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1、国家体育场SW区0层砼柱模板与支架施工方案北京市建筑工程研究院2005.5.8国家体育场SW区0层砼柱模板与支架施工方案目录一工程概述：二施工布置三模板体系四支架体系 五节点做法六安装拆模工艺七质量控制标准八安全施工措施一工程概述：国家体育场SE区0层轴轴砼柱包括直柱、单斜柱、双斜柱和Y型柱等类型，其中XKZ74-2位于夹层，XKZ75-4与大截面直柱75-3/75-B相交，以及Y型柱异型柱头变化等情况外，其他柱均为等截面独立柱。各砼柱参数见表1-1。国家体育场砼柱质量目标：(1) 颜色：清水饰面混凝土颜色基本一致，距离墙面3m肉眼看不到明显色差。(2) 气泡：混凝土必须控制表面气泡数量和大小
2、，要求保持气泡的均匀、细小，表面气泡直径不大于3mm、深度不大于2mm、每平方米气泡面积小于310-4。(3) 裂缝：减少清水混凝土表面裂缝，不得出现宽度大于0.2mm或长50mm的裂缝。(4) 光洁度：清水饰面混凝土成型后平整光滑、色泽均匀。(5) 平整度：表面平整度达到高级抹灰标准，偏差不大于2mm。(6) 密实度：清水饰面混凝土应具有良好的密实度。22表1-1 SW区砼柱参数统计表施工区域柱号0层柱中心坐标一层柱中心坐标夹角旋转角对应梁高（mm）柱类型数量备注x1y1z1x2y2z2SW-IXKZ57-1140.145 3.536 -1.000 143.111 3.636 6.650 6
3、8.797 0.000 1000 单斜柱1 XKZ58-1139.758 10.601 -1.000 140.683 10.697 6.650 83.069 0.000 1000 单斜柱1 XKZ59-1143.911 -18.433 -1.000 146.553 -20.097 6.650 67.797 11.976 1000 双斜柱1 XKZ59-2142.475 18.260 -1.000 144.485 18.594 6.650 75.086 0.000 1000 单斜柱1 XKZ59-3140.949 -18.142 -1.000 143.701 -16.320 6.650 66.6
4、63 25.499 450 双斜柱1 XKZ61-1145.315 34.669 -1.000 147.225 34.429 6.650 75.876 -9.499 1100 双斜柱1 XKZ61-2143.433 33.812 -1.000 145.135 36.929 6.650 65.098 -64.002 1100 双斜柱1 XKZ61-3140.954 33.146 -0.600 142.254 33.583 6.650 79.288 0.000 1000 单斜柱1 XKZ61-4139.033 32.558 -0.600 141.514 30.971 6.650 67.892 -4
5、1.990 1000 双斜柱1 XKZ64-1141.062 57.816 -3.750 143.749 56.747 6.650 74.461 -35.001 1000 双斜柱1 XKZ64-2140.308 58.903 -3.750 140.885 59.088 6.650 86.666 -76.898 1000 双斜柱1 XKZ64-3139.691 60.105 -3.750 138.402 62.654 6.650 74.642 -6.475 1000 双斜柱1 XKZ64-4132.803 53.969 -1.000 132.045 56.727 6.650 69.500 -70
6、.000 450 双斜柱1 XKZ64-5131.289 53.490 -1.000 133.797 52.163 6.650 69.650 -34.000 450 双斜柱1 XKZ64-6129.787 52.448 -1.000 132.040 53.740 6.650 71.248 0.000 1000 单斜柱1 SW-XKZ65-1124.317 57.586 -1.000 125.022 58.059 6.650 83.667 0.000 1000 单斜柱1 XKZ65-2123.002 56.853 -1.000 124.769 55.766 6.650 74.827 -18.10
