大模外挂架安全施工方案长城杯标准.docx
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大模外挂架安全施工方案长城杯标准
1编制依据
序号
名称
编号
1
东郊农场保障房项目E8#楼施工图纸
2012.7
2
东郊农场保障房项目E8#楼施工组织设计
/
3
《建筑施工计算手册》
2006.9
4
《建筑结构荷载规范》
GB50009-2001（06年版）
5
品茗2012安全计算软件
2012版
6
《建筑施工安全检查标准》
/
7
《建筑施工高处作业安全技术规范》
/
6
《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》
JGJ130-2011
8
危险性较大的分部分项工程安全管理办法
/
9
《建筑结构长城杯工程质量评审标准》
DBJ/T01-69-2003
2工程概况
2.1设计概况
序号
项目
内容
1
建筑面积
E8#楼建筑面积（㎡）
13276
E8#楼标准层建筑面积（㎡）
571.2
2
建筑层数
地下
2层
地上
21层
3
建筑层高
首层、标准层（m）
2.7
机房、楼梯间（m）
5.2
4
建筑高度
檐口高度（m）
56.7
建筑总高（m）
62.9
6
结构形式
主体结构形式
全现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系
7
结构断面
尺寸
外墙厚度（mm）
地上外墙200、250
内墙厚度（mm）
200、220
楼板厚度（mm）
120、140、
2.2扶墙式悬挂脚手架概况
扶墙式悬挑脚手架（以下简称外挂架）是一种三角架的分跨、不落地的工具式脚手架，其高度为2.2m，外挂架防护高度为4m左右，悬挂在外墙穿墙拉杆上，依靠塔吊分层提升，可以用于结构工程外墙模板施工和外墙安全防护。
本工程从地上二层开始使用外挂架
3施工安排
3.1施工进度计划
序号
完成部位
日历天
施工时间
备注
1
1-2层结构
30天
13.07.01～13.07.31
含结构养护拆模
时间
2
标准层结构
125天
13.08.01～13.12.05
3
电梯机房结构
15天
13.12.5～13.12.20
3.2工程质量目标：
结构“长城杯”；
3.3外挂架进场时间：
2013年7月10日；
4方案设计
4.1方案确定
4.1.1根据本工程的建筑高度、建筑特点、工期要求等，本着安全、经济、合理的原则，按照施工组织总设计的部署和计划，为合理的选择脚手架，配合剪力墙大模板施工工艺，保证施工安全、顺利进行，同时也为能降低项目成本，本工程主体结构（二层以上）大模板施工阶段选用了扶墙式悬挂脚手架，以下简称外挂架。
外挂架做为主体施工阶段大模板的操作脚手架和防护用脚手架，具有构架简单、提升快捷、搭拆方便、安全可靠、经济实用等优点。
4.1.2本工程外挂架架体基本结构单元为三角形平面桁架，附墙弦杆采用10#槽钢制作，上弦杆、下弦杆及腹杆采用Φ48*3.5制作，各杆件通过焊接连接成平面三角形桁架。
三角架宽1350mm，高2200mm。
外挂架与外墙连接锚固采用Φ28T型螺栓（以下简称挂钩栓）连接，穿墙孔利用大模板最上一排对拉螺栓穿墙孔。
按操作层全封闭布置，共布置约120榀外挂架，配置间距控制在1200mm内。
4.2搭设方法
4.2.1结构外墙大模板拆除后，混凝土强度达到7.5Mpa后（根据不同气温阶段的混凝土同条件养护试块强度报告）利用墙上大模板最上排对拉螺栓孔用挂架专用螺栓固定单榀挂架支架，然后用钢管扣件根据现场实际情况连接成一组成为整体。
4.2.2外挂架架体构架方式：
结构单元三角架沿墙长单向组合，每段合架体中不得少于3榀单元三角架，架体高度同外侧护栏高度8.0m，架体宽度为1.35m，架体整体连接采用Φ48*3.5扣件式钢管连接。
