現澆箱梁模板與支架的設計及施工質量控制
發布時間：2010-01-14 共1頁
1、模板與支架的設計和驗算
1.1 方案選定根據以往施工經驗；結合箱梁的實際尺寸，模板及支架施工方案選定如下。支架采用滿布式碗扣支架。支架基礎分層夯實整平，采用三七灰土處理50cm，橫鋪5cm厚、25cm寬的方木，用砂漿座實。立桿縱向間距120cm、橫向間距90cm，橫桿步距120／90cm.碗扣支架立桿底部墊鋼板，頂部加頂托。頂托上面橫向分布10cm×10cm方木，間距20cm，方木上釘竹膠板（厚1cm）作為底模。翼板和側模采用10cm×10cm方木釘成框架作為支撐；框架間距lm，釘5cm厚木板，其上再釘竹膠板作為側模和翼板的底模。箱梁箱室空間較小，混凝土澆筑后內模拆除困難，采用3cm厚木板刨光配一定的方木作為內模，混凝土澆筑后不再拆除。考慮到橫梁、邊腹板處自重較大，立桿間距局部加密為60cm×90cm.考慮到支架的整體穩定性，在縱向每4.5m設通長剪刀撐1道，橫向每隔3跨布置剪刀撐l道。為便于高度調節，每根立桿頂部配可調頂托，可調范圍30cm.按照施工區處理后的地面高程與梁底聲程之差，采用LG—300、LG—180、LG—150、LG—120、LG—90等規格的桿件進行組合安裝。
1.2模板設計與驗算模板必須能夠正確地保證其形狀和位置，因而設計模板時必須進行強度設計和剛度驗算，確保模板具有足夠的強度和剛度。
1.2.1底模板設計與驗算
（1）荷載計算：
模板自重：a=0.0955kN／m2；鋼筋混凝土自重：b=20.75kN／m2；施工荷載：c＝2.5kN／m2（集中荷載P=2.5kN）；振搗荷載：d=2.0kN／m2.
（2）強度驗算 當施工荷載| （3）剛度驗算按1m寬度計算，則q3=1.0×（a+b）×1.0=20.845KNE=7000MPaI=1.0×0.013/12=0.083333×10-6m4=0.644q3l4/（100EI）=0.37mm<[0] =（1/400）=2.5mm剛度滿足要求1.2.2 側模板設計與驗算側模板采用5cm厚木版內釘1cm厚竹膠板。
（1）水平荷載計算①新澆混凝土對模板的側壓力。混凝土的澆注速度ν=1.5m/h，混凝土初凝時間t=4h.a=0.22γtβ1β2ν1/2=35.7KPaa=γh=36KPa取較大值：a=36KPa②振搗荷載：b=4.0KN/m2③傾倒荷載：c=2.0KN/m2（2）強度驗算近似按3跨連續梁計算：q=[1.2a+1.4（b+c）]×1.0=51.6KN/ml=1.0mMmax=-0.100ql2=-5.16KN.mσ=Mmax/Wx=5.16×103/（1.0×0.0602/6）=8.60MPa<[σ0]=98.6MPa強度滿足要求。
1.3 支架設計與驗算由于支架縱木和橫木的強度和剛度計算方法與模板類似，本文就不再累敘，下面僅就碗扣支架進行設計和驗算。
（1）荷載計算
模板自重：a=0.095KN/m2；縱木橫木自重：b=0.35 KN/m2；鋼筋混凝土自重：c=20.75 KN/m2；施工荷載：d=1.5 KN/m2；振搗荷載：e=2.0 KN/m2.q=1.2（0.095+0.35+20.75）+1.4（1.5+2.0）=30.334 KN/m2每根立柱承受荷載力P=qA=30.334×1.2×0.9=32.76KN
（2）立桿驗算以1、2節間立桿為單元進行計算。立桿為Φ48×3.5鋼管，則：A=4.89cm2，Ix=12.19 cm4，Wx=5.08 cm3，回旋半徑rx=1.579cm立桿細長比為：λ=μh/rx=1.5×120/1.579=114<[λ0]=150查表得，A3鋼管類截面軸壓構件穩定系數Ψ=0.823，則：P/（ΨA）=81.4MPa<[σ0]=215MPa
（3）地基承載力驗算立桿底部為5cm厚25cm寬的木板，板底為50cm厚的夯實石灰土。①板底承載力驗算。A=0.25×0.9=0.225m2σ=P/A=145.5<[σ0]=500KPa②石灰土底承載力驗算。石灰土計算寬度b=b0+2H0tana=0.25+2×0.5×1.25=1.5m>1.2m按整體受力計算，則石灰土底壓應力：σ=p+γH=30.334+1.7×0.5=31.184KPa<[σ0]=60KPa由于基底土層為素填土、亞砂土、亞粘土、淤泥質粘土，[σ0]最小值為60KPa，顯然σ<[σ0]，所以承載力能夠滿足要求。
2、模板與支架的施工及質量控制
2.1 支架搭設與質量控制
2.1.1 基礎處理由于現澆箱粱在施工過程中荷載較大且菏澤地區為黃泛沖積平原，土質較差，因此在搭設支架前對地基進行了如下處理：首先把施工區域內的淤泥、雜物及泥漿池中的泥漿清理干凈，分層換填好土并壓實，壓實度按90%控制。局部處理合格，整體整平后，再分層填土壓實。壓實度按93%控制。最上層填50cm厚的三七灰土，分2層碾壓成型，壓實度不低于93%.
