扣件式钢管脚手架安全专项施工方案.docx
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扣件式钢管脚手架安全专项施工方案
扣件式钢管脚手架安全专项施工方案
附：
脚手架平面布置图
扣件式钢管脚手架安全专项施工方案
一、工程概况
1.1、工程概况
工程名称：
一期工程；
建设单位：
管理局；
建设地点：
旅游度假区；
设计单位：
建筑设计院；
监理单位：
监理有限公司；
施工单位：
建筑总公司；
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工程概况表
幢号
1
2
3
4
平面尺寸（m）
38.3×15.1
38.3×16.6
30.2×12.1
60.45×11.9
60.8×13.5
23.8×13.5
60.8×13.5
23.8×13.5
层数
地下
0
0
0
0
地上
18
18
18
18
层高（m）
5/3.3/3
3.2/3
3.2/3
3.2/3
建筑物高度（m）
61
58.9
58.9
58.9
施工层防护栏高度（m）
1.2
1.2
1.2
1.2
建筑面积（㎡）
3.5万
结构形式
框剪结构
工期
2011年12月31日开工，至2013年2月22日竣工工期420个日历天
1.2、地质概况
本工程位于旅游度假区附近，场地原为山坡地，经取土回填后形成。
西南侧为水泥路和韩晖山庄，西侧为乱掘地，北侧为卧石企业厂，东侧为美人城。
场地高低起伏较大，高差约为5m，交通便利。
原始地貌属于韩江三角洲冲积平原的剥蚀残丘地带。
根据地质勘探资料揭示，本工程地质自上而下可划分为素填土、粉质粘土、淤泥质土、粗砂、粉质粘土、强风化流纹斑岩、中风化流纹斑岩共7个层次。
1.3、外脚手架方案的选择
本工程考虑到施工工期、安全和合同要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点：
1、架体的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。
2、在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。
3、选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。
4、结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，搭拆方便，便于检查验收；
5、结合以上脚手架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，本工程决定采用组合扣件式（落地+拉吊卸荷）钢管脚手架形式。
6、1~4幢各幢设4个拉吊段，由工程概况表知，1幢建筑物高度最高，层高最大，以1幢为例说明：
建筑物最大标高+61.00m，脚手架起搭标高为+0.50m,脚手架最大标高+62.20m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设4个拉吊段分别是+14.30～+29.30m,+29.30～+44.30m,+44.30～+56.30m,+56.30～+62.20m。
吊环Φ20mm。
脚手架采用Φ48.3×3.6钢管，内立杆离墙0.30m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.20m，立杆横距0.80m；横向水平杆在下，横向水平杆上设有3根纵向水平杆；连墙件按每层二跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。
脚手架不完全卸荷采用：
增加4步距。
7、2~4幢各幢拉吊卸荷从+12.2m（五层）起。
8、单管落地+拉吊卸荷的搭设形式见下图。
二、编制依据
1、一期工程施工图纸
2、《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；
3、《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011；
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
6、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；
7、《建筑施工计算手册》（第二版）中国建筑工业出版社
8、《潮州市桥东东山保障性住房项目一期工程地质勘察报告》
9、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
10、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
11、《碳素结构钢》GB/T700
12、《钢筋脚手架》GB15831
13、《特种作业人员安全技术考核管理规则》GB5036
14、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
15、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
16、《安全网力学性能试验方法》GB5726-88
三、组合扣件式（落地+拉吊卸荷）钢管脚手架设计
3.1、构配件的选用
