兴平落地式钢管脚手架方案.docx
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兴平落地式钢管脚手架方案
1、工程概况
（1）兴平市第二批灾后恢复重建项目第二期第五标段兴平南郊高级中学教学楼工程,框架结构,建筑面积3577平米,地上4层,建筑总高度16.35米.
（2）本工程脚手架搭设在回填土上,脚手架采用双排落地式钢管脚手架.
（3）本工程脚手架沿高度方向采用分层（按建筑物自然层）多次沿四周搭设的方式,搭设至女儿墙顶.
2、主要编制依据
（1）<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）;
（2）<<建筑施工安全检查标准>>（JGJ59）;
（3）<<建筑工程高处作业安全技术规范>>（JGJ80）;
（4）<<建筑施工手册>>
3、危险源的识别与控制
（1）脚手架工程事故的类型分析
1）整架倾倒或局部跨架.
2）整架失稳、垂直坍塌.
3）人员从脚手架高处坠落.
4）物体打击.
5）不当操作事故（闪失、碰撞等）.
（2）引发事故的主要原因分析
1）整架倾倒、垂直坍塌或局部跨架.
①构架缺陷:
构架缺少必须的结构构件,未按规定数量和要求搭设连墙件.
②在使用过程中任意拆除必不可少的杆件和连墙件等.
③构架尺寸过大承载力不足或设计安全不够与严重超载.
④地基出现过大的不均匀沉降.
2）人员从脚手架上高处坠落.
①作业层未按规定设置围档防护.
②作业层未满铺脚手板或架面与墙之间的间隙过大.
③脚手板和杆件因搁置不稳、扎结不牢或发生断裂而坠落
3）物体打击
①在搭设或拆除时,高空抛掷构配件,砸伤工人或路过行人.
②架体上物体堆放不牢或以外碰落,砸伤工人或路过行人.
③整架倾倒、垂直坍塌或局部跨架,砸伤工人或路过行人.
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.
5）其它伤害
①在不安全天气条件（六级以上大风、雷雨和天气）下继续施工.
②在长期搁置以后未做检查的情况下重新投入使用.
③脚手架的外边缘与外电架空线路的边线之间没有保持安全操作距离.
（3）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.
4、安全技术设计
（1）本工程按<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）规定:
1）本工程安全专项方案编制需进行下列设计计算:
①纵向横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算.
②立杆的稳定性计算.
③连墙件的强度稳定性和连接强度计算.
④立杆地基承载力计算.
2）计算构件的的强度稳定性与连接强度时,应采用荷载效应基本组合的设计值.永久荷载分项系数应取1.2,可变荷载分项系数取1.4.
3）脚手架中的受弯构件,应根据正常使用极限状态要求验算变形.验算构件变形时,应采用荷载短期效应组合设计值.
4）纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm时,立杆稳定性计算中可不考虑此偏心距的影响.
5）当满足本方案4.
（2）构造体系要求时,其相应杆件可不在进行设计计算,但连墙件立杆地基承载力等仍应根据实际荷载进行设计计算.
6）钢材的强度设计值和弹性模量按下表6-5采用.
钢材强度设计值与弹性模量（N/mm2）表6-5
Q235钢抗拉、抗压、和抗弯强度设计值f
205
弹性模量E
2.06×105
7）扣件、底座的承载力设计值（KN）表6-6
项目
承载力设计值
项目
承载力设计值
对接扣件（抗滑）
3.2
底座（抗压）
40.00
直角扣件、旋转扣件（抗滑）
8.0
注:
扣件螺栓拧紧力矩值不应小于40N.m且不应大于65N.m.
8）受弯构件的挠度不应超过表6-7规定的容许值.
构件类别
容许挠度[υ]
构件类别
容许挠度[υ]
脚手板、纵向、横向水平杆
L/150与10mm
悬挑受弯构件
L/400
9）受压受拉构件的长细比不应超过表6-8规定的容许值.
受压、受弯构件容许长细比
构件类别
容许长细比[λ]
立杆
双排架
210
单排架
230
横向斜撑、剪刀撑中的压杆
250
拉杆
350
（2）构造要求
1）平面布置
立杆纵向间距1500mm,横向间距1050mm,横向水平杆的计算外伸长度为350mm.立杆和大横杆必须采用直角扣件扣紧,不得隔步设置和遗漏.立杆的直接头应相互错开2500mm,其接头距大横杆的距离不大于步距的1/3.
