器人焊接工艺规范.pdfA＝1.4T/[δ]＝1.4×5.01×103/170＝41mm2

∴选用φ12螺栓，净截面为76mm2满足要求。

本工程的模板支撑系统采用M1219型门型脚手架，门型架整体稳定的计算转化为对门型架立柱的计算，并取作用于门架立柱的轴心力设计值不大于门型架立柱的承载力设计值。