几榀单元三角架在组合成整体架体后方可搭设操作平台，为加强架体整体性，架体分段处加设短钢管连接。
5搭设要求
5.1技术要求
5.1.1熟悉图纸及钢筋、模板施工工艺；
5.1.2专业工长对施工班组进行详细的技术、安全交底；
5.1.3技术员对试验工做好墙体7.5Mpa同条件试块的试验交底工作；
5.1.4脚手架在搭设及拆除过程中要符合工程施工进度要求，操作人员需取得特殊作业人员资格上岗证。
5.2人员配置
5.3材料选用
5.3.1挂架支架及固定螺栓均使用厂家提供的产品，并在使用前进行检查，如有缺陷和损坏的请厂家修理合格后方可使用，尤其挂架用的固定螺栓不得用其他螺栓代替。
三角架为1.35m宽*2.2m高，螺栓为Φ28承重螺栓。
5.3.2杆件：
Φ48*3.5钢管，国标扣件，证件齐全有效。
要求无严重锈蚀、弯曲、压扁、裂缝等缺陷；外侧剪刀撑刷黄黑油漆@400，其他脚手架刷橘红色油漆。
5.3.3脚手板：
采用50mm厚、宽度为200~250mm、板长2~6m的松木跳板。
5.3.4安全网：
新网必须有产品质量检验合格证，旧网必须有允许使用的证明书。
5.3.5主要材料参数表
【三角形外挂架】
①②号杆材料类型
钢管，Ф48×3.5
③⑤号杆材料类型
钢管，Ф48×3.5
④号杆材料类型
钢管，Ф48×3.5
⑥号杆材料类型
钢管，Ф48×3.5
⑦号杆材料类型
双槽钢，10号槽钢
防护钢管型号
Ф48×3.5
脚手板类型
木脚手板
5.2搭设参数
5.2.1外挂架由三角架、大小横杆、立杆、安全防护栏杆、安全网、操作平台封板、穿墙螺栓、保险螺栓、吊钩等组成，外防护立杆间距1.0m，大横杆间距1.0m，外侧杆长6m，内侧杆长2m；
5.2.2挂架搭设时先将挂架单榀支架固定在二层墙上，每榀挂架支架间距≤1.2m，然后用钢管扣件根据现场实际情况连接成组，每组长度≤6m.挂架高为操作面上4.35m，操作面以下高度3.65m。
相临两组挂架的操作层脚手架间隙≤200mm，用≥500mm宽18mm厚的多层板翻板过渡。
以上层使用时用塔吊按组提升，为防止失稳，设两个吊点，采用整体兜圈刮吊，吊点设在每组挂架的两端三角架内跨。
5.3架子与主体结构连接
5.3.1三角挂架靠墙处上部用φ28承重螺栓与结构墙连接，每榀三角挂架均要连接，间距≤1.2m。
5.3.2三角挂架靠墙处下部直接支顶在结构外墙上；外墙为门窗洞口处，将三角挂架的斜杆连长，支顶在楼板的预留钢箍处，预留箍为Φ16钢筋。
5.4斜撑设置
外挂架在外侧设置剪刀撑，斜撑宽度为每组外挂架宽度，斜杆与水平面夹角在45～60°范围内。
支撑应用旋转扣件与立杆和横向水平杆扣牢。
连接点距脚手架节点不大于200mm，纵向支撑钢管接长，宜采用对接扣件连接；当采用搭接时，搭接长度不小于1000mm，并用两只旋转扣件扣牢。
5.5构造要求
5.5.1脚手架立杆接头必须采用对接扣件对接连接。
相临两立杆接头应错位不小于500mm，且应不在同一步内；纵向水平杆接必须用对接扣件连接，上下相临两根纵向水平杆接头应错开不小于500mm；同一步内、外两根纵向水平杆的接头应错开，不在同一跨内；脚手架各杆件相交处扣件外伸出的端头均应大于10cm。
5.5.2操作层脚手板铺设应满铺、距结构墙面不大于20cm。
脚手板应对接铺设，对接接头处设两根横向水平杆，水平杆间距不得大于15cm，脚手板用铁丝与横杆绑牢。
5.5.3操作层设180mm高的挡脚板（黄黑斑马油漆线）和4m高的防护栏杆，并在立面内满挂密目安全网。
5.5.4脚手架外排立杆内侧满挂立网，架子最下端满铺18厚多层板，下设水平兜网。
安全网应接缝严密，与结构墙面封严，安全网之间接缝和安全网与脚手管固定采用18#铁镀锌铅丝扎牢。
5.6外挂架搭设
外挂架的搭设与提升亦按流水段划分进行作业，外挂架预埋孔利用外墙大钢板最上一道穿墙孔，外挂架就位孔间距最大为1200mm。
5.6.1在首层外墙砼强度符合承载设计（拆模后，混凝土强度须达到7.5Mpa。
