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第四章 混凝土工程
模板工程
钢筋工程
混凝土工程
预应力混凝土工程
第四章 混凝土工程
钢筋混凝土结构：整体式 装配式 装配整体式
整体式：整体性和抗震性能好，结构构件布置灵活，适应性强，钢筋消耗量少，施工时不需要大型的起重机械，广泛使用。钢筋混凝土工程施工技术的不断革新，现场机械化程度的不断提高，为其广泛应用带来了新的发展前景。
装配式：采用预制构件，实行工厂化、机械化施工，可以大大加快施工速度，保证工程质量，降低工程成本，减轻劳动强度，提高劳动生产率，有利于现场文明施工，为改善现场施工管理和组织均衡施工提供了有利条件。
现浇钢筋混凝土结构工程：模板工程、钢筋工程、混凝土工程三个主要分项工程。
施工程序
第一节 模板工程
模板结构：模板 支架
模板的作用：使混凝土成型，具有设计要求的形状和尺寸；
支架的作用：保证模板的形状和位置正确，承受模板和新浇混凝土的重量和施工荷载。
工艺：选材、选型、设计、制作、安装、拆除、维护、周转。
摸板材料：钢材、木材、塑料、胶合板、玻璃钢、铝合金、甚至包装泡沫等；
支架：钢材、木材等，以钢材为主。
模板设计时必须符合以下要求：
１、保证工程结构和构件各部分的形状、尺寸和位置正确；
２、具有足够的强度、刚度、和稳定性；
３、构造简单，安装方便，便于钢筋的绑扎和安装，有于混凝土的浇筑和养护；
４、模板接缝严密，不漏浆。
木模板：加工容易，拆装方便，一次投资少，能适应各种尺寸的需要，应用广泛，但周转率低，消耗大量的森林资源。
钢模板：一次投资大，可多次使用，组合钢模板可以拼装成各种尺寸，适应多种结构形式，构造合理，拆装方便，应用最广
模板形式：大模板、滑升模板、胎模、爬模、井模
一 模板的构造和安装
（一）木模板
木模板通常预先作成两种形式搭基本构件：
一种是拼板，有２５厚，宽度小于２００的木板拥２５×３５的拼条钉成。梁底模板因承受较大荷载加厚至４０ ~ ５０ mm。 拼板的大小应与混凝土的尺寸相适应。
另一种是将模板钉在边框上制成一定尺寸的定型板。长度一般７００ ~ １２００，宽度为２００ ~ ４００。模板可用短料制成，刚度较好，不易损坏，利用率高。
１、柱基础模板的构造和安装
１）、模板构造
每阶梯由四块拼板构成，两
块内拼板与阶梯等长，另两
块略长，以便于支撑。拼板
宽度于阶梯高度相同。
２）、模板安装
模板安装前应平整好基础底面，有的基础有垫层，并根据
基础纵横轴线的中线，放出模板安装边线，据此线安装模板。
模板定位后，用木条、撑木、斜撑固定侧拼板，为抵抗混凝土的侧压力，用铁丝将侧拼板互相拉牢。
２、柱模板的构造与安装
１）、模板构造
四块拼板组成：两块内拼板与柱截面宽度
相同，另两块（门子板）比截面大两个拼
板厚度，可利用短料横拼。高度与柱净高
相同，上部有梁缺口。
拼板外加柱箍：为抵抗混凝土侧压力，断
面、侧压力较大时可加对拉螺栓。
间距：上疏下密，计算确定，一般500~700。
底部留清理孔；柱较高时，中部留有浇筑孔，
做法同清理孔。钉好盖板后浇筑孔以上部分。
２）、模板安装
弹出柱的中线和边线，依据边线考虑拼板的厚度钉柱脚木框，紧靠木框内边线安装模板。若钢筋未绑扎完毕，可先安装２ ~ ３片（对钢筋骨架有支撑作用），绑扎钢筋后再安装。
柱模板安装除应保证平面尺寸、位置正确以外，还应保证垂直度的要求，用垂球检查垂直度后，用撑木撑牢。各柱模板安装完毕后应用水平及斜拉杆联系成整体。
３、梁板模板的构造和安装
１）、模板的构造
梁模由两块侧模和一个底模
构成。其支撑有木支柱、钢管
支柱，钢管支柱先用插销粗调
高度，再用螺旋微调。支撑梁
板的支架可用脚手架的金属支
