宝钢高炉控制中心脚手架搭设施工方案.docx
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宝钢高炉控制中心脚手架搭设施工方案
宝钢高炉控制中心脚手架搭设
专
项
方
案
编制
审核
审批
天博建设（上海）股份有限公司
宝钢高炉控制中心项目部
目录
1.编制依据……………………………………第3页
2.工程概况……………………………………第3页
3.施工准备……………………………………第4页
4.架体的设计与验算…………………………第5页
5.构造要求……………………………………第15页
6.架子的搭设与拆除…………………………第18页
7.施工管理措施………………………………第22页
8.施工工艺……………………………………第25页
9.质量要求…………………………………第27页
10.安全、环保措施…………………………第27页
一、编制依据
1、宝钢高炉控制中心工程建筑结构施工组织设计。
2、建筑安装工程质量检验评定统一标准GB50300－2001
3、建筑安装工程资料管理规程（DBJ01-51-2000）
4、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）
5、《钢管脚手架扣件》（GB15831）
6、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）
7、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80）
9、清华大学土木系结构力学教研室开发的“力学求解器”软件（SMSolverforwindowsV1.0）
10、《总公司施工组织设计管理办法》新建技质[2002]194
二、工程概况
2.1工程概况
本工程为于宝钢厂区内，幕墙面积6000㎡，
建设单位；上海宝钢（集团）有限公司
总包单位；
监理单位；中冶赛迪
建筑形式；办公楼3层
2.2架子选型
本工程脚手架为大楼部分搭设，裙房22.95m，采用双排脚手架，作装饰施工用。
三、施工准备
3.1技术准备
3.2.1选用扣件式钢管脚手架。
3.2.2认真设计计算扣件式钢管脚手架，并详细编写脚手架施工方案。
3.2材料准备
3.3.1根据工程进度，所需钢管保证提前进场。
3.2.2对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收。
3.2.3新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。
3.2.4经检验合格的构配件应按照品种、规格分类，堆放整齐、平稳，堆放场地不得有积水。
3.2.55cm厚脚手板两端应各设12＃铅丝箍两道。
3.2.6清除搭设场地杂物，平整搭设场地，并使排水畅通。
3.2.7材料计划大致见下表
序号
材料名称
单位
数量
序号
材料名称
单位
数量
1
钢管
Φ48×3.5
m
5000
3
密目安全网
㎡
1800
㎏
200000
4
竹排脚手板
㎡
400
2
扣件
直角扣件
个
1700
旋转扣件
个
1500
对接扣件
个
1600
3.3人员组织
成立安全领导小组
组长—石（负责现场监督）
副组长—（负责现场检查及技术交底）
成员—架子班组（负责现场生产、方案实施）
4、架体的设计和验算
（一）、裙房双排架
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范。
（一）、参数信息:
1.脚手架参数
搭设尺寸为：
立杆的纵距为1.20米，立杆的横距为1.05米，立杆的步距为1.80米；
计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为24.6米，立杆采用单立管；
内排架距离墙长度为0.35米；
大横杆在下，搭接在小横杆上的大横杆根数为2；
采用的钢管类型为Φ48×3.5；
横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；
连墙件采用两步三跨，竖向间距3.60米，水平间距3.60米，采用扣件连接；
连墙件连接方式为双扣件；
2.活荷载参数
施工荷载均布参数（kN/m2）:
2.000；脚手架用途:
装修脚手架；
同时施工层数:
4；
3.风荷载参数
上海市地区，基本风压为0.45，风荷载高度变化系数μz为0.84，风荷载体型系数μs为1.20；
考虑风荷载
4.静荷载参数
每米立杆数承受的结构自重标准（kN/m2）:
0.1161；
脚手板自重标准值（kN/m2）:
0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）:
0.110；
安全设施与安全网（kN/m2）:
0.005；脚手板铺设层数:
4；
脚手板类别:
竹脚手板；栏杆挡板类别:
栏杆冲压钢；
5.地基参数
地基土类型:
粘性土；地基承载力标准值（kN/m2）:
500.00；
基础底面扩展面积（m2）:
0.09；基础降低系数:
0.40。
（二）、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P1=0.038kN/m；
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050/（2+1）=0.123kN/m；
活荷载标准值:
Q=2.000×1.050/（2+1）=0.700kN/m；
静荷载的计算值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.123=0.193kN/m；
活荷载的计算值:
q2=1.4×0.700=0.980kN/m；
大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）
大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）
2.强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.193×1.2002+0.10×0.980×1.2002=0.163kN.m；
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.193×1.2002-0.117×0.980×1.2002=-0.193kN.m；
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ=Max（0.163×106,0.193×106）/5080.0=37.992N/mm2；
大横杆的抗弯强度:
σ=37.992N/mm2小于[f]=205.0N/mm2。
满足要求！
3.挠度计算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下：
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.038+0.123=0.161kN/m；
活荷载标准值:
q2=Q=0.700kN/m；
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=0.677×0.161×1200.04/（100×2.06×105×121900.0）+0.990×0.700
×1200.04/（100×2.06×105×121900.0）=0.662mm；
脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为l/150与10mm请参考规范表5.1.8。
大横杆的最大挠度小于1200.0/150mm或者10mm,满足要求!