7、5 450 双斜柱1 XKZ66-1118.943 62.503 -1.000 119.350 62.819 6.650 86.147 0.000 1000 单斜柱1 XKZ68-1116.079 77.068 -1.000 117.822 76.753 6.650 76.964 40.310 450 双斜柱1 XKZ68-2115.162 75.943 -1.000 114.741 76.220 6.650 86.231 76.645 1100 双斜柱1 XKZ68-3114.055 74.982 -1.000 114.745 73.713 6.650 79.307 19.698 450 双
8、斜柱1 SW-XKZ69-1109.467 87.098 -1.000 110.601 87.649 6.650 80.641 32.000 1200 双斜柱1 XKZ69-2108.561 86.024 -1.000 108.730 85.492 6.650 85.827 34.343 1100 双斜柱1 XKZ70-1104.889 90.620 -1.000 105.768 91.757 6.650 79.360 -82.520 1000 双斜柱1 XKZ70-2104.050 89.473 -1.000 104.182 89.653 6.650 88.329 0.000 1000 单斜
9、柱1 XKZ71-198.428 94.993 -1.000 99.421 96.563 6.650 76.351 0.000 1000 单斜柱1 XKZ71-297.681 93.811 -1.000 97.844 94.069 6.650 87.716 0.000 1000 单斜柱1 XKZ72-194.116 99.139 -1.000 94.028 99.851 6.650 84.642 -37.751 1000 双斜柱1 XKZ73-181.053 -103.215 -1.000 82.222 -104.026 6.650 79.464 -54.421 1200 双斜柱1 XKZ74
10、-177.230 104.684 -1.000 77.730 106.029 6.650 79.376 0.000 1000 单斜柱1 XKZ74-276.800 103.215 -1.000 75.933 105.513 6.650 72.200 -47.723 1000 双斜柱1 XKZ74-376.221 101.959 -1.000 76.221 101.959 6.650 直柱0.000 1000 直柱1 XKZ75-179.119 114.577 -1.000 78.276 115.324 6.650 81.624 -63.970 1000 双斜柱1 XKZ75-270.165 1
11、07.752 -1.000 69.094 109.763 6.650 73.415 -50.662 1000 双斜柱1 XKZ75-369.674 106.443 -1.000 69.675 106.443 6.650 89.993 0.000 1000 双斜柱1 XKZ75-469.372 104.991 -1.000 67.528 105.192 6.650 76.370 -14.755 1200 双斜柱1 SW-I -CD直/Y型15 SW-CD直/Y型8 SW-CD直/Y型13 说明：1.表中平面坐标均以场中心为原点，与施工图对应。2.表中夹角为斜柱中心轴线与其水平面投影线夹角。3.表
