落地操作平台施工方案设计新颖.docx
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落地操作平台施工方案设计新颖
落地操作平台施工方案
一、工程概况
1.1工程总体概况
1.1.1建筑名称:
新建成都至绵阳至乐山铁路客运专线新都东站站房工程;
1.1.2建设地点:
四川省成都市新都镇;
1.1.3建设单位:
成绵乐铁路客运专线有限责任公司;
1.1.4监理单位:
成都大西南铁路监理有限公司;
1.1.5施工单位:
中铁建工集团有限公司;
1.1.6本站房形式为线侧下式,站房总建筑面积为2489.50平方米,其中地上建筑面积为2465.72平方米,地下建筑面积为23.78平方米,建筑层数:
一层(局部地下室),框架结构顶板标高为5.300m、6.300m、6.600m,建筑总高度为17.450米。
建筑抗震设防类别乙类,建筑耐久年限:
50年,建筑耐火等级为二级,屋面防水等级为Ⅱ级,地下室及地下通道防水等级为Ⅱ级,站房防雷等级为二级;
1.1.7结构形式:
现浇钢筋混凝土框架结构,候车厅屋盖为正放四角锥螺栓球网架,站房基础为承台基础。
1.2设计概况
序号
项目
内容
1
建筑功能
铁路站房
2
建筑面积
总建筑面积
2489.50m2
地下建筑面积
23.78m2
地上建筑面积
2465.72m2
局部地下(m)
13.6
1层(m)
5.3、6.3、6.6、17.45(大厅网架结构)
檐口高度(m)
19.05
基坑深度(m)
-4.7、-6.6、-6.45等
3
结构形式
基础
柱下独立承台基础(局部桩基础)
主体
现浇钢筋混凝土框架、球形网架结构
4
结构建筑尺寸
内墙(mm)
200
外墙(mm)
200
柱(mm*mm)
600*600、600*700、600*800、800*800、
900*1000、1000*1200
梁(mm*mm)
250*300、300*500、300*600、300*650、
300*700、350*700、450*900、450*1000、
600*1600等
楼板(mm)
110、100
5
装修做法
外墙
玻璃幕墙、干挂石材
内墙
干挂玻化砖墙面、浅色系釉面砖墙面、
乳白色乳胶漆墙面、乳白色无机涂料墙面
1.3操作平台基本概况
由于主体站房铝条板吊顶造型为弧形的造型,且中间吊顶最高处标高14.5m,因此,使用移动的脚手架平台极为不安全。
本工程采用搭设落地式脚手架操作平台,长×宽=27m×8m,操作平台搭设高度为12.5m。
采用落地式脚手架扣件式钢管(Φ48×3.5)进行搭设。
二、使用材料及质量要求
1、材料:
Ф48×3.5钢管、直角扣件、旋转扣件、对接扣件等。
2、质量要求;以上材料必须是符合JGJ130-2011(规范)质量要求的合格产品。
3、立杆采用单立管,纵向间距为1.8m,横向间距为1.8m;大小横杆步距为1.8m;横杆与立杆采用单扣件方式连接。
平台小横杆间距900mm。
4、剪刀撑:
每道剪刀撑斜杆与地面角度45°-60°之间,顺沿外侧立面整个长度和高度上连续设置,使用Ф48×3.5钢管,每道剪刀撑满宽设置。
剪刀撑搭设随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。
5、平台搭设:
作业层上满铺30mm厚木跳板(本工程需要分块区域施工,因此在操作层上只是局部满铺木跳板)。
6、操作平台四周栏杆上设置符合规范的密目网。
三、落地式脚手架操作平台基础
底座、垫板均应准确地放在每条立杆管内定位线上,且必须铺放平稳,不得悬空;立杆支承在地基时垫板采用200×50mm木跳板,不能漏设以确保满足承载力要求。
四、搭设要求
1、主立杆:
立杆选用无严重锈蚀,无弯曲变形的钢管。
柱驳口应交错,不得全部同一平面。
主柱的接长,先在已装的立柱顶装上对接口,在将后装的立柱套上摆正,然后上紧螺栓或者采用搭接连接的方式。
2、大横杆应选用无弯曲变形钢管。
用直角扣将大横杆与纵向排列的立柱连接,扣接要稳固、平直与立柱成900。
3、纵杆应选用无弯曲变形钢管。
纵杆两端用直角扣分别成900。
平台面满铺木跳板。
4、剪刀撑与立柱交点连接采用回转扣,不得支撑在非受力点处。
5、为保证施工人员施工安全,防止高空坠物伤人,在平台层设置围护栏杆。
采用1200mm高Ф48×3.5钢管架满挂密目安全网。
五、安全措施
1、向作业班组和工人进行施工技术交底。
2、作业工人必须持证上岗。
3、所用材料必须经检验合格,并达到安全技术规范要求。
4、搭设时班组做好自检,质安员进行专检和记录。
成型后,项目部进行自检复检。
(1)搭设完成后,必须报经有关部门验收。
经验收合格后,方可投入使用。
(2)检查平台外包密目安全网、围护栏杆和安全隔离设施是否受损,确保这些设施完整、牢固,能正常发挥安全作用。
(3)检查平台的荷载使用情况,限制在不超1.1kN/㎡使用荷载,并逐日清除平台的杂物垃圾。
六、稳定验算
落地式脚手架操作平台的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。
落地式脚手架操作平台搭设高度计算按12.5米,搭设尺寸为:
立杆的纵距b=1.80米,立杆的横距l=1.80米,立杆的步距h=1.80米。
钢管的强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=2.06X105N/㎜2,
截面模量W=5.08X103㎜3,惯性矩I=12.19X104㎜4。
平台支撑架立面简图平台支撑架立杆稳定性荷载计算单元
纵向钢管计算简图
6.1参数信息
1.基本参数
立杆横向间距或排距la(m):
1.80,立杆步距h(m):
1.80;
立杆纵向间距lb(m):
1.80,平台支架计算高度H(m):
12.00;
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):
0.10,平台底钢管间距离(mm):
900.00;
钢管类型(mm):
Φ48×3.5,扣件连接方式:
单扣件,取扣件抗滑承载力系数:
0.80;
2.荷载参数
脚手板自重(kN/m2):
0.300;
栏杆自重(kN/m):
0.150;
材料堆放最大荷载(kN/m2):
1.000;
施工均布荷载(kN/m2):
0.100;
3.地基参数
地基土类型:
岩石;地基承载力标准值(kpa):
150.00;
立杆基础底面面积(m2):
0.25;地基承载力调整系数:
1.00。
6.2纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面几何参数为
截面抵抗矩W=5.08cm3;
截面惯性矩I=12.19cm4;
纵向钢管计算简图
1.荷载的计算:
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m):
q11=0.15+0.3×0.9=0.42kN/m;
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q12=1×0.9=0.9kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):
p1=0.1×0.9=0.09kN/m
2.强度验算:
依照《规范》5.2.4规定,纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和;
最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
均布恒载:
q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.42+1.2×0.9=1.584kN/m;
均布活载:
q2=1.4×0.09=0.126kN/m;
最大弯距Mmax=0.1×1.584×1.82+0.117×0.126×1.82=0.561kN.m;
最大支座力N=1.1×1.584×1.8+1.2×0.126×1.8=3.408kN;
最大应力σ=Mmax/W=0.561×106/(5080)=110.429N/mm2;
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
纵向钢管的计算应力110.429N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205N/mm2,满足要求!
3.挠度验算:
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:
均布恒载:
q=q11+q12=1.32kN/m;
均布活载:
p=0.09kN/m;
V=(0.677×1.32+0.990×0.09)×18004/(100×2.06×105×121900)=4.108mm;
纵向钢管的最大挠度为4.108mm小于纵向钢管的最大容许挠度1800/150与10mm,满足要求!
6.3横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力,P=3.03kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑计算变形图mm
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=1.004kN.m;
最大变形Vmax=6.319mm;
最大支座力Qmax=6.054kN;
最大应力σ=197.654N/mm2;
横向钢管的计算应力197.654N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为6.319mm小于支撑钢管的最大容许挠度1600/150与10mm,满足要求!
6.4扣件抗滑移的计算:
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。
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN;
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=7.328kN;
R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
6.5模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.134×12=1.604kN;
(2)栏杆的自重(kN):
NG2=0.15×1.8=0.27kN;
(3)脚手板自重(kN):
NG3=0.3×1.8×1.8=0.972kN;
(4)堆放荷载(kN):
NG4=1×1.8×1.8=3.24kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.086kN;
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=0.1×1.8×1.8=0.324kN;
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.086+1.4×0.324=7.757kN;
6.6立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=7.757kN;
φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ-------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1μh
(1)
l0=h+2a
(2)
k1----计算长度附加系数,取值为0.985;
μ----计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;μ=1.8;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.1m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度L0=k1μh=0.985×1.8×1.8=3.191m;
杆件长细比超过JGJ130-2001第14页表5.1.9规定,lo/i=kμh/i=3191.6/15.8=202<210,满足要求!
公式
(2)的计算结果:
L0/i=2000/15.8=127;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.412;
钢管立杆受压应力计算值;σ=7757.28/(0.412×489)=38.504N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=38.504N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2--计算长度附加系数,按照表2取值1.023;
公式(3)的计算结果:
L0/i=2379.498/15.8=151;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.305;
钢管立杆受压应力计算值;σ=7757.28/(0.305×489)=52.012N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=52.012N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则容易存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
6.7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=150kpa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=150kpa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=31.03kpa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=7.76kN;
基础底面面积:
A=0.25m2。
p=31.03≤fg=150kpa。
地基承载力满足要求!
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