⑴、脚手架钢管选用Φ48.3壁厚为3.6㎜钢管其质量符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。
⑵、扣件采用锻铸铁制作的扣件，其材质符合现行国家标准《钢筋脚手架》（GB15831）的规定，且在螺栓拧紧力矩达65N·m时，不能发生破坏。
⑶、脚手板采用冲压钢脚手板。
⑷、安全网采用经国家指定监督检验部门鉴定许可生产的产品，同时应具监督部门批量验证和工厂检验合格。
立面采用6×1.8m的绿色密目安全网，兜底网采用6×1.5m的平网，其力学性能应符合《安全网力学性能试验方法》GB5726-88的规定，进入现场后应对安全网进行模拟“砂包冲击试验”。
⑸、连墙件采用预埋钢筋与建筑物刚性连接，连墙件采用φ18mm钢筋，按每个结构层花排设置,按每层二跨布置。
3.2、脚手架形式及尺寸、搭设高度确定
，各幢五层以上拉吊卸荷。
内立杆离墙0.30m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.20m，立杆横距0.80m；横向水平杆在下，横向水平杆上设有3根纵向水平杆；连墙件按每层二跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。
3.3、基础处理
本工程脚手架地基础部位应在回填土完后夯实，采用强度等级不低于C20的混凝土进行硬化，混凝土硬化厚度10cm，脚手架地基础顶面高出自然地面50cm，外面设200cm×200cm排水沟。
3.4、脚手架步距、立杆横距、杆件相对位置的确定
定距定位。
根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离，并做好标记；用钢卷尺拉直，分出立杆位置，并用小竹片点出立杆标记；垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺放平整，不得悬空。
3.5、脚手架的用途及施工作业层数
脚手架主要用于结构施工及装修施工，允许作业同时作业层数为2。
3.6、剪刀撑位置及要求
脚手架外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距离不应大于15m。
剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定。
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，旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。
每道剪刀撑跨越立杆的根数应符合表1的规定确定。
每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角应在45°~60°之间。
表1剪刀撑跨越立杆的最多根数
剪刀撑斜杆与地面的倾角
45°
50°
60°
剪刀撑跨度立杆的最多根数
7
6
5
3.7、连墙件、拉吊卸荷形式及布置
吊环Φ20mm光滑圆钢，花篮螺栓（OU型）连接，连墙件采用φ18mm钢筋，按每个结构层花排设置,按每层二跨布置。
预埋钢筋大样图
吊筋大样图
钢丝绳夹固定大样
3.8、施工作业通道的设置及位置
在外墙脚手架处设置上落梯一樘，上落梯为单跑梯，梯宽1m，每级楼梯高200mm，宽250mm，坡度宜为1︰3（高︰长），用短横杆做斜梯踏步，踏步梯面上铺设木板（踏步面钉40×40木防滑条），梯侧和梯底满挂安全网。
上落梯立杆采取双钢管立杆的方法，斜道两侧、端部及平台外围，必须设置剪刀撑。
上落梯两侧及平台外围应设置两道护身栏杆及高度不小于180mm的挡板脚板。
按照本工程的实际情况，选择每个楼梯口作为脚手架的出入口。
采用抛空两根立杆，跨越二步二跨，大小为3×3米的出入口，出入口处再搭设3.2×3.5×3.0米的防护棚，上铺双层竹脚片。
在出入口两侧的内外排单立杆处，分别设置一根铺地杆，并高于门洞1—2步。
立柱用短管斜撑相互联系，上方悬空立柱处增加两根斜杆，斜杆与各主节点相交处用扣件固定。
洞口的上方增设两道横向支撑，应伸出斜腰杆的端部，以保证立柱悬空处的整体性，门洞两侧应分别增加两根斜腰撑。
3.9、安全挡板的设置
安全挡板设置在脚手架外侧，用钢管由内立柱到外立柱向外挑出，呈25°角，面上铺扎合板加铺安全网，分别在各幢3层（外挑5m）各搭设一道安全挡板，3层以上楼层每隔3层各设一道安全挡板（外挑3m）。
3.10、挡脚板的设置
本工程采用5cm厚木挡脚板，挡脚板高度为0.18m，沿外立杆内侧通长设置。
3.11、脚手架防雷接地设置
工程采用避雷针与大横杆连通、接地线与整栋建筑物楼层内避雷系统连成一体的措施。
每栋楼各设置4根避雷针，避雷针采用φ12镀锌钢筋制作，高度1.5m，设置在脚手架四角立杆上，并将所有最上层的大横杆全部连通，形成避雷网络。
接地线采用40×4的镀锌扁钢，将立杆分别与建筑物楼层内的避雷系统连成一体。
接地线与建筑物楼层内避雷系统的设置按脚手架的周长每24m设置一个，避雷系统需经有资质的检测部门检测合格，架体方能投入使用。
四、组合扣件式（落地+拉吊卸荷）钢管脚手架设计计算书
计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范编制。
按大部分最不利状况进行验算：
即按1幢工程概况进行验算。
1.计算参数设定
（1）脚手架基本参数
