65m超高上人马道专项施工方案.docx
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65m超高上人马道专项施工方案
中煤建安第七十二工程有限公司
专项施工方案
工程名称:
扎赉诺尔铁北矿井地面生产系统改扩建工程
装车仓“Z”字型上人通道专项施工方案
文件编号:
受控标识:
实施日期:
年月日
中煤建安第七十二工程有限公司铁北项目部
铁北矿装车仓“Z”字型上人通道专项施工方案
一、工程概况
本工程位于扎赉诺尔煤业集团铁北煤矿,为扎煤公司的改扩建工程。
装车仓檐口高度72.3m,筒仓、框架结构,仓下三层框架平台,仓上两层,桩基筏板基础;漏斗层位于19.66m标高;本工程设计相对+0.000绝对高程为545.35m;本工程采用滑模工艺施工,首先从-2.2m筏板以上直接组装滑模机具滑升至26m;漏斗平台施工完毕后继续滑模至60.5m环梁底口施工仓顶平台,为解决人员临时上下作业面,在东南侧搭设上人通道一部,架体搭设高度65m,为保证安全计划45m以下采用标准双立杆搭设,在26m、46m高度设置卸载钢丝绳(ø20)两道;并且在地面设立风绳2道(靠近铁路侧无法设立),风绳也采用Φ20钢丝绳。
施工难点及重点:
首先本工程仓顶标高63m,需要搭设通道架体高度较大,架体立杆及基础的稳定性是脚手架安全的基本要求;其次架体与建筑物的扶墙拉结是保证加体稳定的主要因素;再者搭设架体竖向高度较大,如何保证架体搭设及使用中的安全是重中之重。
危险源辨识:
本工序主要涉及塔吊的吊装、高处坠落(超高作业)、物体打击(施工中落物伤人)三类危险源,施工中要严格按照分项工程安全技术交底施工,如发生以上事故要及时启动铁北工程项目部应急专项预案,将事故损失降低到最小。
二、编制依据
1、扎赉诺尔煤业铁北矿井地面生产改扩建工程装车仓施工图纸;
2、扎赉诺尔煤业铁北矿井地面生产改扩建工程装车仓施工组织设计;
3、《建筑施工手册》第四版(供参考);
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011;
5、建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-91
6、建筑施工安全检查标准JGJ59-2011
三、方案设计
由于筒仓采用滑模工艺施工,在筒仓西南方位背风处搭设上人斜道作为滑模施工时人员上下之用,具体搭设设计如下:
1、搭设架体纵距1.2m,横距1.1m,步距1.4m,下部基础采用500mm厚C30混凝土浇筑,架体45m以下采用双立杆,45m以上采用单立杆;并且为减轻自重45m以上步距调整为1.8m,搭设简图如下:
2、为增强斜道整体稳定性,连墙件每间隔2步设立一组,竖向间隔2.8m,连墙件采用在仓壁滑模时候预埋,预埋钢板采用-200*200*8,锚筋4Ф14,锚筋长度250mm(预埋件处保温板不下),预埋件滑出仓壁后用200长短钢管焊接在上面,要求钢管全部满焊(计算书见第八节),简图如下:
连墙件平面布置图如下:
3、为减轻立杆竖向荷载,在26m、46m高度设置卸载槽钢(【16a)两道,卸载槽钢做成塔吊扶墙样式,用Ø20钢丝绳卸载在槽钢上,卸载钢丝绳在筒仓33.4m、53.1m标高,卸载钢丝绳上口滑模时候预埋Ø25圆钢拉环,滑模滑出来时候凿出来上好绳扣,用吊架将钢丝绳甩下来,槽钢与斜道连接处用钢管与斜道立杆抱牢固,上口上3个防滑扣件。
为增加斜道整体稳定性在46m标高设置风绳两道,风绳也采用Ø20钢丝绳。
简图如下:
卸载槽钢平面简图如下:
卸载槽钢立面简图如下:
四、施工准备及搭设进度安排
1、施工条件:
首层滑模平台组装的时候即可进行上人通道的搭设,上人通道需让出滑模平台外圈宽度。
2、材料准备
钢管:
Φ48*3.5mm钢管,其质量符合Q235-A级钢规定,规格采用6m、4.5m、5m、2.5m、1.2m钢管。
扣件:
扣件采用可锻铸铁制作的扣件,螺栓拧紧扭力矩达40-65N.m时不发生破坏。
脚手板:
木跳板,规格为4000m*250mm*50mm。
工具准备及防护用品:
扳手、钳子、安全带、工具套、安全网等提前准备完毕。
3、通道搭设高度65m,最高斜道入口与仓顶连接。
4、通道搭设根据主体施工进度安排,和滑模平台同步施工,滑模高度滑出后的通道口要及时用钢管封堵,且挂好安全网。
五、施工工艺
1、通道脚手架基础尽量搭设在原土上,局部在回填土上部分采用碎石土回填夯实,
压实系数达到0.94以上,分层夯实;搭设前浇筑C30混凝土基础500mm厚,基础内配置Ф25@200钢筋网片,宽度以宽出每边外立杆500mm为准;搭设时候立杆底部铺设[20a槽钢,槽钢沿纵距方向铺设;为增加立杆底部抗弯强度所有立杆底部1m范围内焊接Φ25钢筋。