2）立面布置
大横杆的步距1800mm,上下横杆的接长位置错开布置,错开距离不小于纵距1/3,扶手杆水平设置与每步架1.2m高处.剪刀撑应当满设,并沿高度连续设置,斜杆与立杆接触部位均用旋转扣件扣紧,其与水平杆的夹角在450-600之间,剪刀撑的节点应在同一水平和垂直线上,其接长必须采用搭接,搭接长度不小于1000mm,且不少于2个扣件,除在两头与立杆和大横杆连接外,中间还增加2-4个节点.立杆和大横杆交点处一定要设小横杆.横向斜撑应在同一平面由底至顶呈“之”字形连续布置,除拐角应设横向支撑外中间应每隔6跨设置一道.
3）纵向水平杆的构造
①纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度不小于3跨.
②纵向水平杆采用对接扣件连接,符合下列规定:
纵向水平杆的对接扣件交错布置;两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内,不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3.
③纵向水平杆应采用直角扣件固定在立杆上.
4）横向水平杆的构造
①主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接,且严禁拆除.
②作业层上非主节点处的横向水平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于纵距的1/2.
③横向水平杆两端,应用直角扣件固定在纵向水平杆上.
④作业层端部脚手板探头长度应取150mm,其板长两端均应与支承杆可靠地固定.
5）立杆的构造
（A）立杆下面用截面300mm×50mm木垫板通长铺设.
（B）脚手架必须设置纵、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处立杆上,横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上.
（C）脚手架地层步距为1.5m.
（D）立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接.
（E）立杆除顶层顶步可采用塔接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接.对接应符合下列规定：
①立杆上的对接扣件交错布置，两根相邻立杆的接头不设置在同跨内，同步内隔一根立杆的两个相邻接头在高度方向错开的距离不小于500mm;各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3.
②搭接长度不小于1m,采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应少于100mm.
（F）立杆高出女儿墙上皮1.5m.
6）连墙件
为了增强脚手架的侧向刚度及稳定性，在外脚手架与建筑物之间设置连墙杆，设置说明如下：
①连墙杆用短管制成，长度约500-800mm,一端用扣件固定于脚手架的立杆上，另一端用扣件固定在短管上。
②连接杆尽可能设置在立杆与大小横杆的连接处，与脚手架架体垂直，如在规定的位置上设置有困难，应在临近点补足.
③连墙件扣件连接大样如图6-4所示.
7）门洞
（A）脚手架门洞采用上升斜杆、平行弦杆桁架结构型式（图6-5）,斜杆与地面的倾角α应在450-600之间.
图6-5门洞处上升斜杆、平行弦杆桁架
（B）脚手架门洞桁架的构造应符合下列规定:
①脚手架门洞处的空间桁架,除下弦平面外,在其余5个平面内的图示节点间设置一根斜腹杆（图1-1、2-2剖面）.
②斜腹杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150mm.
③斜腹杆宜采用通长杆件,当必须接长使用时,采用对接扣件连接.
（C）门洞桁架下的两侧立杆应为双管立杆，副立杆高度应高于门洞口1-2步.
（D）门洞桁架中伸出上、下弦杆的杆件端头，均应增设一个防滑扣件（如图6-5），该扣件宜紧靠主节点处的扣件。
8）剪刀撑和横向斜撑
（A）剪刀撑的设置应符合下列规定：
①每道剪刀撑跨越立杆的根数按表6-9的规定确定.每道剪刀撑的宽度不小于4跨，且不小于6m，斜杆与地面倾角宜在450-600之间（图6-6）.
②在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑.
③剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接应符合<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）第6.3.5条的规定.
④剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不应大于150mm.
（B）横向斜撑的设置应符合下列规定：
①横向斜撑应在同一节间，由底层至顶层呈“之”字形连续布置，斜撑的固定应符合<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）第6.5.2条第2款的规定.
②两端均应设置横向斜撑.
③除拐角设置横向斜撑外，中间每隔6跨设置1道.
9）斜道
本工程的斜道的做法应满足以下要求：
（详见人行斜道剖面图）
①本工程的斜道是人行之用，其型式采用“之”字型.
②斜道坡度为1：
3，宽度不小于1m.