建筑物最大标高+61.00m，脚手架起搭标高为+0.50m,脚手架最大标高+62.20m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设4个拉吊段分别是+14.30～+29.30m,+29.30～+44.30m,+44.30～+56.30m,+56.30～+62.20m。
吊环Φ20mm。
脚手架采用Φ48.3×3.6钢管，内立杆离墙0.30m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.20m，立杆横距0.80m；横向水平杆在下，横向水平杆上设有3根纵向水平杆；连墙件按每层两跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。
脚手架不完全卸荷采用：
增加4步距。
（2）钢管截面特征
钢管Φ48.3×3.6mm，截面积A=506mm2，惯性矩I=mm4，截面模量W=5230mm3，回转半径i=15.9mm，每米长质量0.0397kN/m，Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=N/mm2。
（3）荷载标准值
1）永久荷载标准值
每米立杆承受的结构自重标准值为0.1161kN/m
采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2
栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kN/m，
脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.010kN/m2
2）施工均布活荷载标准值
装修脚手架为2.00kN/m2,结构脚手架为3.00kN/m2
3）风荷载
风压高度变化系数μz=0.74；地面粗糙度按C类
挡风系数=0.800,,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数
μs=1.0=1.0×0.800=0.800,工程位于广东潮州市,基本风压ω0=0.75kN/m2
2.纵向水平杆验算
（1）荷载计算
钢管自重GK1=0.0397kN/m，脚手板自重GK2=0.30×0.20=0.06；施工活荷载QK=3.00×0.20=0.60
作用于纵向水平杆线荷载标准值
永久荷载q1=1.2×（0.0397+0.06）=0.12kN/m;施工活荷载q2=1.4×0.60=0.84kN/m
（2）纵向水平杆验算
每根钢管长约6.00m,按五连续梁计算，L=1.20
1）抗弯强度验算
弯矩系数KM1=-0.105，M1=KM1q1L2=-0.105×0.12×1.202=-0.02kN·m
弯矩系数KM2=-0.119，M2=KM2q2L2=-0.119×0.84×1.202=-0.14kN·m
Mmax=M1+M2=0.02+0.14=0.16kN·m
σ=Mmax/W=0.16×106/5230=30.59N/mm2
纵向杆的抗弯强度σ=30.59N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
2）挠度验算
2）挠度验算
挠度系数Kυ1=0.644，υ1=Kυ1q1L4/（100EI）=0.644×（0.12/1.2）×（1200）4/（100EI）=0.05mm
挠度系数Kυ2=0.704，υ2=Kυ2q2L4/（100EI）=0.704×（0.84/1.4）×（1200）4/（100EI）=0.33mm
υmax=υ1+υ2=0.05+0.33=0.38mm
纵向杆的υmax=0.38mm＜[υ]=L/150=8mm与10mm,满足要求。
3）最大支座反力
Rq1=1.132×0.12×1.20=0.16kN，Rq2=1.218×0.84×1.20=1.23kN
Rmax=Rq1+Rq2=0.16+1.23=1.39kN
3.横向水平杆验算
（1）荷载计算
钢管自重gk1=0.0397kN/m
中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=1.39kN
旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=0.70kN
（2）横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算，跨度为：
L=0.80m
1）抗弯强度验算
Mmax=qL2/8＋R中L/2=0.0397×0.80×0.80/8+1.39×0.80/2=N·m=0.56kN·m
σ=Mmax/W=/5230=106.92N/mm2
横向水平杆的抗弯强度σ=106.92N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
2）挠度验算
集中荷载产生的挠度为υ1=19Pl3/（384EI）=19×1390×8003/（384EI）=1.34mm
均布荷载产生的挠度为υ2=5qL4/384EI=5×0.0397×8004/（384EI）=0.01mm
υmax=υ1＋υ2=1.34+0.01=1.35mm
横向水平杆的υmax=1.35mm＜[υ]=L/150=5mm与10mm,满足要求。
4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算
