1、高架桥优秀模板方案模架设计方案一、编制依据1、图纸及相关资料（ 1） 京承高速公路（密云沙峪沟 - 市界段）工程施工图纸。（ 2） 地勘报告。2、施工管理文件（ 1） 交通部公路工程验收规范。（ 2） 公路工程施工安全技术规程。（ 3） 质量管理体系要求 GB/T19001-2001。（ 4） 环境管理体系规范及使用指南 B/T24001-1996 。（ 5） 职业安全健康管理体系审核规范 GB/T28001-2001。3、相关规范(1) 组合钢模板施工手册；(2) 建筑结构静力计算手册；(3) 实用土木工程手册；(4) 钢结构设计手册。(5) 混凝土结构工程施工质量验收规范 (GB50204
2、-2002)二、项目概况（ 1）总体概况序项 目 内 容号1 工程名称 京承高速公路（密云沙峪沟 - 市界段）工程第 4 标段2 建设单位 北京市首都公路发展集团有限公司3 设计单位 北京市市政工程设计研究总院4 线路走向京承高速公路（密云沙峪段 - 市界段）工程位于北京市密云县东北部，及标段划 路线起点位于密云县穆家峪镇沙峪沟，经巨各庄镇、大城子镇、北庄镇、分 太师屯镇、古北口镇至终点市界（京冀界） ，全长 62.685km。此次施工为K68+300-K100+300段，路线长度为 32km，分为 7 个标段，本合同段为第4 标段。本标段起止桩号为 K83+740-K88+700，长度 4.
3、96km，本工程按高速公路标准设计，主线设计速度为 100km/h，采用双向 4 车道。5 建设规模33本标段路基填方 132.6 万 m，路基挖方 59.1万 m，路面结构层 57.126 座、地方路跨河桥 2 座、通道 3 座、涵洞 17 道。万 m；标段内设主线桥6 工期要求 2007 年 9 月-2009 年 9 月（ 2）桥梁工程概况2.1 红门川 5 号桥序孔数-孔桥梁全长中心桩号径（孔 -m）（m）号上部结构左半幅K83+976.15；1130336预应力混凝土1右半幅连续箱梁K83+982.02结构类型下部结构桥墩为扩大基础， 柱式墩，墩间采用系梁连接，分联墩上接盖梁；桥台为桩
4、基础，肋板式桥台2.2 K85+395.937 主线桥序孔数- 孔桥梁全长结构类型中心桩号径（孔 -m）（m）号上部结构下部结构桥墩为扩大基础， 柱式K85+396.32581m现浇预应力混凝墩，墩间采用系梁连1937土连续箱梁接；桥台为扩大基础，重力式桥台2.3 K85+608 主线桥序孔数-孔径桥梁全长结构类型中心桩号号（孔 -m）（m）上部结构下部结构桥墩为扩大基础， 柱式1 K85+6083 2581墩，墩间采用系梁连预应力 T梁接；桥台为扩大基础，重力式桥台2.4 大城子立交主线 1 号桥序孔数-孔桥梁全长结构类型中心桩号号径（孔 -m）（m）上部结构下部结构桥墩为桩基础上接承K86
5、+843.13台，柱式墩，墩间采用1153预应力混凝土 T530系梁连接，墩顶上设预7梁应力混凝土盖梁； 桥台为桩基础，肋板式桥台2.5 大城子立交主线 2 号桥序孔数-孔桥梁全中心桩号号径（孔 -m） 长（ m）上部结构预应力混1 K87+532.5 525 131凝土 T梁结构类型下部结构桥墩为扩大基础，柱式墩，墩间采用系梁连接，墩顶上设预应力混凝土盖梁；桥台为扩大基础，重力式桥台2.6 K87+802.082 主线桥序桥梁结构类型孔数-孔中心桩号全长号径（孔 -m）上部结构下部结构（m）桥墩为桩基础上接承台，K87+802.08现浇预应力混凝柱式墩，墩间采用系梁连33099.7接； 0#
6、桥台为扩大基础，12土连续箱梁重力式桥台， 3#桥台为桩基础，肋板式桥台其中现浇预应力混凝土连续箱梁两座，红门川 5桥为左右两幅为分离式，箱梁高度 1.6m，底板宽 8.87m，外悬臂 1.945 m。半幅桥面全宽 12.76m。1K87+802.082 主线桥箱梁高度 1.6m，底板宽 8.87m，外悬臂 2.00 m。半幅桥面全宽 12.87m。桥梁墩柱详见下表：墩柱统计表桥梁名称墩柱直径墩柱数量墩柱高度红门川 5 号桥D=1.5 米28 棵11.2019.80 米D=1.8 米12 棵1K85+395.937 主线桥D=1.8 米8 棵11.73919.249 米1K85+608主线桥D
