爬架施工方案.docx

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爬架施工方案

广州市太古汇大厦塔楼1

爬架专项施工方案

一、工程简介

本工程位于广东省广州市天河区中山大道，建筑主体全部为框架核心筒结构，外墙装玻璃幕墙，3层以上为标准层，其层高为。

本建筑结构样式为：

主体为框架核心筒结构，三层以上为主体结构，在建筑东南、西北角变化过大，因此，本工程采用提升脚手架和悬挑式脚手架相结合的办法。

二、编制依据

本施工方案编制依据2002年建设部《附着式升降脚手架暂行规定》、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001（以下简称《规范》）。

有关数据、计算方法均参考杜荣军主编的《建筑施工脚手架实用手册》（中国建筑工业出版社）中第一篇第4节、第13节（以下简称《手册》）和《钢结构设计手册》。

三、搭设方案

本工程除有施工人货梯、塔式起重机安装外，3层以下使用落地脚手架搭设，为标准层搭设提升架和悬挑架做平台。

整个提升架采用两片式共33个机位点，高度为18米（可覆盖4个楼层面）；悬挑架从3层开始搭设，每6层做一次悬挑（如图方案所示），分7道设置悬挑式脚手架直至建筑主体封顶；有人货电梯安装处的脚手架应根据具体情况设置落地式脚手架。

3-1、架体工作概况及人员组织机构

架体随建筑主体施工每1层提升一次。

其安装验收参照《PJ-1型装配桁架式升降脚手架安全验收操作规程（试行）》进行。

每次提升均要求对整架体进行全过程记录。

爬架搭设好提升一层楼后，裙楼临边防护好后，因考虑到工地施工人员多，沿裙楼建筑物四周搭设安全挡板（宽为5米等）。

待爬架底座提升到20层时，在19层楼面处沿建筑物四周（除人货电梯外）搭设3米宽安全悬挑板一层。

架体提升过程中应每连续3个机位安排一位安装人员进行全程监控，同时现场须安排一名电工全程值班。

如果脚手架安装人员发出安全警报，则应立即停止架体提升，经检查并排除故障后方能继续提升架体。

本工程由谢胜发任项目总负责人，全面负责本工程爬架安装、验收、及架体提升等全过程的技术、安全、质量控制；并负责爬架架体及配件的进场、安装、验收、提升、记录、拆除、退场等工作；黄智任技术员，负责爬架的安装、升降、拆除的技术指导；王林任工长，负责现场安装、提升、拆除、记录，并负责各部门，各工种之间的协调等日常工作；任春中任质安员，负责升降脚手架的安装、升降、拆除过程的质量和安全控制。

以下是机构网络图

项目负责人：

谢胜发

技术员：

黄智工长：

王林质安员：

任春中

起重操作员安装队组电工

3-2、架体搭设（其平面布置见PJ01图）

A、提升式脚手架

该形式脚手架采用标准化架体，该架体由主立柱底节、标准节和水平桁架组成，两立柱间采用普通钢管脚手架与立柱联接搭设。

搭设架体前应利用原落地式脚手架作为搭设平台，在平台面上开始按附图PJ01所示位置设置机位底座并拉紧斜拉杆，之后安装主立柱底节与水平桁架，待其安装完毕后方能安装主立柱标准节，同时搭设脚手架体和防倾覆装置及相关配件；转角处采用普通钢管与两主立柱联接，所有扣件螺栓拧紧力矩须达到~之间。

当架体处于工作状态时，各片区衔接处用普通钢管与扣件联接，另用密目安全网从上至下做安全防护；当架体提升或架体外型尺寸调整时将其拆除。

如水平桁架与塔机附墙杆相互干涉，可在该处附近设主立柱，并在发生干涉部分取消底部桁架采用钢管扣件联接，确保其可单独拆装；在架体中部未干涉部分用钢管扣件搭设成成桁架的形式，以加强该处架体的刚性。