2.1.2 支架搭設在處理合格后的地基土上橫向鋪一層10cm×10cm方木（也可鋪設一層5 cm厚的木板）。底部用水泥砂漿找平。支架采用WDJ碗扣式支架，支架底部墊150mm×210mm×8mm鋼板，支架底部承托均座在方木上，根據上述計算，支撐體系順橋向間距嚴格按120cm、橫橋向間距嚴格按90cm控制，對于橫梁及箱梁邊腹板處支架進行加密，即橫向間距不變，縱向間距按60cm控制。橫桿上下層的間距按不大于120cm控制，且每根立桿至少要有2層橫桿連接。為增強大架體系的穩定性，順橋向每4.5m設1道通長剪刀撐。橫向每隔3跨沒1道剪刀撐，剪刀撐與碗扣支架立桿、水平桿相交處，轉扣設置數量按大于85%控制。最后按作業要求設置防護欄及連接、加固桿件。為便于調節支架頂部高度，在支架頂部設置了可調頂托，頂托上面橫向分布一層10cm×10cm方木，調節可調頂托高度使方木均勻受力，在橫向方木上滿布10cm×10cm方木，間距為20cm，并把鈀釘固定牢靠，可調頂托調整高度嚴格控制在30cm以內。以確保架子頂自由端的穩定。
2.2 模板施工質量控制
2.2.1鋪設底模板底模板采用10mm優質竹膠模板，鋪設時，模板牢固打在方木上，模板與模板之間用海棉條填塞。底模板鋪設計完成后，清除模板表面外露海綿條，竹膠板的縱向拼縫下面必須設置通長方木，確保模板拼縫質量。為了檢查支架的—承載能力，減小和清除支架的非彈性變形及地基的沉降量，在支設模板前對支撐體系進行預壓。預壓材料為砂袋，最大荷載為設計荷載的1.2倍，分段加載，預壓48h，預壓時每跨5個斷面，每個斷面5個點，每6h觀測1次。觀測的方法是采用水準儀倒尺測量，測加載前標高為Δ1，加載后標高為Δ2，卸載后標高為Δ3.根據觀測結果繪制出沉降曲線。由于地基處理是采用局部換填土，整平壓實后，再用50cm灰土分層壓實，壓實度達93%以上，所以地基變形很小。2d觀測值小于1mm，故可忽略。在以后的觀測中，采用在觀測點處的縱（或橫）方木上釘一向下長木條，對應地基上固定一向上木條，在兩木條重合處任意斷面做橫線。加載后，橫線之間的相對位移即為支架本身的彈塑性變形值。預壓后，通過可調承托精確調整底模板標高。其標高設定時應考慮設置預拱度。預拱度設置要考慮梁自重所產生的撓度、支架受載后產生的彈性變形和非彈性變形、支架基礎的沉降、張拉以后的反拱等因素。
2.2.2支設側模和翼緣模板在支設完成底模板后支設側模板和翼緣模板，其支撐采用10cm×10cm方木，制作支撐框架順橋向每隔1.0m設1個支撐，同時，在兩支撐之間加裝方木。一頭緊靠于側模上，另一頭用碗扣扣于支架上，為了使支撐成為整體共同作用，在翼緣板支撐方木下，設2道縱向鋼管，連接各支撐。
2.2.3支設內模內模采用3cm厚板材，按照圖紙箱室尺寸制作，同時為保證箱梁底板中部混凝土澆注密實，在內模底板每隔1.5m左右設1個振搗孔，在內模頂每隔2m左右設1個天窗。并在混凝土澆注到箱梁頂板前將其封閉。
3、結論
雙河立交橋的施工實踐證明，上述模板、支架的設汁方法和施工控制措施是科學的、合理的，在類似現澆箱梁的施工中可以借鑒。
1.1 方案選定根據以往施工經驗；結合箱梁的實際尺寸，模板及支架施工方案選定如下。支架采用滿布式碗扣支架。支架基礎分層夯實整平，采用三七灰土處理50cm，橫鋪5cm厚、25cm寬的方木，用砂漿座實。立桿縱向間距120cm、橫向間距90cm，橫桿步距120／90cm.碗扣支架立桿底部墊鋼板，頂部加頂托。頂托上面橫向分布10cm×10cm方木，間距20cm，方木上釘竹膠板（厚1cm）作為底模。翼板和側模采用10cm×10cm方木釘成框架作為支撐；框架間距lm，釘5cm厚木板，其上再釘竹膠板作為側模和翼板的底模。箱梁箱室空間較小，混凝土澆筑后內模拆除困難，采用3cm厚木板刨光配一定的方木作為內模，混凝土澆筑后不再拆除。考慮到橫梁、邊腹板處自重較大，立桿間距局部加密為60cm×90cm.考慮到支架的整體穩定性，在縱向每4.5m設通長剪刀撐1道，橫向每隔3跨布置剪刀撐l道。為便于高度調節，每根立桿頂部配可調頂托，可調范圍30cm.按照施工區處理后的地面高程與梁底聲程之差，采用LG—300、LG—180、LG—150、LG—120、LG—90等規格的桿件進行組合安裝。
