木工拱式支撑施工方案设计

木工拱式支撑施工方案设计一、材料选择与准备1.1木材材料要求本工程选用松木作为主要承重材料，其材质需符合《木结构工程施工质量验收规范》中承重结构用材标准。具体要求如下：含水率：控制在12%-15%之间，进场前需进行烘干处理，避免后期变形影响支撑稳定性。木材等级：拱肋、主龙骨采用Ⅰ等材，次龙骨及连接件采用Ⅱ等材，不得使用有腐朽、虫蛀、裂纹等缺陷的木材。截面尺寸：拱肋选用150×200mm方木，主龙骨为100×150mm方木，次龙骨为50×100mm方木，偏差控制在±3mm以内。1.2辅助材料规格连接件：采用M12-M16螺栓连接，配套螺母、垫圈应符合国标要求；对拉螺杆选用Φ12mm高强度螺杆，间距按计算确定，一般不大于600mm。模板材料：面板采用18mm厚酚醛覆膜多层板，弹性模量≥4500MPa，静曲强度≥15MPa；拼缝处使用5mm厚海绵条密封，防止漏浆。加固材料：钢管采用Φ48×3.5mm无缝钢管，用于立杆及斜撑；卡扣选用可锻铸铁材质，抗滑承载力≥15kN。1.3材料进场检验所有材料进场时需提供出厂合格证及检测报告，并按规定进行抽样复验：木材需进行抗弯强度、顺纹抗压强度试验，每组取样数量不少于3根；螺栓、螺杆进行抗拉强度测试，抽样比例为每批次5%；模板面板进行耐水性检验，浸泡24小时后含水率增量≤10%。二、设计计算与构造要求2.1荷载计算2.1.1恒载标准值模板自重：按0.5kN/m²计算（含面板、主次龙骨）；木材自重：拱肋按5.5kN/m³计算，方木按6.0kN/m³计算；混凝土自重：按24kN/m³计算，需根据拱体截面尺寸确定线荷载。2.1.2活载标准值施工人员及设备荷载：取2.5kN/m²；振捣混凝土产生的荷载：取2.0kN/m²；风荷载：基本风压按0.35kN/m²计算，体型系数取1.3，高度系数根据施工高度确定。2.2强度与稳定性验算2.2.1拱肋验算以净跨12m、矢高2.4m（矢跨比1/5）的拱式支撑为例：弯矩计算：跨中最大弯矩Mmax=ql²/8，其中q为组合荷载设计值，经计算Mmax=12.6kN·m；截面抵抗矩：W=bh²/6=150×200²/6=1×10⁶mm³；弯曲应力：σ=M/W=12.6×10⁶/1×10⁶=12.6MPa＜[σ]=17MPa（松木抗弯强度设计值），满足要求。2.2.2立杆稳定性验算立杆间距按800×800mm布置，扫地杆距地面200mm，步距1.5m：长细比：λ=μL/i=1.5×1500/15.8=142＜[λ]=210；轴心受压承载力：N=φAf=0.32×489×205=32.6kN＞计算轴力28.5kN，满足稳定性要求。2.3预拱度设置根据规范要求，当拱跨≥4m时，起拱高度按跨度的1/1000~3/1000设置，本工程具体取值如下：跨中最大预拱度：12m×2/1000=24mm；起拱曲线：按二次抛物线设置，公式为y=4f(x²/L²)，其中f为预拱度值，x为距拱脚距离，L为跨度；分段控制点：每3m设置一个预拱度观测点，高程偏差控制在±3mm以内。三、施工工艺流程3.1施工准备阶段3.1.1测量放线放出拱式支撑的轴线、边线及起拱线，用墨线清晰标注于基础或楼板面上；设立高程控制点，每5m设置一个，采用水准仪复核，误差≤2mm；弹出立杆位置线，按网格布置，偏差不得超过50mm。3.1.2基础处理地基需平整夯实，承载力≥150kPa，铺设100mm厚C15混凝土垫层；立杆底部设置200×200×50mm木垫板，若为土层地基，需增设扫地杆，纵横间距≤1.5m；排水措施：在支撑体系四周设置300×300mm排水沟，坡度≥2%，防止雨水浸泡地基。3.2支撑体系搭设3.2.1立杆与横杆安装立杆采用对接连接，接头位置错开，同一截面接头率≤50%；横杆双向布置，步距1.5m，与立杆用卡扣紧固，每个节点不少于2个卡扣；搭设至拱肋底部时，设置可调顶托，伸出长度≤200mm，顶托上放置100×150mm过渡方木。3.2.2拱架组装拱肋加工：在木工车间按1:1大样加工拱肋，采用数控锯床切割，弧度偏差≤2mm；拱肋接头采用企口连接，接触面涂刷木胶，并用M16螺栓加固，螺栓间距300mm。