）时，可进行外挂架搭设施工。
5.6.2首先将φ28的穿墙拉杆从墙外穿入预留孔内，上垫片，带上双螺母，逐次安装。
5.6.3挂上三角架，上紧双螺母将外挂架连成整体，底部连接小横杆，同时搭设立杆，安全防护拦杆（立杆底部必须与三角架小横杆连接）及剪刀撑，形成一组后，从上往下兜安全网。
位于洞口处的外挂架，需在洞口内设钢管横杆，与外挂架拉结。
5.6.4操作平台封板时要用8#铅丝与挂架绑扎牢固，封闭严密。
封板时要将吊环预留在外，以备吊装用。
5.6.5挂架分组安装完毕后，检查每个挂架穿墙拉杆螺母是否锁紧，检查组与组相交处连接钢管是否交叉（每组断开处间距为200mm并封活动板），确认无误后方可进行模板施工。
5.7外挂架提升
5.7.1架体提升方式采用分段整体提升，以组合后单段架体、护栏及架体操作平台为单元整体提升，提升机械采用塔吊；提升周期为一层一提升。
5.7.2在首层外墙砼强度符合承载设计时，可进行外挂架搭设施工。
5.7.3外挂架提升时应先将承重螺栓穿入上层预留孔内，调整好螺栓出墙距离，准备挂架；塔吊吊钩确保在挂架重心部位，避免挂架失稳倒转，缓慢提升到上层，保证几榀三脚架的螺栓孔同时挂在承重螺栓上。
5.7.4提升前先拆除相邻两段架体之间的连接杆件（单段组合架体内连接杆件、护栏、剪刀撑、脚手板不得松动），操作平台上的各种物料要清除干净。
5.7.5外挂架提升前，必须先按要求挂好吊钩，然后拆除支顶结构用杆件，最后松动承重螺栓待升。
起吊点对称设置两点，且必须设置在单元三角架上。
塔吊吊钩系牢后，先微量起吊，平衡架体自重，卸除挂钩栓上的架体荷载，然后再松动挂钩栓螺母，并认真检查挂钩栓螺母是否全部松动，确认后方可起吊。
起吊过程中吊钩垂直、平稳、缓慢起吊，另在架体两侧上、下共系四道保持架体平衡的揽风绳，起吊过程操作人员站在楼板上手拽揽风绳协调架体平衡，并辅助塔吊将架体挂到拟就位的挂钩栓上。
提升时设一道“安全绳”，确保操作人员安全，坠落范围内设警戒区专人看护。
5.7.6架体就位前挂钩栓必须装齐，每根挂钩栓配一块垫片两个螺母。
架体就位后，立即紧固螺母，螺母全部紧固后再摘塔吊吊钩。
外挂架就位时，当承重螺栓未紧固好、下部未支顶好之前，塔吊不允许脱钩
5.7.7墙体为窗洞口处，外挂架就位前必须做好洞口加固；窗洞口处用加长外挂架。
宽度小于490mm的窗间墙、距窗口边两侧240mm以内不得设置挂点。
5.7.8拆下的扣件和配件及时运至地面或相应的结构层，必要时用绳子系牢吊运，严禁高空抛掷。
5.7.9架体使用前再认真检查架体内连接杆件是否松动，并用短钢管将相邻的架体连接成整体。
从下层架体挂钩栓螺母松动开始至上层架体挂钩栓螺母紧固完毕，整个架体提升过程中，架体上操作人员必须系安全带，安全带必须与工程结构（如剪力墙钢筋）系牢。
在提升过程中外挂架上严禁站人。
5.7.10严格控制各组挂架的同步性，不能同步时必须在挂架及楼层设置防护栏杆、挂安全网封闭。
5.7.11外挂架提升前必须进行安全技术交底。
5.8搭设标准
5.8.1立杆垂直偏差：
纵向偏差≤H/400，且≤100mm；横向偏差≤H/600，且≤50mm；
5.8.2纵向水平杆水平偏差应不大于总长度的1/300，且≤20mm；横向水平杆偏差≤10mm。
5.8.3脚手架的步距、立杆横距偏差≤20mm；立杆纵距偏差≤50mm。
5.8.4与结构连接数量、位置要正确，连接牢固、无松动现象。
6使用要求
6.1脚手架搭好后，由工长组织，经安全、技术部门验收合格后使用；每提升一层挂架后应有安全人员验收合格后方能使用。
6.2在主体结构施工时，外挂架为操作人员提供操作面、通行、安全防护和外墙外侧大钢模支撑腿使用，禁止堆放其他材料和施工机具（如脚手管、模板、跳板、焊机、泵管等），浇筑砼时避免过大的砼冲击及过快的浇筑速度和较大振捣力。
6.3挂架安装过程中，当螺栓未与挂架固定好时，吊索不允许脱钩。