12、中旋转角为沿斜柱中心轴线按左手定则确定的角度。4.表中对应梁高为与0层柱柱顶相交的梁中的最大梁高。5.表中柱体沿斜柱中心轴线截面除注明为均为1000X1000mm。.二施工布置流水施工，主要施工工艺。0层SW区流水段施工模板数量表SW区 57轴-64轴（SW-2-1区）直柱标板数量单斜柱标准板数量双斜柱标准板数量可拆除标准板数量异型模板面积（m2）备注C-D轴11200 112 39.60 说明3D-F轴（不含D轴）0408070111.20合计1124080182 150.80 SW区 65轴-68轴（SW-2-2区）直柱标板数量单斜柱标准板数量双斜柱标准板数量可拆除标准板数量异型模板面积（
13、m2）备注C-D轴64006431.68 说明3D-F轴（不含D轴）016322851.57 合计6416329283.25SW区 69轴-77轴（SW-2-3区）直柱标板数量单斜柱标准板数量双斜柱标准板数量可拆除标准板数量异型模板面积（m2）备注C-D轴10400 104 47.52 说明3D-F轴（不含D轴）0248058141.50合计1042480162 189.02流水方向与模板总量0层标准板用量0层标板面积0层异板面积 合计从77轴向57轴流水（统计模板量）252676.368 423.070 1099.438 说明：1.标准板规格为1100*2440mm,异型模板为斜柱模板扣除标
14、准板的部分。 2.综合考虑SW区采用从77轴向57轴流水，模板0层加工面积为1099.438平方米。其中：1100*2440mm的标准板块数为252块。 3.由于施工图暂无C轴直柱的外形尺寸，故C轴的异型模板未包含在上表内，根据已有的资料估计其异型模板量约为250平方米。1分段施工根据施工组织设计，SW区混凝土工程划分为三段流水作业。SW区砼柱施工按照三段划分进行模板支架等材料准备，并按进度实施流水作业。在柱模板的周转使用过程中应遵循一定的原则。斜柱在施工过程为悬臂状态，柱底侧模的拆除时间由于设计无具体要求，按照GB50204-2002 混凝土结构施工质量验收规范4.3的规定应达到设计的混凝土
15、立方体抗压强度标准值达到100%方可拆模，这一时间不超过14天。直柱模板和斜柱上侧模则只要混凝土强度能保证其表面及棱角不受损伤即可拆模，这一时间不超过2天，该方案中柱模板配置量依据该标准并结合总体进度要求进行模板周转施工设计。模板类型拆 模 要 求预计时间斜柱底侧模达到设计的混凝土立方体抗压强度标准值达到100%方可拆模14天直柱模板和斜柱上侧模混凝土强度能保证其表面及棱角不受损伤2天2主要施工工艺柱、梁分别单独施工。混凝土柱首先浇筑到梁底，然后绑扎梁板钢筋，整体浇筑梁板混凝土。0层与其他层的层间直柱与斜柱均一次浇筑成型，跨层柱采用分段施工，每段施工高度与对应层高相同。3模板的配置方式斜柱模板
16、采用“下异型板+中标准板+上异型板”的方式配置。在流水作业过程中异型板满足相同倾斜角和旋转角的斜柱的应用，主要在不同层间流水；标准板满足同一层间分段流水与不同层间流水中应用。模板的流水配置数量见0层SW区流水段施工模板数量表。通过优化比较确定三段流水从77轴向57轴流水时模板总量最少。三模板体系1模板体系：面板背肋材料，力学性能，作业工艺要点斜柱模板方案采用北京市建筑工程研究院设计的板式钢木柱模体系。板式钢木柱模体系采用板式钢肋木胶合板面板柱模技术。板式格构大模板与柱模技术是北京市建筑工程研究院开发的新型现浇混凝土竖向结构模板，在首都机场新塔台等重点工程施工中已获得广泛应用。板式格构模板体系的
17、特点在于模板背肋采用矩形钢管组焊形成平面结构，经过计算和试验较大地增强了模板的抗侧刚度和抗扭刚度，同时模板体系标准化系列化，辅配件完备，加工精度高，施工工艺成熟，能满足较高混凝土质量和难点工程的需求。板式格构模板根据面板可分为板式全钢模板体系和板式钢肋木面板体系。根据施工方对成型混凝土质量的特殊要求，由施工方约定面板采用18mm厚WISA木胶合板（WISE-Form Brich）。其具体参数见下表：产品比重*（Kg/m3）尺寸m尺寸公差mm/m弹性模量（N/mm2）静屈强度（N/mm2）WISE-Form Brich约7001220X24401661012.4说明：该表数据依据芬兰维萨建筑模板