架，每个支架宽约1.2Ｍ，高约
1.8Ｍ，顶部有可调式顶托，底部有可调式底板。
２）、模板的安装
为抵消梁受荷后的下垂挠度，４Ｍ以上的梁均应起拱，起拱高度应为跨度长的1~3‰，支柱的间距应根据计算确定，一般为1~1.5Ｍ。
侧模紧靠底模放在横木上，并钉紧，边梁外侧模用立木及斜撑固定，一般梁侧模由板底模抵紧。同一梁的侧模之间应用撑木撑牢，撑木长度同梁宽，浇筑混凝土时拆去。梁高较大，为抵抗混凝土侧压力，应设对拉螺栓。
（二）组合钢模板
钢模板及其配件（支撑件和连接件）组成。
组合钢模板应符合现行国家标准《组合钢模板技术规范》
和《钢管脚手架扣件》规定。钢材应符合《碳素结构钢技术条件》中Ａ３钢的要求。
钢模板板厚有2.3、2.5、2.8mm三种，用Ａ3钢经过冷轧冲压整体成型工艺制作，尺寸精确，接缝严密，有四种类型，长度450 ~1500，以150进级：
１、平面模板
宽度100~300，以50进级，平面模板450宽1500长；
２、阴角模板 宽度150×150和100×150，用Ｅ表示；
３、阳角模板 宽度100×100和50×50， 用Ｙ表示；
４、联接角模 宽度50×50，无支设面积，用Ｊ表示。
模板边肋孔距均为150mm，可以横竖拼装，可拼装成以50进级的任何尺寸的模数。肋与模板面的距离为55mm。
钢模板用Ｕ形卡拼接，安装间距不大于300，安装方向一顺一倒，以抵消打紧Ｕ形卡产生的位移。模板端肋相连时，用Ｌ形插销，以增强联接刚度。当组成大块模板时，钢模板外边要用圆钢管、方钢管、内卷边槽钢加固，保证整体性，钢管与钢模板之间用３形扣件、碟形扣件、钩头螺栓联接。
与组合钢模板配合使用的钢管脚手架，其钢管为48mm，其相应的扣件直角扣件、旋转扣件、对接扣件和底座。
组合钢模板的优点：
１、组装灵活，通用性强；
２、装拆方便，节省用工，工效比木模高两倍；
３、成型的混凝土构件尺寸准确、表面光滑、棱角整齐；
４、周转次数多；
５、节约木材，1ｔ钢模板可代替10ｍ３木材。
组合钢模板的缺点：
一次投资大，要周转５０次才能收回成本，因此要加强维护保养，加速周转增加使用次数，以提高经济效益；
钢模板浇筑的混凝土表面光滑，粘着性差。
组合模板配板原则
钢模板规格型号多．对同一面积的模板可用不同规格的钢模板作出多种方式的排列组合。为使配板设计能提高效率、保证质量，一般应考虑下列原则：
(1)尽量采用规格最大的钢模板(P3015或P30l2)使模板总的块数少，减少拼缝，提高钢模板的装拆工效。
(2)应使木材拼补量最少
(3)合理使用转角模板。对于构造上无特殊要求的转角，可不用阳角模板，一般可用连接角模代替。阳角模板宜用于长度大的转角处、柱头、梁口及其他短边转角部位，如无合适的阳角模板，也可用55mm的木方代替。
(4)应使支承件布置简单，受力合理。模板的排列尽量采用横排或坚排，不宜采用横坚兼排的方式，因为这样会使支承件布置困难。
(5)在条件允许的情况下，钢模板端头宜错开布置，这样模板整体刚度较好，支承件布置也较方便。
三 模板工程施工设计
模板工程施工前作模板放线图和配板图指导施工。
（一）模板放线图
建施图尺寸是装饰后的尺寸和标高，
结施图尺寸是承重结构中心线和边线的尺寸和标高。施工所需的尺寸，如梁底标高、梁净长，需要施工人员另计算。
模板放线图：减少差错，模板放线、安装和质量检查的依据。绘制过程中可以发现原设计图的错误，予以纠正。
模板放线图：每层模板安装后的平面图。应根据施工时模板放线的需要，将各有关图纸中对模板施工有用的尺寸综合起来，绘制在同一个图中。一般只画平面图，标高为相对标高。
（二）模板的配板设计
木拼板组装模板：木工根据模板放线图要求拼装模板。
定型木模板和组合钢模板：进行配板设计，画出配板图，便备料、安装。
配板设计的要求：
