东周窑中心筒脚手架施工方案.docx
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东周窑中心筒脚手架施工方案
大同煤矿集团有限责任公司东周窑选煤厂
中心筒脚手架
施工方案
工程名称:
原煤仓
编制单位:
中煤建安公司大同项目部
审批人:
王振辉
编制人:
李蛟
日期:
2010年4月25日
受控号:
实施日期:
目录
一、工程概况1
二、施工准备1
三、架体构造2
四、作业条件2
五、操作工艺2
六、混凝土浇注顺序3
七、控温措施4
八、允许偏差5
九、成品保护6
十、应注意的质量问题6
十一、安全事项7
一．工程概况
1．本工程为大同煤矿集团有限责任公司东周窑选煤厂原煤仓，工程由3个内径34m的圆形储煤仓组成，建筑施工高度为72.8米，滑模施工高度为43.4米。
拟采用刚性滑模平台施工，滑模时内、外筒同时滑升，外筒内径为34米，滑升高度为43.4米，内筒内径为7.9米，滑升高度为9.3米，在内筒不再滑升时，其爬杆的空滑高度为34.1米，为保证其不失去稳定，采用井字架支撑，这个井字架就是所说的中心筒脚手架。
2．本脚手架在施工过程中的作用为：
1）滑模施工时做为固定中心筒爬杆使用。
2）滑模后直接支承滑模平台。
3）锥壳施工时，其荷载作用在滑模平台，而平台的一个作用点就是本脚手架，此阶段要承受最大的荷载，所有的计算及构造均是考虑此阶段的荷载。
4）锥壳上环梁内平台施工时直接做为模板脚手架使用。
5）中心筒内漏斗斜壁施工的模板支撑。
6）后期装修阶段可作为内筒的内操作脚手架使用。
二．施工准备
1．材料准备
所用材料计划如下表:
（单仓用量）
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
钢管
48×3.5
T
82.8
符合GB700--89中Q235A钢的规定,外径48mm壁厚为3.5mm的焊接管
2
直角扣件
个
7500
3
旋转扣件
个
300
4
接头扣件
个
800
5
木跳板
0.05×0.3×4m
块
50
采用松木，应符合GB-88中Ⅱ级材的规定，不得有腐朽、虫蛀、扭纹、破裂及有大横透节
6
安全网
3×6m
张
80
7
钢丝绳（风绳）
15.2mm
M
380
8
绳扣
15.2mm
个
144
9
倒链
1.5吨
个
4
10
花兰螺栓
20mm
个
16
11
以上材料均得有出厂合格证
2．施工准备
1）刷漆：
将钢管除锈，然后内外刷两遍防锈漆，作剪刀撑的钢管再刷两遍黄黑相间色调和漆。
2）搭架前先清除内筒中的杂物。
3）搭架的开始时间为滑模模具组装完毕，准备滑模时。
3．技术准备
1）向班组做技术及安全交底，履行签字手续。
2）内筒基础表面清扫干净，并按照交底放线，将立杆的位置用红油漆标记。
4．人员准备
1）架体搭设时需要架子工10人，普工5人；拆除时需要架子工8人，普工10人。
三．架体构造
1．本脚手架分为上、中、下三种截面形式，下部为基本架型，固定在内筒筒壁混凝土中，中部为出内筒筒壁混凝土后的型式，为基本架型固定爬杆的样式，上部为了支承滑模平台，在最上端4米处又挑出了一个700㎜宽的架体。
2．下、上部的平面布置形式如下图：
3．中部的平面布置图如下图，另外还有一个临时平面布置图，这个布置型式出现在中部布置图的前面，当内筒壁混凝土到顶后，不再浇筑，此时模具继续提升，当内筒爬杆空滑到1.2米高度时，需要将内筒的32个爬杆先连接上，不至于失稳，此时爬杆的连接型式即为临时平图布置型式，待滑模模板底口上升到比这个布置型式高时，则可以将这个布置型式与基本架型（下部布置型式）连接，从而形成了中部的布置型式，见下图
4.上部在滑模完成后,中间滑模平台需要落在脚手架上,故顶部要挑出一部分脚手架,如图:
5．脚手架立面图一：
6．脚手架立面图二：
7．脚手架立面图三：
四．构造要求
1．基础：
脚手架采用单立杆满堂脚手架，立管均坐落于筏型基础混凝土表面，故不用再垫垫木，有坐落在墙壁根部“八”字角上者，需要将此管根部凿成平面。