挂架起吊时，未挂好钓钩前，不允许松动挂架螺栓；螺栓未松前，不得起吊。
6.4窗洞口未进行加固处理前，不得安装挂架，挂架未吊走前，不得拆除洞口下加固设施。
6.5施工人员不得在架子上集中停立或跑跳嬉闹、攀登架子上下。
6.6架子经验收投入使用后，任何人不得擅自拆改，确因施工需要改动时，应经施工负责人批准，架子工负责操作。
6.7动力线和照明线不得直接搭在架子上，应设木支架。
6.8五级以上大风、大雾、大雨和大雪天气应暂停在架子上作业。
6.9使用过程中随时检查，发现问题及时解决。
7安全防护
7.1建筑物楼层临边四周无围护结构时，必须设高1.2m的两道防护栏杆、满挂安全。
7.2利用操作层楼梯通行，顶板施工时，楼梯周边应作好防护；楼梯段边设不低于1.2m高护拦，满挂立网封闭，管井设水平安全网封严。
7.3高处作业防护
7.3.1在二层开始设3m宽水平挑网，四层一挑，并且建筑立面加强防护。
7.3.2挂架外侧和下口均用安全网按要求封严，与结构外墙不留缝隙。
7.3.3建筑外立面门窗洞口均设1.2m高防护栏杆。
7.3.4所有外侧模板拆除必须在有防护架时方可作业，并且在外架拆除前将所有模板及支撑拆除干净。
7.3.5阳台处采用局部悬挑防护，利用顶板模板支撑挑出墙外60cm，此处局部顶板模板支撑必须与外架同步拆除；拆除后设置1.2m高防护栏杆。
7.4建筑物出入口应搭设长6m、宽于出入通道两侧各1m的防护棚，防护棚顶应满铺5cm厚的脚手板，非出入口和通道两侧必须封严。
7.5作业使用的高凳应牢固，两凳之间间距不得大于2m，跳板铺设不得有探头板、单跳板，高处作业严禁抛掷物料。
8安全文明施工措施
8.1工人入场要进行安全教育，施工前工长要做好书面安全技术交底。
8.2施工人员由专业工种培训考核合格后持证上岗，非专业人员不得搭设。
操作人员要服从领导和安全检查人员的指挥，工作时要思想集中，坚守岗位。
8.3工作人员进入施工现场，按照作业要求正确穿戴好个人防护用品，戴好安全帽，高空作业不得穿硬底易滑鞋，在无防护设施的高空必须系安全带，并系在牢固可靠之处。
8.4施工人员严格执行操作规程，按方案、交底搭设，不得违章作业、违章指挥。
8.5脚手架所用材料搭设前应检查验收，合格后方可使用。
8.6搭设时，扣件拧紧程度要适当，有变形的杆件和不合格的扣件（有裂纹、尺寸不合格、扣接不紧等）禁止使用。
8.7随时校正杆件垂直和水平偏差，避免偏差过大。
8.8没有完成的脚手架，每日收工时，一定要确保架子稳定，必要时加设临时固定支撑，以免发生意外。
8.9搭设时应注意杆件的搭设顺序，及时与结构拉接，以确保搭设过程安全。
8.10架子每搭好一施工段时，工长应及时组织安全人员检查，验收合格后方可投入使用。
8.11架子一经验收投入使用后，严禁擅自更改。
8.12项目部成立安全检查小组，除经常进行安全生产检查外，还要组织定期检查，及时发现隐患，及时整改。
8.13架子验收检查时，与结构连接杆、悬挑支撑固定、插口部分重点检查。
8.14架子拆除严格按拆除要求顺序进行，在拆除的同时相应设水平安全网和外防护的部位应提前架设固定完毕。
9外挂架设计计算书
已知条件：
外挂架宽度按1.35m计算，外挂架最大间距按1.2m计算，挂钩螺栓采用Φ28圆钢，外挂架材料为Φ48*3.5钢管和10#槽钢。
9.1参数信息
1、基本参数
三角架纵向间距la为：
1.20m；三角架宽度l为：
1.35m；外防护架搭设高度：
8.00m；立杆步距：
1.20m；立杆纵距：
1.20m；三角架高度h：
2.20m；
2、材料参数
三角架的横杆采用钢管，材料为Ф48×3.5，斜杆采用钢管，材料为Ф48×3.5，腹杆采用钢管，材料为Ф48×3.5。
附墙竖杆采用10#槽钢。
3、荷载参数
本外架使用过程中，三角架的自重荷载为4.000kN，安全网自重为0.005kN/m2，脚手板采用木脚手板，自重为0.350kN/m2，大模板荷载为1.500kN/m2，施工均布荷载为1.000kN/m2。