③斜道脚手板应铺严实，在其上面铺设3cm、间距不大于300mm防滑条.
④转弯处搭设休息平台，宽度不小于1.2m,护拦高度1.2m.
⑤斜道设置在便于通行的脚手架外侧.
人行斜道剖面图
10）安全通道的搭设：
现场之间每个单个安全通道做为人员和材料的通道。
其形状见下图所示，安全防护棚与脚手架交接的部位需作加固，加固钢管间距不大于1.0m，双层顶棚部位应加斜撑固定，斜撑必须超过两步，以利于上层荷载分散均匀。
见下图。
详细搭设图见附图-1。
11）脚手板铺设要求
本工程采用竹脚手板，在铺设中应注意以下几点：
（A）作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120-150mm.
（B）脚手板应设置在3跟横向水平杆上.当脚手板长度小于2m时，可采用2根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻.脚手板采用对接平铺（图6-7中所示），四个角应用直径1.2mm镀锌钢丝固定在纵向水平管上.
（C）作业层端部脚手板探头长应取150mm,其长两端应与支承杆可靠固定.
（D）斜道脚手板构造应符合下列规定：
①脚手板顺铺时，接头宜采用搭接.
②下面的板头应压住上面的板头，板头的凸棱处宜采用三角木填顺.
③人行斜道的脚手板上应每隔250-300mm设置一根防滑木条，木条厚度宜为20-30mm.
12）安全网架设
脚手架的外侧要满挂安全网,立网的下口与立杆或建筑物要牢固的扎结,固定点的间距应不大于500mm,下边沿设200mm高挡脚板,上下两网之间的拼接要严密.立网平网与施工作业面边缘的最大缝隙不得大于100mm.
13）栏杆、挡脚板设置要求
①栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧.
②上栏杆上皮高度应为1.2m.
③挡脚板的高度不应小于180mm.
④中栏杆要居中设置.
（３）脚手架设计与计算
１）基本参数本工程为框架结构，采用密目式安全网全封闭双排脚手架进行结构施工（两层施工层）密目网为2300目/100cm2,脚手架采用φ48×3.5mm钢管搭设,脚手板采用竹脚手板.连墙件的连墙杆采用φ48×3.5mm钢管,连墙件与脚手架的连接、连墙件与建筑物的连接采用扣件连接,连墙布置两步三跨,脚手架搭设尺寸为:
立杆横距Lb=1.05m;立杆纵距La=1.5m,步距h=1.5m,横向水平杆的计算外伸长度为0.35m,脚手架搭设高度限值[H]=18m.立杆下用300mm×500mm木垫板通长铺设.地基土为碎石,由甲方提供的地质勘察报告得知,承载力标准值fgk=200Kpa.施工地区基本风压为0.35kN/m2.
2）脚手架的计算与组合.
（A）恒重
（a）脚手架的结构自重（包括立杆纵向水平杆横向水平杆剪刀撑横向斜撑和扣件等自重）标准值产生的轴向力NG1k:
根据<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）中的公式（5.37）计算脚手架按稳定计算搭设高度:
Hs=[H]/（1-0.01[H]）=18/（1-0.01×18）=21.95m
查规范<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）附录A-1的脚手架每米立杆承受的结构自重标准值:
gk=0.1394KN/m
NG1k=Hs.gk=21.95×0.1394=3.06KN
（b）求构配件自重（包括脚手板栏杆挡脚板安全网）标准值产生的轴向力NG2K:
脚手架高18m,根据<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）的要求,脚手架每12m铺设一层并考虑脚手架一个作业层,应铺设脚手板3层.查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表4.2.1-1,得脚手板自重标准值:
∑Qp1=3×0.2=0.6kN/m2
栏杆竹脚手板挡板自重标准值,查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表4.2.1-2,得
∑Qp2=2×0.11kN/m=0.22kN/m
密目式安全立网自重标准值:
Qp3=0.005kN/m2
NG2K=0.5（Lb＋a1）La∑Qp1＋La∑Qp2＋La[H]Qp3
=0.5×（1.05＋0.35）×1.5×0.6＋0.22×1.5＋18×0.005×1.5
=1.095kN
（B）活荷载
（a）考虑脚手架上一个作业施工层,取∑Qk=3kN/m2.施工荷载标准值产生的轴向力总和∑QQk:
∑QQk=0.5（Lb＋a1）La∑Qk=0.5×（1.05＋0.35）×1.5×3=3.15kN
（b）风荷载
Wk=0.7.βz.μz.μs.w0
式中Wk-风荷载标准值kN/m2;
βz-风振系数,取1.0;
μz-风压高度变化系数;按现行国家标准<<建筑结构荷载规范>>（GB5009-2001）规定采用.根据荷载规范,地面粗糙c类,地面高度为18m,取值为0.75.