因架体结构受力计算见本方案第四条“架体设计计算书”。

B、悬挑式脚手架搭设

该悬挑脚手架搭设具体为：

3、9、15、21、27、33、39层各作一次挑梁预埋；采用18#工字钢作挑梁挑出，一端固定在建筑物结构上，另一端用钢丝绳斜拉拴在上一层结构主梁上（见LM1）。

脚手架部分按《规范》要求中相应做法进行搭设。

本工程悬挑脚手架最高搭设高度为24m。

按《规范》要求，悬挑脚手架悬挑高度不大于25m，所以本工程悬挑脚手架架体搭设满足要求。

连墙杆竖向间距和水平间距均要求小于或等于（如框架间距大于，则在框架中间梁或剪力墙上设一个刚性预埋点作为连墙杆固结点）。

3-3、配件安装

3-3-1、提升架同一提升系统（电动葫芦）的各机位上须由同一厂家生产的同一型号、同一速度的5吨、8m链条、双钩电动葫芦，其单机功率为，电流为1.4A，电压为380V。

3-3-2、每个机位的吊臂上须安装有一套防坠器。

整个提升过程中，架体通过安装在立柱上的型钢导轨与固定于建筑主体上的导轨导向轮平稳移动，并防止架体向内或向外倾斜（安装方法见图PM06）。

3-3-3、随着架体向上提升，将在相邻建筑物、构筑物防雷保护范围之外，应安装防雷装置，防雷装置的冲击电电阻值不大于30Ω。

避雷针可用Φ12mm的镀锌钢筋制作，设在房屋四角架体立杆上，其高度不小于1m，并将所有最上层的大横杆全部接通，形成避雷网络。

接地线采用Φ8mm的圆钢或铜芯线，于架体下部与建筑主体防雷线连接。

应用两道螺栓卡箍，并加设弹簧垫圈，以防松动，并保证接触面不小于10cm2。

连接时将接触表面的油漆及氧化层清除，使其露金属光泽，并涂以中性凡士林。

接地线与接地板（40×300厚为4mm的钢板）的连接应采用焊接，焊接长度应大于接地线直径的6倍。

接地装置完成后，要用电阻表测定电阻是否符合要求。

接地板的位置应选择人们不易走到的地方。

同时应注意与其它金属物或电缆之间保持不小于3m的距离。

在施工期间如遇雷雨天气，架体上的操作人员应立即离开。

3-3-4、电干电缆（电路系统见附图PM07）

本工程架体为分片升降，每片分别设置16、17个机位，每台电动葫芦的功率为，17台电动葫芦的总功率为：

17×=

经查《电工手册》，需用总电流约为20A，每平方电缆线的许用电流为4A/mm2，则电缆需用电线截面积：

20A÷4=5mm2

所以，所需电缆的截面积5mm2即可满足要求！

现场安装可根据实际情况，选用6mm2的电缆。

3-4安装注意事项

（1）水平梁架及竖向主框架在两相邻附着支承结构处的高差不大于20mm；

（2）竖向主框架和防倾导向装置的垂直偏差应不大于5‰和60mm；

（3）预制螺栓应垂直于工程结构外表面，其中心误差小于10mm；

（4）脚手架的小横杆间距~，大横杆两端外挑小于，步距~，不超过8步，立杆与承重桁架联成一体；

（5）脚手架立杆外侧设防护栏杆二道，每道高；

（6）架体必须全高设置剪刀撑，剪刀撑跨度不应大于6m，其水平夹角为45~60度，并与竖向主框架、架体水平梁架和构架连与一体。

（7）顶层和底层各满铺两层脚手板，作业层必须安装踢脚板，其它可视施工需要满铺或少铺；必须用铁丝将脚手板与小横杆绑扎牢固。

（8）配电干、支线路均应采用橡胶护套电缆，在架体上连接须用绝缘护套保护。

配电箱固定在外排架体内侧高处（开关箱门向内侧）开关箱周围无障碍物。

升降作业时必须有专人监护配电线路的安全。

3-5安装后须满足的要求

（1）全部附着支承点的安装符合设计规定，严禁少装附着固定连接螺栓和使用不合格螺栓，各项安全保险装置全部检验合格；

（2）电源线控制线布设在安全位置。

必须采用三相五线TN-S制，要有保护接零，接地和防雷，并设总配电箱（电控柜）和开关箱两级漏电保护，其中第一级额定漏电动作电流不应大于50mA，第二级不大于30mA；