1.2模板設計與驗算模板必須能夠正確地保證其形狀和位置，因而設計模板時必須進行強度設計和剛度驗算，確保模板具有足夠的強度和剛度。
1.2.1底模板設計與驗算
（1）荷載計算：
模板自重：a=0.0955kN／m2；鋼筋混凝土自重：b=20.75kN／m2；施工荷載：c＝2.5kN／m2（集中荷載P=2.5kN）；振搗荷載：d=2.0kN／m2.
（2）強度驗算 當施工荷載| （3）剛度驗算按1m寬度計算，則q3=1.0×（a+b）×1.0=20.845KNE=7000MPaI=1.0×0.013/12=0.083333×10-6m4=0.644q3l4/（100EI）=0.37mm<[0] =（1/400）=2.5mm剛度滿足要求1.2.2 側模板設計與驗算側模板采用5cm厚木版內釘1cm厚竹膠板。
（1）水平荷載計算①新澆混凝土對模板的側壓力。混凝土的澆注速度ν=1.5m/h，混凝土初凝時間t=4h.a=0.22γtβ1β2ν1/2=35.7KPaa=γh=36KPa取較大值：a=36KPa②振搗荷載：b=4.0KN/m2③傾倒荷載：c=2.0KN/m2（2）強度驗算近似按3跨連續梁計算：q=[1.2a+1.4（b+c）]×1.0=51.6KN/ml=1.0mMmax=-0.100ql2=-5.16KN.mσ=Mmax/Wx=5.16×103/（1.0×0.0602/6）=8.60MPa<[σ0]=98.6MPa強度滿足要求。
1.3 支架設計與驗算由于支架縱木和橫木的強度和剛度計算方法與模板類似，本文就不再累敘，下面僅就碗扣支架進行設計和驗算。
（1）荷載計算
模板自重：a=0.095KN/m2；縱木橫木自重：b=0.35 KN/m2；鋼筋混凝土自重：c=20.75 KN/m2；施工荷載：d=1.5 KN/m2；振搗荷載：e=2.0 KN/m2.q=1.2（0.095+0.35+20.75）+1.4（1.5+2.0）=30.334 KN/m2每根立柱承受荷載力P=qA=30.334×1.2×0.9=32.76KN
（2）立桿驗算以1、2節間立桿為單元進行計算。立桿為Φ48×3.5鋼管，則：A=4.89cm2，Ix=12.19 cm4，Wx=5.08 cm3，回旋半徑rx=1.579cm立桿細長比為：λ=μh/rx=1.5×120/1.579=114<[λ0]=150查表得，A3鋼管類截面軸壓構件穩定系數Ψ=0.823，則：P/（ΨA）=81.4MPa<[σ0]=215MPa
（3）地基承載力驗算立桿底部為5cm厚25cm寬的木板，板底為50cm厚的夯實石灰土。①板底承載力驗算。A=0.25×0.9=0.225m2σ=P/A=145.5<[σ0]=500KPa②石灰土底承載力驗算。石灰土計算寬度b=b0+2H0tana=0.25+2×0.5×1.25=1.5m>1.2m按整體受力計算，則石灰土底壓應力：σ=p+γH=30.334+1.7×0.5=31.184KPa<[σ0]=60KPa由于基底土層為素填土、亞砂土、亞粘土、淤泥質粘土，[σ0]最小值為60KPa，顯然σ<[σ0]，所以承載力能夠滿足要求。
2、模板與支架的施工及質量控制
2.1 支架搭設與質量控制
2.1.1 基礎處理由于現澆箱粱在施工過程中荷載較大且菏澤地區為黃泛沖積平原，土質較差，因此在搭設支架前對地基進行了如下處理：首先把施工區域內的淤泥、雜物及泥漿池中的泥漿清理干凈，分層換填好土并壓實，壓實度按90%控制。局部處理合格，整體整平后，再分層填土壓實。壓實度按93%控制。最上層填50cm厚的三七灰土，分2層碾壓成型，壓實度不低于93%.