μs-脚手架风荷载体型系数,对于全封闭脚手架μs=1.0φ,φ为按脚手架封闭情况确定的挡风系数,φ=1.2×A/A=φ1＋φ2＋φ1φ2/1.2
式中φ1–密目安全网挡风系数,其值为:
φ1=1.2（100—nA0）/100=1.2×（100-2300×1.3×10-2）/100=0.841
（说明n为安全立网网目目数,A0为每目孔隙面积）
φ2-敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数,查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表A-3得,φ2=0.095.
所以φ=0.841＋0.095-0.841×0.095/1.2=0.869
w0-基本风压（kN/m2）,按现行国家标准<<建筑结构荷载规范>>（GB5009-2001）采用.本地区取0.35kN/m2.
Wk=0.7×1×0.75×0.869×0.35=0.16kN/m2
求风荷载标准值产生的弯矩:
由规范<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）公式（5.3.4）得Mwk=WkLah2/10
=0.16×1.5×1.52/10=0.054KN.m
（c）立杆轴向设计值
不组合风荷载时:
N=1.2（NG1k＋NG2K）＋1.4∑QQk=1.2×（3.06＋1.095）＋1.4×3.15＝9.396KN
组合风荷载时:
N=1.2（NG1k＋NG2K）＋0.85×1.4∑QQk
=1.2×（3.06＋1.095）＋0.85×1.4×3.15=8.73kN
3）脚手架设计与计算
（A）横向水平杆计算
（a）强度验算
最不利荷载组合条件下的计算简图6-8所示.
图6-8最不利荷载组合条件下计算简图
因为q恒所占比例较小，因此可偏安全简化，按下式计算Mmax:
Mmax=1/8（q恒﹢q活）b2=1/8qb2
q=1.2（Gk.C﹢gk）﹢1.4kQ.QM.C
式中Gk-脚手板自重，查表得Gk＝0.2kN/m2
c-小横杆间距,c=0.75;
gk-钢管单位长度的自重,查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）附表A-1得gk=38.4N/m
kQ-施工活荷载不均匀分布系数,一般取kQ=1.2;
QM-施工荷载标准值,取2.0kN/m2
q=1.2×（200×0.75﹢38.4）﹢1.4×1.2×2000×0.75=2746.08kN/m
Mmax=1/8.×2746×1.052=378.43KN.m
验算抗弯强度:
σ=Mmax/W≤f
式中W-小横杆钢管净截面抵抗矩,查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表B得W=5080mm3
σ=378430/5080=74.49≤f=205N/mm2,安全.
（b）计算变形
按下式进行近似计算,则偏于安全:
式中,E、I为钢管材料弹性模量和钢管截面惯性矩,查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表B,得:
E=2.06×105N/mm2,I=121900mm2.
υ/b=5×2746.08×10-3×10503/384×2.06×105×121900=0.165%=1/606﹤1/150,
满足要求.
（B）纵向水平杆计算
（a）纵向水平杆强度计算
可近似按图6-9进行计算
图6-9纵向水平杆计算简图
图6-9中F1为小横杆与大横杆交点处支座反力的最大值.
F1=2746.08/2＋0.35×2746.08=2334.17N
因为活荷载约占90%,因此,可近似全按活荷载考虑:
Mmax=0.213FL=0.213×2334.17×1.5=745.77KN.m
σ=Mmax/W=745770/5080=146.81N/mm2﹤f=205N/mm2,满足要求.
（b）变形验算
υ/b=1.615×FL2/100EI
=1.615×2334.17×15002/100×2.06×105×121900
=0.34%=1/294﹤1/150,满足要求.
（c）扣件抗滑验算
R=2334.17N×2=4668N=4.668KN﹤Rc=8KN,满足抗滑要求.