（3）架体强电控制电路应在总控制处设置紧急断电开关，由升降操作人员控制，并应确保其动作的灵敏和可靠性。

（4）升降动力设备工作需正常；

（5）涉及荷载控制系统的设置和试运效果符合设计要求；

（6）架体结构中采用普通脚手架杆件搭设的部分，其搭设质量达到要求；

（7）各种安全防护设施齐全并符合要求；

（8）各岗位施工人员提前落实；

（9）附着升降脚手架工作区域应有防雷措施；

（10）附着升降脚手架应设置必要的消防及照明设施；

（11）各项安全、保险装置全部检验合格；

（12）动力设备、控制设备、防坠装置等应有防雷、防砸、防尘等措施；

3-6爬架升降作业的规定

（1）严格执行升降作业的程序规定和技术要求；

（2）严格控制并确保架体上的荷载符合设计规定；

（3）所有妨碍架体升降的障碍物必须拆除；

（4）所有升降作业要求解除的约束必须拆除；

（5）每个机位须分别设置防坠装置和升降设备附着支承结构，如一套失效，另一套能独立承担全部坠落荷载。

（6）严禁操作人员停留在架体上，特殊情况确定需要上人的，必须采取有效安全防护措施，并由建筑安全监督机构审查后方可实施；

（7）应设置安全警戒线，正在升降的脚手架下部严禁有人进入，并设专人负责监护；

（8）严格按设计规定控制各提升点的同步性，相邻提升点间的高差不大于30mm；整体架最大升降差不得大于80mm。

（9）定好现场指挥人员，跟班电工，落实好每一台设备都有人看管；升降过程中应实行统一指挥，规范指令。

升、降指令只能由总指挥一人下达，一个人最多照看3台电动葫芦；各人都明确每台葫芦所在机位的机号；应用红油漆在各个机位处或开关箱上写明与电控柜对应的机号。

当有异常情况出现时，任何人均可立即发出停止指令；

（10）应严密监视电动葫芦的运行情况，及时发现、解决可能出现的翻链、绞链和其它影响正常运行的故障；

（11）电源线要预留够长；

（12）架体提升时应有一名机械操作工在场；

（13）架体提升过程中，其两侧与悬挑式脚手架体相邻处须有安全立网作防护

（14）爬架提升到位后，必须及时按使用状况要求进行附着固定。

固定时应隔一个上好底座拉杆、螺栓，再上好其它的底座拉杆、螺栓。

在没有完成架体固定工作前，施工人员不得擅自离岗或下班。

未办交付使用手续的不得投入使用；

（15）上移电动葫芦时，必须隔一个上移，并固定好承重支架（吊梁）；张紧葫芦环链后，才能继续上移其它的支架和葫芦；

（16）每一次升降时先试提升约100mm后停止，观察架子无异常后，才能继续进行升降，严禁中途不停机的一次提升到位；

（17）遇五级（含五级）以上大风和大雨、大雪、浓雾和雷雨等恶劣天气时，禁止进行提升和拆卸作业，并预先对架体采取加固措施。

夜间禁止进行提升作业。

3-7爬架检查、维护、保养

1、爬架在使用过程中，每月应按规定进行一次全面的安全检查，不合格部位应立即改正。

2、当爬架预计停用超过一个月时，停用前应采取加固措施。

3、当爬架停用超过一个月或遇五级以上大风后复工时，必须按规定要求进行检查。

4、螺栓连接件、电动葫芦、防倾覆装置、防坠落装置、电控设备等应至少每月维护保养一次。

5、电动葫芦、防坠落装置等应设置防护罩。

6、电动葫芦的维护保养，必须按其使用说明书进行，减速箱应按规定加注润滑油。

7、施工期间，每次浇灌完混凝土后，必须对电动葫芦的链条、导轨、防倾覆导向轮、防坠落装置等进行及时的清理。

8、底座附墙螺栓、悬挑臂架附墙螺栓、斜拉装置、联接螺栓等连接件，外露的螺栓表面须用润滑脂保养后用帆布或塑料布包封，以免建筑垃圾或杂物落在其上面而损坏螺纹。

9、配电控制柜应有防雨、防潮、防雷接地措施，要有锁，在使用期间，要锁好，锁匙由专人负责保管。

3-8爬架运输、贮存

1、爬架的运输应符合公路等交通运输的规定；

2、较大型构件：

悬挑臂架、底座等在吊运中要通过吊环捆扎吊运；

3、架体杆件应堆叠捆扎牢固；

4、运输中应避免碰撞，精密仪器和电气元件应防潮、防雨；

5、爬架应贮存在通风干燥、无水、无腐蚀性化学气体的仓库内；

7、贮存中应防止电气元件和精密仪器受潮、勿重压。

本计算书设计验算PJ—1型爬架系统各部件的受力状况，强度及稳定性等计算内容，主要依据建设部《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》（建建[2000]230号）的规定。

