水闸满堂式承重脚手架搭设方案及计算书.docx
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水闸满堂式承重脚手架搭设方案及计算书
XXXXX水闸除险加固工程第一标段
工作桥承重排架专项施工方案
XXXXX有限公司
1、工程概况
跃进闸站是一座泵闸合建的排涝闸站工程。
闸站工程∏等,建筑物级别2级,次要建筑物3级。
泵站共设1200GQ125型潜水灌流泵3台。
排涝闸孔净宽5m,共3孔,闸底板高程-1.37m。
闸站采用一列式不对称布置,泵站布置与左岸,水闸布置与右岸。
跃进闸内河侧排涝设计水位2.18,最低排涝水位0.63m,姚江侧排涝设计水位2.37,最高排涝水位3.02m。
闸站3.83m以下坏境类别为三类,3.83m平台以上坏境类别为二类。
2、编制依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安装技术规范》JGJ130-2011、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91、本工程施工图纸等。
1.《水闸施工规范》(SL27-91);
2.《水利水电工程施工测量规范》SL52-93。
3.《水利水电建设工程验收规程》SD223-2008。
4.《泵站施工规范》(SL234-1999)。
3、施工部署
3.1组织机构
排架搭设有排架搭设工长负责组织实施,其他人员配合。
排架搭设所需材料、劳动力计划由排架搭设工长负责编制及组织进场。
技术交底工作由技术负责人交底给排架搭设工长,由工长具体交底给现场施工人员。
3.2设计总体思路
根据现场施工进度情况,工作桥应在1个月内封顶,封顶后在混凝土龄期达到28天强度后拆除排架。
结合现场实际情况,决定采用落地式满堂脚手架搭设方案。
3.3劳动力准备
排架搭设阶段共需架子工19名,维护阶段共需架子工2名,拆除阶段共需架子工19名。
搭设阶段安排2名测量放线工配合。
3.4材料准备
本工程所用钢管、扣件均由租赁公司提供。
竹脚板和其他材料有项目部自行采购。
3.5机具准备
搭、拆排架所需机具主要有架子扳手、吊线,由架子工自备。
3.6技术准备
施工前应按照要求向架子工长及架子工做好技术交底。
人员若发生变动后应重新交底。
4、排架搭设构造要求
4.1总体设计尺寸
本工程排架搭设立杆纵距(垂直水流向的间距)为0.8(局部有所调整,但均不大于0.8m),横距(顺水流向的间距)为0.8m(局部有所调整,但均不大于0.8m)。
排架限高为13m,排架顶部结构线外设立杆+横向杆+安全网作为施工用防护栏杆。
4.2立杆
闸墩内侧的立杆距闸墩30cm。
闸室底板处的承重排架钢管底部设有底托,底托在立杆下部的垫块尺寸应根据底托的形式确定,但要求底托的垫块厚度与底托的槽口深度一致。
木垫板宽度为20cm,厚度5cm。
相邻立杆的对接扣件设置同一高度上。
4.3纵向(垂直水流向)水平杆
纵向水平杆要求设置在立杆内侧,纵向水平杆要求与每根立杆采用直角扣件进行连接。
2.0m高程以下纵向水平杆应伸至紧靠闸墩为宜。
2.0m以上高程的纵向水平杆伸至距离闸墩15cm左右为宜。
步距为1.5m,要求每排纵向立杆均设置纵向水平杆。
排水孔最下部纵向水平杆设置在与底托相连接的钢管底部为宜;通航孔最下部纵向水平杆设置在距离地面高度20cm为宜,第二排设置在距离地面80cm左右为宜,第三排以设置在距离地面90~100cm左右为宜,第三排以上以1.5m左右为宜。
纵向水平杆接长宜使用对接。
对接扣件应交错布置,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50cm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
纵向水平杆的接长如采用搭接,搭接长度不应小于1.0m,应等间距设置3个旋转扣件固定。
4.4横向(顺水流向)水平杆
横向水平杆宜采用直角扣件与横向布置的立杆进行连接。
横向水平杆外伸出端部的第一根立杆不小于10cm。
横向水平杆的步距为1.5m,要求每排横向立杆均设置横向水平杆。
排水孔部位的横向水平杆
4.5剪刀撑
剪刀撑设置在横向立杆的端部(垂直水流向,闸室段水流的进口和出口的位置)。
剪刀撑应在该立面的整个长度和高度连续布置,斜杆与地面的倾角按45°控制。
每道剪刀撑宽度不应小于4跨。
剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接。
搭接长度不应小于1.0m,应等间距设置3个旋转扣件固定。
