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某隧道工程模板施工方案四、模板施工设计及验算 1
（二）模板支撑体系 1
（三）侧墙模板及支撑体系验算 2
（四）拱部模板及支撑体系验算 5
某特大桥施工组织设计.doc五、施工安全控制措施 6
《XXX工程施工图纸》。
现行国家标准《钢结构设计规范》。
现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》。
《建筑结构荷载规范》。
《混凝土结构工程施工及验收规范》。
“XXX隧道大厅长24.8m，采用钢筋砼贴壁被复支护形式，设计净空宽度11m，两侧为直墙，被复结构侧墙厚度500mm，起拱线高4500mm，拱顶为1/4拱形，拱高2750mm，被复结构拱顶厚度400mm。
大厅被复结构采用P3015组合钢模板施工，模板支撑结构采用Ф48扣件式满堂脚手架支撑形式+定型钢拱架施工；该段大厅被复结构采用施工时，为确保施工质量及施工时的作业安全，减小混凝土对支架的压力，采用先墙后拱的施工方法组织施工：
侧墙砼施工：由于大厅作业长度不足25m，且整体浇筑量小不足120m3，采取一次性整体支模浇筑混凝土，水平施工缝采用遇水膨胀橡胶止水条。
拱部砼施工：分三段进行施工，施工缝按不大于9米设置一道，施工缝内采用中埋式遇水膨胀橡胶止水带。
侧墙钢拱架为I16工字钢制作，高度为4160mm；
拱部钢拱架为I16工字钢制作，支撑横梁采用I16工字钢制作，竖向支撑采用I10工字钢制作，间距1300mm。为方便施工操作，钢拱架按1521mm长度分段制作，采用Ф16螺栓连接。
模板支撑体系采用Ф48脚手管件满堂红支撑形式，脚手架管立杆横向间距为900mm，纵向间距根据钢拱架设置为750mm，水平杆步距不大于750mm，管架纵向每隔三排采用6m架手管设置一道剪刀撑，侧面每隔五排设置一道剪刀撑。模板横撑采用10厚方木进行设置。
侧墙模板及支撑体系验算
根据结构设计图纸说明以及规范要求，在采用先墙后拱的施工方法时，水平施工缝可设在起拱线50cm以下。侧墙总高度为4.8m(含30cm地面厚度），按照配模计算，侧墙施工砼施工高度在4.2m处设置水平施工缝一道，一次性整体浇筑，支架采用Ф48扣件式满堂脚手架。(见附图《大厅侧墙模板安装图》）
侧墙模板的侧压力计算：
根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界值时，侧压力就不再增加，此时的侧压力为新浇混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称混凝土的有效压头。现选取我国《混凝土结构工程施工及验收规范》中提出的新浇混凝土作用在模板上的侧压力计算公式如下：
采用内部振捣器时，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力可按下列二式计算，并取二式中的较小值：
一式：F=0.22Vct0β1β2V1/2
式中：F—新浇混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）
Vc—混凝土的自重（KN/m3），根据混凝土配合比计算为24.4KN/m3
t0—新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定，当缺乏实验资料时，可采用t＝200/(T+15)计算；
式中：T—混凝土的温度（°），根据现场实测入模温度为7°
V—混凝土的浇灌速度（m/h），本项目设定为1m/h
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（4.2m）
β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。
β2—混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度180mm时取1.15。
有效压头高度h（m）按下式计算：h=F/Vc
式中：h—有效压头高度（m）
H—混凝土浇灌高度（m）
根据以下公式计算二衬混凝土对模板的侧压力F=0.22Vct0β1β2V1/2
式中：β1＝1.2，β2＝0.85，V已知＝1m/h，Vc=24KN/m3,
t0=200/(T+15)=200/(7+15)=9.09h；
代入上式得：F＝0.22×24.4×9.09×1.2×1.15×√1＝67.337KN/m2；
而F′＝Vc·H＝24.4×4.2（浇注最高高度为4.2m）＝102.48KN/m2；
按取最小值，故最大侧压力为67.337KN/m2，
有效压头高度为h=67.337/24.4=2.76m。
振捣混凝土时产生的荷载标准值
对垂直模板可采用4.0KN/m2（作用范围在新浇混凝土侧压力的有效压头高度之内）。
倾倒混凝土时产生的荷载标准值：可取2KN/m2（作用范围在有效压头高度之内）。
