独立柱井字脚手架施工方案.docx

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独立柱井字脚手架施工方案

陕西未来能源化工有限公司

金鸡滩煤矿选煤厂原煤储煤场网架建筑工程

脚

手

架

专

项

施

工

方

案

山东宁大钢构有限公司

二O一四年六月

一、工程概况

工程名称：

陕西未来能源化工有限公司金鸡滩煤矿选煤厂原煤储煤场网架建筑工程

工程地点：

陕西省榆林市金鸡滩镇

工程规模：

网架采用螺栓球节点，正放四角锥网架形式，周边柱支承。

网架上弦层静荷载0.30KN/m*m，活荷载0.5KN/m*m，基本风压0.4KN/m*m，地震设防烈度7度，屋面呈拱形，跨度92米，矢高32.4米，网架投影面积7452m2。

建设单位：

陕西未来能源化工有限公司

监理单位：

河南工程咨询监理有限公司

施工单位：

山东宁大钢构有限公司

脚手架结构形式：

独立柱“井字”脚手架

二、编制依据

1、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；

3、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91；

4、施工组织设计及施工图纸。

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，砸伤工人或过路行人。

（2）架体上物体堆放不牢或意外碰落，砸伤工人或过路行人。

（3）整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架，砸伤工人或过路行人。

4、不当操作大致有以下情形：

（1）用力过猛，致使身体失稳。

（2）拥挤碰撞。

（3）集中多人搬运或安装较重构件。

（4）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的焊接钢管，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700-2006中Q235A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，并涂有防锈漆作防腐处理，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《钢管脚手架》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，旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm，扣件螺栓的拧紧力距达60N.M时扣件不得破坏。

3、脚手架底座的选用必须严格，底座材质必须坚硬，稳定，牢固，本底座采用H型钢焊接成“井字”架结构加强稳定性。

有良好的韧性及弹性模数。

（二）、独立柱脚手架施工措施

地面厚度大部分为h=100，局部120、180厚。

结合本工程结构形式、实际施工特点，应采用独立柱脚手架网架构件支撑体系来满足网架构件的施工。

必须保证其整体性和抗倾覆性。

1、基本要求

（1）搭设楼地面应平整且保证网架构件地面的承载力达到要求，立杆下垫短钢管并加设扫地杆。

2、独立柱脚手架的搭设

（1）钢管扣件脚手架的搭设工艺流程如下：

基础准备→安放垫板底座→按设计尺寸排放扫地杆→竖立管并同时安纵横向扫地杆→拉设揽风绳。

（2）脚手架配合施工进度搭设，一次搭设高度高出操作层不宜大于一步架。

（3）垫板、底座均应准确地放在定位线上，垫板面积不宜小于0.1m2，宽度不宜小于220mm，厚度不宜小于40mm。

（5）底部立管采用不同长度的钢管，立管的联接必须交错布置，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50mm，并不得在同一步内。

（6）大横杆应水平设置，接头宜采用对接扣件联接，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。

（7）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）、独立柱支撑脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《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）等规范。

1、构造要求

（1）立杆：

纵横向立杆间距1.0×1.0m，允许搭设偏差±5cm,立杆垂直度允许搭设偏差±10cm。

下部设扫地杆，扫地杆从垫板往上20cm处设置，扫地杆采用对接接长。

扫地杆在端头与立杆交接处伸出扣件长度不小于10cm。

（2）横杆：

立杆之间满设双向水平杆，纵横向水平拉杆步距1.8m，确保其在两个方向都具有足够的设计刚度，横杆用对接方法接长，一根横杆两端的高差，不能超过2cm，纵向水平杆全长平整度不小于±10cm。

为防止水平横杆对立杆产生偏心弯距的影响，在搭设网架构件支架时，将横杆对称相间布置。

（3）剪刀撑：

沿支架四周外满设剪力撑，且应连续设置。

（4）接头节点要求：

纵向水平杆对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500cm，并应避免设在纵向水平杆的跨中。

（5）大构件支架的搭设要求

a.严格按照设计尺寸要求搭设，立杆和水平杆的接头应错开在不同的框格中设置；

b.确保立杆的垂直度和横杆的水平偏差符合《扣件架规范》的规定；

c.斜杆尽量同立杆连接，节点构造符合规范规定；

d.确保每个扣件的拧紧力矩控制在40—60N.M；

e.地面上脚手架支座的设置和承载力均应达到设计要求。

（6）施工作业要求

a.上架作业人员必须持证上岗，戴安全帽，系安全带。

b网架安装过程中，要确保网架构件支架均衡受荷，宜从中部开始向两边扩展浇注方式进行。

c.严格控制施工荷载，在网架构件浇注过程中，派专人检查支架及其支撑情况，发现下沉、松动和变形时，及时解决。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.791kN.m

最大变形vmax=2.356mm

最大支座力Qmax=9.720kN

抗弯计算强度f=0.791×106/4491.0=176.17N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!