四、架体设计计算书

、荷载的规定

4.1.1、恒载：

包括搭设架体的钢管、扣件、竖向主框架、水平支承框架、作业层脚手板、安全网、提升机构及固定于架体上的设备等传递给附着支承点的全部材料、构配件、器具的自重。

4.1.2、活荷载（施工荷载）：

架体在工作状态下，结构施工时，按两层施工荷载（每层3KN/㎡）计算；装修施工时，按三层施工荷载（每层2KN/㎡）计算；架体在升降工况下，施工活荷载按每层㎡计算。

4.1.3、风荷载：

风压标准值按照《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》计算确定，挡风面积按挡风材料、杆件实际挡风面积计算。

、计算系数

4.2.1、结构重要性系数γ0取

4.2.2、动力系数γ0取

4.2.3、恒荷载分项系数γ0取

活荷载分项系数γ0取

4.2.4、组合风荷载时的荷载组合系数ψ取

4.2.5、冲击系数KZ取

4.2.6、荷载变化系数KJBC

4.2.7、螺栓共同受力折减系数

两条螺栓:

强度设计值乘以

四条螺栓:

强度设计值乘以

4.2.8、竖向主框架和水平支承框架

压杆λ≤150拉杆λ≤300

4.2.9、单一系数法复核时，其安全系数K值

对于强度设计时：

K≥

对于稳定性设计时:

K≥

4.2.10、吊具、吊索的安全系数K≥

、计算方法和计算依据

4.3.1、计算方法

本计算书中，“竖向主框架”、“水平支承框架”、“附着支承装置”等按照概率极限状态设计法进行科计算，按照承载极限状态设计的荷载值取设计值；按使用极限设计的承载值取标准值，防护装置、吊具按“容许应力设计法”进行计算，取强度容许值。

4.3.2、计算参考规范用手册

《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）、《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》、《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》（建建[2000]230号）、《建筑扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001,2002版）、《建筑结构荷载规定》（GB50009-2001，2006年版）、《钢结构设计规范》（GB50013-2003）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）、《机械设计手册》、《起重机设计手册》等。

、基本数据

（一）、脚手架按8步搭设，每步1.8m高。

（见简图1）

1、静荷载（除桁架外）

1-1钢管重量（按上边7步计）

1）钢管长度

立杆（7××12=（m）内排

（7×＋×12=（m）外排

大横杆及拦腰×23=（m）

小横杆14×7×20=196（m）

剪刀撑×4=58（m）

2）总长=（m）

3）钢管重量（3.84kg/m）×=3716kg=（kN）

1-2扣件重量

脚手架面积×=（㎡）

直角扣件100×194=468（个）468×=

对接扣件100×55=133（个）133×=

旋转扣件100×17=41（个）41×=

1-3脚手板重量

××9×35=（kg）=（kN）

1-4竹档笆

5×××9=（kg）=（kN）

1-5总静荷载=+++++=（kN）

2、施工荷载（按3个装修层或2个结构作业层考虑）

即3×2KN/㎡或2×3KN/㎡，则××6=KN

3、装配式桁架重量

经过计算=KN

总荷载=静载+自重+施工荷载=++=206（kN）

、桁架受力计算

（一）桁架静止时（使用工况）受力计算

1、荷载：

桁架分为内外两排，现计算靠近建筑物的一榀，静荷载取,活荷载取。

则+××+××=（kN）

线载q==9KN/m

桁架受力简图见下图（图2）

2、支座反力情况

N1=N2=N5=N6=2×2×2=（kN）

N3=N4=2×2=（kN）

3、按截面法及节点法计算桁架受力状况（见图3）

°=°=

Sin45°=cos45°=

4、杆件验算

立杆验算

λ=×1000/=

φ=

σ=N/φA=×1000/×489=＜215N/mm2

斜拉杆验算:

σ=×1000/489=76＜215N/mm2

斜压杆验算:

桁架间:

λ=×√2××1000/=

φ=

σ=×1000/×489=76＜215N/mm2

支座处：

λ=√+×1000/=

φ=

σ=17×1000/×489=＜215N/mm2

上弦压杆：

σ=30×1000/×489=133＜215N/mm2

下弦压杆：

σ=×1000/×489=56＜215N/mm2

下弦拉杆:

σ=×1000/489=＜215N/mm2

5、节点板焊缝验算

1）下弦杆节点焊缝

τ=N/βF×he×lw=×1000/×4××48=＜160N/mm2

2）立杆节点板焊缝

τ=N/βF×he×lw=×1000/×4×（210+×48）=22＜160N/mm2

3）斜拉杆焊缝

τ=N/βF×he×lw=×1000/×4×2×（94+105）=＜160N/mm2

4）杆件端部节点焊缝计算（按斜拉杆计算）

τ=N/βF×he×lw=×1000/×4×55×6=＜160N/mm2

6、螺栓验算

1）立杆螺栓

Nvb=2nv×π×d2×fvb/4=2×2××162×130/4=＞KN

2）斜杆螺栓

Nvb=nv×π×d2×fvb/4=kN＞

3）螺栓局部受压验算

Ncb=d×Σt×fcb=8×16×305=KN＞

（二）桁架升降时,如发生某一葫芦不工作或葫芦链条断链时,按非正常使用状态验算，此时不允许有施工荷载在架体上。

1、荷载：

现计算靠建筑物的一排，静荷载取.