R=1.5R中＋R边＋Gk1L/2=2.09＋0.70＋0.0397×0.40=2.81kN
横向水平杆与立杆连接扣件R=2.81kN＜Rc=8.0kN（Rc为扣件抗滑承载力设计值）,满足要求。
5.立杆容许长细比验算
计算长度附加系数k=1.0；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.50
立杆步距h=1.80m；立杆计算长度Lo=kμh=1.0×1.50×1.80=2.70m=2700mm
长细比λ=Lo/i=2700/15.9=169.81
立杆长细比λ=169.81＜[210],满足要求。
轴心受压稳定性系数
Lo=kμh=1.155×1.50×1.80=3.12m=3119mm
λ=Lo/i=3119/15.9=196，查得
=0.188。
6.落地段立杆计算
净高度13.80m,落地段计算高度为21.00m,脚手板铺8层。
（1）荷载计算
1）脚手架结构自重：
NGlk=gkH=0.1161×21.00=2.44kN
2）构配件自重：
NG2k=1.15+1.54+0.25=2.94kN
其中：
脚手板重量：
8×1.20×0.40×0.30=1.15kN
栏杆、挡脚板重量：
8×1.20×0.16=1.54kN
安全网重量：
21.00×1.20×0.010=0.25kN
3）活荷包括：
a.施工荷载按2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：
ΣNQk=1.20×0.80/2×（3.00+2.00）=2.40kN
b.风荷载标准值计算
风荷载标准值ωk=0.74×0.80×0.75=0.44kN/m2
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩
MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah2/10=0.9×1.4×0.44×1.20×1.80×1.80/10=0.22kN·m=N.mm
（2）立杆稳定性验算
立杆按各段间距增加4个步距验算（除顶层外）
1）不组合风荷载时
N=1.2（NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×（2.44+2.94）+1.4×2.40=9.82kN
N/（
A）=9.82×1000/（0.188×506）=103.23N/mm2
2）组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×（2.44+2.94）+0.9×1.4×2.40=9.48kN
N/（
A）＋MW/W=9.48×1000/（0.188×506）＋/5230=141.72N/mm2
立杆稳定性为141.72N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
7.支撑支承面验算
钢管立杆高配套底座200×100mm,支承面为混凝土板（按C20考虑）支承板厚=100mm
上部荷载为：
F=9.82kN
（1）支承面受冲切承载力验算
βs=2.00,ft=1.10N/mm2,h0=85mm,βh=1.00
η=0.4+1.2/βs=1.00,σpc,m=0N/mm2,um=2×（200+85）+2×（100+85）=940mm
（0.7βhft+0.25σpc,m）ηumh0=[（0.7×1.0×1.10+0.25×0）×1.00×940×85]=61.52kN
受冲切承载力61.52kN＞F=9.82kN,满足要求。
（2）支承面局部受压承载力验算
Ab=（0.20+2×0.10）×（0.10×3）=0.12m2,Al=0.20×0.10=0.02m2
βl=（Ab/Al）0.5=2.45，fcc=0.85×9600=8160kN/m2，ω=0.75
ωβlfccAl=0.75×2×8160×0.02=244.80kN
支承面局部受压承载力244.80kN＞F=9.48kN,满足要求。
8.拉吊卸荷段立杆
8.1、+56.30～+62.20m,拉吊段净高度为5.90m,拉吊段计算高度为5.90m,拉吊段底标高为+56.30m,脚手板铺3层。
（1）荷载计算
1）脚手架结构自重：
NG1k=gkH=0.1161×5.90=0.68kN
2）构配件自重：
NG2k=0.43+0.58+0.07=1.08kN
其中：
脚手板重量：
3×1.20×0.40×0.30=0.43kN
栏杆、挡脚板重量：
3×1.20×0.16=0.58kN
安全网重量：
5.90×1.20×0.010=0.07kN
3）活荷载包括：
a.施工荷载：
NQk=1.20×0.80/2×（3.00+2.00）=2.40kN
b.风荷载标准值计算
拉吊段底离地高度+56.30m,μz=1.35;水平风荷载标准值ωk=1.35×0.80×0.75=0.81kN/m2
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:
MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah2/10=0.9×1.4×0.81×1.20×1.80×1.80/10=0.40kN·m=N·mm
（2）立杆稳定性验算