2．架体尺寸：
立杆纵、横间距均按平面布置图，要保证以后与开支架的爬杆相连，里排架最近的离墙35cm，大横杆步距采用1.2m，凡有立杆处均需要纵、横两道大横杆连接上。
3.剪刀撑：
采用连续剪刀撑，与地面成45度角，剪刀撑与每个立杆相交处均用扣件连接。
剪刀撑布置在满堂架的中间，纵、横两个方向每个方向均设置2道，位置如右图，剪刀撑的竖向布置见上脚手架立面图三，剪刀撑接长杆件时要至少采用2个转扣。
4．安全网：
脚手架的外面满挂安全网，里面每4.8m高满铺一道水平安全网，要填充脚手架的整个平面，绳扣要与钢管绑扎牢固，底部安全网采用6000mm脚手杆与扫地杆成450夹角搭设，端头采用拉杆加强连接，具体操作如右图所示。
5．扫地杆：
每排立管均设扫地杆，纵向扫地杆距底座为小于20cm，横向扫地杆紧靠纵向扫地杆上方搭设。
6．所有立杆和大横杆的接长用对接扣件连接，立杆及大横杠均需要错开50%搭接，立杆不允许在同一步距内搭接，水平杆每相邻两根不允许在同一跨内搭接。
各接头位置距主节点距离应小于1/3步距（立杆间距），相邻的两立杆（水平杆）的接头间距不能小于50cm。
大小横杆凡其端头露出扣件的，则其露出长度为距扣件外端头大于10cm。
7．风绳：
本脚手架设置两道风绳，其平面位置及立面高度如下图，风绳采用直径为15㎜的普通钢丝绳，端头用两个绳扣扣紧，在方便的一端设置花兰螺栓作为紧固件，安装时先用1吨倒链拉紧到一定程度，再用短绳扣及花兰螺栓与长绳连接，风绳的拉紧很关键，要保证8根绳子的受力是相差不大，不然，很容易向更紧的绳方向倾斜，做法是：
8根风绳挂完后，再统一调整其松紧度，这时，叫一个熟练的架子技术工，让他一个人去调整，紧一紧花兰螺栓，拉一拉绳子的张力，直到松紧程度基本相同即可。
8．连墙杆：
下部在内筒中的架体，需要与筒体混凝土顶住，即设置连墙杆，其设置为：
每两步设置16道顶墙杆（连墙杆）。
9．挑杆：
当滑模施工到顶后，需要将外筒的开支架、围圈、联系梁及滑模模板卸下，内筒的不动，此时的滑模平台内侧支点由从本脚手架顶部挑出的挑架承担和开支架共同承担，挑架立面如右图，里面为基本架体，外面为挑架，做法为：
挑立杆为1根4米长的钢管，在其上设置4道水平杆及5道4米的斜杆，这样的挑立杆共设置72组，与中间架体组成上部平面图，见前面的图，从挑架立面图分析：
1）最上一道水平杆与外、内1立杆扣紧，其对应的斜杆有两道，第1道与外立杆扣紧，第2道与外立杆及内1立杆扣紧，并增加相应的横杆,此处的扣件均为双”十”字扣件,如下图.
2）第二道水平杆与内1立杆扣紧，其对应的斜杆与内1立杆扣紧，
3）第三道水平杆与外、内2立杆扣紧，其对应的斜杆与内2立杆扣紧，
4）第四道水平杆与外立杆扣紧，其对应的斜杆与外立杆扣紧，
5）右图中节点处的有圆圈的意思为增加水平管并扣紧点，
6）在基本架型内，通过上部平面图内的箭头方向增加斜杆，继续向内部立杆增加荷载，如上部平面图2的1-1剖面。
这样做的目的是：
通过挑立杆的传递，让其承受的荷载分散为中间的架体中去，而不是全部由外立杆承担。
五．搭设工艺
1.在内筒中基础上按立杆间距划出立杆位置并标上油漆，处于斜面处的将立杆处凿平。
2．摆放2个方向的扫地杆，固定一根扫地杆两头及中间的立杆，人工扶住不倒，再将中间立杆的另一方向的扫地杆扣紧，在扫地杆上立立杆，此时立杆基本可不倒。
3．增加此处的两个方向第一步大横杆，使立管站稳，这时侯挂线，将关键点处的立杆调直、调正，再增加立杆、扫地杆、大横杆，使架体基本成型。
4．增加第一道顶墙杆，使架体成型并稳固，增加第2、3道大横杆，架设第一道剪刀撑。
增加地面挑架，挂好挑安全网，再增加封闭立安全网。
5．以此顺序跟在滑模平台下面往上搭设，每搭设一步架时，随时校正立杆垂直度，并随层绑设剪刀撑。
6．到每个立网高度时，随时增加立安全网，每4.8m设一道水平网。
7．内筒的混凝土顶标高为+8.9m。
