2.模板施工技術(shù)及設(shè)計(jì)方法

1、2 模板施工技術(shù)及設(shè)計(jì)方法2.1 模板施工技術(shù)混凝土模板能可靠地承受混凝土澆筑時(shí)的鋼筋、混凝土、模板的自重以及澆筑施工過程中所產(chǎn)生的全部荷載，模板按其作用可分為底模與側(cè)模二大類?，F(xiàn)以高樁碼頭現(xiàn)澆下橫梁（圖2.2.3-3及2.2.2-4）為例介紹底模與側(cè)模的結(jié)構(gòu)與施工。2.1.1 底模 底模主要承受混凝土澆筑時(shí)的各種垂直力，如混凝土、鋼筋、模板的自重及施工人員與機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的重量等。底模主要由主梁、次梁、擱柵、底板以及與樁基聯(lián)系的圍檁、吊筋螺栓（鋼抱箍）等組成。(1) 圍檁圍檁又稱“夾樁木”，一般采用10cm15cm的木方用圍檁螺栓(一般選用m22)夾緊于樁體上，利用圍檁與樁體的摩擦阻力來承受

2、通過主梁傳遞給樁的重力，每道圍檁隨材質(zhì)及現(xiàn)場的情況可承重2030kn的力(見圖2.1.1-1)。在將圍檁夾在樁體上時(shí)，要注意上緊圍檁螺栓用的套筒扳手的長度要大于600mm，使加的力應(yīng)使螺栓鋼墊片（100mm100mm12mm）嵌入木圍檁內(nèi)1mm以上。當(dāng)荷載較大，必須采用“吊筋螺栓”或“鋼抱箍”承重時(shí)，圍檁就成為施工腳手承重及控制主梁標(biāo)高的作用。(2) 吊筋螺栓當(dāng)由主梁傳遞來的重力較大，圍檁無法承重時(shí)，即可采用吊筋螺栓將主梁(一般由槽鋼組成)與樁進(jìn)行聯(lián)系。吊筋螺栓的規(guī)格與數(shù)量可根據(jù)所承受的外力的大小選用，常用的吊筋螺栓一般都m22，并配雙螺母。(3) 鋼抱箍當(dāng)采用（鋼、混凝土）管樁時(shí)，也可選用鋼

3、抱箍（圖2.1.1-2）的形式來取代圍檁吊筋螺栓。鋼抱箍箍緊樁體，依靠抱箍與樁體的摩擦阻力來承受主梁傳遞給樁的重力，鋼抱箍的承重能力一般都在300kn以上，它的承重能力主要由抱箍材料的材質(zhì)、規(guī)格，箍緊螺栓的張緊程度等因素來決定，一般均要通過在現(xiàn)場試驗(yàn)實(shí)測取得。圖2.1.1-3是在部分工程中使用的50cm鋼抱箍制作詳圖，供讀者借鑒。 (4) 主粱主梁一般采用槽鋼(荷載較小時(shí)也可采用圍檁木)，通過圍檁，吊筋螺栓或鋼抱箍將構(gòu)件的荷載傳遞給樁基。主梁的規(guī)格、材料、長度需根據(jù)它所承受荷載的大小、樁的間距等因素，由技術(shù)人員通過計(jì)算而決定。荷載及樁的間距越大，所選用的主梁規(guī)格也就越大。當(dāng)荷載較大時(shí)，還經(jīng)常會(huì)