（4）扣件抗滑移的计算

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6.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，R=9.72kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

（5）立杆的稳定性计算荷载标准值

作用于网架构件支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

A、静荷载标准值包括以下内容：

①脚手架钢管的自重（kN）：

NG1=0.129×9.000=1.162kN

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网架构件的自重（kN）：

NG2=0.350×1.000×1.000=0.350kN

③钢筋网架构件地面自重（kN）：

NG3=25.000×0.120×1.000×1.000=3.000kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.512kN。

B、活荷载为施工荷载标准值与钢网架安装时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×1.000×1.000=3.000kN

C、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）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，N=9.61kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.60

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.24

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=4.49

——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]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至网架构件支撑点的长度；a=0.50m；

公式

（1）的计算结果：

=112.84N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=78.94N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],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

l0=k1k2（h+2a）（3）

k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.016；

公式（3）的计算结果：

=111.67N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

网架构件承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

3、扣件钢管支撑架计算书

（1）顶部面板计算

顶部面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

面板的按照多跨连续梁计算。

作用荷载包括梁与网架构件自重荷载，施工活荷载等。

A、荷载的计算：

钢筋网架构件梁自重（kN/m）：

q1=25.000×1.000×0.500=12.500kN/m

网架构件的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.500×（2×1.000+0.500）/0.500=0.875kN/m

活荷载为施工荷载标准值与振捣网架构件时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（1.000+2.000）×0.500×0.500=0.750kN

均布荷载q=1.2×12.500+1.2×0.875=16.050kN/m

集中荷载P=1.4×0.750=1.050kN

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3；

I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4；

计算简图

弯矩图（kN.m）

剪力图（kN）

变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=1.505kN

N2=6.066kN

N3=1.505kN

最大弯矩M=0.125kN.m

最大变形V=0.2mm

A、抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.125×1000×1000/27000=4.630N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]，取15.00N/mm2；

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

B、抗剪计算

截面抗剪强度计算值T=3×2507.0/（2×500.000×18.000）=0.418N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

C、挠度计算

面板最大挠度计算值v=0.226mm

面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!

（2）大构件支撑钢管的计算

A、大构件钢管计算

按照三跨连续梁计算，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=6.066/0.500=12.131kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×12.13×0.50×0.50=0.303kN.m

最大剪力Q=0.6×0.500×12.131=3.639kN

最大支座力N=1.1×0.500×12.131=6.672kN

钢管的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；

I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；

B、钢管抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.303×106/83333.3=3.64N/mm2

钢管的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

C、钢管抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×3639/（2×50×100）=1.092N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

钢管的抗剪强度计算满足要求!

D、钢管挠度计算

最大变形v=0.677×10.109×500.04/（100×9500.00×4166666.8）=0.108mm

钢管的最大挠度小于500.0/250,满足要求!

（3）大构件支撑钢管计算

A、大构件支撑横向钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取钢管支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.130kN.m

最大变形vmax=0.036mm

最大支座力Qmax=4.230kN

抗弯计算强度f=0.130×106/4491.0=28.97N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于416.7/150与10mm,满足要求!

B、大构件支撑纵向钢管计算

纵向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取横向支撑钢管传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.740kN.m

最大变形vmax=2.204mm

最大支座力Qmax=9.094kN

抗弯计算强度f=0.740×106/4491.0=164.83N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!

（4）扣件抗滑移的计算

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8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，R=9.09kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

（5）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，它包括：

横杆的最大支座反力N1=9.09kN（已经包括组合系数1.4）

脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×9.000=1.394kN

N=9.094+1.394=10.489kN

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.60

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.24

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=4.49

——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]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至网架构件支撑点的长度；a=0.00m；

公式

（1）的计算结果：

=123.10N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=39.17N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],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

l0=k1k2（h+2a）（3）

k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.024；

公式（3）的计算结果：

=50.47N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

网架构件承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

五、施工要求

（一）、施工准备

1、技术准备

在本安全专项施工方案施工前，工程负责人应对相关人员进行详细的技术交底。

2、物资准备

（1）材料准备

根据材料分析和施工进度计划的要求，编制材料需要量计划，为施工备料，确定对方场地及组织运输提供依据。

（2）构（配）件和制品加工准备

根据脚手架构造体系要求，对构（配）件和制品进行加工。

（3）脚手架施工机具准备

由架子工自带扳手及其他所需工具。

3、施工现场准备

（1）做好“三通一平”