此下部施工时，本脚手架一直在内筒中，没有与内筒中的爬杆连接，形成的是上面说的下部平面，内筒混凝土过去，开始体现脚手架的作用之一——滑模施工时做为固定中心筒爬杆使用，为讲述更清楚，画出此处的滑模剖面图如下：
8．滑模过了内筒混凝土，继续上升，爬杆的自由高度加大，当到达图示的位置时，第一道爬杆连杆已经从模板中露出，并与内脚手架连接上了，而第二道及第三道爬杆连杆仍在模板中，内脚手架不能与之相连，此时的第二、三道爬杆连杆形成的平面就是上面所说的临时平面，这个临时平面非常重要，因为他们将这32个爬杆自身连成了一个整体，保证了爬杆在出模板后与内脚手架连接前不至于失稳；这也是将内筒爬杆设置成每隔2个就布置一组双杆的原因。
9．滑模继续上滑，在第3道连杆上增加第4道连杆，待第2道连杆出模后与内脚手架连接上，这就成了上面说的中间平面图，再在此处的爬杆外侧挂上立封闭安全网，就这样循环向上滑升、接杆、挂网。
10．滑模上滑到相应标高处，在筒壁上预留埋件，拉上风绳。
11．当外筒壁顶标高到达后，停止滑模，增加脚手架的外挑杆。
六.观测
因本脚手架承受的荷载较大，受力时间较长，必须重视架体变形观测：
1．设立专人（测量员）负责观测架体变形。
2．观测频率为：
滑模施工及上部锥壳、上环梁内梁板混凝土施工时每天2次，上部结构钢筋、模施工时每天1次，上部结构停止施工时每3天1次，遇有雨、雪天气或意外情况时临时增加频率。
3．观测方法：
滑模施工时在模板围圈上做标记，并相应地在基础表面做标记，用5KG以上线垂吊互相垂直的四个点，观测位移变化；滑模施工完毕后将围圈上的点移到架体顶部的外面，可另设相应的吊点。
七.架体拆除
1．架子拆除前，应做详细的安全技术交底。
2．拆除前在地面用绳（架）标出明显的安全警戒线，并有专人在通道口指挥，防止人员进入警戒线内。
3．拆除程序和搭设程序相反，拆除时先将上部外加的荷载卸除干净才能拆除架体。
4．先拆除顶部的外挑架，再拆除基本架体。
5．先拆除一根大横杆上的立杆，再拆除大横杆、剪刀撑。
6．每挡拆除时预留一块脚手板翻到下一步，人站在脚手板上作业，拆空后将脚手板往下翻一步，如此逐步往下拆除。
八.质量标准
1．立杆间距允许偏差5cm，立杆全高垂直允许偏差总值为5cm。
2．大横杆水平高差总值为5cm，同一跨内高差允许偏差1cm。
九、施工安全注意事项
1．进入施工现场必须戴安全帽，高空作业时必须佩带安全带。
2．上班前不得喝酒
3．工作过程中不得在工地上打闹嬉斗
4．施工人员必须持证上岗，凡患高血压、心脏病、癫痫病及其它不适于高空作业者，禁止从事高空作业。
架子工在酒后及病中不得上架操作。
5．防高空坠落安全要素：
1）进入高空作业的人员必须正确配带安全带（2米以上为高空作业，含2米），并且安全带质量合格，若发现不合格品及时更换。
2）脚手板探出水平横杆不得超过200mm，并用8号铁线绑扎牢固。
3）当遇到不小于6级风时停止作业，雷雨天气时亦停止作业。
4）正确配带劳保用品，如安全带、安全帽等。
5）每搭设一层平台立即铺设脚手板、挂安全网，施工人员任何时候不得依靠外立杆、不得在外立面行走。
6）不得在脚手板打闹嘻逗，不得喝酒。
7）严禁疲劳工作，严禁带病、带伤工作
8）使用人子梯，拉绳必须结牢，并不得站在最上一层操作，不准站在梯子上移位，梯子脚下要绑胶布防滑
9）不准随意拆除、斩断脚手架软硬拉结，不准随意拆除脚手架上的安全措施。
如防碍施工必须经施工管理人员人批准后，方能拆除防碍部位。
10）下班时按顺序往下走，不得拥挤、前推，不得在上快步行走。
6、防物体打击安全要素
1）搭拆架时必须有专人看护，照应下方行人，拆架时应设警戒区，严禁行人通过。
2）存放在脚手板上任何物品、零扣件必须稳固，防止落下砸伤下面人员。
3）施工时严禁将扣件、钢管等上下抛掷。
扣件必须用袋装，物体传递时必须用绳递，不得用钢模板代替脚手板。
4）脚手板、钢管在安装时，暂时不用的要有可靠的固定方式，不得随意乱放。
7、防触电安全要素
1）夜间施工必须有足够照明，严禁将电线搭设在钢管上，应该设木杆。
2）所有的电器线路必须由值班电工接拆，非电工人员不得接拆电线、电缆。
十、文明施工