4、采用復(fù)拼槽鋼的型式。 (a) 方樁工藝 （b）管樁工藝圖2.1.1-1 吊筋螺栓及圍檁的常用形式示意圖 圖2.1.1-2 鋼抱箍使用情況 (5) 次梁 一般的梁類結(jié)構(gòu)底模中的主梁間距不會(huì)很大，故在主梁上可直接鋪設(shè)擱柵。但遇到墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)形式時(shí)，主梁間距一般均大于lm，此時(shí)必須在主梁與擱柵之間鋪設(shè)次梁。次梁視主梁間距及荷載大小而決定，一般選用槽鋼或木圍檁，間距均lm，具體可通過計(jì)算來決定。如選用槽鋼作為次梁，要提前考慮將來的拆除方式。 圖2.1.1-3鋼抱箍制作圖(6) 擱柵 擱柵選用5cm10cm木方(根據(jù)荷載大小，有時(shí)也采用locmlocm木方)鋪設(shè)在主粱或次梁上。若主梁是槽鋼時(shí)，還需在槽鋼上

5、綁一5cm厚的復(fù)木，將擱柵釘在復(fù)木上。擱柵的間距視荷載的大小，主、次梁間距及擱柵的的材質(zhì)計(jì)算而定，一般在50cm左右。 (7) 底板底板選用3cm5cm的木板，根據(jù)荷載及擱柵的間距通過計(jì)算而定。(8) 常見底模材料及選用依據(jù)材 料選用依據(jù)圍 檁木材，鋼木復(fù)合荷載，樁的截面形式吊筋螺栓q235荷載鋼抱箍q235荷載，樁的截面形式主 梁木材，型鋼(槽鋼)荷載，樁的間距 次 梁木材，型鋼(槽鋼)荷載，主梁的間距 擱 柵 木材 荷載，主梁(次梁)間距 底 板木材 荷載，擱柵間距 2.1.2 側(cè)模 側(cè)模主要承受混凝土澆筑時(shí)的側(cè)向壓力。側(cè)模由側(cè)模板、內(nèi)楞、外楞、對(duì)拉螺栓、拋撐等組成。根據(jù)混凝土下灰的形式，

6、澆筑速度、混凝土的入模溫度等選用側(cè)模的規(guī)格及形式。(1) 側(cè)模板：一般由組合鋼模板組成，也可用木模板及鋼木組合模板，效果都較好。模板要求表面平整無孔洞，剛度好，規(guī)格齊整便于拼接。(2) 內(nèi)外楞：混凝土的側(cè)壓力通過側(cè)模板傳給內(nèi)外楞，內(nèi)外楞材料常采用熱軋鋼管或其它型鋼(扁鋼、矩形鋼管、槽鋼等)，也可采用木方。內(nèi)外楞的材料、規(guī)格、間距及布置方法，需根據(jù)混凝土澆筑時(shí)混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力的大小進(jìn)行計(jì)算，以確保內(nèi)外楞有足夠的強(qiáng)度與剛度來承受混凝土的側(cè)壓力。(3) 對(duì)拉螺栓：對(duì)拉螺栓又稱模板拉桿，用于連接構(gòu)件二側(cè)模板，承受混凝土側(cè)壓力和其它荷載，保持二側(cè)模板的間距，保證模板有足夠的強(qiáng)度與剛度。對(duì)拉螺栓的材料

7、采用q235鋼制作，直徑一般12mm。對(duì)拉螺栓的規(guī)格及布置通過計(jì)算確定，一般布置在內(nèi)外楞交叉點(diǎn)處。 (4) 內(nèi)撐 為了控制二側(cè)模板之間的位置與間距，還需在模板內(nèi)側(cè)設(shè)有“限位”，稱內(nèi)撐。分別安設(shè)在底部及頂部，對(duì)高大結(jié)構(gòu)還需在中部位置增設(shè)。若采用“墻包底”工藝時(shí)，底模就是底部限位（圖2.2.2-4）。如采用“底包墻”工藝時(shí)，可在底板上釘三角條來作為限位。對(duì)于上橫梁、防汛墻墻身等構(gòu)件，也可在下部混凝土澆筑時(shí)留一“臺(tái)口”供立側(cè)模時(shí)作“限位”使用。 頂部內(nèi)撐一般采用木撐，木撐的長度與模板內(nèi)側(cè)間距相同，一般布置的間距與對(duì)拉螺栓相同，混凝土澆筑到位并在初凝前需將頂部木撐去除（圖2.2.2-4）。 中間內(nèi)撐：

