筒仓外落地式脚手架专项施工方案.docx
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筒仓外落地式脚手架专项施工方案
中国化学工程第七建设有限公司延长中煤靖边能源化工项目
筒仓外落地式脚手架专项施工方案
一、编制依据
1.1主要规程、规范
1.1.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》〔JGJ130-2001,2002年版〕
1.1.2《建筑施工高处作业安全技术规范》〔JGJ80-91〕
1.1.3《建筑施工安全检查标准》〔JGJ59-99〕
1.1.4《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
1.1.5《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
二、工程概况
2.1总体工程概况
储运207备煤筒仓由4个内直径20m高36m筒形建筑物组成，占地面积共约2100平方米，筒体采用无井架滑模施工工艺施工，需在各个筒体分别搭设一座上人用脚手架，以便施工人员进入滑模平台施工。
上人脚手架位置图
2.2材料计划
脚手架主要施工材料计划见下表：
脚手架工程材料需求计划表
序号
材料名称
型号规格
单位
数量
1
钢管
Ф48×3.5
T
6
2
扣件
含直角扣件、对接扣件、十字扣件
只
4000
3
松木脚手板
0.2m×2m
张
1000
4
安全网
密目阻燃式
㎡
2300
5
竹夹板
㎡
50
6
7
说明：
以上计划用量，具体根据工程进度情况调整。
2.3劳动力计划
本工程具体劳动力用工计划如下表：
脚手架工程劳动力需求计划表
序号
工种
数量（人）
工作内容
1
架子工
6
各类脚手架搭拆与维护、铺脚手板、挂安全网、配合支模等
2
普工
3
配合架子工作业
3
安全员配置
2
安全管理
三、脚手架构配件的质量要求
3.1钢管的材质及规格要求：
钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm的Q235钢焊接钢管，其化学成份与机械性能符合国家标准《碳素结构钢》（GB／T700）的要求。
有腐蚀、弯曲、压扁、损伤和裂纹管件不得使用；立杆、纵向水平杆的钢管长度为6m,横向水平杆（小横杆）为3m；与筒壁相焊连接的钢管长度为6m；钢管应涂防锈漆。
3.2扣件应符合《钢管脚手架扣件》（GB15831－2006）的规定。
扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼等铸造缺陷。
扣件与钢管的贴合面要接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离要小于5mm。
在使用时，直角扣件和回转扣件不允许沿轴心方向承受拉力；直角扣件不允许沿十字轴方向承受扭力；回转扣件的两旋转面间隙要小于1mm。
3.3木脚手板用厚50mm的松木制成，板长为3~6米，宽200mm,材质符合国家标准二等材的要求。
防护构配件、连墙件采用脚手管与混凝土壁预埋件焊接。
3.4安全密网：
架体外侧必须使用密目网封闭，安全密目网为阻燃材料制成，网体与操作层不应有大于10cm的缝隙，网间不应有大于25mm的缝隙。
四、脚手架搭设技术措施
4.1施工准备：
在脚手架搭设之前，由工地技术负责人依脚手架搭拆方案向专业班组长逐段的进行技术交底，并履行交底签字手续，各持一份，互相监督，由专业班组长向操作人员进行班前技术交底，并做好交底记录入档。
按对脚手架使用的各种材料的要求，对使用的材料进行全数检查、验收，方准进行场使用，并进入现场后分类堆放整齐，搭拆脚手架的操作人员必须持证上岗。
4.2对地基的要求：
脚手架立杆必须设置在相同地质的地基上，以保证脚手架不倾斜。
本工程可将原土地面整平夯实，在每一立杆位置上铺长不小于1m,宽不小于200mm,厚不小于50mm的木板，木板上加设立杆底座。
4.3结构构造：
搭设尺寸为：
横距Lb为0.8m，纵距La为1.5m，大小横杆的步距为1.5m；内排架距离筒壁距离为2.1m；连墙件采用两步四跨，竖向间距3m，水平间距3.2m，采用筒壁内设置预埋件焊接连接；施工均布活荷载标准值:
2.000kN/m2；脚手架用途:
上人脚手架。
4.3.1立杆塔设要求：
（1）每根立杆底部应设置垫板，脚手架立杆底部必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
（2）立杆接头除顶层顶部外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接，立杆与大横杆采用直角扣件连接。
接头交错布置，两个相临立柱接头避免出现在同步同跨内，并且在高度方向至少错开50cm；各接头中心距主节点的距离为30cm；采用搭接时，搭接长度1.2m，必须等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆端的距离150mm。
纵向水平杆宜设置在立杆内侧，长度为6m。
4.3.2横向水平杆搭设
脚手架立杆主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣紧且严禁拆除。
小横杆在大横杆之上设置。
作业层上非主节点处，应根据支撑脚手板需要等间距设置（构造杆），其最大间距不大于纵距的1/2。
4.3.3脚手板的设置
楼梯平台脚手板应采用50mm厚松木脚手板，且满铺、铺稳，接头处必须设两根横向水平杆并用8号铁丝绑扎牢固，脚手板伸出支撑钢管150mm。
4.3.4连墙件的设置
连墙件的布置宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm，且从第一步纵向水平杆处设置。