龙骨安装：主龙骨沿拱跨方向布置，间距500mm，与拱肋用M12螺栓连接；次龙骨垂直主龙骨布置，间距300mm，采用钉子与主龙骨固定，每节点不少于2颗钉子。斜撑与剪刀撑设置：纵向每3m设置一道竖向剪刀撑，角度45°-60°，跨越立杆不少于4根；横向设置连续水平剪刀撑，间距≤6m，与立杆、横杆形成整体受力体系。3.3模板安装与加固3.3.1面板铺设从拱脚向拱顶方向铺设面板，长边沿纵向排列，接缝处采用错缝搭接，搭接长度≥100mm；面板与次龙骨用30mm长铁钉固定，间距≤200mm，钉帽需砸入面板1-2mm，防止刺破混凝土表面。3.3.2接缝处理相邻面板拼缝宽度≤2mm，采用专用封边胶密封，表面粘贴200mm宽胶带；阴阳角处模板应做成45°斜角对接，或采用定型角模，确保棱角顺直。3.3.3侧向加固当拱体高度＞1.5m时，设置对拉螺杆，横向间距600mm，竖向间距500mm；外侧设置钢管抱箍，与斜撑连接，斜撑角度45°，底部固定在地锚上，地锚埋深≥800mm。3.4预压与调整3.4.1预压方案预压荷载：按混凝土自重的110%取值，采用砂袋分级加载，每级加载量为总荷载的50%、100%、110%；加载顺序：从拱脚向拱顶对称加载，避免偏心受力；观测点布置：跨中、1/4跨、拱脚各设置一个断面，每个断面3个测点，采用水准仪监测。3.4.2沉降观测初始读数：加载前测量各点高程；每级加载后静置12小时，观测沉降量，当连续24小时沉降≤1mm时，方可进行下一级加载；卸载后观测回弹值，计算非弹性变形，调整模板标高，确保预拱度符合设计要求。3.5拆除工艺3.5.1拆除条件混凝土强度达到设计强度的100%（通过同条件试块确定）；拆除前需提交拆除方案，经监理工程师批准，并办理交底手续。3.5.2拆除顺序遵循“后支先拆、先支后拆”原则，先拆侧向支撑，再拆模板，最后拆立杆及拱架；拱架拆除应从跨中向两端对称进行，严禁整体推倒；拆除的材料需分类堆放，方木、模板应清理修复，周转使用。四、质量控制措施4.1主控项目标准轴线位置：拱体中心线偏差≤5mm，采用全站仪校核；截面尺寸：±10mm，用钢尺检查，每2m测量一次；标高偏差：±5mm，用水准仪控制，起拱高度偏差≤3mm；稳定性：支撑系统在混凝土浇筑过程中，最大沉降≤10mm。4.2检验批验收模板安装：拼缝宽度≤2mm，用塞尺检查；表面平整度≤3mm（2m靠尺检查）；预埋件位置偏差≤10mm，预留孔洞中心线偏差≤5mm。支撑体系：立杆垂直度≤1/200，全高≤10mm；横杆间距偏差≤50mm，步距偏差≤100mm；剪刀撑角度偏差≤5°，与地面夹角45°-60°。4.3过程控制要点材料跟踪：建立材料台账，记录进场日期、规格、数量及检验结果；工序检查：每道工序完成后，由技术员自检，报监理验收，合格后方可进行下道工序；混凝土浇筑监控：派专人观察支撑系统变形情况，发现异常立即停止浇筑，采取加固措施。五、安全保证措施5.1高空作业防护搭设操作平台，宽度≥1.2m，满铺脚手板，设置1.2m高防护栏杆及18cm高挡脚板；施工人员佩戴双钩安全带，作业层下方张设安全网，网目密度≥2000目/100cm²；严禁在拱架上堆放杂物，施工荷载不得超过设计值，材料堆放应分散布置。5.2防火与用电安全木工车间配备2组灭火器（每组≥4kg干粉灭火器），动火作业办理动火证，设专人监护；施工用电采用“三级配电、两级保护”，开关箱距作业点≤3m，漏电保护器动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s；夜间施工照明采用36V安全电压，灯具高度≥2.5m，金属外壳接地。5.3应急预案坍塌事故：现场配备应急木楔、钢管等加固材料，发生沉降超标时，立即停止施工，疏散人员，采用顶撑法加固；火灾事故：制定消防疏散路线，每季度组织一次消防演练，确保施工人员熟悉灭火器材使用方法；高处坠落：设置急救箱，配备担架、绷带等急救用品，与附近医院建立联动机制，确保受伤人员及时救治。六、验收与维护6.1验收程序分项验收：支撑体系搭设完成后，由项目经理组织技术、安全、监理等人员进行验收，填写验收记录；荷载试验：预压过程中，需有监理工程师在场见证，沉降数据经确认后方可进行后续施工；竣工验收：模板工程验收需提交设计计算书、材料合格证、检验记录等资