2、架体45m以下立杆采用标准双立杆搭设,立杆接头为对接接头,立杆接头与中心节点相距不大于h/3(h为步距);水平杆接头采用对接,对接接头应每步架错开,错开间距应≥500mm;为减轻钢管自重45m以上步距调整为1.8m。
3、立杆纵向间距本架体采用1.2m;横向间距为1.2m,步距1.4m,采用3排立杆,共计18根立杆布置(45m以下为36根立杆,双立杆)布置。
4、架体与建筑物的拉结:
滑模施工时在墙壁上每间隔2.8m高度在墙壁上预埋4块预埋件,预埋件200*200*8,在预埋件上焊接200mm长脚手杆,架体搭设上来后及时用旋转扣件与焊接杆连接牢固,形成良好的刚性连接点;扶墙件中间增加对角斜杆,形成封闭三角形,连墙件施工时候以外吊架为操作作业面。
5、架体整个高度上和四个立面上设连续剪刀撑,与水平杆夹角为450,在脚手架立杆底之上180mm处一律遍设纵向和横向扫地杆,并与立杆连接牢固。
6、架体外围设立防护栏杆,防护栏杆高度600mm一道,整个高度上连续设置防护栏杆。
7、架体外侧30m以下挂安全密目网,30m以上挂大眼安全网,绑扎铁丝采用14#;休息平台位置安设踢脚板,踢脚板高度180mm,刷红白警戒色。
8、上人斜道木跳板与水平杆夹角300,休息平台高度1.8m,通道斜跑长3.7m,并排铺4块4m长木跳板,用12#与跑道下小横杆绑扎牢固。
9、防滑条采用50*50*1000木条钉在木跳板上,每步斜长300mm。
10、卸载钢丝绳在标高26m、46m位置,在仓壁33.4m、53m标高预埋ø25圆钢吊环,出模后用錾子凿出来,利用吊架上好卸载钢丝绳后甩出放在仓壁上,吊环处混凝土强度达到75%后即可卸载;卸载平台采用16a槽钢焊接,首先将26m、46m的预埋件凿出来后,将槽钢焊接在预埋件上(满焊),槽钢底部撑在休息平台水平杆下,此步水平杆上面上3个防滑扣件;目的是通过吊环、绳扣、钢丝绳等力系将上人通道竖向荷载卸载在筒仓墙壁上。
11、架体避雷在于扫地杆连接的立杆上,避雷接地极采用25钢筋打入地下3m深,钢筋上焊接螺丝杆件,架体与接地极通过铜丝连接,做好避雷后经接地摇表检测不得大于4Ω为合格。
12、上人跳基础周围人工开挖400mm*400mm的排水沟,排水沟采用120砖砌体砌筑,内壁抹20mm厚1:
2水泥砂浆,利用排水沟将雨水排入搅拌机沉淀池。
13、在上人跳40m外设立两道风绳,风绳锚墩深度1.5m,平面尺寸600mm*600mm,采用C25混凝土浇筑,锚墩混凝土浇筑前在锚墩上安装吊环一个,作为风绳锚固点,拉环采用20钢筋围成,风绳采用Φ16钢丝绳,每个端头至少采用3个绳扣上紧。
六、质量控制要点及成品保护
1、钢管锈蚀严重,弯曲变形的给予剔除,不允许使用,杆件不允许使用不同规格的钢管。
2、扣件进厂后进行检验,进行扭矩试验,65N.mm以下损坏的的禁止使用。
3、搭设之前,对各钢管进行刷油漆,竖向、横向钢管刷黄油漆,剪刀撑刷红白警戒漆,以满足外观要求。
4、操作人员在施工之前,应熟悉架体搭设规范的要求,做到严格按照规范施工。
5、架体搭设时要及时进行分段验收,符合质量、安全要求后方可进行上段施工。
6、架体搭设过程中,严禁剧烈碰撞,以防止架体变形。
7、搭设完毕后,定期检查架体情况。
8、脚手板、安全网严禁任意拆除。
9、严禁在脚手架上堆料。
10、架体任何连墙设施未经过现场安全技术人员同意禁止拆除。
注:
表中1—4行中的允许误差带正负号
项次
项目
允许偏差
检查方法
1
最后验收垂直度
100mm
用经纬仪检查
2
分段垂直度偏差
7mm
吊线和卷尺
3
间距
步距20mm
柱距50mm
排距20mm
钢板尺
4
纵向水平杆高差
20mm
水平尺
5
主节点处各扣件距主节点距离
≤150mm
钢板尺
6
同步立杆对接扣件高差
≥500mm
7
立杆上对接扣件至主节点距离
≤h/3mm
钢板尺
8
扣件扭矩
40~65N.M
扭力扳手
9
剪刀撑倾角
45~60°
角尺
10
脚手板外伸长度(对接)
100~150mm
七、安全措施
1、架子工必须持证上岗,定期检查身体情况,高血压、癫痫、恐高症患者禁止进入作业面。
2、搭设脚手架人员必须正确佩戴安全帽,系安全带,穿防滑鞋,扎紧裤脚。
3、上人通道脚手架构配件质量与搭设质量,经检查验收合格后方可使用。
4、当有六级及六级以上大风、雷雨天气时,应停止架体搭设与拆除作业。
5、上人通道脚手架使用期间,严禁拆除主节点外的纵横向方平杆及连墙件。
6、搭拆上人通道脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员入内。
7、架子工的工具绑扎吊绳防止失手坠落伤人。
8、搭设完首层后及时做好架体避雷。
9、架体监控及人员指定
上人斜道监控内容
序号
监控项目
监控人员
检查次数
备注
1
斜道基础沉降
李晋彬
1次/日
2
架体垂直度、倾斜
李其昌
1次/2日
3
扣件有无崩裂
