悬挑水平防护方案建筑土木工程科技专业资料.docx
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悬挑水平防护方案建筑土木工程科技专业资料
延安市中医医院迁址新建项目
悬挑水平防护施工方案
编写：
审核：
批准：
中国水电建设集团十五工程局有限公司
延安中医院项目部
2016年4月
悬挑水平防护施工方案
一、编制说明及依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
2、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2011）
3、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）
4、《钢结构设计规范》（GB50017—2014）
5、施工图纸、本工程施工组织设计
6、《建筑施工脚手架实用手册》
7、《建筑施工手册》
8、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
9、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
10、《建筑施工计算手册》
二、工程概况
建筑物抗震本工程结构安全等级为二级，建筑耐火等级为地上一级，基地基础设计等级为丙级。
建筑物抗震等级为四级抗震；本工程位于延安新区北区，总建筑面积115600㎡。
主要建筑物：
一期门诊综合楼：
地下一层，地上十六层，建筑高度67.2m，框架结构及框剪结构。
三、施工方案简介
考虑到施工安全，在主楼六层设置硬防护一道。
防护采用Ф48×3.5架管，作为主桁架，靠近主楼部位，通过二次成孔连接固定，钢管伸入主楼楼地面内，并在主楼该层地板固定，以锁定钢管。
外端通过6*19号钢丝绳悬吊形成，主桁架上铺密目网、安全网架板各一道。
防护每块4m*4m。
四、施工准备
1、技术交底
方案审批通过后，根据施工方案结合监理批复的文件精神，及时组织技术干部及相关人员进行技术交底。
在领会技术方案及有关要求的基础上进行下一步施工项目部根据实际需要每栋楼安排一个安全员，另设有一个专业的水平防护外架搭设班组，并组织了具有专业技能操作的技术工人（并持有上岗证）。
在搭设之前，由项目部技术人及安全员分别对操作人员进行安全教育学习和技术交底后才能上岗作业。
2、材料计划准备
序号
名称
数量（每栋楼）
备注
1
钢管
200m
2
扣件
180个
3
钢丝绳
60根
4
架板
200块
5
密目网
180㎡
6
卡子
480个
7
安全网
180㎡
按上表做好材料的采购计划，根据工程进度的需要逐一进场。
五、施工过程
1、施工顺序：
楼地面打孔→安装水平钢管组成桁架→安装钢丝绳悬吊→检查验收
2、具体施工过程
防护施工时首先在打孔安装钢管以固定主梁，螺栓间距1.5m。
并根据不同区域提前制做主桁架，主桁架采用φ48钢管，间距1.5m，主桁架钢管每个十字交叉部位均采用扣件进行连接固定，不允许出现跳绑。
在钢管桁架上部铺设密目网一道，安全防护网，架板一道，并提前在外部每隔4m用6*19钢丝绳绑扎到位。
主桁架制作完成后使用塔吊进行吊装，当主桁架到达指定高度时，先用固定水平钢管，再将提前绑扎的钢丝绳从主楼的预留洞口穿过且进行固定，钢丝绳与墙面夹角为45—60度。
六、重点及难点
（1）由于本工程属高层建筑，为防止高空物品斜抛至地面：
水平护架采用φ48×3.5钢管搭设，由于悬挑跨度较大，悬挑为4m，因此在编制施工方案时考虑到整体的稳定性和牢固性。
该水平防护架搭设的悬挑跨度较大，在搭设过程中，重点注意搭设的先后施工顺序，不能将所搭设的材料集中堆放在一处，应堆放在该搭设的楼面上，以免荷载过大，导致防护架跨塌，发生安全事故。
（2）防护主桁架需提前地面制作在用塔吊吊装，在吊装过程中，塔吊指挥与安装人员相互配合，并有安全员进行全程监督。
七、施工要求：
主桁架所用的材质要符合质量要求，对于主桁架的观测，随搭设随观测，发现异常及时用钢管加撑固定。
水平防护架的搭设必须由专人监督和负责，确保水平防护架搭设合格，在搭设水平防护架时设专人看护，架子下边及场地附近不得有人以免坠物伤人。
水平防护架的搭设必须符合扣件水平防护架搭设规范
根据施工方案要求，准备好各种材料吊运到所搭设的该层楼面，对吊绳进行下料，固定好悬挑端，将钢绳的另一端穿入孔内固定，同时固定钢管另一端，将所有受力点固定牢固后，开始搭水平钢管架网，从内向外搭设，搭设完成后校正防护架平整度，所有防护架搭完成后，组织有关单位验收。
八、悬挑水平防护架设计及计算
悬挑防护棚计算书
一、基本参数