7、=1.8 米8 棵10.72416.54 米大城子互通式立交 1#主线桥D=1.5 米16 棵9.8011.84 米大城子互通式立交 2#主线桥D=1.5 米4 棵6.42719.842 米D=1.8 米12 棵1K87+802.082 主线桥D=1.5 米8 棵13.15714.657 米王达路跨红门川桥D=1.5 米4 棵6.327.265 米本工程工期紧，为节约投入，要求模板周转次数多，模板安装、拆模简便、迅速，砼成形好，并且要获得良好的社会效益，所以对模板整体性、强度和刚度有较高的要求。三、模板及支撑体系方案选择模板设计时应考虑以下因素： 满足设计图要求的形状及尺寸， 通用性要强，在模
8、板能够承受各种受力的前提下，力求操作简便，周转次数多，不易变形，模板接缝严密不漏浆，砼成型质量好。1、墩柱模架（ 1）墩柱模架中因为墩柱柱间有系梁， 所以模板设计时需考虑系梁以下的墩柱高度，因此，将系梁处墩柱模板单独设计。系梁处的墩柱模板高度设为1.3m、1.5m，减去系梁高度后，将伸出系梁部分的尺寸设为 0.1m。墩柱模板安装时，可将其配合 1m、1.5m、2m的模板，如果还不符合高度模数时，可以在墩柱底部抹一定厚度的砂浆，以保证系梁下面的墩柱高度。为便于模板的拆模和安装，采用半圆形整体整板，每节用螺栓连接。考虑模板周转次数多和模板修整打磨的损耗，要求设计钢板厚 5mm。（后附墩柱模板组拼明
9、细表）（ 2）为力求施工简便，安装时只用三根钢丝固定上端，所以取消柱箍、立带，用可调顶管固定下端，柱箍 ( 横肋 ) 焊在横板上，立带（纵肋）焊在立板上，与模板构成整体。（ 3）由于模板多次周转， 为避免多次使用造成变形对质量的影响， 所以设计时对模板钢肋局部进行加密，以提高强度和刚度。（ 4）墩柱模板及支撑体系详见模板施工图（附图三）2、箱梁模架模板支架采用满堂红碗扣式脚手架，混凝土外露面模板采用全新的 15mm厚酚醛覆面胶合板，后背 50mm 厚大板。四、模架设计及计算1、墩柱模架设计及计算1.1 墩柱模板计算荷载计算：（1）圆柱模计算荷载组合分为两种a. 强度计算时荷载组合为振捣砼时产生
10、的荷载（作用范围在有效压头高度之内）叠加新浇混凝土对模板侧向压力及混凝土重力。b. 刚度验算时荷载组合为新浇混凝土对模板侧向压力及混凝土重力。（ 2）振捣混凝土时产生的荷载对水平模板 2.0KPa对垂直模板 4.0KPa为确保砼振捣密实 , 在躲避钢筋情况下可能出现斜方向振捣， 所以此荷载取4.0KPa。（3）新浇混凝土对模板侧面的压力施工时采用内部振捣器， 当混凝土浇筑速度在 6m/h 以下时，新浇混凝土作1Fm 0.22 c t0K 1K 2V 2用模板最大侧压力计算式为Fm=r cH取二式中的小值（5）新浇筑砼侧压力标准值根据现场实际情况，砼浇筑速度为 V=2m/h，砼入模温度 T=25
11、，C25砼的初凝时间为 2.7 小时，砼中不掺外加剂 K1 外加剂影响系数取 1，砼坍落度 120 mm， K2 混凝土塌落度影响系数取 1.15 。则砼侧压力Fm=0.22rct 0k1k2v1/2 =0.22x25x2.7x1x1.15(2) 1/2 =24.15KN/m2 Fm=rcH=25x19.84=49624.15 KN/m2故取 Fm=24.15KN/m2则混凝土侧压力设计值F=Fm分项系数折减系数=24.15 1.2 0.85=24.63KN/m2(6) 倾倒砼时产生的水平荷载，取 F1=2KN/ m2荷载设计值为 21.4 0.85=2.38KN/ m 2荷载组合计算强度时
12、F=Fm+F1=24.63+2.38=27.01KN/ m2计算刚度时 F=Fm=24.63KN/ m21.2 墩柱模板设计为便于模板的拆模和安装，采用半圆形整体模板，每节两米。考虑模板周转次数多和模板修整打磨的损耗 , 所以设计钢板厚 5mm。1.2.1 验算模板的板厚圆弧模 D=404mm图 1 =404/Rx180/ =404/900x180/ =25.73 o2F 设=Fxcos(1/2*25.73)=27.01xcos12.865=26.33 KN/ m根据现场实际情况最不利的板是由下端数第二或第三行侧方格，为三面嵌固，一面简支，选用最大侧压力值。图 2A=404，B=400，A/B