18、产品技术资料。模板大样详见附图。方钢管40803和601003两种。模板配置：原则，实际考虑，标板与异型板的规格的选择。配置原则：（底部）异型板+（中段）标准板+（顶段）异型板。目的：便于模板周转利用，便于施工作业。名称规格特征备注标板A1100X2440上下企口 标板A加工图大样异型板加工图大样板式钢木柱模模型的有限元计算模板平面组装示图板块标准，通用性好，方便周转。钢钢接触面，侧边框孔位居中布置,受力较好。柱模形成箱型结构，整体受力。模板连接节点详图斜柱模板组装图 竖向背楞、卡具与模板的连接节点设计：下端异型板的构造设计、模板沿高度方向的连接（企口），垂直方向模板的连接（锁具），下端异型板
19、与地面的连接（带折脚与地面锚固），通常竖背楞的连接，吊钩的连接，跨层柱模板的层间连接。下异型板与地面的连接实体视图（通过定位角与地面锚固）下异型板三维模型四支架体系 支架体系：支架的组成。支架配置：按照双斜柱定位要求的支架配置（数量与角度的选择）。节点设计：支架的机构（角度与长度）：通过专用托座调整连接。 模板与支架的连接：模板与支架的连接采用专用托座、拉杆连接。五其他节点做法1.下异型板定位角与底板的锚固连接埋件预先埋入混凝土，待斜柱放线完成后，定位地锚螺栓；地锚螺栓与埋件满焊连接。待下异型板就位后，通过地锚螺栓固定下异型板定位角，以控制斜柱倾角。定位角与底板通过锚固螺栓连接2胶条面板相交处
20、用橡胶条粘贴在端部封闭缝隙。注意应防止橡胶条压缩后挤入模板平面内。3模板上口砼浇筑高度定位 柱模垂直高度的确定原则为：柱模表标准垂直高度=层间柱高最大梁高+30mm柱模高度超出梁底30mm的目的一是满足剔凿20mm，二是留出10mm供梁底模与已浇筑的柱混凝土接触顶严，防止漏浆。 同时柱模实际垂直高度的确定需要兼顾模板满足其它楼层（由层高与梁高确定）的使用，柱模实际垂直高度大于柱模表标准垂直高度时，需要控制混凝土的浇筑高度，即进行借助一定的工具进行模板上口砼浇筑高度定位。4作业平台 作业平台的组成：扣件脚手平台（与斜柱施工过程中支护架体共同考虑）六安装拆模工艺待协商。七质量控制标准7.加工工艺与
21、质量控制模板是混凝土结构工程质量的保证。模板的质量直接影响到工程质量。因此为确保模板的加工质量，特制定以下加工工艺供参考。7.1工作台（架）的设置 工作台必须设置在平整、坚实的基础（座）上，基础座完成后，在平面上选择数个控制点用水平尺进行抄平，确保工作台台面的平整度。7.2钢框加工：7.2.1方钢管下料前要进行校正、保证平面度和直线度。7.2.2边框、竖肋、横肋由砂轮锯下料，不允许边角翘曲，用砂轮打磨掉毛刺,使用前应校正；7.2.3边框、竖肋、横肋上孔需先打好后再成框，（按图纸要求组框）；7.2.4由于该模板用于国家重点工程，所以钢框的尺寸、形状、精度必须由工装来保证，确保图纸要求的尺寸精度、
22、形状位置精度。7.2.7纵横肋节点需两立面、一平面焊接，各部位焊接要牢固，焊缝应无夹渣、气孔、虚焊、开焊、咬肉等缺陷，保证焊接质量；7.2.6节点平面焊接处，焊后要磨平；7.2.7由于方钢管两面的孔径不同，方钢管组焊时不可倾斜、装反、装错；7.2.8由于面板是维萨板，组焊后的框架高小于1.0mm，框架宽小于1.0mm；7.2.9组焊后的框架必须进行校正，检验合格后方可喷漆（见检验标）；7.2.10喷漆：清除焊渣、毛刺、除锈，喷防锈漆两道，喷刷罩面漆一道（橘红）工程色，防锈漆、面漆质量要符合标。油漆喷刷均匀、无漏喷、无脱皮、无流淌、不皱皮。7.2.10标记：喷模板标记要位置准确、规格正确、清晰；
23、7.3面板加工：7.3.1面板材料：维萨板（WISA）；规格 -18 x 2400 x 1200 mm ;7.3.2面板下料前要进行检查，翘曲、划伤、开裂和不符合规格的面板不能使用，保证面板的质量。7.3.3面板下料应专用的平台、专用设备, 周边平整光滑、无毛刺、无开裂，尺寸、形状、精度必须符合图纸要求；7.3.4成品面板及时组装、妥善保管，避免磕碰、潮湿；7.3.7面板在组装前四周要刷防水漆，防水漆涂刷均匀、无漏刷、无脱皮、无流淌、不皱皮；7.4组装：7.4.1工作台必须设置平整、无任何杂物，工作台面基础座完成后，在平面上选择数个控制点用水平尺进行抄平，确保工作台台面的平整度。7.4.2.