悬挑防护棚类型
单层悬挑防护棚
防护栏高度h1（m）
0.3
悬挑防护棚悬挑长度A（m）
4
悬挑防护棚宽度B（m）
4
悬挑防护棚的水平倾斜角度a°
5
主梁间距La（m）
1.5
纵向次梁间距Lb（m）
0.5
主梁之间添加横向次梁的根数n
2
内侧纵向次梁离主梁与主体锚固点距离a（m）
0.5
二、撑拉杆件参数
支撑序号
支撑方式
材料选择
Ln（m）:
支撑杆件在主梁上锚固点到主梁锚固点处直线长度
Sn（m）:
支撑杆件在外墙锚固点到主梁锚固点处竖直距离
是否参与计算
1
上拉
钢丝绳
2
3.9
是
2
上拉
钢管
3.5
3.9
是
搭设示意图：
侧立面示意图
平面图
三、荷载参数
防护层内材料类型
木脚手板
防护层内材料自重标准值gk1（kN/m2）
0.3
栏杆与挡脚板类型
栏杆、木脚手板挡板
栏杆与挡脚板自重标值gk2（kN/m）
0.17
安全网自重gk3（kN/m2）
0.01
冲击荷载pk（kN）
1
次梁自重gk4（kN/m）
0.0384
主梁自重gk5（kN/m）
0.0768
四、次梁验算
次梁材料
钢管
次梁钢管型号
Ф48×3.5
截面面积A（cm2）
4.89
截面惯性矩Ix（cm4）
12.19
截面抵抗矩Wx（cm3）
5.08
抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
回转半径i（mm）
15.8
弹性模量E（N/mm2）
206000
次梁计算方式
三等跨连续梁
Lc为主梁之间添加的横向次梁的间距，Lc=La/（n+1）=1.5/（2+1）=0.5m
计算简图：
计算抗弯：
M=0.466kN.m
计算抗剪：
V=1.078kN
计算挠度：
ν=2.28mm
计算简图：
计算抗弯：
M=0.383kN.m
计算抗剪：
V=0.897kN
计算挠度：
ν=1.566mm
承载能力极限状态：
q=1.2×（gk1+gk3）×Lb+1.2×gk4=1.2×（0.3+0.01）×0.5+1.2×0.0384=0.232kN/m
横向次梁的集中力：
R=1.2×Lb×gk4=1.2×0.5×0.0384=0.023kN
Pk=1.4pk=1.4×1=1.4kN
正常使用极限状态：
q'=（gk1+gk3）×Lb+gk4=（0.3+0.01）×0.5+0.0384=0.193kN/m
横向次梁的集中力：
R'=Lb×gk4=0.5×0.0384=0.0192kN
Pk'=1kN
1.抗弯验算
Mmax=Max（0.466，0.383）=0.466kN.m
σ=Mmax/WX=0.466×106/（5.08×103）=91.742N/mm2≤[f]=205N/mm2
次梁强度满足！
2.挠度验算
νmax=Max（2.28，1.566）=2.28mm≤[ν]=La/400=1500/400=3.75mm
次梁挠度满足要求！
3.支座反力计算
极限状态下支座反力：
R次梁=Rmax=Max（1.45，1.24）=1.45kN
正常使用状态下支座反力：
R'次梁=R'max=Max（1.087，0.937）=1.087kN
五、主梁验算
主梁材料
双钢管
主梁钢管型号
Ф48×3.5
截面面积A（cm2）
9.78
截面惯性矩Ix（cm4）
24.38
截面抵抗矩Wx（cm3）
10.16
抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
回转半径i（mm）
31.6
弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁与主体结构的连接方式
双扣件
扣件的抗滑移折减系数
1
计算简图：
计算抗弯：
M=1.009kN.m
计算抗剪：
V=2.74kN
计算挠度：
ν=5.295mm
承载能力极限状态：
qx=1.2×q×sinα=1.2×gk5×sin5=1.2×0.0768×0.0872=0.008kN/m
qy=1.2×q×cosα=1.2×gk5×cos5=1.2×0.0768×0.9962=0.0918kN/m
Rx=R次梁×sinα=1.45×0.0872=0.1264kN
Ry=R次梁×cosα=1.45×0.9962=1.4444kN
正常使用极限状态：
q'x=q×sinα=gk5×sin5=0.0768×0.0872=0.0067kN/m
q'y=q×cosα=gk5×cos5=0.0768×0.9962=0.0765kN/m
R'x=R'次梁×sinα=1.087×0.0872=0.0947kN
R'y=R'次梁×cosα=1.087×0.9962=1.0824kN
1.抗弯验算