4.6扣件
螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m,且不应大于65N·m。
主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm。
对接扣件的开口应朝上或朝内。
各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于10cm。
4.7门洞
结合本工程实际情况,需要借用一排水孔作为施工通道,在4#孔排架开设门洞,门洞尺寸:
宽4m,高4.7m。
脚手架门洞宜采用上升斜杆,平行弦杆桁架结构形式。
当步距(h)大于纵距(la)时,应采用以下形式的门洞:
5、排架的搭设和拆除施工工艺
5.1排架搭设施工工艺
本工程承重排架搭设的工艺流程:
闸室底板上浮渣清理→定位设置通常立杆垫板→排放纵向扫地杆→竖立杆→将纵向扫地杆与立杆相接→安装横向扫地杆→安装纵向水平杆→安装横向水平杆→安装剪刀撑→挂设安全网。
根据构造要求在建筑物四角定出立杆离墙的位置,并做好标记。
用20m长的皮尺拉直,分出立杆位置,并做出立杆的标记。
垫板应准确地放在定位线上,垫板必须铺放平稳,不得悬空。
在搭设首层排架的过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,待该排架成型后根据实际情况可考虑拆除。
5.2排架拆除施工工艺
排架拆除程序遵循由上而下,先搭后拆的原则,一般的拆除顺序为:
安全网→栏杆→剪刀撑→横向水平杆→纵向水平杆→立杆。
不准分立面拆架或上下两步同时进行拆除。
做到一步一清、一杆一清。
拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣件。
拆除纵向水平杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣件,然后托住中间,再解端头扣。
分段拆除干差不应大于两步。
应保证拆除后架体的稳定性不被破坏;当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度(约6m)时,应先在适当位置搭临时斜撑加固后再进行拆除。
6、目标和验收标准
排架搭设完毕后,需按照《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99进行安全验收,评分标准参照表3.0.4-1执行,得分需全部符合要求。
检查和验收应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011中8.1、8.2要求。
7、安全文明施工保证措施
7.1材质及其使用的安全技术措施
扣件的紧固程度不应小于40N·m,且不应大于65N·m。
对接扣件的抗拉承载力为3kN。
扣件上螺栓应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。
各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于l0cm。
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。
严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用。
7.2脚手架搭设的安全技术措施
脚手架的基础必须清理。
搭设过程中应划出工作标志区,禁止行人进人,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。
开始搭设立杆时,应每隔6跨临时搭设一根斜撑,直至排架安装稳定后,方可根据情况拆除。
脚手架及时采用临时支顶,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。
脚手架必须配合施工进度搭设。
在搭设过程中应由架子工长进行检查、验收。
7.3脚手架上施工作业的安全技术措施
排架单设完毕后,经项目部工程部、质安部、技术部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。
严格控制施工荷载,其他材料不得集中堆放,施工荷载不得大于2kN/m,确保较大安全储备。
定期检查排架,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。
7.4脚手架拆除的安全技术措施
拆架前,先要将架上的杂物清理干净,全面检查待拆脚手架,根据检查结果,拟订出作业计划。
