2B313012常用模板、支架和拱架的设计与施工【必会】
一、常用模板、支架和拱架的设计
承包人应在制作模板、拱架和支架前14d，向监理工程师提交模板、拱架和支架的施工方案，施工方案应包括工艺图和强度、刚度与稳定性等的计算书，经监理工程师批准后才能制作和架设。监理工程师的批准及制作、架设过程中的检查，并不免除承包人对此应负的责任。
拱架——木拱架、钢拱架

（一）设计的一般要求
1.模板和支架均应进行施工图设计，经批准后方可用于施工。
2.在模板上设置的吊环，严禁采用冷加工钢筋制作，且吊环的计算拉应力应不大于 50MPa。
3.支架的高宽比宜≤2，当高宽比大于2时，宜扩大下部架体尺寸或采取其他构造措施。

（二）设计荷载
1.计算模板、支架和拱架时，应考虑下列荷载：
（1）模板、支架自重和拱架自重。
（2）新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力。
（3）施工人员及施工设备、施工材料等荷载。
（4）振捣混凝土时产生的振动荷载。
（5）新浇筑混凝土对模板侧面的压力。
（6）混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载。
（7）设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、船只及其他漂浮物的撞击力。
（8）其他可能产生的荷载，如风荷载、雪荷载、冬季保温设施荷载等。

（三）稳定性要求
当验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。
拱架稳定性的验算应包括拱架的整体稳定和局部稳定，其抗倾覆稳定系数应不小于 1.50。
（四）强度及刚度要求
验算模板、支架及拱架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：
（1）结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1/400。
（2）结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1/250。
（3）支架、拱架受载后挠曲的杆件（盖梁、纵梁），其弹性挠度为相应结构跨度的1/400。
（4）钢模板的面板变形为1.5mm。
（5）钢模板的钢棱和柱箍变形为1/500和S/500（其中I为计算跨径，S为柱宽）。

二、常用模板、支架和拱架的施工
（一）模板的制作及安装
模板安装的技术要求：
（1）妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设。模板不应与脚手架连接（模板与脚手架整体设计时除外），避免引起模板变形。
（2）模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，签认后方可浇筑混凝土。
（3）当结构自重和汽车荷载（不计冲击力）产生的向下挠度超过跨径的1/1600时，钢筋混凝土梁、板的底模板应设预拱度，预拱度值应等于结构自重和1/2汽车荷载（不计冲击力）所产生的挠度。
纵向预拱度可做成抛物线或圆曲线。
（4）后张法预应力梁、板，应注意预应力、自重和汽车荷载等综合作用下所产生的上拱或下挠，应设置适当的预挠或预拱。

（二）支架、拱架的制作及安装
1.无论使用何种材料的支架和拱架，均应进行施工图设计，并验算其强度、刚度和稳定性。
2.尽量减少长杆件接头，两相邻立柱的连接接头应尽量分设在不同的水平面上。主要压力杆的纵向连接，应使用对接法，并用木夹板或铁夹板夹紧。次要构件的连接可用搭接法。
3.在风力较大的地区，应设置风缆。
4.支架和拱架安装时应注意以下几点：
（1）支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上，立柱底端应设垫木来分布和传递压力。
（2）施工用的脚手架和便桥，不应与结构物的模板支架相连接。
（3）船只或汽车通行孔的两边支架应加设护桩，夜间应用灯光标明行驶方向。施工中易受漂流物冲撞的河中支架应设坚固的防护设备。
5.应通过预压的方式，消除支架地基的不均勻沉降和支架的非弹性变形并获取弹性变形参数，或检验支架的安全性。预压荷载宜为支架需承受全部荷载的 1.05?1.10倍，预压荷载的分布应模拟需承受的结构荷载及施工荷载。

【例题·案例分析】
背景资料：
某跨度40m现浇预应力钢筋混凝土简支梁桥，采用后张法张拉预应力。施工单位采用碗扣式满堂支架施工(见下图)，支架由钢管、扣件、型钢等组成，纵横梁采用电弧焊连接。支架为就近租赁，为保证支架安装质量，施工单位认真检查了扣件的外观质量。
为了保证支架的承载力以及消除支架和支架地基引起的塑性变形，对支架进行了堆沙袋预压，压重为梁自重的1.1倍(梁自重加施工荷载)，并在跨中支架顶部设置了标高观测点。观测点预压前标高为185.756m，进行分级预压，100％预压荷载时观测点的标高为185.701m。预压稳定后进行了分级卸载，卸载后观测点的标高为185.725m。
经计算，该桥达到了设置预拱度的条件，恒载、活载、混凝土温度、徐变、收缩引起挠度见下表，并按二次抛物线设置预拱度。跨中底板的设计标高为185.956m。
【问题】
1.计算梁自重和施工荷载作用下的弹性变形。(保留小数点后三位)
2.计算该支架跨中需要设置的预拱度以及底板的立模标高。(保留小数点后三位)

【参考答案】
1.梁自重和施工荷载作用下的弹性变形=(185.725-185.701)m=0.024m。
2.该支架跨中需要设置的预拱度=(9+5+6)mm=20.000mm=0.020m。
底板的立模标高=(185.956+0.020)m=185.976 m。
（三）模板、支架和拱架的拆除
承包人应在拟定拆模时间的12h以前，向监理工程师报告拆模建议，并应取得监理工程师同意。
1.非承重侧模板一般应在混凝土抗压强度达到 2.5MPa时方可拆除侧模板。
对预应力混凝土结构，其侧模应在预应力钢束张拉前拆除；底模及支架应在结构建立预应力后方可拆除。
2.现浇混凝土拱圈的拱架，拆除期限应符合设计规定；设计未规定时，应在拱圈混凝土强度达到设计强度的85％后，方可卸落拆除。
3.浆砌石拱桥，须待砂浆强度达到设计强度标准值的85％。
4.模板拆除应遵循先支后拆，后支先拆的顺序，拆时严禁抛扔。
5.卸落（落模）设备：木楔、木马、砂筒或千斤顶。

6.卸落支架和拱架应按拟定的卸落程序进行，分几个循环卸完，卸落量开始宜小，以后逐渐增大。
在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。
（1）在卸落前应在卸架设备上画好每次卸落量的标记。
（2）满布式拱架卸落时，可从拱顶向拱脚依次循环卸落。
（3）简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落；悬臂梁应先卸挂梁及悬臂的支架，再卸无铰跨内的支架。

【提示】此部分内容是教材新增加内容，属于易考查知识点，考查形式多样。理解模板、支架和拱架设计荷载，重点掌握其施工要求，支架拱架在安装时的注意要点及拆除原则一定要熟记。