国中石化镇海炼化100万吨年乙烯工程铁路系统改造工程脚手架设计和施工方案大学毕设论文.docx

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国中石化镇海炼化100万吨年乙烯工程铁路系统改造工程脚手架设计和施工方案大学毕设论文

1模板案例

1.1、工程概况

中国石化镇海炼化100万吨/年乙烯工程铁路系统改造工程,由江苏雷威建设工程有限公司承建.工程地处镇海炼化分公司内.工程建设单位:

中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司,设计单位:

上海铁路城市轨道交通设计研究院,由宁波华光建设监理有限公司监理.本工程建筑面积为1455.53M2,为四层框架结构.建筑总长度44.34M,宽度10.20M,建筑物总高度正负零向上14.00M（至沿沟顶）.为满足主体结构及外墙装钸施工的需求,特编制本方案,作为施工和验收的依据.

1.2、总体规划

根据施工需求,按照国家验收标准和行业的有关规定.为本工程脚手架编制如下计划.又因整个建筑物的高度不是太高,至沿沟顶高度仅14.00M.故采取落地式脚手架的搭设施工方法.

1.3、材料要求

1.31钢管材料:

钢管材质必须用A3AY3,并符合YB243-63标准,GB700-79中的3号钢要求,外径48毫米,壁厚3.5毫米,每1000毫米的长度重量为3.84千克的钢管.不得有裂缝,变形,凹瘪,弯曲和严重锈蚀现象.

1.32扣件材质:

扣件材质按GB968-67《普通碳素结构钢技术条件》中A3钢的规定.使用中发现有夹灰,裂缝,变形铆钉送脱或损坏螺丝有滑下等情况,一律禁止使用.扣件的紧固力距为39.2-49牛.米.旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm.本工程脚手架所用的材料严格按照国家标准要求执行.

1.4、施工方法

1.41、沿外墙在地下室底板及基坑底部铺设4000mmX200mmX50mm的木板或机制木板,作为架体立杆的垫板.搭设四步高的落地脚手架.满足地下室至一层结构的施工需求.

1.42、当地下室周边回填土时,拆除四步高的落地脚手架,待回填夯实后浇制砼护坡,满足脚手架的搭设条件和要求.

1.43、在护坡上,沿建筑物外墙四周铺设10号槽钢,作条形架体立杆的垫板.

1.44、里立杆距墙面为300mm,立杆横距为l050mm,纵距为1500mm左右,步高1800mm,扫地杆上皮至地面200mm.

1.45、每步水平杆四支,防护栏杆二支,分别为水平杆以上600mm和1200mm.架体搭至顶部时,防护栏三支,分别为600mm,1200mm和1800mm三道,形成屏风.并做好与建筑物的拉结.

1.46、硬拉接采用直径14mm左右的钢筋在结构砼浇制中予埋,外端焊制短钢管,与脚手架连墙件连接.硬拉接采取二步三跨的设置,拉接点的上下排应采取交叉布置.

1.47、架体外侧剪刀撑全罩,绿网全封闭.剪刀撑每隔小于9M设置一道,也可根据建筑物的纵,横向平均设置.剪刀撑必须沿架体外侧连续设置至顶部,剪刀撑斜杆与水平夹角为45～60度之间,并与立杆用转向扣件联结.

1.48、在架体搭设过程中,剪刀撑应及时跟上架体,不得滞后架体的两步高度,剪刀撑交叉点应控制在同一水平线上和同一垂直线上.

1.49、剪刀撑的杆件连接统一采用搭接的方法,其搭接长度应大于1000mm,并且每一个搭接接头不得少于二个转向扣件作连接,接头部位必须与立杆有效连接.设置第一道拉接前,必须每隔9M设置抛撑,以确保己有架体的横向稳定和架体上施工人员的安全。

1.410、架体内侧实施四步一隔离,或根据工程具体情况实施每层隔离.可采用特制小笆或窄型木板封闭.

1.411、脚手架搭至顶部即架体的最上三步必须设置黄黑挡脚板,黄黑挡脚板的高度为180mm,并用18号铁丝双股与立杆绑扎牢固.

1.412、根据现场施工需求,在生活区域和办公区域搭设双层竹笆防护棚.

1.413、整个脚手架,由于被人货电梯设置而使架体断离处,架体的端头必须每步设置二道防护拦杆.并作好拉接和防护拦的设置.

1.414、当施工需要移动杆件时,必须立刻通知项目部有关技术和安全人员,并得到项目部的书面通知,否则任何人不得以任何理由拆除或移动杆件.

1.415、安全防护和防护棚的搭设:

A）,基坑周边必须设置围护栏杆,在基础牢靠的地点插入立杆或打膨胀螺丝进行固定立杆.