（C）立杆验算
不组合风荷载：
N/φA≤f
式中N-计算立杆段的轴向设计值,本工程中为9.396KN
f-钢材抗拉强度设计值,采用205N/mm2
A-立杆的截面积,取489mm2
λ-长细比,λ=L0/i=kμh/i=1.155×1.5×1500/15.8=164.5
φ-轴心受压构件的稳定系数,根据长细比查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表A-3,得:
φ=0.2605
rR-结构抗力调整系数,0.9rR取值为1.33.
9.396×1000/0.2605×489=73.76≤205N/mm2,满足要求.
组合风荷载：
N/φA＋Mw/W≤f
式中N-计算立杆段的轴向设计值,本工程中为8.73kN
f-钢材抗拉强度设计值,采用205N/mm2
λ-长细比,λ=L0/i=kμh/i=1.155×1.5×1500/15.8=164.5
φ-轴心受压构件的稳定系数,根据长细比查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表A-3,得:
φ=0.2605
rR-结构抗力调整系数,0.9rR取值为1.33.
W-钢管净截面抵抗矩,查<<建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范>>（JGJ130-2001）表B得W=5080mm3
Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×WkLah2/10
=0.85×1.4×0.27×1.5×1.52=0.108KN.m
（8.73×1000）/（0.2605×489）＋108000/5080=89.79N/mm2﹤205N/mm2
计算脚手架的可搭设高度Hs:
不组合风荷载时:
Hs=[φAf-（1.2NG2K＋1.4∑QQk）]/1.2gk
=[0.2605×489×205-（1.2×1095＋1.4×3150）]/1.2×139.4=121.9m
组合风荷载时:
Hs=[φAf-（1.2NG2K＋0.85×1.4（∑QQk＋Mwk/WφA）]/1.2gk
=[0.2605×489×205-（1.2×1095＋0.85×1.4×3150＋0.85×1.4×91000×0.2605×489/5080）]÷1.2÷139.4=108.95m
所以本工程可采用搭设高度限值[H]=18m
（D）连墙件计算
（a）稳定性计算
由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值:
Nlw=1.4wkAw=1.4×0.27×13.5=4.914KN
连墙杆轴向力设计值按下列公式计算:
Nl=Nlw＋N0=4.914＋5=9.914KN
连墙杆计算长度,按最不利考虑为:
L0=1.05＋0.35=1.4m
λ=L0/i=1400/15.8=88.6,查表,得φ=0.669
Nl/φA=9.91×1000/0.669×489=30.29≤205N/mm2
（b）连墙件抗滑验算
Nl=9.914KN≥8KN,不安全,所以采用双扣件.
（E）立杆地基承载力计算
（a）地基承载力的设计值应按下式计算:
fg=kc.fgk
kc-脚手架地基承载力调整系数,对回填土应取0.4;所以本工程中取为0.4.
fgk-地基承载力标准值,根据甲方提供的地质勘察报告本工程中取200ka.
fg=0.4×200=80ka
（b）立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求:
P≤fg
P-立杆基础底面的平均压力,p=N/A
N-上部结构传至基础顶面的轴向设计力值,本工程中为9.396KN;
A-地面承压面积,本工程中为300mm×600mm;
fg地基承载力设计值,由上一步计算可知取80ka.
P=9.396×1000/（0.3×0.6）=52200Pa=52.2Ka＜80ka,满足要求.
5.施工要求
（1）施工准备
1）技术准备
在本安全专项施工方案实施前,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,确定堆放场地及时组织运输提供依据.
②构件和制品加工准备
根据脚手架的构造体系要求,对构件和制品进行加工.
③脚手架施工机具准备
由架子工自带扳手及其它所需工具.
3）劳动组织准备
（A）组织机构
项目经理
施工员、安全员
脚手架施工技术人员
（B）主要人员安排
①施工员1人:
主要负责脚手架搭设拆除的技术指导.
②安全员1人:
主要负责脚手架的安全工作.
③脚手架技术工人8人:
根据进度需要,主要负责脚手架的搭设、拆除工作.
④其他配合人员7人:
主要负责协助塔吊及操作人员进行钢管扣件等运输工作.
4）施工现场准备
①清除搭设场地杂物,平整搭设场地,使排水畅通.
②组织物资进场,并拟定有关材料试验.
③做好季节性施工准备.
5）施工场外协调
①材料加工和订货.
②施工机具租赁或订购.
③做好劳务安排,签定劳动合同.
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