高支撑满堂脚手架专项施工方案(专家论证).docx
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1、一、编制依据:建筑施工安全检查标准( JGJ59-2011) 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (JGJ 130 2011) 建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范 (JGJ 128 2010) 建筑施工模板安全技术规范( JGJ162 2008)建筑结构荷载规范 (GB 50009-2012)钢结构设计规范 (GB 50017-2014)工程设计图纸及上级的有关文件及标准等二、工程概况工程名称:河南晋煤天庆 5 亿方工业燃气优化技改工程 -LNG循环水; 建设单位:河南晋煤天庆煤化工有限责任公司;设计单位:赛鼎工程有限公司;监理单位:河南省中大工程监理有限公司; 施工单位:中石化工建设有限公
2、司。1、本工程为河南晋煤天庆 5 亿方工业燃气优化技改工程 -LNG 循环水 30.5 项目-尿素循环水 站,属于工业建筑。2、结构类型:钢筋混凝土结构。3、本工程结构安全等级:二级;设计使用年限 50 年;抗震设防烈度:七度;设计基本地震 加速度值: 0.10g ;设计地震分组为第二组;抗震设防类别:丙类;抗震等级:三级;场地类别为 二类。4、砼的环境类别:一般室内为一类,室外外漏构建砼结构等级为二b 类。5 、结构平面的轴网尺寸如下 39.0m*22.5m。LNG 循环水工程一、二层为泵房、操作间和控制室等房间,三层及以上楼层为循环水塔体 部位,根据本工程的整体施工方案, 房心回填土高度为
3、 -1.0m 。一、二层的结构特征为 AC轴与 17 轴结构层高+4.97m,板厚 120mm;CE轴与 17轴结构层高 +9.77m,板厚 250mm,脚手架搭设高度 分别为 6.0 米, 11.0 米,按照相关要求,为高大模板工程,为保证施工质量及安全文明施工,特 编制此方案。三、危险源识别与监控(一) 、脚手架工程事故的类型分析1、整架倾倒或局部垮架。2、整架失稳、垂直坍塌。3、人员从脚手架上高处坠落。4、落物伤人(物体打击)。5、不当操作事故(闪失、碰撞等)。(二) 、引发事故的主要原因分析1、整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架(1)构架缺陷:构架缺少必须的结构杆件,未按规定数量和要求搭设剪
4、刀撑等。(2)在使用过程中任意拆除必不可少的杆件和剪刀撑等。(3)构架尺寸过大,承载能力不足或设计安全不够与严重超载。(4)脚手架基础(如所支撑的地面强度未达到要求)承载力不足。2、人员从脚手架上高处坠落(1)作业层未按规定设置围挡防护。(2)作业层未铺满脚手板或架面之间的间隙过大。(3)脚手板和杆件因搁置不稳、扎结不牢或发生断裂和坠落。(4)不当操作产生的碰撞和闪失。3、落物伤人(物体打击)(1)在搭设和拆除时,高空抛掷构配件,砸伤工人。(2)架体上物体堆放不牢或意外碰落,砸伤工人。(3)整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架,砸伤工人。4、不当操作大致有以下情形:(1)用力过猛,致使身体失稳。(2)
5、在架面上退着行走。(3)拥挤碰撞。( 4)集中多人搬运或安装较重构件。(5)架面上的水或其他易滑物品未清除,造成滑落。5、其他伤害(1)在不安全的天气条件(六级以上大风、雷雨)下继续施工。(2)在长期搁置以后未作检查的情况下重新投入使用等。(三)、危险源的监控1 、对脚手架的构配件材料的材质,使用的机械、工具、用具进行监控。2 、对脚手架的构架和防护设施承载可靠和使用安全进行监控。3 、对脚手架的搭设、使用和拆除进行监控,坚决制止乱搭、乱改和乱用情况。4 、加强安全管理,对施工环境和施工条件进行监控。四、安全技术设计(一)、脚手架材料要求1 、脚手架杆件采用外径 48mm、壁厚3.0mm的焊接
6、钢管,其力学性能应符合国家现行标准 碳 素结构钢 GB/T700中Q235A级钢的规定,用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为 4-6 米,小横杆、 拉结杆 2.1-2.3 米,使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷,不合格的钢管决不允许使 用。2 、扣件使用生产厂家合格的产品,并持有产品合格证,扣件锻铸铁的技术性能符合钢2 第 2 页管脚手架扣件 GB15831-2006规定的要求,对使用的扣件要全数进行检查,不得有气孔、砂眼、裂 纹、滑丝等缺陷。 扣件与钢管的贴合面要严格整形, 保证与钢管扣紧的接触良好, 扣件夹紧钢管时, 开口处的最小距离不小于 5mm,扣件的活动部位转动灵活, 旋转扣
7、件的两旋转面间隙要小于 1mm,扣 件螺栓的拧紧力距达 60NM时扣件不得破坏。3 、木脚手板的选用必须严格,脚手板材质坚硬,不腐烂,横向裂纹不得大于四分之一板 宽,脚手板宽一般为 200300mm,厚度不小于 30mm。脚手板端部( 80mm100mm处)用铁皮或铁丝 扎紧2-3圈。竹笆板的选用必须严格,竹笆宜采用毛竹或南竹制作,进场竹笆必须紧密、有良好的 韧性及弹性模数。(二)、满堂脚手架施工措施 结合本工程结构形式、 实际施工特点,室内采用满堂脚手架模板支撑体系来满足梁、 板的 施工。根据建质 200987 号文件规定搭设高度超过 8m及以上混凝土模板支撑工程, 属危险性分部 分项工程,
8、 此支撑系的立杆部分立在砼顶板上,部分立在原土层,而规定水平构建支撑系统高度大 于8m即为危险性较大部位。 因此必须保证其整体性和抗倾覆性。地基土应有承载力的数据。并参与 计算。1、基本要求(1)搭设楼地面应平整且保证回填土地基的承载力达到要求, 立杆下应垫枕木并加设扫地杆。(2)剪刀撑:剪刀撑应由下向上连续设置。2、脚手架的搭设(1)必须严格按照要求设置剪刀撑。剪刀撑与纵向水平杆呈 4560角。(2) 垫板、底座均应准确地放在定位线上,宽度不宜小于 220mm,木垫板长度不宜小于 2跨, 厚度不宜小于 30mm。(3)立管的排距和间距按计算确定。(4)底部立管采用不同长度的钢管,立管的联接必