13、=404/400=1.012所以按双向板计算。B/A=400/404=0.99查建筑结构静力计算手册表 4-6M=0.0173ql 2=0.0173x49.73x400 2=72881.4N.mm选用 5mm厚板，2 2 3W=1/6Bh=1/6x404x5 =1683.3mm =M/W=43.3Mpa=215Mpa挠度计算Bc=(Eh3)/ 12(1- )=2.06x10 5x53/12(1-0.32)=23.582 x10 5挠度 =0.00164xql 4/Bc=0.0014x26.33x10 -3 x4004/23.582x10 5 =0.469mm1.2.2 内钢肋设计(1) 力学模
14、型建立由于施工中圆墩柱高为 6.3 19.84m，至少为 3 节，由于施工中每节之间连接采用多个螺栓，使模板之间连接形成定向支座，并且两半圆模板用螺栓连接，形成整体后相互对拉，所以考虑每延米弧长的力学模型如下：图 3q471mm 471mm 471mm 471mm截面模量471mm图 4(2) 内力计算查表得：M中 max27.0122=2.48KN.m=0.023M支 max=0.06 27.01 22=6.48KN.m计算形心距Y=Si/ Ai2Ai=404x5+100x8=2820mmSi= 404x5x2.5+100x8x55=49050Y=49050/2820=17.39I 01 =
15、1/12xbh3=1/12x404x53=4208I 02 =1/12xbh 3=1/12x8x1003=666666.7A xd2=404x5(15.8-2.5)2=7146411A xd2=8x100(55-15.8)2=122931222I 0=I O1+I O2=670875Ai xdi 2 =13007764I=670875+1300776=1971633mmW=W0+ Ai xdiW01=1/6bh 2=1/6x404x5 2=1683.3W02=1/6bh 2=1/6x8x100 2=13333.3A1xd1=404x5(15.5-2.5)=30615A2xd2=8x100(55
16、-15.8)=31360W=76991.6查表 3-7q=26.33x0.32=8.42M=0.107xql 2=0.107x8.42x404 2=147047.8 =M/W=1.9 f=0.632xql 4/100E I=0.632X8.42X4044/100/2.05X10 5/1211080=0.011f满足要求。1.2.3 焊缝计算根据模板设计规定，肋与板焊缝长度 Lw=100mm，间距 50mm，则每块 2m长模板中，共计焊缝总长度为 Lw=(2/0.6)x10=30mm。角焊缝 hf=4mm则每个角焊缝的容许拉力值 Nf =f f wAe, 其中：Ae he l w hf cos4
17、5 30 84,85mm2w则 Nf=84.85x160=13576.45N则N yNx78430N1.22 13576.4551.22N f1.22 13576.45即 5 条缝可满足要求， 结合模板肋板布置形式及工艺要求， 在实际制作时，取 8 条缝。1.2.4 螺栓检验建立直角坐标系。以圆柱模板的端面圆心为坐标原点。圆柱模板的纵轴为Z 轴，以右手坐标系确定 X 轴、 Y 轴，并把投影到 XOY平面上，如下图所示。计算模板受混凝土侧压力 F 设时环向拉伸内力 Nd,沿 Z 轴纵向切去半个圆柱体，其另一半隔体，在混凝土 侧压力和内力作用下得静力平衡，由此求得内力 Nd，混凝土侧压力集中荷载为
18、均布荷载 qR 设。q 设 =F 设 x 2=27.01x2=54.02KN/mRd=Nd + Nd=2 NdO图 5RdqR设 R sin dqR设 RCOS2qR设 R 2N d00Nd=qR设 R=54.02x900=48618 N采用 M16螺栓：N tbde2f t bAe ft b156.7 170 26639 N4N=Nd/Nt b=1.8墩柱砼浇筑过程中初期砼浇筑速度约为 V=5m/h，且考虑施工中其它不可预见因素故取螺栓间距为 200mm，每延米打 5 个螺栓。1.3 墩柱柱间系梁模架设计墩柱柱间系梁模架设计，系梁处采用碗扣式脚手架搭设间距为 900mm600mm，箱梁横梁（
19、中横梁）处支架搭设间距也为 900mm600mm，支架计算中荷载组合远小于箱梁横梁（中横梁）处，故计算采取箱梁模架结果（详见箱梁模架计算）。2、箱梁模架设计及计算2.1 材质要求（1）碗扣式脚手钢管钢管规格采用外径 48mm、壁厚 3.5mm 的焊接钢管。管件在进场后第一次使用前，按照规定的指标和检验方法，对钢管、扣件进行外观质量检验， 并抽取扣件样本进行力学性能和扭力距指标复验。 合格后，完整存档备查。扣件性能试验的合格标准性能试验指标直角扣件旋转扣件对接扣件底座抗滑试验荷载（ N）720010200720010200位移值（ mm）10.720.51 0.720.5抗破坏试验（ N）255