B）,阶梯临边防护栏端头不能超出小平台,避免施工人员上下楼梯时撞伤身体和钩拉衣物等.

C）,主楼临边,洞口,每层电梯井口,及其建筑物的所有临边,洞口,都应搭设防护拦杆.

D）,在建筑工程区域的临舍,食堂,水泥库,钢筋棚,木工间,搅拌机棚,机具料具间,临时配电间,施工通道及塔吊吊臂施工最大半径内,都应搭设双层防护棚.

E）,防护棚上下层间距不得小于800mm.并铺设双层隔离笆.双层隔离笆用18号铁丝双股绑扎牢固.

1.416安全绿网的设置

A）,在整个建筑物的脚手架外侧,必须张挂安全网.为美观起见,应采用统一颜色的网.

B）,张挂安全绿网必须绷紧,每个绑扎孔用18号铁丝双股与水平杆绑扎牢固.

1.5、安全、文明施工

本公司将选择具有丰富施工经验的施工人员,并做好各项安全技术交底,管理人员必须做好对施工人员的安全教育,遵章守纪,服从项目部的各项规章制度,要求安全员,技术人员对在搭设,维护,保养和拆除期间的监督.施工人员必须备齐各类有效证件,必须持特殊工种操作证上岗,戴好安全帽,系好帽带,系好安全带,在整个施工中搞好施工区域内以及宿舍,食堂内的环境卫生.

1.6、安全监控

搭设过程中,因处在施工高峰期,各施工班组在交叉作业中,故应加强安全监控力度,现场设定若干名安全监控员.水平和垂直材料运输必须设置临时警戒区域,用红白三角小旗围栏.谨防非施工人员进入.

1.7、垂直运输

架体的搭设材料主要靠人工传递和部分吊机运输,为确保施工所有材料的输送,施工人员应安全小心配合吊机吊运.人工传递时,要做好自我保护,系好安全带,相呼应,先接后送.严防管件和扣件坠地伤人.

1.8、管件防坠

本工程脚手架施工时,为防止材料坠地伤人,架体内不得留有孔洞,竹笆必须实施满铺,并且不得用有严重霉,闷,蛀的竹笆,并用18号铁丝双股四点绑扎,不得有松软现象.所有架体内不得留有多余管件,扣件以防滑落伤人.

1.9、产品保护

脚手架搭设和拆除应对产品实施保护,严禁损坏墙体和窗户,玻璃及设施.材料进埸应堆放在指定地点,每日应做好落手清工作.

1.10、安全宣传

施工人员必须认真贯彻执行国家和行业标准,遵守业主和项目部的有关安全规定以及各项规章制度.认真接收业主,监理的安全检查,并积极认真地接受整改.

1.11、架体验收

本工程脚手架的验收,作为施工单位,必须根据项目部的要求,并会同项目部负责人,安全员,对照施工交底,方案,技术措施及搭设要求,遂项进行检查和验收,并对检查情况认真进行记录,验收合格后,挂牌才能交给施工班组进行使用,未经验收合格的脚手架不得使用.

1.12、使用保养

脚手架交付使用后,直至拆除前,架子施工班组将留有若干名施工人员,对脚手架在使用中进行保养,非施工人员不得擅自更换移动杆件,未经项目部允许的施工人员参与变更,所造成的后果架子工施工班组概不负责,由擅自变更者自负.

1.13、质量控制

本工程脚手架的安全技术,质量控制的全部内容应包括在每个架子工程的搭,用,管,拆的全过程中.

1.131搭:

按国家建设部规范和行业要求标准搭设,脚手架具体搭,拆,施工前项目技术负人应对施工人员进行交底,并通过安全员实施监控,经公司安全部门和现场安全员会同项目负责人遂项进行检查和验收.

1.132用:

脚手搭设完毕交付使用时,项目部安全员仍对其实施监控,督促脚手使用人员正确使用脚手架,严禁非脚手施工人员变更脚手

1.133管:

项目部实施对施工人员的管理.施工现场的管理,材料堆放的协调管理,各工种之间的协调管理.

1.134拆:

装怖施工完毕,脚手架拆除时,必须实施搭设前相同的警戒封闭.拆除区域必须有安全监控人员到位实施监控,脚手架拆除以搭设的反顺序进行.按自上而下,先搭的后拆,后搭的先拆.沿四周统圈向下拆除,拆除过程中传递材料应先接后松的原则.直至地面.杆件和扣件,竹笆运到地面时应按品种,规格分类堆放整齐和指定地点.