Mmax=1.009kN.m
σ=Mmax/WX=1.009×106/（10.16×103）=99.356N/mm2≤[f]=205N/mm2
主梁抗弯度满足！
2.挠度验算
νmax=5.295mm≤[ν]=A/400=9780/400=24.45mm
主梁挠度满足要求！
3.支座反力计算
R0=1.778kN
R1=5.849kN
R2=4.296kN
上拉部分：
第1道上拉：
F1=R1/（sin（α+arctan（（S1-L1×sinα）/（L1×cosα））））=5.849/（sin（5+arctan（（3.9-2×sin5）/（2×cos5））））=6.361kN
第2道上拉：
F2=R2/（sin（α+arctan（（S2-L2×sinα）/（L2×cosα））））=4.296/（sin（5+arctan（（3.9-3.5×sin5）/（3.5×cos5））））=5.538kN
4.主梁稳定性验算
Nmax=qx×A+Rx（（A-a）/Lb+1）+（F12-R12）0.5+（F22-R22）0.5=0.008×4+0.1264×（（4-0.5）/0.5+1）+（6.3612-5.8492）0.5+（5.5382-4.2962）0.5=7.037kN
λx=L1/i=2000/31.6=63.291
查《规范》表A得，φ=0.806
σ=N/（φA）=7036.836/（0.806×9.78×102）=8.927N/mm2≤[f]=205N/mm2
主梁稳定性满足要求！
六、主梁与主体结构连接点强度计算
扣件抗滑承载力验算：
Nmax=qx×A+Rx（（A-a）/Lb+1）+（F12-R12）0.5+（F22-R22）0.5=0.008×4+0.1264×（（4-0.5）/0.5+1）+（6.3612-5.8492）0.5+（5.5382-4.2962）0.5=7.037kN
主梁钢管扣件抗滑移Nmax=7.037kN≤1×12=12kN
主梁与主体结构预埋钢管扣件抗滑移计算：
N1max=R0×cosα+Nmax×sinα=1.778×cos5+7.037×sin5=2.384kN≤Rc=1×12=12kN
主梁扣件抗滑承载力满足要求！
七、拉撑绳杆承载力计算
1.上拉杆件为钢丝绳
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）
1550
钢丝绳直径（mm）
17
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
9
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T（kN）
15.19
钢丝绳绳夹数量[n]
3
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de（mm）
12
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
170
主梁拉环直径d（mm）
20
焊缝厚度he（mm）
10
焊缝长度lw（mm）
100
角焊缝强度设计值ftw（N/mm2）
160
钢丝绳节点
钢丝绳的最大轴向拉力NS=Max[F1]=6.361kN
查表得，钢丝绳破断拉力总和：
Fg=167.5kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×167.5/9=15.819kN≥NS=6.361kN
符合要求！
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×15.819/（2×15.19）=1个≤[n]=3个
符合要求！
花篮螺栓验算：
σ=[Fg]/（π×de2/4）=15.819×103/（π×122/4）=139.875N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求！
拉环验算：
σ=[Fg]/（2A）=2[Fg]/πd2=2×15.819×103/（π×202）=25.177N/mm2≤[f]=65N/mm2
注：
[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2
符合要求！
角焊缝验算：
τf=NS/（he×lw）=6.361×103/（10×100）=6.361N/mm2≤ftw=160N/mm2
符合要求！
2.上拉杆件为钢管
上拉杆截面类型
Ф48×3.5
上拉杆截面积A（cm2）
4.89
上拉杆截面惯性矩I（cm4）
12.19
上拉杆截面抵抗矩W（cm3）
5.08