架体拆除前,必须察看施工现场环境,包括架空线路、地面的设施等各类障碍物,凡能提前拆除的尽量拆除掉。
拆架时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进人。
拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,需解开与另一人有关的扣件时,应先通知对方采取防范措施,以防坠落。
在拆架时,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。
每天拆架下班时,不应留下隐患部位。
拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电。
所有杆件和扣件在拆除时应分离,不准在杆件上附着扣件或两杆连着送到地面。
拆下来的材料要分类摆放整齐不得随便乱放。
7.5文明施工要求
进人施工现场的人员必须戴好安全帽,高空作业系好安全带,穿好防滑鞋等,现场严禁吸烟。
进人施工现场的人员要爱护场内的各种标示牌,不得随意拆除和移动标示牌。
严禁酗酒人员上架作业,施工操作时要求精力集中、禁止开玩笑和打闹。
脚手架搭设人员必须是经考试合格的专业架子工,上岗人员定期体检,体检合格者方可发上岗证,凡患有高血压、贫血病、心脏病及其他不适于高空作业者,一律不得上脚手架操作。
护身栏、脚手板、挡脚板、密目安全网等影响作业班组支模时,如需拆改时,应由架子工来完成,任何人不得任意拆改。
脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改,如需做局部拆改时,须经主管工程师同意后由架子工操作。
在架子上的作业人员不得随意拆动脚手架的所有拉接点和脚手板,以及扣件绑扎扣等所有架子部件。
施工人员严禁凌空投掷杆件、物料、扣件及其他物品,材料、工具不得乱扔。
不使用的工具要放在工具袋内,防止掉落伤人,登高要穿防滑鞋,袖口及裤口要扎紧。
施工人员应做到活完料净脚下清,确保脚手架施工材料不浪费。
运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分类堆放,当天拆当天清,拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。
应随时整理、检查,按品种、分规格堆放整齐,妥善保管。
六级以上大风、大雨天气停止排架搭拆施工作业。
8、设计计算
8.1荷载传递路线
竖向荷载:
模板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆→垫板→地基。
8.2横向水平杆强度验算
施工恒荷载标准值:
q1=(0.35*1.65*4+0.15*6.3)/6.3×25+0.08=13.2KN/㎡。
施工活荷载标准值:
q2=3KN/㎡。
铺设钢模板层的横向水平杆间距:
0.8m。
⑴抗弯强度验算
横向水平杆上的线荷载标准值:
qk=(13.2+3)×0.8=12.96KN/m。
横向水平杆上的线荷载设计值:
q=1.2*12.96=15.55KN/m。
考虑横向水平杆按照二等跨梁的内力计算公式,活荷载在横向杆上的最不利位置,验算弯曲正应力。
Mmax=0.07qlb=0.07×15.55×0.8=0.871KN·㎡
σ=Mmax/W=0.871×106/(5.08×103)=171.44N/mm2<205N/mm2
满足要求。
⑵变形验算
按JGJ130-2001中5.1.8要求,扰度不应超过lb/150=800/150=5.33mm。
v=5qklb4/(384EI)=5×12.96×8004/(384×2.06×105×12.19×104)
=2.75mm<5.33mm
满足设计要求。
8.3纵向水平杆强度计算
a1取0.8m,纵向水平杆按二等跨(每跨中部)均有集中活荷载分布计算。
⑴抗弯强度验算
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值:
F=0.5qlb=0.5×15.55×0.8=6.22KN
Mmax=0.175Fla=0.175×6.22×0.8=0.87KN·m
σ=Mmax/W=0.87×106/(5.08*103)=171.26N/mm2<205N/mm2
满足要求。
⑵扰度验算
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值:
FK=0.5qklb=0.5×12.96×0.8=5.18KN