9、须交错布置,相邻立管的联接不应在同一 高度,其错开的垂直距离不得小于 500mm并不得在同一步内。(5)大横杆应水平设置, 钢管长度不应小于 3 跨,接头宜采用对接扣件连接, 内外两根相邻纵 向水平杆的接头不应在同步同跨内,上下两个相邻接头应错开一跨,其错开的水平距离不应小于 500mm。当水平管采用搭接时,其搭接长度不应小于 1m,不少于 2个旋转扣件固定,其固定的间距不 应少于 400mm,相邻扣件中心至杆端的距离不应小于 150mm。(6)每根立管的底座向上 200mm处,必须设置纵横向扫地杆,用直角扣件与立管固定。(三)、高支撑脚手架计算书本计算书是支撑高度在 6 米的扣件式钢管高支撑
10、架确保安全的计算结果。)、参数信息 :1. 脚手架参数横向间距或排距 (m):0.80 ;纵距 (m):0.80 ;步距(m):1.50 ; 立杆上端伸出至模板支撑点长度 (m):0.10 ;脚手架搭设高度 (m):6.00 ; 采用的钢管 (mm): 483.0 ;扣件连接方式 : 单扣件,扣件抗滑承载力系数 :0.80 ;板底支撑连接方式 : 方木支撑;2. 荷载参数模板与木板自重 (kN/m2):0.350 ;混凝土与钢筋自重 (kN/m3):25.000 ; 楼板浇筑厚度 (m):0.120 ;倾倒混凝土荷载标准值 (kN/m2):2.000 ; 施工均布荷载标准值 (kN/m2):1
11、.000 ;3. 木方参数木方弹性模量 E(N/mm2):9500.000 ;木方抗弯强度设计值 (N/mm2):13.000 ; 木方抗剪强度设计值 (N/mm2):1.300 ;木方的间隔距离 (mm):250.000 ; 木方的截面宽度 (mm):40.00 ;木方的截面高度 (mm):70.00 ;图 2 楼板支撑架荷载计算单元)、模板支撑方木的计算 : 方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为 本算例中,方木的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W分别为 :W=4.000 7.000 7.000/6 = 32.67 cm3 ;I=4.0005 7.000 7.000 7.000/12 =
12、114.33 cm4 ; 第5 页方木楞计算简图1. 荷载的计算:(1) 钢筋混凝土板自重 (kN/m) :q1= 25.000 0.250 0.120 = 0.750 kN/m ;(2) 模板的自重线荷载 (kN/m):q2= 0.350 0.250 = 0.088 kN/m ;(3) 活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载 (kN) :p1 = (1.000+2.000)0.800 0.250 = 0.600 kN ;2. 强度计算 :最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下均布荷载 q = 1.2 (0.750 + 0.088) = 1.005 kN/
13、m ;集中荷载 p = 1.4 0.600=0.840 kN ;最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 0.840 0.800 /4 + 1.005 0.8002/8 = 0.248 kN.m; 最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 0.840/2 + 1.0050.800/2 = 0.822 kN ;截面应力= M / w = 0.248 106/32.667 103 = 7.604 N/mm2 ;方木的计算强度为 7.604 小 13.0 N/mm2,满足要求 !3. 抗剪计算:最大剪力的计算公式如下 :Q = ql/2 + P/2截面抗剪强度必须满足T = 3Q/2bh
14、T其中最大剪力 : Q = 0.800 1.005/2+0.840/2 = 0.822 kN ;截面抗剪强度计算值 T = 3 822.000/(2 40.000 70.000) = 0.440 N/mm2; 截面抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2 ;方木的抗剪强度为 0.440 小于 1.300 ,满足要求 !4. 挠度计算 : 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下 :均布荷载 q = q1 + q2 = 0.750+0.088=0.838 kN/m;集中荷载 p = 0.600 kN ;最大变形 V= 5 0.838 800.0004 /(384
15、 9500.0001143333.33) +600.000800.0003 /( 48 9500.000 1143333.33) = 1.000 mm ;方木的最大挠度 1.000 小于 800.000/250, 满足要求 !三)、木方支撑钢管计算 :支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中荷载 P取纵向板底支撑传递力, P = 1.005 0.800 + 0.840 = 1.644 kN ;支撑钢管计算简图支撑钢管计算弯矩图 (kN.m)支撑钢管计算变形图 (kN.m)支撑钢管计算剪力图 (kN)最大弯矩 Mmax = 0.442 kN.m ; 最大变形 Vmax = 0.853 m