１、根据模板放线图画出模板面展开图，从构件平面图的左下角开始，以逆时针方向将构件模板面展开。
２、在展开面上配板，绘制配板图，配板就是根据模板展开图的形状和尺寸，选用适当的模板布置在模板面展开图上。
３、根据配板图进行支撑件的布置。
４、列出模板和配件的规格和数量清单、面积比例。
四 模板结构的设计
内容：包括选型、选材、荷载计算、结构设计绘制模板施工图，以及拟订制作、安装、拆除方案。
考虑因素：拟建结构形式、荷载、地基土类别、施工设备与材料供应等条件进行，详尽程度根据结构及施工条件来确定。
钢模板及其支架的设计应符合现行国家标准《钢结构设计规范》规定，其截面塑性发展系数取其荷载设计值可乘的折减系数。采用冷弯薄壁型钢应符合国标《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的规定，其荷载设计值不应折减。
木模板及其支架的设计应符合现行国家标准《木结构设计规范》的规定，当木材的含水率小于２５％时其荷载设计值可乘0.9的折减系数。
（一）模板的荷载
作用在模板及其支架上的荷载有：
１、模板及其支架的自重荷载
２、新浇混凝土的竖向荷载（自重）
３、钢筋施加的荷载
４、施工人员和施工设备施加的荷载
５、振捣混凝土时产生的荷载
６、倾倒混凝土时产生的荷载
７、新浇混凝土产生的侧压力
⑴模板及支架自重可根据模板设计图纸计算确定。
肋形楼板及无梁楼板的自重标准值可参考下表。
楼板模板荷载表
模 板 构 件 木模板（kN/m2） 定型组合钢模板（ kN/m2）
平板模板及小楞自重 0.3 0.5
楼板模板自重（包括梁模板） 0.5 0.75
楼板模板及支架自重
（楼层高度4 m以下） 0.75 1.0
⑵新浇筑混凝土的自重标准值
普通混凝土用24kN/m3，其他混凝土根据实际重力密度确定
⑶钢筋自重标准值
根据设计图纸确定。一般梁板结构每立方米混凝土结构的钢筋自重标准值：楼板1.1kN；梁1.5kN。
⑷振捣混凝土时产生的荷载标准值
钢水平面模板2.0kN/m2 ；垂直面模板4.0kN/m2 （作用范围在有效压头高度之内）。
⑸施工人员及设备荷载标准值
模板及直接支承模板的小楞：均布活荷载 2.5kN/m另以集中荷载2.5kN进行验算，取两者中较大的弯矩值；
支承小楞的构件：均布活荷载1.5kN/m2；
支架立柱及其他支承结构构件：均布活荷载1.0kN/m2。
对大型浇筑设备（上料平台等）、混凝土泵等按实计算
木模板板条宽度小于150mm 时，集中荷载可以考虑由相邻两块板共同承受。
混凝土堆积料的高度超过100mm 时，则按实计算。
⑹ 倾倒混凝土时产生的荷载标准值
倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载标准值，按下表采用。
项 次 向模板中供料方法 水平荷载标准（kN/m2）
1 用溜槽、串筒或由导管输出 2
2 用容量为＜0.2 m3的运输器具倾倒 2
3 用容量为0.2 ~0.8 m3的运输器具倾倒 4
4 用容量为＞0.8 m3的运输器具倾倒 6
倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值
⑺ 采用内部振动器时，当混凝土浇筑速度在6m/h以下时，应考虑新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力。
t0——新浇混凝土的初凝时间(h)，按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用：
β1——掺具有缓凝作用的外加利时取1.2；
β2——混凝土坍落度影响修正系数
当坍落度小于30mm时，取0.85