8、高大構(gòu)件一般要設(shè)中間內(nèi)撐，可用細(xì)石混凝土制作“撐棍”，預(yù)制撐棍時(shí)中間預(yù)留一孔供穿對(duì)拉螺栓。目前工程實(shí)踐中也有采用塑料管的，效果較好。 (5) 拋撐側(cè)模板建立后，為了調(diào)直模板的順直，可在模板外加設(shè)“拋撐”。一般選用10cm10cm木方，間距1m2m，頂部角度要求45o（圖2.2.2-4）。2.1.3 常用組合鋼模組合式模板，是現(xiàn)代模板技術(shù)中，具有通用性強(qiáng)、裝拆方便、周轉(zhuǎn)次數(shù)多的一種“以鋼代木”的新型模板，用它進(jìn)行現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工，可事先按設(shè)計(jì)要求組拼成梁、柱、墻、樓板的大型模板，整體吊裝就位，也可采用散裝散拆方法。常用的組合式定型小鋼模，是使用較廣泛的一種通用性組合模板。鋼模板采用q235

9、鋼材制成，鋼板厚度2.5mm，對(duì)于400mm寬面鋼模板的鋼板厚度應(yīng)采用2.75mm或3.0mm鋼板。主要包括平面模板、陰角模板、陽角模板、連接角模等。組合式鋼模的連接件主要由u形卡、l形插銷、鉤頭螺栓、蝶形或山形扣件等組成。它們的作用是確保相鄰鋼模板夾緊，不錯(cuò)位，拼接緊密，緊固內(nèi)外楞，增強(qiáng)拼接模板的整體鋼度。連接件均有統(tǒng)一的規(guī)格，可直接從市場上采購（組合式定型鋼模及其連接件的規(guī)格可參見領(lǐng)工員教材相關(guān)章節(jié)）。2.1.4 鋼模板的配制原則鋼(鋼木組合)模板的寬度模數(shù)以5cm進(jìn)級(jí)，長度模數(shù)以15cm進(jìn)級(jí)，有多種規(guī)格型號(hào)供給多種方式的排列組合。模板配制原則為：(1) 使用塊數(shù)最少，木材拼接補(bǔ)量最少，支

10、承件布置簡單，受力合理。(2) 優(yōu)先取得最通用的規(guī)格：盡量使用規(guī)格最大的鋼模板，其它規(guī)格只作為拼湊模板面積尺寸之用。(3) 配板時(shí)一般應(yīng)以鋼模板的長度方向沿構(gòu)體的長度方向排列。(4) 每塊鋼模板上，須有二處支承，即二處內(nèi)楞。如長度為1.5m、1.2m、0.9m的鋼模其內(nèi)楞的間距分別為0.75m、0.60m、0.45m。2.1.5 模板的拆除 拆除混凝土構(gòu)件模板時(shí)應(yīng)符合下述要求：(1) 不承重的側(cè)面模板，應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能保證其表面和棱角不因拆除模板而受損壞時(shí)，方可拆除。(2) 承重構(gòu)件重量的底模需在混凝土強(qiáng)度達(dá)到下述設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)百分率時(shí)方可拆除。結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)跨度(m)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的百分率()板

11、8100粱8758100懸臂構(gòu)件2752100(3) 模板及配件拆下后，須及時(shí)清理灰漿維修整理，分類存放。2.1.6 施工要點(diǎn)(1) 混凝土模板的配置要經(jīng)過詳細(xì)全面的計(jì)算，模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力以及施工荷載。模板施工時(shí)要嚴(yán)格依據(jù)施工組織設(shè)計(jì)所指定的模板圖進(jìn)行。(2) 要保證工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件各部分形狀尺寸和相互位置的正確。(3) 構(gòu)造簡單，裝拆方便，并便于鋼筋的綁扎和安裝，符合混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)等工藝要求；(4) 應(yīng)采取分段流水工藝，減少模板一次投入量。(5) 木模板板材要直邊，表面刨光壓平；鋼模板不得有孔洞與變形；拆模后必須鏟凈水泥漿