按JGJ130-2001中5.1.8要求,扰度不应超过lb/150=800/150=5.33mm
v=1.146Fkla3/(100EI)=1.146×5.18×103×8003/(100×2.06×105×12.19×104)
=1.21mm<5.33mm
满足要求。
8.4立杆稳定性计算
施工恒荷载和活荷载按照17KN/m2考虑。
⑴验算长细比
查JGJ130-2001中表5.3.3(立杆横距0.8m,连墙件二步三跨布置),长度系数取1.5。
长细比λ=kμh/i,验算长细比时,应取k=1。
计算立杆稳定系数时,应取k=1.155。
k=1时,λ=kμh/i=1×1.5×150/1.58=142.4<210
满足要求。
k=1.155时,λ=kμh/i=1.155×1.5×150/1.58=164.5,
根据此长细比查JGJ130-2001附录C
表C得稳定系数:
ψ=0.265。
⑵计算风荷载设计值对立杆段产生的弯矩
①计算排架的挡风系数
根据排架的间距为0.8m,JGJ130-2001中附录A表A-3无对应数据,应进行计算(公式详见JGJ130-2001条文说明4.2.4):
ψ1=1.2An2/lah=1.2(1.5+0.8+0.325×1.5×0.8)×0.018/(1.5×0.8)=0.05
②风荷载设计值对立杆产生的弯矩
立杆稳定验算部位取排水孔(净高最大部位)排架立杆底部。
查《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),取ω0=0.5KN/m2。
本工程的地面粗糙度为A类,立杆底部的风压高度变化系数:
μz=1.17。
风荷载体型系数:
μs=1.3ψ1=1.3×0.05=0.065。
立杆底部作用于排架上的水平风荷载标准值:
ωk=0.7μs*μz*ω0=0.7×0.065×1.17×0.5=0.027KN/m2。
风荷载设计值对立杆段产生的弯矩:
MW=0.85×1.4ωklah2/10=0.85×1.4×0.027×0.8×1.52/10=0.0058KN·m2。
⑶计算组合风荷载时立杆段的轴向力设计值
排架结构自重标准值产生的轴向力:
本工程采用材料的自重根据实际计算:
钢管重量(q):
38.4N/m,纵向水平杆、立杆每根取6.5m长。
直角扣件(q1):
按每个主节点处5个,每个自重13.2N.
对接扣件(q2):
每6.5m长钢管上计算一个对接扣件,每个自重18.4N。
旋转扣件(q3):
按剪刀撑每个扣节点一个,每个自重14.6N。
横向水平杆:
每个主节点一根,取10m长。
单位轮廓面积上排架主框架的重量:
GD=[(2la+h+1.5/2)q+5q1+(2la+h)q2/6]/(lah)
=[(2×0.8+1.5+1.5/2)×38.4+5×13.2+(2×0.8+1.5)×18.4/6]/(0.8×1.5)
=186.1N/m2=0.186KN/m2
剪刀撑的自重忽略不计。
排架每米立杆承受的结构自重为:
gk=GD×la=0.186×0.8=0.149KN/m.
NG1k=Hsgk=[H]gk/(1-0.001[H])=13.4×0.149/(1-0.001×13.4)=2.02KN。
构配件自重标准值产生的轴向力取:
NG2K=1.5KN.
施工荷载标准值产生的轴向力总和:
∑NQK=0.5lblaQK=0.5×0.8×0.8×12.96=4.15KN。
组合风荷载时立杆段的轴向力设计值:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4×∑NQK=1.2×(2.02+1.5)+0.85×1.4×4.15
=9.16KN。
⑷计算不组合风荷载时立杆段的轴向力设计值
N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4×∑NQK=1.2×(2.02+1.5)+1.4×4.15=10.03KN。
⑸立杆稳定性验算
组合风荷载时:
N/φA+MW/W=10.03×103/(0.265×489)+0.0058×109/(5.08×106)
=100.71N/mm2<205N/mm2
满足要求。
不组合风荷载时:
N/(ψA)=10.03×103/(0.265×489)=77.40N/mm2<205N/mm2
满足要求。
8.5立杆地基承载力计算
根据现场实际情况,该排架的地基为闸室底板(C25砼),故此处的地基承载力能满足要求,此处不再对其承载力进行验算。
9、设计施工图
本工程根据受力计算及现场现有材料的情况及现场实际施工条件。
我部绘制了详细的设计施工图纸。
详见附件。