50—90mm时．取1.0 ，110—150mm时，取1.15
对于竖向模板来讲，侧压力是主要荷载。
影响混凝土的侧压力的因素较多：振捣方法、浇筑速度、混凝土温度、混凝土配合比和坍落度、水泥品种、外加剂种类、骨料的种类和级配、模板材料和构造、结构断面尺寸等。
主要因素：浇筑速度、温度、容重、坍落度、外加剂性能和振捣方法。
浇筑速度快，侧压力大；
混凝土温度升高，侧压力变小；
容重和坍落度大，侧压力大；
有缓凝剂，侧压力大；
机械振捣比手工振捣侧压力大。
计算模板及其支架时的荷载分项系数
计算模板及其支架时的荷载设计值，应采用荷载标准值乘以相应的荷载分项系数求得，荷载分项系数按下表采用。
荷载分项系数
荷载项 分项系数
⑴⑵⑶⑹ 1.2
⑷⑸⑺ 1.4
荷载组合
计算模板及其支架时，将前述七项荷载进行组合。
计算模板及其支架的荷载组合
项次 项目 荷载类型
计算承载能力 验算刚度
1 平板和薄壳的模板及其支架 ⑴+⑵+⑶+⑷ ⑴+⑵+⑶
2 梁和拱模板的底板 ⑴+⑵+⑶+⑸ ⑴+⑵+⑶
3 梁、拱、柱（边长≤300mm）、墙（厚≤ 100mm）的侧面模板 ⑸+⑹ ⑹
4 大体积结构、柱（边长＞300mm）、墙（厚＞ 100mm）的侧面模板 ⑹+⑺ ⑹
（三）模板结构设计的有关技术规定
１、前述有关材料的规定
２、模板变形值的规定
结构表面外露的模板1/400
结构表面隐蔽的模板1/250
支架的压缩变形或弹性挠度1/1000
３、有关稳定的规定
支架柱或桁架必须用撑拉杆件固定，保持其稳定。
二 模板的拆除
（一）模板拆除时混凝土的强度
模板拆除取决于混凝土的强度、结构性质、混凝土硬化时的温度、混凝土所用材料（水泥和外加剂）、养护条件等。合理掌握模板的拆除时间和方法，有利于保证混凝土的质量，提高模板的周转使用次数，保证施工和结构的安全。
１、现浇构件的拆除时间：
不承重的模板（侧模），在不损坏其表面和棱角时可以拆除；
承重的模板（底模），在混凝土强度达到规定后方可拆除
２、预制构件的拆模时间：
混凝土的拆模时间可根据有关试验资料确定。除达到强度要求外，应对已拆除侧模的结构构件进行检查，确认无影响结构性能的缺陷，而结构又有足够的承栽能力后，始准拆除承重模板及其支架。
已拆除模板的结构，应在混凝土达到设计强度等级后，才允许承受全部计算荷载。承受的施工荷载较大时，应进行验算必要时加设临时支撑。尤其应注意多层框架结构。
（二）模板拆除的顺序和方法
一般顺序：先非承重模板，后承重模板；先侧板，后底板
框架结构：柱 → 楼板 → 梁侧板 → 梁底板。
大型结构：必须有详细的拆除方案。
框架结构的拆模顺序和方法如下：
１、柱模板：
先柱箍及对拉螺栓，然后拆除四片模板。
拆除时要把模板的上端用绳系在梁或楼板模的支架上，用拉钩钩住插销孔拉出，不得用橇棍橇伤模板。拉不下时，可伴随木槌或塑料槌敲击。
２、楼板模板： 先放低支架（调节螺旋、打掉楔块），拆掉部分楞木，然后逐块拆除模板，用绳子吊送至楼（地）面。严禁整块拆除、先拆支架、往下抛模板。
３、梁模板： 先侧模，后底模。侧模拆除，拆下支撑和对拉螺栓，木模可整片拆下，钢模逐块拆下。底模的拆除是先降低支架或打掉楔块，使其降到支架上，整片（木模）或逐块（钢模板）拆除。
４、楼梯模板 拆除顺序：梯级板 → 梯级侧板 → 梯板侧板 → 梯板底板
模板的拆除，除逐块拆除外，可以整块吊走，清理后使用可以减少拼装用工。拆除后的模板应及时清理，刷隔离剂，分类堆放，以备使用。
大模板
大模板在建筑、桥梁及
地下工程中广泛应用。
大尺寸的工具式模板，
如一块墙面用一块大模板。
优点：因为其重量大，装拆皆需起重机械吊装，可提高
机械化程度，减少用工量和缩短工期。
适用：剪力墙和筒体体系的高层建筑、桥墩、筒仓。
整体性好，抗震性强?