24、工作台面必须平铺二层橡胶板,作为板面保护,避免划伤面板;7.4.3. 利用工装将面板和钢框组装在一起,检验合格后先钻工艺孔,利用专用旋具将自攻钉旋入面板,使面板和钢框结合牢固、无间隙；7.4.4. 自攻钉不得漏装，要旋紧牢固；7.4.7. 因板面是维萨板，组装是不许撬、砸、压等，以免板面质量；大模板质量标准及检验方法 下料检验标准 （ 表1）序号检查项目允许偏差检查方法检测工具1面板下料对角线1mm尺量卷尺、直角尺2边框及与龙骨下料1mm尺量卷尺、直角尺3连接螺栓孔位0.5mm尺量卷尺、直角尺4弯曲（主龙骨）1.0mm尺量拉线、靠尺、塞尺 大模板成品检验标准 （表2）序号检查项目允许偏差检查方
25、法检测工具1高度1mm尺量(三点)卷尺2宽度-1mm尺量(三点)卷尺3板面平整度1.5mm靠尺、塞尺靠尺、塞尺对角线1.5mm尺量卷尺5连接螺栓孔位0.5mm尺量卡尺6穿墙螺栓孔位1mm尺量卷尺7拼板误差0.5mm尺量靠尺、塞尺8焊缝高度（45）+1mm尺量焊脚检查尺注：检验量具要使用统一型号品牌;配备有关工艺和质量检查技术人员，确保所有出厂产品100%合格。支护架设计问题的提出：施工过程中斜柱的结构安全。模型的建立：假定及理论依据。支护架计算：有限元。设计院的配合要求：裂缝。八安全施工措施1倾斜：2施工顺序：严格按施工工艺要求装拆模板。安装时必须每块模板就位连接固定后再安装下一块模板。做到先
26、装后拆，后装先拆，特别是模板拆除前应先将背楞以及其他附件脱离并拆除。每块模板拆除时，都必须使用专用吊钩，模板下端都应附着揽风绳，防止模板滑出斜柱面的突然摆动。3堆放：专用场地，基面坚实，下铺方木，避雨堆放。附件实行入库管理，专人领用，专人保管。由于柱模面板设置企口，且异型板下口切有固定的倾斜角，容易冲撞破坏，堆放运输吊装必须实施保护。4吊装：使用专用吊钩。 5钢丝绳：0层不用。6振捣：波纹管100与钢筋网固定，振捣沿波纹管斜向插入实施振捣。附件 斜柱模板与支架计算书. 钢框木面斜柱模板的受力分析计算(一) 模板荷载计算 图1 混凝土对模板的侧压力图砼重力密度：=24 KN/m2新浇砼初凝时间(
27、按公式取，其中T=250C)：t0=5 h砼浇筑速度：V=2 m/h外加剂影响系数：1=1.2（掺具缓凝作用外加剂）砼坍落度影响修正系数：2=1.15（坍落度110150mm）据新浇砼作用于模板的最大侧压力公式有：F1=0.22t012 V1/2 =0.22X24X5X1.2X1.15X21/2 =51.5 KN/m2 F2= h =24X(3.520+1.500) =120.48KN/m2取以上二式中较小值，F=F1=51.5 KN/m2新浇砼有效压头高度 h=F/ =51.5/24 =2.1 m.斜柱模板受力分析：1、考虑由倾角产生的混凝土斜柱自重G产生垂直于模板表面的分力。2、考虑浇筑混
28、凝土时对模板产生的侧压力F。图2斜体柱混凝土对模板垂直侧压力分析示意图针对北京奥体中心（鸟巢工程）结构的斜柱进行起始坐标点进行分析，选取柱编号为D54-1的斜柱的受力作为模板设计的参考数据。该柱的参考数据见斜柱数据库参数（36轴56轴）。斜柱新浇筑的混凝土对模板的侧压力的设计值计算公式为：P=Gcos+Fsin其中G为单位混凝土自重。F为新浇筑混凝土对模板的水平侧压力。F值按建筑工程大模板技术规程(JGJ74-2003)进行取值。 其中：公式、取较小值模拟计算：按混凝土浇筑的常规标准。拟采用【】中对新浇筑的混凝土各项参数的选取及计算，可得出新浇筑的混凝土水平侧压力约为。参见斜柱数据库参数（36
29、轴56轴），由于该工程中的斜柱角度各不相同，从度至度之间。斜柱模板的侧压力和斜柱空间倾斜角度由直接影响关系。由侧压力计算公式 P=Gcos+Fsin 可得由斜柱数据库参数（36轴56轴）计算可知垂直于模板表面的最大侧压力的柱为D52-4,其侧压力数值为77.42。故模板受力计算采用该数值。（二）模板构造及参数模板的结构设计：模板的背肋采用方钢管整体组焊，面板（维萨木胶板）通过自攻螺钉与整体背肋连接。面板及背肋加工组拼在加工场内完成。标准块尺寸为11563600模板的整体背肋构造形式如下： 图3 模板构造图三、模板结构有限元分析验算：模板的结构内力计算采用ANSYS软件公司开发的结构分析有限元软件ANSYS8.0进行结构建模和荷载工况分析计算：荷载传递途径：模板格构为交叉梁系，其传力途径可简化为：单块模板结构受力模型通过有限元计算分析在模拟荷载作用下的变形和应力：考虑锁具铰接，最大变形值为。考虑柱模组拼完成后附加支撑框架的约束，由后面的整体验算，模板变形满足设计要求。最大应力值。