1．每班工作完毕后及时清理扣件、钢管、工具等物品。
2．脚手架上有挂的杂物及时清理干净。
3．所有的材料码放整齐，纵横一条线。
十一、中心筒脚手架稳定性验算
为保证施工安全，现多架体进行验算，验算过程分为滑模施工时和仓顶锥壳施工时两种状态。
1、滑模施工情况下的荷载组成
1.1滑模施工时荷载组成
1.1.1滑模施工时桁架重量：
施工设计每片桁架重量为550kg，共设计72片桁架。
则桁架重量为550×72＝39600kg。
1.1.2围圈重量：
根据设计组装要求围圈共设计六道，其中16槽钢两道，10#槽钢四道，仓壁外圈平均直径为34.45m，内仓壁平均直径8.50m。
则16#槽钢的重量为：
4650.1kg
外圈34.45×3.14×2×17.24＝3729.8kg
内圈8.50×3.14×2×17.24＝920.3kg
10#槽钢的重量为：
5398.2kg
外圈34.45×3.14×4×10.007＝4329.9kg
内圈8.50×3.14×4×10.007＝1068.3kg
（其中17.24为16#槽钢的重量，10.007为10#槽钢的重量）
1.1.3开支架重量：
根据设计组装要求共设计96榀开支架，其中外仓壁72榀，内仓壁24榀，每榀开支架重量为230kg。
则开支架的重量为：
22080kg
外圈72×230＝16560kg
内圈24×230＝5520kg
1.1.4平台铺设模板及木方的重量：
设计平台铺设木方和木板，木方采用5×10cm杉木条每隔400mm一道，木板采用3cm杉木板满铺，木材的重量设为500kg/m3。
则木方和木板的重量为：
内平台木方：
3.14×（17.02－4.552）÷0.4×0.05×0.1×500＝5265.3kg
木板：
3.14×（17.02－4.552）×0.03×500＝12636.8kg
外挑平台木方：
3.14×（34＋1.6）×4×0.05×0.1×500＝1117.8kg
木板：
3.14×（18.652－17.452）×0.03×500＝2040.4kg
1.1.5滑模模板重量：
滑模模板采用3012普通钢模板，模板的重量按照40kg/m2计算，模板的滑阻力按照250kg/m2计算。
滑模模板重量：
外圈：
3.14×34.45×1.2×2×40＝10384.6kg
内圈：
3.14×8.5×1.2×2×40＝2562.2kg
滑模摩擦阻力：
外圈：
3.14×34.45×1.2×2×250＝64903.8kg
内圈：
3.14×8.5×1.2×2×250＝16013.8kg
1.2仓顶锥壳施工时荷载组成
1.2.1仓顶锥壳施工时的混凝土荷载：
根据以往施工经验仓顶锥壳分三次进行浇筑施工，将锥壳分成A、B、C三段，根据施工图锥壳厚度500mm，垂直厚度为707mm，每平米混凝土重量为2.45×0.707×1＝1.73t/m2。
A段浇筑时混凝土荷载：
3.14×（172－14.52）×1.73＝427.8t
B段浇筑时混凝土荷载：
3.14×（14.52－122）×1.73＝359.9t
C段浇筑时混凝土荷载：
3.14×（122－9.52）×1.73＝292t
1.2.2仓顶锥壳施工时模板荷载：
混凝土施工段模板荷载：
3.14×（172－9.52）×0.040＝24.96t
1.2.3施工锥壳脚手架荷载：
平台上满堂架子荷载：
根据要求以1.0KN/m2进行计算，则架子的总荷载为。
3.14×（172－4.52）×0.1＝84.39t
1.3施工荷载：
操作平台上的施工荷载标准值包括施工人员、工具和备用材料：
设计平台铺板及檀条时，为2.5KN/m2；
设计平台桁架时，为2.0KN/m2；
设计围圈及提升架时，为1.5KN/m2；
计算支撑杆数量时，为1.5KN/m2。
2施工时构件验算
2.1滑模施工时支撑杆验算
2.1.1滑模施工支撑杆荷载组成：
施工荷载按照2.0KN/m2取值。
内平台荷载＝施工荷载＋桁架自重＋木方荷载＋木板荷载
外平台荷载＝施工荷载＋木方荷载＋木板荷载