2、钢管落地脚手架计算书

中国石化镇海炼化100万吨/年乙烯工程铁路系统改造工程工程；属于框架结构;地上4层;地下0层；建筑高度：

14.00m；标准层层高：

3.50m；总建筑面积：

1455.53平方米；总工期：

224天；施工单位：

江苏雷威建设工程有限公司。

本工程由中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司投资建设，上海铁路城市轨道交通设计研究院设计，地质勘察，宁波华光建设监理有限公司监理，江苏雷威建设工程有限公司组织施工；由崔学峰担任项目经理，丁祖华担任技术负责人。

扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

一、参数信息:

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为14米，立杆采用单立管；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.5米，立杆的横距为1.05米，大小横杆的步距为1.8米；

内排架距离墙长度为0.30米；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80；

连墙件采用两步三跨，竖向间距3.6米，水平间距4.5米，采用焊缝连接；

2.活荷载参数

施工均布活荷载标准值:

2.000kN/m2；脚手架用途:

装修脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处浙江省宁波市，基本风压为0.65kN/m2；

风荷载高度变化系数μz为1.00，风荷载体型系数μs为0.65；

脚手架计算中考虑风荷载作用

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m2）:

0.1248；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.150；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

3；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆、竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m2）:

0.038；

5.地基参数

地基土类型:

素填土；地基承载力标准值（kpa）:

160.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.25；地基承载力调整系数:

1.00。

二、大横杆的计算:

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:

P1=0.038kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×1.05/（2+1）=0.105kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×1.05/（2+1）=0.7kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.7=0.98kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.172×1.52+0.10×0.98×1.52=0.251kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.172×1.52-0.117×0.98×1.52=-0.297kN.m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.251×106,0.297×106）/5080=58.465N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=58.465N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算:

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

计算公式如下：

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.7kN/m；

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.143×15004/（100×2.06×105×121900）+0.990×0.7×15004/（100×2.06×105×121900）=1.593mm；

大横杆的最大挠度1.593mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

三、小横杆的计算:

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

大横杆的自重标准值：

p1=0.038×1.5=0.058kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.3×1.05×1.5/（2+1）=0.158kN；

活荷载标准值：

Q=2×1.05×1.5/（2+1）=1.050kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.058+0.158）+1.4×1.05=1.728kN；

小横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=1.728×1.05/3=0.605kN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.611kN.m；

最大应力计算值σ=M/W=0.611×106/5080=120.313N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=120.313N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

Vqmax=5×0.038×10504/（384×2.06×105×121900）=0.024mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.05=1.265kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

Vpmax=1265.1×1050×（3×10502-4×10502/9）/（72×2.06×105

×121900）=2.07mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+2.07=2.094mm；

小横杆的最大挠度为2.094mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

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。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

大横杆的自重标准值:

P1=0.038×1.5×2/2=0.058kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.038×1.05/2=0.02kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；

活荷载标准值:

Q=2×1.05×1.5/2=1.575kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.058+0.02+0.236）+1.4×1.575=2.582kN；

R<6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载计算:

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN），为0.1248

NG1=[0.1248+（1.50×2/2）×0.038/1.80]×14.00=2.195；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3

NG2=0.3×3×1.5×（1.05+0.3）/2=0.911kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.15×3×1.5/2=0.337kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.5×14=0.105kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.549kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值

NQ=2×1.05×1.5×2/2=3.15kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

其中Wo--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Wo=0.65kN/m2；

Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Uz=1；

Us--风荷载体型系数：

取值为0.645；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.65×1×0.645=0.293kN/m2；

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=1.2×3.549+1.4×3.15=8.669kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.549+0.85×1.4×3.15=8.007kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.293×1.5×

1.82/10=0.17kN.m；

六、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=8.669kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：

l0=3.118m；

长细比Lo/i=197；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.186；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=8669/（0.186×489）=95.309N/mm2；

立杆稳定性计算σ=95.309N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=8.007kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.118m；

长细比:

L0/i=197；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.186

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=8007.24/（0.186×489）+169728.332/5080=121.447N/mm2；

立杆稳定性计算σ=121.447N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、最大搭设高度的计算:

按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.354kN；

活荷载标准值：

NQ=3.15kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

Hs=[0.186×4.89×10-4×205×103-（1.2×1.354

+1.4×3.15）]/（1.2×0.125）=84.209m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=84.209/（1+0.001×84.209）=77.668m；

[H]=77.668和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50m。

脚手架单立杆搭设高度为14m，小于[H]，满足要求！

按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.354kN；

活荷载标准值：

NQ=3.15kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.17/（1.4×0.85）=0.143kN.m；

Hs=（0.186×4.89×10-4×205×103-（1.2×1.354+0.85×1.4×（3.15+0.186×4.89×100×0.143/5.08）））/（1.2×0.125）=68.334m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=68.334/（1+0.001×68.334）=63.963m；

[H]=63.963和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50m。

脚手架单立杆搭设高度为14m，小于[H]，满足要求！

八、连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

风荷载标准值Wk=0.293kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2；

按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=6.656kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=11.656kN；

连墙件承载