1）不组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×（0.68+1.08）+1.4×2.40=5.47kN
N/（A）=5.47×1000/（0.188×506）=57.50N/mm2
2）组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×（0.68+1.08）+0.9×1.4×2.40=5.14kN
N/（A）＋MW/W=5.14×1000/（0.188×506）＋/5230=130.51N/mm2
立杆稳定性为130.51N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
8.2+44.30～+56.30m,拉吊段净高度为12.00m,拉吊段计算高度为19.20m,拉吊段底标高为+44.30m,脚手板铺10层。
（1）荷载计算
1）脚手架结构自重：
NG1k=gkH=0.1161×19.20=2.23kN
2）构配件自重：
NG2k=1.44+1.92+0.23=3.59kN
其中：
脚手板重量：
10×1.20×0.40×0.30=1.44kN
栏杆、挡脚板重量：
10×1.20×0.16=1.92kN
安全网重量：
19.20×1.20×0.010=0.23kN
3）活荷载包括：
a.施工荷载：
NQk=1.20×0.80/2×（3.00+2.00）=2.40kN
b.风荷载标准值计算
拉吊段底离地高度+44.30m,μz=1.25;水平风荷载标准值ωk=1.25×0.80×0.75=0.75kN/m2
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:
MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah2/10=0.9×1.4×0.75×1.20×1.80×1.80/10=0.37kN·m=N·mm
（2）立杆稳定性验算
1）不组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×（2.23+3.59）+1.4×2.40=10.34kN
N/（A）=10.34×1000/（0.188×506）=108.70N/mm2
2）组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×（2.23+3.59）+0.9×1.4×2.40=10.01kN
N/（A）＋MW/W=10.01×1000/（0.188×506）＋/5230=175.97N/mm2
立杆稳定性为175.97N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
8.3+29.30～+44.30m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为22.20m,拉吊段底标高为+29.30m,脚手板铺12层。
（1）荷载计算
1）脚手架结构自重：
NG1k=gkH=0.1161×22.20=2.58kN
2）构配件自重：
NG2k=1.73+2.30+0.27=4.30kN
其中：
脚手板重量：
12×1.20×0.40×0.30=1.73kN
栏杆、挡脚板重量：
12×1.20×0.16=2.30kN
安全网重量：
22.20×1.20×0.010=0.27kN
3）活荷载包括：
a.施工荷载：
NQk=1.20×0.80/2×（3.00+2.00）=2.40kN
b.风荷载标准值计算
拉吊段底离地高度+29.30m,μz=1.00;水平风荷载标准值ωk=1.00×0.80×0.75=0.60kN/m2
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:
MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah2/10=0.9×1.4×0.60×1.20×1.80×1.80/10=0.29kN·m=N·mm
（2）立杆稳定性验算
1）不组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×（2.58+4.30）+1.4×2.40=11.62kN
N/（A）=11.62×1000/（0.188×506）=122.15N/mm2
2）组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×（2.58+4.30）+0.9×1.4×2.40=11.28kN
N/（A）＋MW/W=11.28×1000/（0.188×506）＋/5230=174.03N/mm2
立杆稳定性为174.03N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
8.4+14.30～+29.30m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为22.20m,拉吊段底标高为+14.30m,脚手板铺12层。
（1）荷载计算
1）脚手架结构自重：
NG1k=gkH=0.1161×22.20=2.58kN
2）构配件自重：
NG2k=1.73+2.
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