（三）、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值：
p1=0.038×1.200=0.046kN；
脚手板的荷载标准值：
P2=0.350×1.050×1.200/（2+1）=0.147kN；
活荷载标准值：
Q=2.000×1.050×1.200/（2+1）=0.840kN；
荷载的计算值:
P=1.2×（0.046+0.147）+1.4×0.840=1.408kN；
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=1.2×0.038×1.0502/8=0.006kN.m；
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=1.408×1.050/3=0.493kN.m；
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.499kN.m；
σ=M/W=0.499×106/5080.000=98.237N/mm2；
小横杆的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求！
3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
Vqmax=5×0.038×1050.04/（384×2.060×105×121900.000）=0.024mm；
P2=p1+p2+Q=0.046+0.147+0.840=1.033kN；
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
Vpmax=1033.080×1050.0×（3×1050.02-4×1050.02/9）/（72×2.060×105
×121900.0）=1.690mm；
最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+1.690=1.715mm；
小横杆的最大挠度小于（1050.000/150）=7.000与10mm,满足要求!
；
（四）、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，
该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.050=0.040kN；
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050×1.200/2=0.221kN；
活荷载标准值:
Q=2.000×1.050×1.200/2=1.260kN；
荷载的计算值:
R=1.2×（0.040+0.221）+1.4×1.260=2.077kN；
R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
（五）、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：
（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.1161
NG1=0.116×23.500=2.728kN；
（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用木脚手板，标准值为0.35
NG2=0.350×4×1.200×（1.050+0.3）/2=1.134kN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆冲压钢，标准值为0.11
NG3=0.110×4×1.200/2=0.264kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005
NG4=0.005×1.200×23.500=0.141kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.267kN；
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2
取值。
经计算得到，活荷载标准值
NQ=2.000×1.050×1.200×4/2=5.040kN；
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中Wo--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
Wo=0.450kN/m2；
Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
Uz=0.840；
Us--风荷载体型系数：
Us=1.200；
经计算得到，风荷载标准值
Wk=0.7×0.450×0.840×1.200=0.318kN/m2；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.267+1.4×5.040=12.177kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.267+0.85×1.4×5.040=11.118kN；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.318×1.200×
1.8002/10=0.147kN.m；
（六）、立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：
立杆的轴心压力设计值：
N=12.177kN；
计算立杆的截面回转半径：
i=1.58cm；
计算长度附加系数：
K=1.155；
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定：
lo=3.119m；
Lo/i=197.000；
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：
φ=0.186；
立杆净截面面积：
A=4.89cm2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=5.08cm3；
钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205.000N/mm2；
σ=12177.000/（0.186×489.000）=133.879N/mm2；
立杆稳定性计算σ=133.879小于[f]=205.000N/mm2满足要求！
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值：
N=11.118kN；
计算立杆的截面回转半径：
i=1.58cm；
计算长度附加系数：
K=1.155；
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定：
lo=3.119m；
Lo/i=197.000；
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：
φ=0.186
立杆净截面面积：
A=4.89cm2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=5.08cm3；
钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205.000N/mm2；
σ=11118.420/（0.186×489.000）+146907.613/5080.000=151.161N/mm2；
立杆稳定性计算σ=151.161小于[f]=205.000N/mm2满足要求！
（七）、最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.539kN；
活荷载标准值：
NQ=5.040kN；
每米立杆承受的结构自重标准值：
Gk=0.116kN/m；
Hs=[0.186×4.890×10-4×205.000×103-（1.2×1.539
+1.4×5.040）]/（1.2×0.116）=69.931m；
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：
[H]=69.931/（1+0.001×69.931）=65.360m；
[H]=65.360和50比较取较小值。
得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.539kN；
活荷载标准值：
NQ=5.040kN；
每米立杆承受的结构自重标准值：
Gk=0.116kN/m；
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：
Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.147/（1.4×0.85）=0.123kN.m；
Hs=（0.186×4.890×10-4×205.000×10-3-（1.2×1.539+0.85×1.4×（5.040+
0.186×4.890×0.123/5.080）））/（1.2×0.116）=58.648m；
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：
[H]=58.648/（1+0.001×58.648）=55.399m；
[H]=55.399和50比较取较小值。
经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
（八）、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl=Nlw+No
风荷载基本风压值Wk=0.318kN/m2；
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=12.960m2；
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,No=5.000kN；
风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：
NLw=1.4×Wk×Aw=5.761kN；
连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=10.761kN；
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,
由长细比l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949；
A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2；
连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN；
Nl=10.761连墙件采用双扣件与墙体连接。
经过计算得到Nl=10.761小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求!
