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，及标段划分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2007年9月-2009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+982.0211×30336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2.2K85+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+396.9373×2581m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2.3K85+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+6083×2581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+843.1375×30153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-孔径（孔-m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构1K87+532.55×25131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2.6K87+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+802.0823×3099.7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1.945m。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2.00m。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11.20~19.80米D=1.8米12棵1K85+395.937主线桥D=1.8米8棵11.739~19.249米1K85+608主线桥D=1.8米8棵10.724~16.54米大城子互通式立交1#主线桥D=1.5米16棵9.80~11.84米大城子互通式立交2#主线桥D=1.5米4棵6.427~19.842米D=1.8米12棵1K87+802.082主线桥D=1.5米8棵13.157~14.657米王达路跨红门川桥D=1.5米4棵6.32~7.265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120mm，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=49624.15KN/m2故取Fm=24.15KN/m221210KK22.0VtFmc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2×1.4×0.85=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1θ=404/Rx180/л=404/900x180/л=25.73ºF设=Fxcos(1/2*25.73)=27.01xcos12.865=26.33KN/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=1683.3mm3σ=M/W=43.3Mpa[σ]=215Mpa挠度计算Bc=(Eh3)/[12(1-μ)]=2.06x105x53/[12(1-0.32)]=23.582x105挠度=0.00164xql4/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6.3～19.84m，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3截面模量图4(2)内力计算查表得：M中max=0.023×27.01×22=2.48KN.mM支max=0.06×27.01×22=6.48KN.m计算形心距Y=ΣSi/ΣAiΣAi=404x5+100x8=2820mm2ΣSi=404x5x2.5+100x8x55=49050Y=49050/2820=17.39471mm471mmq471mm471mm471mmI01=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+AixdiW01=1/6bh2=1/6x404x52=1683.3W02=1/6bh2=1/6x8x1002=13333.3A1xd1=404x5(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=147047.8σ=M/W=1.9[σ]f=0.632xql4/100EI=0.632X8.42X4044/100/2.05X105/1211080=0.011[f]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ΣLw=(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=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x2=27.01x2=54.02KN/mRd=Nd+Nd=2Nd285,843045cosmmhlhAfwee545.1357622.17843045.1357622.122.1NxNNNfyOΦΦΦ图5Nd=qR设R=54.02x900=48618N采用M16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