16、m ; 最大支座力 Qmax = 5.834 kN ;截面应力 = 0.442 106/4490.000=98.474 N/mm2 ; 支撑钢管的计算强度小于 205.000 N/mm2, 满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于 800.000/150 与 10 mm,满足要求 !四)、扣件抗滑移的计算 :按规范表 5.1.7, 直角、旋转单扣件承载力取值为 8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数 0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为 6.40kN。 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 5.834 kN ;R 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求 ! 五、模板
17、支架荷载标准值 ( 轴力): 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1. 静荷载标准值包括以下内容:(1) 脚手架的自重 (kN) :NG1 = 0.129 6.000 = 0.775 kN ;钢管的自重计算参照扣件式规范附录 A 双排架自重标准值,设计人员可根据情 况修改。(2) 模板的自重 (kN) :NG2 = 0.3500.800 0.800 = 0.224 kN ;(3) 钢筋混凝土楼板自重 (kN) :NG3 = 25.0000.120 0.800 0.800 = 1.920 kN ;经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 2.919 kN;2.
18、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。 经计算得到,活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000 ) 0.800 0.800 = 1.920 kN ;3. 不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2NG + 1.4NQ = 6.190 kN;六、立杆的稳定性计算 :立杆的稳定性计算公式 :其中 N 立杆的轴心压力设计值 (kN) :N = 6.190 kN ;9 第 9 页 轴心受压立杆的稳定系数 , 由长细比 lo/i 查表得到;i 计算立杆的截面回转半径 (cm) : i = 1.59 cm ;A 立杆净截面面积 (cm2) : A = 4.24 cm2
19、;W 立杆净截面模量 ( 抵抗矩 )(cm3) : W=4.49 cm3; 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2) ;f 钢管立杆抗压强度设计值 : f =205.000 N/mm2 ;Lo 计算长度 (m) ;如果完全参照扣件式规范,由公式 (1) 或 (2) 计算lo = k1uh(1)lo = (h+2a)(2)k1 计算长度附加系数,取值为 1.155 ;u 计算长度系数,参照扣件式规范表 5.3.3 ; u = 1.700 ;a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度; a = 0.100 m ;公式 (1) 的计算结果:立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155 1.7
20、00 1.500 = 2.945 m ;Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000;由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数 = 0.209 ; 钢管立杆受压强度计算值 ; =6190.320/ ( 0.209 424.000 ) = 69.856 N/mm2 ; 立杆稳定性计算 = 69.856 N/mm2 小于 f = 205.000 满足要求!公式 (2) 的计算结果:立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.100 2 = 1.700 m ;Lo/i = 1700.000 / 15.900 = 107.000;由长细比 Lo/i 的
21、结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数 = 0.537 ; 钢管立杆受压强度计算值 ; =6190.320/ ( 0.537 424.000 ) = 27.188 N/mm2 ; 立杆稳定性计算 = 27.188 N/mm2 小于 f = 205.000 满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式 (3) 计算lo = k1k2(h+2a)10k1 - 计算长度附加系数按照表 1 取值 1.243 ;k2 - 计算长度附加系数, h+2a = 1.700 按照表 2 取值 1.007 ;公式 (3) 的计算结果:立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.243 1.007 (
22、1.500+0.100 2) = 2.128 m ;Lo/i = 2127.892 / 15.900 = 134.000 ;由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数 = 0.376 ; 钢管立杆受压强度计算值 ; =6190.320/ ( 0.376 424.000 ) = 38.829 N/mm2 ; 立杆稳定性计算 = 38.829 N/mm2 小于 f = 205.000 满足要求! 本计算书是支撑高度在 11 米的扣件式钢管高支撑架确保安全的计算结果。一)、参数信息 :1. 脚手架参数横向间距或排距 (m):0.60 ;纵距 (m):0.70 ;步距(m):1.50 ;
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