1、XX高速路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(GB50204-2002)二、项目概况（1）总体概
2、况序号项 目内 容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线路走向及标段划分京承高速公路（密云沙峪段-市界段）工程位于北京市密云县东北部，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、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。5建设规模 本标段起止桩号为K83+740-K88+700，长度4.96km，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
3、4车道。 本标段路基填方132.6万m3，路基挖方59.1万m3，路面结构层57.1万m2；标段内设主线桥6座、地方路跨河桥2座、通道3座、涵洞17道。6工期要求20XX年9月-20XX年9月（2）桥梁工程概况2.1 红门川5号桥序号中心桩号孔数-孔径（孔-m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构1左半幅K83+976.15；右半幅K83+982.021130336预应力混凝土连续箱梁桥墩为扩大基础，柱式墩，墩间采用系梁连接，分联墩上接盖梁；桥台为桩基础，肋板式桥台2.2 K85+395.937主线桥序号中心桩号孔数-孔径（孔-m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构1K85+396.93
4、732581m现浇预应力混凝土连续箱梁桥墩为扩大基础，柱式墩，墩间采用系梁连接；桥台为扩大基础，重力式桥台2.3 K85+608主线桥序号中心桩号孔数-孔径（孔-m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构1K85+60832581预应力T梁桥墩为扩大基础，柱式墩，墩间采用系梁连接；桥台为扩大基础，重力式桥台2.4 大城子立交主线1号桥序号中心桩号孔数-孔径（孔-m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构1K86+843.137530153预应力混凝土T梁桥墩为桩基础上接承台，柱式墩，墩间采用系梁连接，墩顶上设预应力混凝土盖梁；桥台为桩基础，肋板式桥台2.5 大城子立交主线2号桥序号中心桩号孔数
5、-孔径（孔-m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构1K87+532.5525131预应力混凝土T梁桥墩为扩大基础，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主线桥序号中心桩号孔数-孔径（孔-m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构1K87+802.08233099.7现浇预应力混凝土连续箱梁桥墩为桩基础上接承台，柱式墩，墩间采用系梁连接；0#桥台为扩大基础，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
6、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=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13.15
7、714.657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
8、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
9、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
10、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，新浇混凝土作用模板最大侧压力计算式为 Fm=rcH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，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=0.22rct0k1k2v1/2=0.22x25x2.7x1x1.15(2)1/2=24.15KN/m2Fm=rcH=25x19.84=49624.15 KN/m2故取Fm=24.15KN/m2则混凝土侧压力设计值F=F
11、m分项系数折减系数 =24.151.20.85 =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21.40.85=2.38KN/ m2荷载组合计算强度时 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 F设=Fxcos(1/2*25.73)=27.01xc
12、os12.865=26.33 KN/ m2 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=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=0.0173ql2=0.0173x49.73x4002=72881.4N.mm选用5mm厚板，W=1/6Bh2=1/6x404x52=1683.3mm3=M/W=43.3Mpa=215Mpa挠度计算 Bc=(Eh3)/ 12(1-)=2.06x105x53/12(1-0.32)=23.582 x105挠度=0.0
13、0164xql4/Bc=0.0014x26.33x10-3x4004/23.582x105 =0.469mm1.2.2内钢肋设计 (1)力学模型建立 由于施工中圆墩柱高为6.319.84m，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3 截面模量图4(2)内力计算 查表得： M中max=0.02327.0122 =2.48KN.mM支max=0.0627.0122=6.48KN.m计算形心距Y=Si/Ai Ai=404x5+100x8=2820mm2Si= 404x5x2.5+1
14、00x8x55=49050Y=49050/2820=17.39I01 =1/12xbh3 =1/12x404x53 =4208I02 =1/12xbh3 =1/12x8x1003 =666666.7A1xd12 =404x5(15.8-2.5)2 =71464A2xd22 =8x100(55-15.8)2 =1229312I0=IO1+IO2=670875Aixdi2 =1300776I=670875+1300776=1971633mm4W=W0+ Aixdi W01=1/6bh2=1/6x404x52=1683.3W02=1/6bh2=1/6x8x1002=13333.3A1xd1=404x
15、5(15.5-2.5)=30615A2xd2=8x100(55-15.8)=31360W=76991.6查表3-7q=26.33x0.32=8.42M=0.107xql2=0.107x8.42x4042=147047.8=M/W=1.9f=0.632xql4/100EI=0.632X8.42X4044/100/2.05X105/1211080=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=ffwAe,其中：w则Nf=
16、84.85x160=13576.45N则即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均布荷载qR设。q设=F设x 2=27.01x2=54.02KN/mRd=Nd+ Nd=2 Nd 图5 Nd=qR设R=54.02x900=48618 N采用M16
17、螺栓： N=Nd/Ntb=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（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
18、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）10.720.510.720.5抗破坏试验（N）2550017300扭转刚度试 验力矩(Nm)918无规定位移值或转角抗拉试验荷载（N）41002.0位移值（mm）抗压试验（N）51000注：1、试验采用的螺旋扭力矩为10 Nm。 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：1.41.8
19、MPa；室温水浸泡：1.21.8 MPa；沸水煮24小时：1.21.8 MPa；含水率：513；密度：4.58.8kN/m3。抗弯强度不低于13 MPa，弹性模量不低于6000 MPa。（3）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/m2 钢筋混凝土自重： 1）横梁处1.612641.6kN/m2 2）一般腹板处断面面积为6.1994m26.19941268.8718.17 kN/m2施工荷
20、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：PF（1.541.6）1.2（2.02.5）1.4 58kN/m20.058N/mm2b、刚度验算时取标准荷载值，即：PF =41.6+1.5=43.1kN/m2；（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（1.518.17）1.2（2.02.5）1.4 29.9kN/m20.03N/mm2b、刚度验算时取标准荷载值，即：PF =18.17+1.5=19.67kN/m2；2.2.