12、；使用前必須涂刷脫模劑。(6) 模板板縫要有有效的止?jié){措施(根據(jù)不同的型式分別采用木三角條、塑料管、硬紙片、絨布條、海綿條、橡膠條等止?jié){材料嵌墊)。2.2 普通模板的設(shè)計(jì)模板工程是建筑施工中極為重要的項(xiàng)目。為在混凝土施工過程中能承受鋼筋混凝土的自重與各種施工荷載，保正施工的安全；為確?；炷翗?gòu)件的外形美觀、尺寸滿足設(shè)計(jì)要求；為正確、經(jīng)濟(jì)、合理地選用模板及其配件，工程施工技術(shù)人員必須要掌握混凝土模板設(shè)計(jì)的基本技能。為了有利于讀者體會(huì)混凝土模板的計(jì)算原理與過程，以下將通過兩工程混凝土模板的設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹模板設(shè)計(jì)的原則、基本步驟與方法。讀者可舉一反三，參考本文所涉及的規(guī)范（水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范jt

13、j268-96）、與手冊(cè)(建筑施工計(jì)算手冊(cè)“8模板工程”)及相關(guān)資料對(duì)其它混凝土構(gòu)件進(jìn)行模板設(shè)計(jì)的實(shí)踐。2.2.1 實(shí)例一本例所設(shè)計(jì)模板的混凝土構(gòu)件，位于地下基礎(chǔ)梁的部分分段（圖2.2.1-1），即梁底模板直接采用墊層混凝土，不再另行配置底模板（見圖2.2.1-4）。 圖2.2.1-1 基礎(chǔ)梁模板示意圖(1)梁體模板計(jì)算1)水平荷載混凝土拌和物對(duì)模板的側(cè)壓力，取下述兩等式中較小值： （2.2-1） （2.2-2）（公式（2.2-1）、（2.2-2）來自建筑施工計(jì)算手冊(cè)p.443頁公式（8-8）、（8-9）式中 新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力（）；混凝土的重力密度（）；新澆筑混凝土的初凝時(shí)間（）

14、，可按實(shí)測確定。當(dāng)缺乏實(shí)驗(yàn)資料時(shí)，可采用計(jì)算；混凝土的溫度（ ，本例取15）；混凝土澆筑速度（）；混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度（）；外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑是取1.0；摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取1.2（緩凝型減水劑）；混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于30mm時(shí)，??；50mm90mm時(shí)，??；110mm150mm時(shí)，取1.15；現(xiàn)場施工時(shí)一般同時(shí)澆筑10根梁，混凝土的總方量為：?，F(xiàn)場混凝土澆筑工效為（包括混凝土拌和、運(yùn)輸、下灰、振搗等工序）， 10根梁澆筑時(shí)間：?；炷翝仓俣葀：由式（2.2-1）： 由式（2.2-2）： 取上述二式較小值：。由于單位時(shí)間內(nèi)平均泵送

15、混凝土量為，小于，下灰高度小于，所以無論何種形式模板，均不計(jì)混凝土對(duì)模板的沖擊荷載（建筑施工計(jì)算手冊(cè)p.446頁）。2)內(nèi)楞（見圖2.2.1-2）圖2.2.1-2 梁體內(nèi)外楞布置示意圖（a向）施工現(xiàn)場所用側(cè)（底）模板為機(jī)制九夾板，厚度為，所用內(nèi)楞為方木。按抗彎強(qiáng)度計(jì)算內(nèi)楞間距： （2.2-3） 即： 按撓度校核內(nèi)楞間距： （2.2-4）式中：混凝土側(cè)壓力（）；均布荷載（）；內(nèi)楞間距（）；外楞間距（即內(nèi)楞跨度）,模板設(shè)計(jì)時(shí)暫按最大值計(jì)，??；內(nèi)楞承受的最大彎矩（）；內(nèi)楞承受的最大應(yīng)力()；內(nèi)楞截面的彎曲截面系數(shù)（）, 即；內(nèi)楞最大撓度（）；內(nèi)楞容許撓度值（）；結(jié)構(gòu)表面隱蔽的模板，為模板構(gòu)件計(jì)算跨度