李晋彬
1次/日
4
架体底层立杆弯曲变形
李晋彬
1次/日
5
连墙件损坏情况
李晋彬
1次/日
6
扣件力矩
李晋彬
跟班检查
7
水平扭曲变形
李晋彬
1次/日
注:
每次检测必须留置检查记录。
八、架体受力计算
根据施工要求,搭设高度为65m,计算立杆采用双立杆搭设到45m,45m以下双立杆必须采用Φ48*3.5标准钢管,外侧立面采用密目网全封闭,计算架体纵横距均为1.2m(计算取1.2m,按照受力最大立杆计算)踏步板之间立杆纵距1.1m),步距1.4m。
上人跳休息平台高度1.8m,斜跑长度3.8m,平面投影长度3.3m;计算书如下:
一、基本参数
斜道附着对象
建筑物
斜道类型
之字形
斜道立杆纵距或跨距la(m)
1.2
立杆横距lb(m)
1.2
立杆步距h(m)
1.4
斜道每跑高度H(m)
1.8
斜道水平投影长度L(m)
3.3
平台宽度Lpt(m)
1.2
斜道跑数n
36
斜道钢管类型
Ф48×3.5
双立杆计算方法
按双立杆受力设计
双立杆计算高度H1(m)
45
双立杆受力不均匀系数KS
0.5
二、荷载参数
脚手板类型
木脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.3
挡脚板类型
冲压钢挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.15
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.3
斜道均布活荷载标准值Gkq(kN/㎡)
2
斜道施工作业跑数nj
2
风荷载标准ωk(kN/m2)(连墙件、单、双立杆)
基本风压ω0(kN/m2)
0.5
0.57、0.44、0.44
风荷载体型系数μs
1.04
风荷载高度变化系数μz(连墙件、单、双立杆)
1.096、0.84、0.84
三、横向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
横向水平杆在上
纵向水平杆上横向水平杆根数m
2
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
121900
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
5080
计算简图如下:
水平杆布置方式
承载力使用极限状态
q=1.2×(0.038+Gkjb×(la/cosθ)/(m+1))+1.4×Gkq×(la/cosθ)/(m+1)=1.2×(0.038+0.3×(1.2/0.878)/(2+1))+1.4×2×(1.2/0.878)/(2+1)=1.485kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.038+Gkjb×(la/cosθ)/(m+1))+Gkq×(la/cosθ)/(m+1)=(0.038+0.3×(1.2/0.878)/(2+1))+2×(1.2/0.878)/(2+1)=1.086kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=qlb2/8=1.485×1.22/8=0.267kN·m
σ=Mmax/W=0.267*106/5080=52.559N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=5q'lb4/(384EI)=5×1.086×12004/(384×206000×121900)=1.168mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[1200/150,10]=8mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载力使用极限状态
Rmax=qlb/2=1.485×1.2/2=0.891kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'lb/2=1.086×1.2/2=0.652kN
四、纵向水平杆验算
承载力使用极限状态
F1=Rmax×cosθ=0.891×0.878=0.782kN
q=1.2×0.038×cosθ=1.2×0.038×0.878=0.04kN/m
正常使用极限状态
F1'=Rmax'×cosθ=0.652×0.878=0.572kN
q'=0.038×cosθ=0.038×0.878=0.033kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