立面图
9.2外挂架计算
外防护架计算，以单榀三角架为计算单元，将挂架视为桁架，视各杆件之间的节点为铰接点，各杆件只承受轴力作用。
计算时将作用在挂架上的所有荷载转化为作用在节点上的集中力，进行计算。
1、荷载计算
（1）操作人员荷载q1=1.000kN/m2；
（2）外防护架自重
每米立杆的自重为0.158，每一开间内的立杆排数由la/b=1.20/1.20=1.000，得到立杆排数为2；
外防护架自重为q2=2×8.00×0.158/（1.20×1.35）=1.561kN/m2；
（3）安全网自重q3=1.20×8.00×0.005/（1.20×1.35）=0.030kN/m2；
（4）脚手板自重q4=0.350kN/m2；
（5）钢模板传递过来的荷载q5=1.500kN/m2；
（6）每榀三角架自重q6=4.000kN
总荷载为q=1.2×（q2+q3+q4+q5+q6）+1.4×q1=10.329kN/m2；
2、计算简图
计算时考虑两种情况
第一种情况：
挂架上的荷载为均匀分布，化为节点集中荷载，则为：
P1+P2=q×l×la/2=（10.329×1.35×1.20）/2=8.367kN；
第二种情况：
荷载的分布偏于外挂架外侧时，单位面积上的荷载化为节点集中荷载，P1=P2=q×l×la/2=（10.329×1.35×1.20）/2=8.367kN；
3、杆件内力计算
其中，第二种情况为最不利的情况，以该情况下的杆件内力进行强度校核。
计算过程及结果如下：
（1）挂架的支座反力
RAV=P1+P2=16.734kN，
RAH=RBH=[P1×l+P2×l2]/h=[8.367×1.350+8.367×0.850]/2.200=8.367kN；
（2）各杆件的轴向力计算，用截面法，求出桁架中各杆件的轴向力。
根据桁架各杆件的几何关系可知：
θ=arctg（H/l）=58.5°，α=arctg（（l1/l2）×tgθ）=43.8°；
S1=S2=P×ctgθ=5.134kN（拉杆）；
S3=-P/sinθ=-9.816kN（压杆）；
S4=-P=-8.367kN（压杆）；
S5=-RBH/cosθ=-15.997kN（压杆）；
S6=（RAH-S2）/cosα=4.478kN（拉杆）；
S7=RBH×tanθ=13.635kN（拉杆）；
（3）截面强度验算
对于①、②杆件，杆件承受拉力，S1=S2=5.134kN，采用的材料是钢管，截面为Ф48×3.5，截面面积为A=4.89cm2。
考虑到杆件之间连接的焊缝有一定的偏心，其容许内力乘以0.95的折减系数。
σ=S1/A=5134.148/489.00=10.499N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
①、②杆件材料的强度能够满足要求。
对于⑥杆件，杆件承受拉力，S6=4.478kN，采用的材料是钢管，截面为Ф48×3.5截面面积为A=4.89cm2。
σ=S6/A=4477.984/489.00=9.157N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
⑥杆件材料的强度能够满足要求。
杆件的计算长度为：
l0=l2/cosα=0.85×1000/cos43.79°=1177.46mm，
回转半径为i=1.58cm。
材料的长细比为：
λ=l0/i=75<[λ]=400（GB20017-2003，P57）。
⑥杆件材料的长细比方面能够满足要求。
对于⑦杆件，杆件承受拉力，S7=13.635kN，采用的材料是双槽钢，截面为10号槽钢，截面面积为A=25.48cm2。
⑦杆件材料的受拉应力σ=S7/A=13634.720/2548.00=5.351N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