外支撑杆承受荷载＝0.5×内平台荷载＋外平台荷载＋外开支架荷载＋外模板自重＋外模板阻力＋外槽钢荷载
内支撑杆承受荷载＝0.5×内平台荷载＋内开支架荷载＋内模板自重＋内模板阻力＋内槽钢荷载
外部设置72个开支架计算每个支撑杆承受荷载：
P外＝｛0.5×〔3.14×（172－4.52）×2.0＋396＋179〕＋〔3.14×（18.652－17.452）×2.0＋31.58〕＋165.6＋103.85＋649.04＋80.6｝÷72＝33.8KN
内部设24个开支架计算每个支撑杆承受荷载：
P内＝｛0.5×〔3.14×（172－4.52）×2.0＋396＋179〕＋55.2＋25.62＋160.13＋19.89｝÷24＝58KN
2.1.2支撑杆能够承受的施工荷载：
根据滑模支撑杆承载力计算规程，则Ø48×3.5钢管的承载力为：
P0＝（а/K）×（99.6－0.22L）
其中а为工作条件系数，取0.7～1.0，在这里取0.7；K取2.0；则支撑杆自由长度L取2.0米时。
P0＝（0.7/2）×（99.6－0.22×2.0）＝34.7KN；
支撑杆自由长度L取3.0米时。
则P0＝（0.7/2）×（99.6－0.22×3.0）＝34.6KN；
根据计算可以看出，外侧仓壁爬竿满足施工强度要求，而内侧爬竿满足不了施工强度要求，需要重新布置施工荷载。
则考虑在内操作平台上只留置6米的施工操作空间，重新计算内部24跟爬竿支撑的荷载为。
P0＝45KN；
仍然满足不了滑模施工要求，则考虑在部分开支架上布置双爬竿，增加8跟支撑杆。
则P0＝45×24÷32＝33.75KN，能够满足施工要求。
决定在内部支架上布置24台开支架，32台千斤顶进行滑模施工。
2.2仓顶锥壳施工井子架验算：
施工时使用钢管在内部搭设一个井字架，用于支撑滑模施工平台和作为上部锥壳施工的支架。
2.2.1施工荷载组成：
根据施工初步计算，在工程施工时井字架在施工仓顶锥壳时承受荷载最大，根据施工方案，锥壳三种施工状态的荷载组成情况如下：
P＝平台上荷载＋施工荷载＋锥壳脚手架荷载＋模板荷载＋混凝土荷载＋环梁荷载
根据以上计算公式得到：
PA＝（39.6＋17.9）＋49.46＋82.89+24.96+427.8+4.65=647.26t
P均A＝647.26÷72＝8.99t
计算得到Fa＝76.63KN；Fb＝13.31KN。
PB＝（39.6＋17.9）＋41.6＋82.89+24.96+359.9+4.65=571.5t
P均B＝571.5÷72＝7.94t
计算得到Fa＝55.59KN；Fb＝23.83KN。
PC＝（39.6＋17.9）＋33.75＋82.89+24.96+292+4.65=495.75t
P均C＝495.75÷72＝6.89t
计算得到Fa＝38.91KN；Fb＝29.95KN。
2.2.2满堂脚手架立竿稳定性计算：
（计算参照《扣件式钢管脚手架计算手册》）
不组合风荷载时：
N＝1.2（NG1K＋NG2K）＋1.4NQK
NG1K＝〔H＋n（la＋lb）＋n’×0.325lah＋n’×0.325lbh〕×38.4＋2n×13.2＋（H/6.5－1）×18.4＋2×（H/4.1＋1）×14.6
NG2K＝H/12×lalb×350（施工计算时可不考虑）
NQK为施工锥壳时传下来的施工荷载。
不组合风荷载时立竿稳定性必须满足：
根据公式求得在立竿间距为950mm，步距为1200mm，脚手架立竿在保证稳定性的前题下能够承受的荷载为60KN。
专项方案审批表
工程名称
东周窑选煤厂原煤仓
中心筒脚手架施工方案
文件编号
编制人员
李蛟
送审日期
年月日
审核意见：
（意见应具体，可附页）
部门
职务
审核人
审核意见
技术开发部
安全监察部
经营管理部
物资设备管理部
人力资源部
安监主要领导审批意见
生产主要领导审批意见
批准意见：
（可附页）
总工程师：
日期：
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