16、的，即；（建筑施工計(jì)算手冊(cè)p.479頁）木模板的抗彎、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，采用松木板??；（本教材：12.9常用樹種木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量）。木材的彈性模量，??；（來源同上）。模板截面的慣性矩()，；公式（2.2-3）、（2.2-4）來自建筑施工計(jì)算手冊(cè)p.450頁（公式8-16、8-18）。內(nèi)楞間距： ， 取。撓度校核：。3）側(cè)模板按內(nèi)楞間距驗(yàn)算側(cè)模板（機(jī)制九夾板）強(qiáng)度及撓度：強(qiáng)度計(jì)算?？紤]到模板結(jié)構(gòu)為多跨（等跨）連續(xù)結(jié)構(gòu) （2.2-5）公式（2.2-5）來自建筑施工計(jì)算手冊(cè)p.453頁公式（8-19）。因側(cè)模板為壓密九夾板結(jié)構(gòu)，所以??；取。（附錄12.9常用樹種木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量）機(jī)

17、制九夾板 ：。撓度計(jì)算： （建筑施工計(jì)算手冊(cè)p.453頁（公式8-20）機(jī)制九夾板截面慣性矩 所以，內(nèi)楞間距按700mm時(shí)，板模板不能滿足要求，故將內(nèi)楞間距改為500mm。撓度復(fù)算： 滿足要求所以內(nèi)楞間距采用=500mm。說明：考慮到布置外楞時(shí)，要避讓翼板底模，所以外楞間距改為（見圖2.2.1-4），即上述計(jì)算中的“”由原改為，因修改后結(jié)構(gòu)偏安全，故不再修正結(jié)果。4）拉桿（對(duì)拉螺栓）每根對(duì)拉螺（圖2.2.1-2）栓受力：查對(duì)拉螺栓力學(xué)性能表（附錄12.15）： 取，其容許拉力為，滿足要求。5）結(jié)論 梁體側(cè)模板：18mm機(jī)制九夾板； 內(nèi)楞：45mm90mm方木，500mm； 外愣：雙拼48鋼管，

18、430； 模板拉桿：m12,內(nèi)外楞交叉處布置。(2)翼板計(jì)算圖2.2.1-3 翼板底模計(jì)算示意圖 1) 垂直荷載根據(jù)規(guī)范水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范（jtj248-96）規(guī)定。新澆筑混凝土的重力密度為，故我們?cè)诖巳′摻罨炷林亓γ芏葹?；施工荷載取鋼筋混凝土重量：施工荷載：荷載總和：。2）水平荷載。3）底板 （為a向線荷載，見圖2.2.1-3）（，支座間距取木方中間距，見圖2.2.1-2） 所以底模板滿足要求。4）鋼管支撐間距b（按多跨支撐計(jì)算）底板模板下安放兩根擱柵（圖2.2.1-4）按抗彎強(qiáng)度計(jì)算即： （2.2-6）按撓度計(jì)算即： （2.2-7）公式（2.2-6）（2.2-7）來自建筑施工計(jì)算手冊(cè)