σ=Mmax/W=0.29×106/5080=57.087N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=1.14mm≤[ν]=min[la/cosθ/150,10]=min[1366.743/150,10]=9.112mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载力使用极限状态
Rmax=1.826kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数
0.8
横向水平杆:
Rmax=0.891KN≤Rc=0.8×8=6.4kN
纵向水平杆:
Rmax=1.826/0.878=2.08KN≤Rc=0.8×8=6.4kN
满足要求!
六、荷载计算
斜道跑数n
36
斜道每跑高度H(m)
1.8
双立杆计算高度H1(m)
45
斜道钢管类型
Ф48×3.5
每米立杆承受结构自重标准gk(kN/m)
0.3
斜道均布活荷载标准值Gkq(KN/㎡)
2
斜道施工作业跑数nj
2
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重荷载NG1k
每米内立杆承受斜道新增加杆件的自重标准值gk1'
gk1'=(la/cosθ+lb×m/2)×0.038×n/2/(n×H)=(1.2/0.878+1.2×2/2)×0.038×36/2/(36×1.8)=0.027kN/m
单内立杆:
NG1k=(gk+gk1')×(n×H-H1)=(0.3+0.027)×(36×1.8-45)=6.475KN
双内立杆:
NGS1k=(gk+gk1'+0.038)×H1=(0.3+0.027+0.038)×45=16.425KN
每米中间立杆承受斜道新增加杆件的自重标准值gk1'
gk1'=(la/cosθ+lb×m/2)×0.038/H=(1.2/0.878+1.2×2/2)×0.038/1.8=0.054kN/m
单中间立杆:
NG1k=(2×gk-0.038+gk1')×(n×H-H1)=(2×0.3-0.038+0.054)×(36×1.8-45)=12.197KN
双中间立杆:
NGS1k=(2×gk+gk1')×H1=(2×0.3+0.054)×45=29.43KN
2、立杆承受的脚手板及挡脚板荷载标准值NG2k
每米内立杆承受斜道脚手板及挡脚板荷载标准值gk2'
gk2=[Gkjb×(la/cosθ)×lb/2+Gkdb×(la/cosθ)]×(n/2)/(n×H)=[0.3×(1.2/0.878)×1.2/2+0.15×(1.2/0.878)]×(36/2)/(36×1.8)=0.125kN/m
单内立杆:
NG2k=gk2'×(n×H-H1)=0.125×(36×1.8-45)=2.475KN
双内立杆:
NGS2k=gk2'×H1=0.125×45=5.625KN
每米中间立杆承受斜道脚手板及挡脚板荷载标准值gk2'
gk2=[Gkjb×(la/cosθ)×lb/2+Gkdb×(la/cosθ)]/H=[0.3×(1.2/0.878)×1.2/2+0.15×(1.2/0.878)]/1.8=0.251kN/m
单中间立杆:
NG2k=gk2'×(n×H-H1)=0.251×(36×1.8-45)=4.97KN
双中间立杆:
NGS2k=gk2'×H1=0.251×45=11.295KN
立杆施工活荷载计算
NQ1k=[Gkq×(la/cosθ)×lb/2]×nj=[2×(1.2/0.878)×1.2/2]×2=3.28kN
七、立杆稳定性验算
斜道每跑高度H(m)
1.8
斜道跑数n
36
双立杆计算高度H1(m)
45
双立杆受力不均匀系数KS
0.5
立杆计算长度系数μ
1.2
立杆截面抵抗矩W(mm3)
5080
立杆截面回转半径i(mm)
15.8
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
489
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=kμh=1×1.2×1.4=1.68m
长细比λ=l0/i=1680/15.8=106.329≤210
满足要求!
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.2×1.4=1.94m
长细比λ=l0/i=1940/15.8=122.785
查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ=0.44
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用下的单立杆轴心压力设计值:
单立杆的轴心压力设计值:
单内立杆:
N1=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(6.475+2.475)+1.4×3.28=15.332KN
单中间立杆:
N2=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(12.197+4.97)+1.4×3.28=25.192KN
N=max{N1,N2}=25.192KN
σ=N/(φA)=25192/(0.44×489)=117.085N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
双立杆的轴心压力设计值:
双内立杆:
NS1=1.2×(NGS1k+NGS2k)+N1=1.2×(16.425+5.625)+15.332=41.792KN
双中间立杆:
NS2=1.2×(NGS1k+NGS2k)+N2=1.2×(29.43+11.295)+25.192=74.062KN
N=max{Ns1,Ns2}=74.062KN
σ=(KS×NS)/(φA)=(0.5×74062)/(0.44×489)=172.109N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用下的单立杆轴向力:
单立杆的轴心压力设计值:
单内立杆:
N1=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(6.475+2.475)+0.9×1.4×3.28=14.873KN
单中间立杆:
N2=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(12.197+4.97)+0.9×1.4×3.28=24.733KN
N=max{N1,N2}=24.733KN
Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4wklah2/10=0.9×1.4×0.44×1.2×1.42/10=0.13kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=24733/(0.44×489)+0.13×106/5080=140.542N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
双立杆的轴心压力设计值:
双内立杆:
NS1=1.2×(NGS1k+NGS2k)+N1=1.2×(16.425+5.625)+14.873=41.333KN
双中间立杆:
NS2=1.2×(NGS1k+NGS2k)+N2=1.2×(29.43+11.295)+24.733=73.603KN
N=max{Ns1,Ns2}=73.603KN
Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4wklah2/10=0.9×1.4×0.44×1.2×1.42/10=0.13kN·m
σ=KS×NS/(φA)+Mw/W=0.5×73603/(0.44×489)+0.13×106/5080=196.633N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接方式
焊接连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)
2
连墙件计算长度l0(mm)
1700
连墙件截面面积Ac(mm2)
489
连墙件截面回转半径i(mm)
15.8
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
对接焊缝的抗拉、抗压强度[ft](N/mm2)
185
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.57×2×1.4×2×1.2=5.363kN
长细比λ=l0/i=1700/15.8=107.595,查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ=0.537
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.363+2)×103/(0.537×489)=28.04N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求!
对接焊缝强度验算:
连墙件的周长lw=πd=3.142×48=150.816mm;
连墙件钢管的厚度t=3.5mm;
σ=(Nlw+N0)/(lwt)=(5.363+2)×103/(150.816×3.5)=13.949N/mm2≤ft=185N/mm2
满足要求!