20、0017300扭转刚度力矩 (N m)918试验位移值或转角无规定抗拉试验荷载（ N）4100位移值（ mm） 2.0抗压试验（ N）51000注： 1、试验采用的螺旋扭力矩为 10 N m。2 、表中 1 为横杆的垂直位移值；2 为扣件后部的位移值。（ 2）胶合板胶合板必须采用类胶合板。胶合板规格为 2400120015mm。抗剪强度符合下列要求：不浸泡，不蒸煮： 1.4 1.8MPa；室温水浸泡： 1.2 1.8 MPa；沸水煮 24 小时： 1.2 1.8 MPa；含水率： 5 13；密度： 4.5 8.8kN/m3。抗弯强度不低于 13 MPa，弹性模量不低于 6000 MPa。（ 3
21、）木材木材采用落叶松木，有腐朽、折裂、枯节等的木材不得使用。木材抗弯强度不低于 13MPa，顺纹抗剪强度不低于 1.4MPa，弹性模量不低于 9000MPa。方木为 150150mm，木板为 50mm厚。2.2 支架地基计算荷载计算模板及支架自重： 1.5kN/m钢筋混凝土自重：21）横梁处 1.6 12641.6kN/m22）一般腹板处断面面积为 6.1994m26.1994 1268.87 18.17 kN/m 2施工荷载： 取 2.5kN/m2振捣荷载： 取 2kN/m22.2.1 荷载组合（1）横梁处a、强度验算时标准荷载分项系数取 1.2 ，施工荷载分项系数取 1.4 。荷载设计值：
22、 PF（ 1.5 41.6 ）1.2 （ 2.0 2.5 ） 1.42 58kN/m20.058N/mmb、刚度验算时取标准荷载值，即： PF =41.6+1.5=43.1kN/m 2；（2）一般腹板处a、强度验算时标准荷载分项系数取 1.2 ，施工荷载分项系数取 1.4 。荷载设计值： PF（ 1.5 18.17 ） 1.2 （ 2.0 2.5 ） 1.4 29.9kN/m220.03N/mmb、刚度验算时取标准荷载值，即： PF =18.17+1.5=19.67kN/m 2 ；2.2.2 支架地基承载力验算（1）横梁处断面面积为 15.392 单排方木受力：16.20.6（ 1.5+2.5
23、+2 ）+15.3920.6 26298.44kN地基受力面积： 16.20.1 1.62 施工要求地基荷载： 298.441.62184.3Kpa（ 2）一般腹板处断面面积为 7.4 单排方木受力： 16.20.9（ 1.5+2.5+2 ）+7.4 0.9 26260.7kN地基受力面积： 16.20.1 1.62 施工要求地基荷载： 260.71.62161Kpa支架基础底层采用 30cm 炮渣石，上层采用 20cm 二灰，在密实度达 97以上时，其承载力可达到 0.7MPa 以上。2.3 支架设计及计算2.3.1 支架设计模板支架采用满堂红碗扣式脚手架， 钢管为 483.5mm。一般腹板
24、处立杆间距 900mm900mm，横梁（中横梁）处加密为 900mm600mm，加密段须宽出横梁 1200mm。一般腹板处横杆步距 1200mm，横梁处横杆步距 600mm，立杆可调顶托采用 60cm 长顶托，伸出的螺旋长度不超过螺旋总长的 1/3，即20cm。为保证支架的稳定性，横向、纵向均设剪刀撑，横向剪刀撑沿桥纵向每 5米满框布置。纵向剪刀撑设在支撑架的外侧，每 5 米一道。剪刀撑和斜撑采用钢脚手管。立杆底托采用固定底托，底托下横向设置 10*10 方木。外侧支架每侧比箱梁宽出 1.8m，并满铺 5cm厚木板，作为工作平台。最外侧立杆沿箱梁四周伸出箱梁顶面，栏杆高 1.2m，并设置 2 层横杆，作为护身栏杆，护身栏杆内侧挂密目网。为方便、安全施工，必须在支架外侧搭设马道（与支架同步搭设） 。马道成之字形，中间转弯处设休息平台，坡度为 1：3，宽度不得小于 1m，转弯平台处面积不得小于 3m2，宽度不得小于 1.5m。马道两侧和转弯平台外围设置防撞栏杆和挡脚板，防撞栏杆高 1.2m（搭设护网），挡脚板高 0.18m。马道两侧、转弯平台外围和端头自下而上连续设置剪刀撑。大横杆步距不得超过1.