19、p453頁（公式8-19、8-20）由式（2.2-6）：設(shè)木擱柵允許撓度=3由式（2.2-7）：b取上述結(jié)果較小值 1119實(shí)際使用取所以鋼管間距為1000mm時(shí)，木擱柵滿足要求。5) 側(cè)模板 側(cè)模板內(nèi)楞為兩道方木（見圖2.2.1-4），外楞為鋼管，間距。側(cè)模板側(cè)壓力（見“2.2.1 (2) 2）”）那么，（見“2.2.1 (2) 3）”）因?yàn)椋?側(cè)模板荷載小于底模板荷載， 側(cè)模板結(jié)構(gòu)形式與底模板相同，所以：側(cè)模板不必再進(jìn)行力學(xué)計(jì)算 （布置如圖2.2.1-4）。6）結(jié)論 翼板底板：18mm機(jī)制九夾板； 底板下木擱柵：45mm90mm方木，535mm； 擱柵下支撐；48鋼管，1000mm； 翼板

20、側(cè)模；18mm機(jī)制九夾板； 翼板側(cè)模內(nèi)楞；兩道方木； 翼板側(cè)模外楞；48鋼管，1000mm。圖2.2.1-4 “實(shí)例一”模板結(jié)構(gòu)示意圖2.2.2 實(shí)例二本例為一高樁碼頭現(xiàn)澆下橫梁構(gòu)件，橫梁長18m，由6根樁基（圖2.2.2-1）承重；下橫梁寬1.4m，高1.0m；橫梁端部要安裝一預(yù)制靠船構(gòu)件（重25kn，重心距梁端部0.42m）；要求設(shè)計(jì)下橫梁底模、側(cè)模。 圖2.2.2-1 下橫梁模板計(jì)算示意圖（1）底模1)荷載自重荷載1.41.01.026 = 36.4 施工荷載1.41.01.02.5 = 3.5 計(jì)算荷載 = 36.4 + 3.5 = 39.9 2)底模計(jì)算 a-b段 主梁取28b ：；

21、 (附錄12.18) (公式來源：附錄 12.12.2)。圖2.2.2-2端部加固示意圖集中荷載（安裝預(yù)制靠船構(gòu)件）時(shí)撓度大于允許值，故采用如圖2.2.2-2的加固措施：即選用與主梁同型號(hào)的槽鋼制作兩大小適宜的等腰直角三角形鐵件，并用m22螺栓分別與兩主梁槽鋼在相對(duì)應(yīng)的位置上加以固定牢固；該兩鐵件與管樁之間再用一鋼制的“弧型傳力塊”塞墊緊密，以減少槽鋼因受荷載后產(chǎn)生的變形（撓度）。當(dāng)“弧型傳力塊”位置低于“最低施工水位”時(shí)，只能棄之方案，而將主梁槽鋼型號(hào)增大，滿足。吊頂螺栓: (m22螺栓允許拉力47.9)a支座：對(duì)取3對(duì)（雙肢）m22螺栓，m22 允許拉力47.9(附錄12.15)b支座：對(duì)

22、取1對(duì)（雙肢）m22螺栓。安裝靠船構(gòu)件時(shí)：即安裝靠船構(gòu)件時(shí)，b支座槽鋼有一13.2向上的力，要采用鐵絲將槽鋼綁在b樁的圍檁上。ef段主梁： 取25b ：； (附錄12.17)225b： 因此，仍采用228b 則 =0.181.0吊頂螺栓: (m22螺栓允許拉力47.9)e支座：取1對(duì)（雙肢）m22螺栓f支座：對(duì)取2對(duì)（雙肢）m22螺栓。 bc-cd-de 主梁（按cd段在中間處斷開成兩懸臂結(jié)構(gòu)時(shí)計(jì)算）取20：；。220： bc、cd、de段取一對(duì)20槽鋼。注意：若cd段采用懸臂形式時(shí)，懸臂長度必須為1m 。吊筋: b：對(duì)取1對(duì)（雙肢）m12c：對(duì)取2對(duì)（雙肢）m12。次梁（擱柵）選用5cm10cm木方，實(shí)際市場提供的截面尺寸為4.5cm9.0cm；。每米橫梁用擱柵根數(shù)：擱柵以50cm間距布置，即2，=50cm 。 底板（以下計(jì)