××+×=×=KN

线载q==4KN/m

桁架受力面图（见图4）

2、支座反力情况

N1=N2=N3=N4=4=17kN

3、按截面法及节点法计算桁架受力状况（见图5）

°=°=

Sin45°=Cos45°=

4、杆件验算

上弦压杆验算：

1800/=　　　φ=

则σ=N/φA=×1000/×489=㎜2＞215㎜2

900/=58φ=

则σ=N/φA=×1000/×489=＜215N/㎜2

下弦拉杆验算：

σ=N/A=72×1000/489=㎜2＜215N/㎜2

斜拉杆验算：

σ=N/A=N/㎜2＜215N/㎜2

、风载计算

1、架体简图（见图1）

2、荷载（风荷载）

垂直于脚手架外表面的风压标准值Wk

Wk=×μs×μz×Wo

式中：

μs—风载体型系数，全封闭按φ

φ=挡风面积An/迎风面积Aw=（使用密眼安全网）

μz—风高系数（按C类200米处取）

Wo—基本风压（广州㎡）

—按五年重现期计算的基本风压折减系数，不低于

则Wk=×××=㎡

则qk=×［+/2］=m（标准值）

q=×qk=m

4.8.3、受力分析

计算简图如下1、2所示（p=q×=）

按节点法计算受力，则得受力图如下1＇2＇图

杆件受力验算略，因杆件受拉及受压小于工作状态下的底桁架杆件，略之。

、装配式爬架挑梁及钢丝绳验算

4.9.1安装形式：

14#工字钢挑出端部用6×19-φ17mm钢丝绳卡住，悬挑于上一层框架梁上，另一端用夹具固定于工字钢外端头上。

4.9.2基本数据：

立杆间距为1.5m，步距h=1.8m，排距为0.7m，挑梁离墙间距最长为2.09m。

悬挑结构通过挑梁承受外架的荷载。

立网网目尺寸为3.5mm，绳径为0.35mm，自重为m2。

4.9.3计算项目：

设计脚手架机位间隔最长6m,钢丝绳拉角度为60度。

需验算悬挑结构中工字钢的稳定性以及斜拉钢丝绳强度。

4.9.4架体工作时，挑梁设计验算

4.9.4.1梁的静力计算概况

4.9.4.、挑梁形式：

简支梁

4.9.4.、荷载受力形式：

4.9.4.、计算模型基本参数：

长L=2.09Ma=2.09Mb=0.01M

、集中力：

标准值Pk=Pg+Pq=+=KN

设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ=*+*=KN

4.9.4.2、选择受荷截面

、截面类型：

工字钢：

I14

、截面特性：

Ix=712cm4Wx=102cm3Sx=58.4cm3G=16.9kg/m

翼缘厚度tf=9.1mm腹板厚度tw=5.5mm

4.9.4.3、相关参数

、材质：

Q235

、x轴塑性发展系数γx：

、梁的挠度控制［v］：

L/250

4.9.4.4、内力计算结果

、支座反力RA=Pd*b/L=KN

、支座反力RB=Pd*a/L=KN

、最大弯矩Mmax=Pd*a*b/L=

4.9.4.5、强度及刚度验算结果

、弯曲正应力σmax=Mmax/（γx*Wx）＝N/mm2

4.9.4.、A处剪应力τA=RA*Sx/（Ix*tw）＝N/mm2

4.9.4.、B处剪应力τB=RB*Sx/（Ix*tw）＝N/mm2

4.9.4.、最大挠度fmax=Pk*b/（9*L）*Sqr（（a*a+2*a*b）^3/3）*1/（E*I）=0.07mm

4.9.4.、相对挠度v=fmax/L=1/

弯曲正应力σmax=N/mm2<抗弯设计值f:

215N/mm2ok!

支座最大剪应力τmax=N/mm2<抗剪设计值fv:

125N/mm2ok!

跨中挠度相对值v=L/<挠度控制值［v］:

L/250ok!

4.9.4.6悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用14a号槽钢,计算公式如下

其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

φb=570××58×235/（2090×140×235）=

由于φb大于，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为。

经过计算得到最大应力σ=×106/（×80500）=N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=小于[f]=215N/mm2,满足要求!

所以，本工程所选用的挑梁合格。

4.9.5、架体工作时，吊拉杆设计验算

按上述设计值，考虑每个机位的设备自重，

则每个机位处的荷载为206/2=103KN

吊拉杆内力=103/=119KN

119×1000/215=㎜2

2Φ25面积为981㎜2

2Φ25面积为628㎜2，所以用2Φ20吊杆或使用Φ17钢丝绳即可。

4.9.6、钢丝绳拉板设计验算

按上述设计值，单个机位处于提升（下降）状态时的最大荷载为；而处于工作状态时的最大荷载为206/2=103KN，但此时的架体至少有两条钢丝绳同时受力，所以每条钢丝绳的拉结点处最大荷载应为。

因此，需对提升（下降）状态时的拉板进行验算。

拉板的材料为：

Q2135，其抗拉设计值为：

205N/㎜2

拉板厚为10mm，宽度为80mm，中间开孔直径为30mm，其危险截面宽度为50mm

此时的拉板所受内力==KN

×1000/（50×10）=N/㎜2<抗拉设计值:

205N/mm2

所以，本工程所选用的拉板合格！

B-1悬挑式脚手架计算

1、悬挑外脚手架搭设见LM1，14#工字钢挑出端部用6×19-φ18mm钢丝绳卡住，悬挑于上一层框架梁上，另一端用夹具固定于工字钢外端头上。

2、基本数据：

立杆间距为~，步距h=，排距为m2。

3、计算项目：

设计脚手架高度为24m，每隔一个柱距设一道悬挑结构承受架体荷载，每段高度不超过24m且本脚手架搭设的步距、排距、柱距符合《手册》中的要求，立杆稳定性满足要求，可不进行验算。

但需验算悬挑结构中槽钢的稳定性以及斜拉钢丝绳强度。

4、14#工字钢的稳定性。

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本方案中，脚手架排距为800mm，内排脚手架距离墙体350mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1100mm，

水平支撑梁