本工程采用在混凝土筒壁内设置预埋件焊接方式拉结，连墙件必须与墙面垂直。
4.3.5剪刀撑的设置
本工程三排落地脚手架采用剪刀撑与横向斜相结合的方式，随立柱、纵横向水平杆同步搭设，用通长剪刀撑沿架高连续布置，全部采用单杆通长剪刀撑。
剪刀撑每2步7跨设置一道，斜杆与地面的夹角在45°~60°之间。
斜杆相交点处于同一条直线上，并沿架高连续布置，剪刀撑的一根斜杆扣在立杆上，另一根扣在小横杆伸出的端头上，两端分别用旋转扣件固定，在其中间增加2~4个扣节点，所有固定点距离主节点必须小于15cm。
4.3.6防护设施
脚手架马道采用Z字型搭设在转角平台应满挂全封闭密目安全网，密目网采用1.8m×6.0m规格，用网绳绑扎在楼梯栏杆和转角平台栏杆内侧，安全网应高于平台1.2m，脚手架马道及转角平台于0.6m和1.2m设两道防护栏杆，底部侧面设20cm高的挡脚板，踢踏步采用2根短钢管扣接在斜放的钢管上组成。
4.3.7外脚手架搭设顺序
本工程脚手架搭设自下而上进行，在搭设场地上用白灰画出立杆轴心线，然后摆放标准底座及扫地杆─＞竖立杆（随即立杆与扫地杆用直角扣件扣紧）─＞装扫地小横杆─＞安第一步大横杆─＞安装第一步小横杆─＞校正立杆─＞设第一排拉结点─＞安第二步大横杆─＞第二步小横杆......以此类推，搭设高度6m时安装剪刀和横向支撑杆。
五、脚手架搭设质量要求：
5.1立杆垂直偏差：
搭设高度H≤40m时；
纵向偏差不大于H/400,且不大于100mm;横向偏差不大于H/600,且不于50mm。
5.2纵向水平杆水平偏差不大于总长度的1/300，且不大于200mm,同跨内外高度差不大于10mm;横向水平杆水平偏差不大于10mm,外伸尺寸的误差不应大于50mm。
5.3脚手架的步距、立杆横距偏差不大于20mm；立杆纵距偏差不大于50mm。
5.4扣件紧固力矩宜在45～55N.m范围内，不得低于40N.m或高于65N.m。
5.5连墙点的数量、位置要正确、连接牢固，无松动现象。
六、脚手架的拆除：
6.1拆除前应全面检查脚手架的牢固情况。
6.2应由单位工程负责人认真向操作人员进行拆除安全技术交底。
6.3清除脚手架上的杂物及地面障碍物。
设警戒区、设置明显标志，安排专人警戒。
6.4拆除作业必须由上而下逐步进行，严禁上下同步作业。
连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；
七、安全施工技术措施
7.1.材质及其使用的安全技术措施
7.1.1.扣件的紧固程度应在40－50N.m，并不大于65N.m，对接扣件的抗拉承载力为3KN。
扣件上螺栓保持适当的拧紧程度。
对接扣件安装时其开口应向内，以防进雨水，直角扣件安装时开口不得向下，以保证安全。
7.1.2.各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100㎜。
7.1.3.钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的不得使用。
禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件。
7.1.4.外脚手架严禁钢竹、钢木混搭，禁止扣件、绳索、铁丝、竹篾、塑料混用。
7.1.5.严禁将外径48㎜与51㎜的钢管混合使用。
7.2.脚手架搭设的安全技术措施
7.2.1.脚手架的基础必须经过硬化处理满足承载力要求，做到不积水、不沉陷，顶板基础的混凝土必须达到设计强度的75%以上才能施工。
7.2.2.搭设过程中划出工作标志区，禁止行人、统一指挥、上下呼应、动作协调，严禁在无人指挥下作业。
当解开与另一人有关的扣件时必先告诉对方，并得到允许，以防坠落伤人。
7.2.3.开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。
7.2.4.脚手架及时与结构拉结或采用临时支顶，以保证搭设过程安全，未完成脚手架在每日收工前，一定要确保架子稳定。
7.2.5.脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不得超过相邻连墙件以上两步。
7.2.6.在搭设过程中应由安全员、架子班长等进行检查、验收和签证。
每两步验收一次，达到设计施工要求后挂合格牌一块。
7.2.7.外脚手架的卸荷严格采用ф15.5的钢丝绳通过梁上对拉螺栓孔与脚手架连接，严禁私自拆改。
7.3.脚手架上施工作业的安全技术措施
7.3.1.结构外脚手架每支搭一层，支搭完毕后，经项目部安全员验收合格后方可使用。
任何班组长和个人，未经同意不得任意拆除脚手架部件。
7.3.2.严格控制施工荷载，脚手板不得集中堆料放荷，施工荷载不得大于2KN/㎡，确保较大安全储备。
7.3.3.结构施工时不允许多层同时作业，装修施工时同时作业层数不超过两层，临时性用的悬挑架的同时作业层数不超过1层。
7.3.4.当作业层高出其下连墙杆3.6米以上，且其上尚无连墙杆时，应采取适当的临时撑拉措施。
7.3.5.各作业层之间设置可靠的防护栅栏，防止附落物体伤人。
7.3.6.定期检查脚手架，发现问题和隐患，在施工作业前及时维修加固，以达到坚固稳定，确保施工安全。
8、危险源辨识
详见附录一
九、脚手架稳定性计算
（一）脚手架参数
双排脚手架搭设高度为34m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：
横距Lb为1.5m，纵距La为0.8m，大小横杆的步距为1.5m；
内排架距离筒仓壁长度为2.1m；
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1.00；
连墙件采用两步4跨，竖向间距3m，水平间距3.2m，采用砼壁内设置预埋件焊接方式
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