2.1.2 支架搭設在處理合格后的地基土上橫向鋪一層10cm×10cm方木（也可鋪設一層5 cm厚的木板）。底部用水泥砂漿找平。支架采用WDJ碗扣式支架，支架底部墊150mm×210mm×8mm鋼板，支架底部承托均座在方木上，根據上述計算，支撐體系順橋向間距嚴格按120cm、橫橋向間距嚴格按90cm控制，對于橫梁及箱梁邊腹板處支架進行加密，即橫向間距不變，縱向間距按60cm控制。橫桿上下層的間距按不大于120cm控制，且每根立桿至少要有2層橫桿連接。為增強大架體系的穩定性，順橋向每4.5m設1道通長剪刀撐。橫向每隔3跨沒1道剪刀撐，剪刀撐與碗扣支架立桿、水平桿相交處，轉扣設置數量按大于85%控制。最后按作業要求設置防護欄及連接、加固桿件。為便于調節支架頂部高度，在支架頂部設置了可調頂托，頂托上面橫向分布一層10cm×10cm方木，調節可調頂托高度使方木均勻受力，在橫向方木上滿布10cm×10cm方木，間距為20cm，并把鈀釘固定牢靠，可調頂托調整高度嚴格控制在30cm以內。以確保架子頂自由端的穩定。
2.2 模板施工質量控制
2.2.1鋪設底模板底模板采用10mm優質竹膠模板，鋪設時，模板牢固打在方木上，模板與模板之間用海棉條填塞。底模板鋪設計完成后，清除模板表面外露海綿條，竹膠板的縱向拼縫下面必須設置通長方木，確保模板拼縫質量。為了檢查支架的—承載能力，減小和清除支架的非彈性變形及地基的沉降量，在支設模板前對支撐體系進行預壓。預壓材料為砂袋，最大荷載為設計荷載的1.2倍，分段加載，預壓48h，預壓時每跨5個斷面，每個斷面5個點，每6h觀測1次。觀測的方法是采用水準儀倒尺測量，測加載前標高為Δ1，加載后標高為Δ2，卸載后標高為Δ3.根據觀測結果繪制出沉降曲線。由于地基處理是采用局部換填土，整平壓實后，再用50cm灰土分層壓實，壓實度達93%以上，所以地基變形很小。2d觀測值小于1mm，故可忽略。在以后的觀測中，采用在觀測點處的縱（或橫）方木上釘一向下長木條，對應地基上固定一向上木條，在兩木條重合處任意斷面做橫線。加載后，橫線之間的相對位移即為支架本身的彈塑性變形值。預壓后，通過可調承托精確調整底模板標高。其標高設定時應考慮設置預拱度。預拱度設置要考慮梁自重所產生的撓度、支架受載后產生的彈性變形和非彈性變形、支架基礎的沉降、張拉以后的反拱等因素。
2.2.2支設側模和翼緣模板在支設完成底模板后支設側模板和翼緣模板，其支撐采用10cm×10cm方木，制作支撐框架順橋向每隔1.0m設1個支撐，同時，在兩支撐之間加裝方木。一頭緊靠于側模上，另一頭用碗扣扣于支架上，為了使支撐成為整體共同作用，在翼緣板支撐方木下，設2道縱向鋼管，連接各支撐。
2.2.3支設內模內模采用3cm厚板材，按照圖紙箱室尺寸制作，同時為保證箱梁底板中部混凝土澆注密實，在內模底板每隔1.5m左右設1個振搗孔，在內模頂每隔2m左右設1個天窗。并在混凝土澆注到箱梁頂板前將其封閉。
3、結論
雙河立交橋的施工實踐證明，上述模板、支架的設汁方法和施工控制措施是科學的、合理的，在類似現澆箱梁的施工中可以借鑒。