提高了建筑面积的平面系数?
操作方便，机械化程度高?
降低了劳动强度，提高了劳动生产率。?
1. 大模板建筑的特点
按板面材料分木质模板、金属模板、化学合成材料模板。?
按组拼方式分整体式模板、模数组合式模板、拼装式模板。?
按构造外形分平模、小角模、大角模、筒子模。
2. 大模板的分类、组成和构造
2.1　大模板的分类
　大模板主要是由板面系统、支撑系统、操作平台和附件组成，见图所示。
板面系统：包括板面、加劲肋、竖楞 。
支撑系统：支撑系统作用是承受水平荷载，防止模板倾覆，每块大模板用2～4榀桁架形成支撑机构，桁架用螺栓或焊接方法与竖楞连接起来。
操作平台：施工人员操作的场所和运行的通道。
附件：主要是指穿墙螺栓。　穿墙螺栓的作用是加强模板的刚度，控制模板的间距。穿墙螺栓的连接构造见图
2.2　大模板的组成
（1）平模
整体式平模板是以一面墙制作一块模板。
采用平模布置方案的主要特点是横墙与纵墙混凝土分两次浇筑。
在一个流水段范围内，先支横墙模板，待拆模后再支纵墙模板。
2.3　大模板的构造
模数式组合大模板
以建筑物常用的轴线尺寸作基数拼制模板，再辅以30cm或60cm宽的拼接模板，以适应建筑平面按30cm进位的变化。
模板板面的两侧附有拼缝扁钢，可以适应现浇纵墙和横墙厚度的变化，用一种模板就可以满足16~20cm不同的墙厚。
（2）小角模?
小角模是纵横墙相交处的附加模板，用┕100×10角钢制成。使得每个房间的内模形成封闭支撑体系。小角模有带合页和不带合页两种。
小角模布置方案使纵横墙可以一起浇筑混凝土，模板整体性好，组拆方便，墙面平整。墙面接缝多，修理工作量大，角模加工精度要求高。
（3）大角模?
大角模系由上下四个大合页连接起来的两块平模、三道活动支撑和地脚螺栓等组成。
采用大角模方案，房间的纵横墙体混凝土可以同时浇筑，故房屋整体性好。它还具有稳定，拆装方便，墙体阴角方正，施工质量好等特点。
大角模也存在加工要求精细，运转麻烦，墙面平整度较差，接缝在墙中部等缺点。?
现浇内墙、预制外墙板大模板
内浇外砌的大模板
内、外墙全现浇的大模板
3　施工程序
（1）采用悬挂式外模时的施工程序
（2）采用外承式外模时的施工程序
滑升模板
滑升模板是一种工业化模板，用于现场浇筑高耸构筑物和建筑物等的竖向结构，如烟囱、筒仓、高桥墩、电视塔、竖井、沉井、双曲线冷却塔和高层建筑等。
施工特点：是在构筑物或建筑物底部，沿其墙、柱、梁等构件的周边组装高1.2m 左右的滑升模板，随着向模板内不断地分层浇筑混凝土，用液压提升设备使模板不断地沿埋在混凝土中的支承杆向上滑升，直到需要浇筑的高度为止。
优点：用滑升模板施工，可以节约模板和支撑材料，加快施工速度和保证结构的整体性。
缺点：但模板一次性投资多、耗钢量大，对立面造型和构件断面变化有一定的限制。
施工时宜连续作业，施工组织要求较严。
爬升模板 1 2
爬升模板：简称爬模，是施工剪力墙和筒体结构的混凝土结构高层建筑和桥墩、桥塔等的一种有效的模板体系。
不需起重运输机械吊运，可省去结构施工阶段的外脚手架，因此其经济效益较好。
爬模分有爬架爬模和无爬架爬模。有爬架爬模由爬升模板、爬架和爬升设备三部分组成。
爬架是一格构式钢架，用来提升外爬模，由下部附墙架和上部支承架两部分组成，高度应大于每次爬升高度的3倍。附墙架用螺栓固定在下层墙壁上；
支承架高度大于两层模板的高度，座落在附墙架上，与之成为整体。支承架上端有挑横梁，用以悬吊提升爬升模板用的葫芦。

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