2.000kN/m2；脚手架用途:
上人脚手架；
3.风荷载参数
本工程地处陕西靖边，基本风压0.45kN/m2；
风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为1.3；
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）:
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；
脚手板类别:
松木脚手板；
每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:
0.038；
脚手板铺设总层数:
6；
（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=0.35×0.8/（2+1）=0.09kN/m；
活荷载标准值:
Q=2×0.8/（2+1）=0.53kN/m；
静荷载的设计值:
q1=0.8×0.038+0.8×0.15=0.150kN/m；
活荷载的设计值:
q2=1.4×0.8=1.12kN/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:
M1max=0.08q1l2+0.10q2l2
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.207×0.82+0.10×2.1×0.82=0.144kN·m；
支座最大弯距计算公式如下:
M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.207×0.82-0.117×2.1×0.82=-0.170kN·m；
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ=Max（0.144×106,0.170×106）/5080=33.464N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力为σ=33.464N/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：
νmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI
其中：
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.038+0.09=0.119kN/m；
活荷载标准值:
q2=Q=0.53kN/m；
最大挠度计算值为：
ν=0.677×0.119×8004/（100×2.06×105×121900）+0.990×0.53×8004/（100×2.06×105×121900）=0.991mm；
大横杆的最大挠度0.991mm小于大横杆的最大容许挠度800/150mm与10mm，满足要求！
（三）扣件抗滑力的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，单扣件承载力设计值取8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转扣件承载力取值为8.00kN。
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（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5）:
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；
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=0.038×0.8×2/2=0.034kN；
小横杆的自重标准值:
P2=0.038×1.5/2=0.028kN；
脚手板的自重标准值:
P3=0.35×0.8×1.5/2=0.21kN；
活荷载标准值:
Q=2×1.5×0.8/2=1.2kN；
荷载的设计值:
R=1.2×（0.034+0.028+0.18）+1.4×1.2=1.97kN；
R<8.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
（四）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，为0.1248kN/m
NG1=[0.1248+（0.8×2/2）×0.038/1.50]×34=4.932kN；
（2）脚手板的自重标准值；采用松木脚手板，标准值为0.35kN/m2
NG2=0.35×6×0.8×（1.5+0.3）/2=1.512kN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹夹板挡板，标准值为0.15kN/m
NG3=0.15×6×1.5/2=0.675kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:
0.005kN/m2
NG4=0.005×1.2×34=0.204kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.323kN；
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=2×0.8×1.5×2/2=2.4kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×7.323+0.85×1.4×2.4=11.644kN；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×7.323+1.4×2.4=12.148kN；