21、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+2）+15.3920.626298.44kN地基受力面积：16.20.11.62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）+7.40.926260.7kN地基受力面积：16.20.11.62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
22、式脚手架，钢管为483.5mm。一般腹板处立杆间距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
23、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1.4m。马道脚手板应随架高自下而上连续铺设，铺平铺牢。顺铺时脚手板直接绑扎在小横杆上，小横杆绑扎在斜横杆上，脚手架、脚手板接头处应设两根小横杆，搭接长度不小于40mm；横铺时脚手架板绑扎在斜横杆上，斜横杆
24、绑扎在小横杆上。马道脚手板每隔300mm设高23cm防滑条一道。2.3.2支架计算立杆的稳定性按照下式验算：N/Aff钢材抗压强度设计值，取205MPaA考虑材料折减，立杆壁厚按3.2mm计算，立杆截面面积A=450mm2轴心受压构件稳定系数，根据长细比查表而得长细比，L0/ii截面回转半径，碗扣脚手架i15.8mmL0计算长度，L0=h+2a。h为立杆步距，a为立杆伸出顶层横杆中心线至混凝土面的长度。L0=600+2800=2200mmL0/i2200/15.8140查表0.345（1）横梁处单根立杆承受荷载N=0.058600900=31320N则：N/A =31320/（0.345450
25、）=201.8MPaf=205MPa支架稳定性满足要求。（2）一般腹板处单根立杆承受荷载N=0.030900900=24300N则：N/A =24300/（0.345450）=156.5MPaf=205MPa模板支架稳定性满足要求。2.4模板设计及计算2.4.1模板设计本工程混凝土外露面模板采用15mm厚酚醛覆面胶合板，后背50mm厚大板。支立箱梁底模时，首先在支架顶托上横桥方向摆放1515的方木，箱梁腹板处方木间距90(横梁处60cm)，在横向方木上，顺桥方向摆放1515的方木，方木间距90，纵横向方木交点位于顶托上方。横桥方向铺设50mm厚大板。方木、大板均经过压刨压平后使用。侧模选用50
26、mm厚大板，上铺15mm厚酚醛覆面胶合板。在大板外侧用1515方木做横带，横带间距60，再用1515方木做竖带，竖带间距60，横竖带连接牢固，模板支立时用1010方木做水平和斜向支撑。外模在木工加工区分块做好按拼装次序标记，运至施工现场拼装。为了便于拆模和整体加工吊装，箱梁内模采用木模。使用5厚大板，大板上铺15mm厚酚醛覆面胶合板，为周转使用内模，在胶合板外包裹塑料布。木板板面内撑采用1010方木骨架，骨架间距40。骨架必须拼制牢固，能有效承受施工中传来荷载。2.4.2模板验算2.4.2.1底模验算（1）横梁处1) 底模验算取1mm宽的板条作为计算单元，则线荷载q=580.001=0.058
27、kN/m=0.058N/mm；底模大板与胶合板厚度为65 mm。考虑材料不规则折减，h取55mm。则 W=bh2/6=1552/6=504.2mm3。a、强度验算按三跨连续梁计算，由相关表中查得Km=-0.117，Kv=-0.617，Kf=0.990。力学模型如下：则 Mmax=Kmql2=-0.1170.0589002=-5496.66Nmmfmax= Mmax/W=5496.66/504.2=10.9N/mm2fm=13N/mm2强度满足要求。b、剪应力验算V= Kvql=-0.6170.058900=-32.3N剪应力max=332.3/（2155）=0.88N/mm2fv=1.4N/m
28、m2满足要求。c、挠度验算q=0.0431N/mm；I=bh3/12=1553/12=13864mm4max= Kfql4/（100EI）=0.9900.04319004/（100900013864）=2.24mm900/400=2.25mm。挠度满足要求。2) 支撑横楞验算支撑横楞为顺桥方向的150150mm方木，间距900mm，计算跨度600mm，按照三等跨连续梁计算，由相关表中查得Km=-0.117，Kv=-0.617，Kf=0.990。受力模型如下：a、强度验算 q=0.058900=52.2N/mm，w=bh2/6=1501502/6=562500mm3则 Mmax=Kmql2=-0.11752.26002=-2.2106Nmmfmax= Mmax/W=2.2106/562500=3.92N/mm2fm=13N/mm2强度满足要求。b、剪应力验算V= Kvql=-0.61752.2600=-19325N剪应力max=319325/（2150150）=1.29N/mm2fv=1.4N/mm2，满足要求。c、挠度验算q=0.043190038.8N/mm；I=bh