上拉杆材料抗拉强度设计值f（N/mm2）
205
上拉杆件弹性模量E（N/mm2）
206000
焊缝厚度he（mm）
15
焊缝长度lw（mm）
120
角焊缝强度设计值ftw（N/mm2）
160
对接焊缝抗拉强度设计值ftw（N/mm2）
185
上拉杆件的最大轴向拉力NS=Max[F2]=5.538kN
轴心受拉稳定性计算：
σ=NS/A=5.538×103/489=11.325N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求！
钢管扣件抗滑移NS=5.538kN≤1×12=12kN
扣件抗滑承载力满足要求！
角焊缝验算：
τf=NS/（he×lw）=5.538×103/（15×120）=3.077N/mm2≤ftw=160N/mm2
符合要求！
对接焊缝验算：
σ=NS/（lwt）=5.538×103/A=5.538×103/489=11.325N/mm2≤ftw=185N/mm2
符合要求！
九、悬挑水平防护架拆除
1、拆除准备：
进行水平防护架拆除安全技术交底，交底双方在交底书上签字，并由安全员保留一份。
为保证拆除中的稳定性和安全，拆除前检查扣件、连墙件、支撑体系等是否符合安全要求并清除水平防护架上的渣子；应根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施，经主管部门批准后方可实施；外水平防护架拆除程序与安装程序相反，拆除时，先将水平防护架、板逐一传递至楼层或转料平台上，再按步骤拆除，拆除时严禁乱丢及高空坠物。
2、拆除顺序及要求：
拆除作业必须由上而下进行、有远到近进行拆除，严禁上下同时作业；
防护拆除时，用塔吊将主桁架进行连接固定，固定完成后，再将钢丝绳逐一放松，最后拆除固定在螺栓上的钢管。
人工配合塔吊将已拆除的主桁架移至指定区域。
硬防护拆架的程序应遵循先搭后拆，由外向内的原则，即先拆围护栏、竹胶板、密目安全网，后拆除钢管水平网架，钢丝绳等，并按“一步一清”的原则依次进行。
先将防护架上的建筑垃圾及杂物清理掉，但严禁向下抛洒。
集中运送至地面并即时清运出场。
拆除扣件时要注意防止杆件坠落的措施。
3、拆除安全措施：
拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。
传送的过程中，要轻拿轻放，当心碰到建筑物的护角和窗户。
拆下的材料要徐徐下运，严禁抛掷，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。
拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，派专人看守，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。
拆架时有专人指挥，参与拆除的人员要持证上岗，注意动作的配合和协调。
拆架的高处作业人员应戴安全帽，系安全带，软底防滑鞋。
在拆除过程中，中途不换人，不准单人拆除较重杆件等有危险的构配件；如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。
严禁上下同时进行拆架作业，拆架时严禁碰撞附近电源线以防触电事故。
十、安全注意事项
1、搭设人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
2、构配件质量与搭设质量，应按规定验收合格后方准使用。
3、不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土等到固定在水平防护架上；严禁悬挂设备。
4、当有六级及六级以上大风和雾、雨雪天气时应停止水平防护架搭设与拆除作业。
5、水平防护架使用过程中，应定期检查杆件的设置的连接，安全防护措施是否符合要求。
6、搭拆水平防护架时，地面应设围栏和警戒标志，并人看守，严禁非操作人派专员入内。
十一、安全技术措施
1、操作人员必须持有上岗证。
2、操作人员进场后必须进行安全教育学习和安全技术交底。
3、搭设水平防护架时，必须戴安全帽、系好安全带。
4、各构配件严禁往下抛掷至地面。
5、在使用期间，严禁拆除各种配件。
6、不得在水平防护架上堆放材料设备及建筑垃圾。
7、搭设水平防护架时，地面设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。
8、操作人员必须穿防滑鞋。
9、当有六级以上大风和雾天雨天天气时应停止搭设。
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