（五）立杆的稳定性计算:
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·μs·ω0
其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
ω0=0.45kN/m2；
μz--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：
μz=0.74；
μs--风荷载体型系数：
取值为1.3；
经计算得到，风荷载标准值为:
Wk=0.7×0.45×0.74×1.3=0.303kN/m2；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.303×1.5×1.52/10=0.122kN·m；
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=N/（φA）+MW/W≤[f]
立杆的轴心压力设计值：
N=11.644kN；
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=N/（φA）≤[f]
立杆的轴心压力设计值：
N=N'=11.644kN；
计算立杆的截面回转半径：
i=1.58cm；
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：
k=1.155；
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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=1.97；
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；
考虑风荷载时
σ=11644/（0.186×489）+120000/5080=151.643N/mm2；
立杆稳定性计算σ=151.643N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
不考虑风荷载时
σ=11644/（0.186×489）=141.737N/mm2；
立杆稳定性计算σ=141.737N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
（六）最大搭设高度的计算:
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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：
Hs=[φAf-（1.2NG2k+0.85×1.4（ΣNQk+MwkφA/W））]/1.2Gk
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=2.391kN；
活荷载标准值：
NQ=2.4kN；
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）=0.122/（1.4×0.85）=0.103kN·m；
Hs=（0.186×4.89×10-4×205×103-（1.2×2.391+0.85×1.4×（2.4+0.186×4.89×100×0.103/5.08）））/（1.2×0.125）=71.51m；
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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]=Hs/（1+0.001Hs）
[H]=71.51/（1+0.001×71.51）=66.74m；
[H]=66.74。
经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=66.74m。
脚手架单立杆搭设高度为34m，小于[H]，满足要求！
（七）连墙件的稳定性计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：
Nl=Nlw+N0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝1.3，ω0＝0.45，
Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×1.3×0.45=0.377kN/m2；
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=9.6m2；
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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=5.069kN；
连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=10.069kN；
连墙件承载力设计值按下式计算：
Nf=φ·A·[f]
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；
由长细比l/i=21000/15.8的结果查表得到φ=0.386，l为内排架距离墙的长度；
A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；
连墙件轴向承载力设计值为Nf=00.386×4.89×10-4×205×103=38.695kN；
Nl=10.069
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