⑦杆件材料的强度能够满足要求。
杆件的计算长度为：
l0=h=2.20×1000=2200.00mm，
回转半径为i=3.95cm，
材料的长细比λ=l0/i=30<[λ]=400（GB20017-2003，P57）。
⑦杆件材料的长细比方面能够满足要求。
对于③、⑤杆件，杆件承受压力，其最大内力S3=-9.816kN，S5=-15.997kN，采用的材料是钢管，截面为Ф48×3.5，截面面积为A=4.89cm2。
根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003），该杆件在平面外的计算长度为：
l0=h/sinθ×（0.75+0.25×9.816×1000/（15.997×1000））=2.20×1000/sin（58.5°）×（0.75+0.25×9.816×1000/（15.997×1000））=2331.863mm，
回转半径为i=1.58cm，
杆件材料的长细比λ=l0/i=148<[λ]=150（GB20017-2003，P57）。
查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录C表C-2，
得φ=0.32，
σ=16/（φ×A）=103.854N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
故③、⑤杆件在强度和容许长细比方面均满足要求。
对于④杆件，杆件承受压力，S4=-8.367kN，采用的材料是钢管，截面为Ф48×3.5，截面面积为A=4.89cm2,
杆件的计算长度为：
l0=l1×tgθ=0.50×1000×tan58.47°=814.81mm，
回转半径为i=1.58cm，
材料的长细比λ=l0/i=52<[λ]=150（GB20017-2003，P57）。
查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录C表C-2，得φ=0.847。
σ=S4/（φA）=20.201N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
故④杆件在强度和容许长细比方面均满足要求。
4、焊缝强度验算
取腹杆中内力最大的杆件s7进行计算，s7=13.635kN，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）表3.4.1-3，焊缝的轴心拉力或压力应满足以下条件
σ=N/（lw×t'）≤ffw
其中：
N--杆件内力值，N=s7=13.635kN；
lw--焊缝的长度，
ffw--角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值，取为160N/mm2，
t'--焊缝的有效厚度。
t'=0.7×t=7.000mm。
σ=13.635×1000/（40.00×7.00）=48.695N/mm2<160N/mm2。
所以焊缝的强度满足要求。
5、支座强度验算
（1）支座A采用Ф28挂架螺栓，挂架螺栓面积为
A=πd2/4
A=πd2/4=615.752mm2，
对挂架螺栓受拉验算：
RAH=8.367kN，Ntb=170.000kN，
Nt=RAH/A=8366.760/615.75=13.588N/mm2<170.000N/mm2；
螺栓的受拉应力满足要求。
对挂架螺栓受剪验算：
RAV=16.734kN，Nvb=140.000kN，
Nv=RAv/A=16733.520/615.75=27.176N/mm2<140.000N/mm2；
螺栓的受剪应力满足要求。
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