二衬模板及其支架设计计算的荷载组合为：
一项荷载的分项系数为1.2，二项荷载的分项系数为1.4。
F组＝(F×1.2+4×1.4+2×1.4)×0.85＝75.824KN/m2；
模板采用P3015模板(б=2.75mm，截面特征：Ixj=36.3×104mm4,Wxj=8.21×104mm3)。根据侧模所荷载组合，检算承受最大侧压力的一块模板，由于模板宽度不大，按均匀分布考虑。
强度验算的设计荷载：q1=75.824×0.3=22.747×104N/mm；
σA=M/W=(1.024×104)/(8.21×103)=124.726N/mm2＜215N/mm2。
q2=67.337×0.3=20.201KN/m。
挠度验算：w=(5q2m4)/(384EI)=(5×20.201×7504)/(384×2.06×105×36.3×104)=1.113mm＜[w]＜1.5mm。
侧模内钢楞的验算（I16工字钢）：
侧模用I16工字钢组成竖向楞,取间距为0.75m。
q3=75.824×0.75=56.868N/mm。
竖向钢楞按连续梁计算：
σc=Mc/W=(2.09×106)/(21.2×103)=150.896N/mm2＜215N/mm2。
托撑上方方木的验算（方木10×10cm）：
由于托撑上方方木均设置在顶托支点位置时，则顶托上方木不会被压断，故此处受力可不计。
二衬模板支撑采用75×75×90cm的脚手架，管径为φ48mm×3.5mm，通过可调托架支顶侧模钢楞，脚手架杆件受力为轴向受力杆件。
二衬模板及支架设计计算的荷载组合为：
F组＝75.824KN/m2 q=75.824×0.3=22.747KN/m
每根杆件的轴向力为：N＝1.5×22.747×1/3＝11.374KN
单根杆件截面面积为A＝489mm2，φ取0.5，则：
σ＝N/(φA)=11374/(0.5×489)=46.519N/mm2＜205N/mm2。
根据公式KAKH·f＞N/(φA)判断稳定性。
式中KA—与杆件有关的调整系数，单杆为0.85。
KH—支撑脚手呆高度有关的调整系数，按下式计算：
KH＝1/（1+H/100）(H—搭设高度)
f—钢管的抗压、抗弯强度设计值，f＝205N/mm2。
计算得：KH＝1/（1+6/100）＝0.943
KA·KH·f＝0.85×0.943×205＝164.32N/mm2
σ＝N/(φA)＝46.519N/mm2＜KA·KH·f＝164.32N/mm2。
拱部模板及支撑体系验算
拱部结构施工分三个作业段，分段长度为9米。拱部采用钢拱架，支架采用Ф48扣件式满堂脚手架。(见附图《大厅拱部模板安装图》）
拱部简化为均布垂直受力，底模用P3015模板，I16工字钢作楞，间距1.5m，脚手纵、横间距均为0.75×0.9m。
模板自重力：F1＝0.352KN/m2;
混凝土自重力：F2＝24.4×0.4×1.0×1.0＝9.76KN/m2;
钢筋自重力：F3＝1.0×0.4×1.0×1.0＝0.4KN/m2;
振捣砼产生荷载：F4＝2.0KN/m2;
强度检算设计荷载组合：
q1=[(0.352+9.76+0.4)×1.2+2.0×1.4]×0.3=4.624KN/m2。
根据侧模强度验算可知，强度满足要求。
刚度检算荷载组合:q2=(0.352+9.76+0.4)×0.3=3.154KN/m
根据侧模刚度验算可知刚度满足要求。
拱部支架自重：F5＝38.31KN/m2
F组＝42.934KN/m2 q=42.934×0.3=12.88KN/m
每根杆件的轴向力为：N＝1.5×12.88×1/3＝6.44KN
单根杆件截面面积为A＝489mm2，φ取0.5，则：
σ＝N/(φA)=6440/(0.5×489)=26.34Nmm2＜205N/mm2。
同墙体整体稳定性检算，故知满足要求。
大厅作业高度较大，作业面宽，为本工程结构施工安全控制的重点部位，要严格控制施工作业程序，以质量保安全，始终把安全生产放在第一位。
模板及支架必须具有足够的强度，刚度和稳定性，其支承部分应有足够的支承面积。
模板接缝用橡胶条，接缝应严密，不漏浆，模板与混凝土接触面清理干净并涂隔离剂，严禁隔离剂沾污钢筋与混凝土接槎处。
模板安装时轻起轻放，不准碰撞，防止模板变形。
模板拆除时不得用大锤硬砸或撬棍硬撬，以免损伤砼表面和楞角。
模板在使用过程中应加强管理2021一级建造师《港航实务》习题集电子教材.pdf，分规格堆放，应及时涂刷防锈剂。
采取一切措施，防止截面尺寸不准，保护层过大，墙身扭曲现象。
高空作业要系好安全带，施工平台采用木板平铺搭设，端部与脚手架绑扎牢固。
各通道、洞口、临边处应悬挂安全标志，应配置足够数量的灭火器，尤其是电焊工操作时必须设专人监护，防止火星点燃安全网，竹篱笆，脚手架上禁止吸烟。
各种电线不得直接缠绕在钢管上AQ／T 3057-2019标准下载，在万不得已时必须确保电线、电动器具和脚手架接触部位有可靠的绝缘措施。
洞内施工应设置足够数量的碘钨灯照明，照明不得有死角，在脚手架四角搭超出操作面的简易镝灯使用。