（2）组织物资进场，并拟定有关的材料试验。

（3）做好季节性施工准备。

4、施工场外协调

（1）材料加工和订货。

（2）做好劳务安排，签订劳务合同。

（二）、脚手架搭设

必须在当层网架构件地面强度达到1.2Mpa后（即常规环境下网架构件地面浇筑完成24小时后），再开始搭设独立柱脚手架。

脚手架应按施工方案的要求放线定位。

立杆下用截面300mm×50mm木垫板通长铺设。

1、脚手架搭设要求

外脚手架搭设的基本要求是：

横平竖直，整齐清晰，图形一致，平竖通顺，连接牢固，受荷安全，有安全操作空间，不变形，不摇晃。

2、独立柱脚手架搭设顺序

独立柱脚手架搭设应遵循以下顺序：

垫钢管→摆放扫地杆→逐根树立立杆并与纵横向扫地杆扣紧→安各步纵横水平杆并与各立杆扣紧→接立杆→加设剪刀撑→按照图纸要求用顶丝将立杆挑至设计标高→按照网架构件施工组织设计铺设网架构件→检查验收→合格（不合格整改再验收）。

3、脚手架的搭设除了按顺序搭设以外，还得注意下列事项：

（1）按照规定的构造方案和尺寸进行搭设。

（2）及时与结构拉结或临时支顶，以确保搭设过程的安全。

（3）拧紧扣件。

（拧紧程度要适当）

（4）有变形的杆件或不合格的杆件（有长度、扣接不紧等）不能使用。

（5）搭设工人必须系安全带。

（6）随时矫正杆件的垂直和偏差避免偏差过大。

（7）没有完成的脚手架，在每日收工时，一定要确保架子稳定，以免发生意外。

（三）、脚手架的拆除

脚手架使用完毕，同条件养护试件抗压强度达到拆模强度要求后，上报项目技术负责人审批，待技术负责人审批后，立即拆除，在脚手架拆除前要做好以下工作：

1、对脚手架进行安全检查，确认不存在安全隐患。

如存在影响拆除脚手架安全的隐患，应先对脚手架进行修理和加固，以确保脚手架在拆除过程中不发生危险。

2、在拆除脚手架时，应先清除脚手板上的垃圾杂物，清除时严禁高空向下抛掷，大块的装入容器内由垂直运输设备向下运送，能用扫帚集中的要集中装入容器内运下。

3、脚手架在拆除前，应先明确拆除范围、数量、时间和拆除顺序、方法，物件垂直运输设备的数量，脚手架上的水平运输、人员组织，指挥联络的方法和用语，拆除的安全措施和警戒区域。

4、严格遵循拆除顺序，由上而下，后搭的先拆，先搭的后拆，同一部位拆除顺序是：

网架构件→顶丝→纵横横杆→立杆。

独立柱脚手架支撑需要两次拆除，第一次将除大构件和短跨中间的支撑外的大部分网架构件和支撑进行拆除，第二次将大构件和短跨中间的支撑拆除，具体参见施工组织设计中的网架构件工程。

5、独立柱脚手架的拆除不得在垂直方向上同时作业。

6、拆除脚手架时，必须进行危险范围评估界定，并将危险范围区域进行隔离，并在隔离区边界设置明显的禁行标志和围栏，在坠落范围内应有明显“禁止入内”字样的标志，并有专人监护，以保证擦脚手架时无其他人员入内。

7、拆除脚手架后的垂直运输使用塔吊，严禁乱扔乱抛，并对操作人员和使用人员进行交底，规定联络用语和方法，明确职责，以保证脚手架拆除时其垂直运输设备能安全运转。

8、拆下的脚手架钢管、扣件及其他材料运至地后面，应及时清理，将合格的，需要整修后重复使用的和应报废的加以区分，按规格堆放。

对合格件应及时进行保养，保养后送仓库保管以备日后使用。

9、本工程脚手架拆除遇大风、大雨、大雾天气时应停止作业。

10、拆除时操作人员要系还安全带，穿软底防滑鞋，扎裹腿。

11、脚手架拆除工程中，不中途换人。

如必须换人，则应在安全技术交底中交代清楚。

六、独立柱脚手架质量检查与验收

（一）、材质要求

1、钢管材质要求

（1）脚手架钢管应采用现行国家标准<<直缝电焊钢管>>（GB/T13793）或<<低压流体输送用焊接钢管>>（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准<<碳素结构钢>>（GB/T700）中Q2