连墙件扣件连接示意图
（九）、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×Kc=200.000kN/m2；
其中，地基承载力标准值：
fgk=500.000kN/m2；
脚手架地基承载力调整系数：
kc=0.400；
立杆基础底面的平均压力，p=N/A=123.538kN/m2；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：
N=11.118kN；
基础底面面积（m2）：
A=0.090m2。
p=123.538≤fg=200.000kN/m2。
地基承载力的计算满足要求！
五、构造要求
5.1双排脚手架设计尺寸
连墙件
设置
立杆横距h（m）
步距h（m）
立杆纵距La（m）
搭设高度[H]（m）
裙房
二步三跨
1.05
1.8
1.2
24.6
5.2立杆
a.每根立杆底部设置底座或垫板。
b.纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮200mm出的立杆上。
横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不大于1m。
靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不小于500mm。
见下图
c.立杆接长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。
d.立杆顶端高出女儿墙石材上皮1.1m。
5.3纵向水平杆
5.3.1纵向水平杆设置在立杆内侧。
5.3.2纵向水平杆接长采用碗扣件连接。
5.4横向水平杆
a.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。
主节点处两个直角扣件的中心距不大于15mm。
靠墙一端的外伸长度不大于0.4L，且不大于500mm。
b.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，最大间距不大于纵距的1/2。
c.使用木脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。
5.5脚手板
a.作业层脚手板应满铺、铺稳，离开柱面120～150mm。
b.脚手板应设置在三根横向水平杆上。
当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。
c.可采用对接平铺，亦可采用搭接铺设。
对接平铺时，接头处必须设置两根横向水平杆，脚手板外伸长应取130～135mm，两块脚手板外伸长度的和不大于300mm。
见下图1；搭接铺设时，接头必须支承在横向水平杆上，搭接长度不小于200mm，其伸出横向水平杆的长度不小于100mm。
见下图2
d.作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应与
支承杆可靠固定。
5.6连墙件
a.连墙体间距：
二步三跨，即竖向间距h=3.6m、水平间距=4.5m。
b.必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。
c.连墙件从底层第一步纵向水平杆处开始设置。
d.连墙杆或拉筋呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端下斜连接。
d.必须采用可承受拉力和压力的构造。
采用拉筋不许配用顶撑，
顶撑可靠顶在柱子上；拉筋采用两根以上直径4mm的钢丝拧
成一股，使用时不少于2股。
5.7剪刀撑与横向斜撑
a.剪刀撑斜杆与地面的倾角45°，宽度6跨。
b.裙房在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间底净距不大于15m。
c.剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接符合5.5.1.5的规定。
d.剪刀撑斜杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸
出端和立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150mm。
e.裙房不设置横向斜撑。
六、架子的搭设与拆除
6.1地基和底座的处理
6.1.1脚手架底座底面标高宜高于自然地坪50mm。
6.1.2四个凹槽处增加卸荷，每层设置卸荷装置。
6.1.3距外墙体2.5m以内将回填土夯实。
6.1.4基础经验收合格后，按照施工方案要求放线定位。
6.2立杆的搭设
6.2.1严禁将φ48mm和φ51的钢管混用。
6.2.2相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，错开距离必须符
合5.2.b的规定。
6.2.3开始搭设立杆时，每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安
装稳定后，方可根据情况拆除。
6.2.4当搭设至有连墙件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵
向水平杆、横向水平杆后，立即设置连墙件。
6.3纵向水平杆的搭设
6.3.1构造必须符合5.3
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