粉煤气化装置现场机柜间脚手架施工方案.docx
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粉煤气化装置现场机柜间脚手架施工方案
外墙脚手架专项施工方案
编制:
审核:
批准:
施工单位:
中国化****第六建设有限公司
总包单位:
航天长****程股份有限公司
报送日期:
2015年4月
目录
一、编制依据..............................................1
二、工程概况.............................................1
三、脚手架方案选择.......................................1
四、脚手架材料选择.......................................1
五、脚手架搭设流程及要求.................................1
六、脚手架搭设劳动力安排..................................4
七、脚手架的检查与验收...................................4
八、脚手架搭设安全技术措施...............................4
九、脚手架拆除安全技术措施................................5
一十、脚手架计算书..........................................5
一、编制依据
《建筑施工计算手册》中国建筑工业出版社;
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社;
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中国建筑工业出版社;
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011中国建筑工业出版社;
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中国建筑工业出版社;
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011中国建筑工业出版社;
另外参照本工程施工图纸及施工组织设计编制本施工方案。
二、工程概况
内蒙古伊泰化工120万吨/年精细化学品示范项目粉煤气化现场机柜间;工程建设地点位于内蒙古鄂尔多斯杭锦旗北30km伊泰工业园;属于框架-剪力墙结构;地上1层;建筑高度:
8.5m;总建筑面积:
1550平方米。
由航天长征化学工程股份有限公司总包,中国化学工程第六建设有限公司组织施工;
三、脚手架方案选择
本工程考虑到施工工期、质量、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、此外,脚手架的搭设,还必须符合JCJ59-99检查标准要求,要符合相关文明标准工地的有关标准。
4、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,决定采用以下脚手架方案为钢管落地式脚手架。
四、脚手架材料选择
l、钢管落地脚手架,选用外径48mm,壁厚3mm,钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯,钢管要有出厂合格证。
2、本工程钢管脚手架的搭设使用可锻铸造扣件,应符合建设部《钢管脚手扣件标准》JGJ22-85的要求,由有扣件生产许可证的生产厂家提供,不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷,扣件的规格应与钢管相匹配,以便于施工。
3、脚手架立杆、防护栏杆、踢脚杆统一漆黄色,剪力撑统一漆红白相间。
4、安全网采用密目式安全网,网目应满足2000目/100cm2,颜色为绿色,要求阻燃,使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证。
五、脚手架搭设流程及要求
落地脚手架搭设的工艺流程为:
场地平整、夯实→材料配备→定位设置通长脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。
定距定位。
根据搭设要求用尺量出内、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。
在搭设首层脚手架过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角处双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。
当脚手架操作层高出连墙件两步时,宜先立外排,后立内排。
其余按以下构造要求搭设。
1、主杆基础
本工程脚手架地基基础应在回填土完后夯实,地基承载能力能够满足外脚手架的搭设要求(具体计算数据参阅脚手架计算书)。
2、立杆间距
(1)脚手架立杆纵距1m,横距1.5m,步距1.8m;
(2)脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使钢管立杆的对接接头交错布置,高度方向相互错开500mm以上,且要求相邻接头不应在同步同跨内,以保证脚手架的整体性。
(3)立杆应设置垫木,并设置纵横方向扫地杆,连接于立脚点杆上,离底座20cm左右。
(4)立杆及纵横向水平杆构造要求:
3、大横杆、小横杆设置
(1)大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m,以便立网挂设,大横杆置于立杆里面,每侧外伸长度为150mm。
(2)外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆,两端固定在立杆,以形成空间结构整体受力。
4、剪刀撑
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;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。
5、脚手板的铺设要求
满铺层脚手板必须垂直墙面横向铺设,采用0.25*4m,厚50mm木板铺设,满铺到位,不留空位,不能满铺处必须采取有效的防护措施。
6、安全通道
(1)脚手架外侧使用合格的绿色密目式安全网封闭,张挂安全网采用12绑扎丝,且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。
(2)脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和18cm高踢脚板,顶排防护栏杆不少于2道,高度分别为0.5m和1.2m。
(3)脚手架内侧形成临边的(如遇大开间门窗洞等),在脚手架内侧设1.2m的防护栏杆和15cm高踢脚板。
(4)脚手架上门洞、出入口构造示意图
六、脚手架的劳动力安排
1、为确保工程进度的需要,同时根据本工程的结构特征和外脚手架的工程量,确定本工程外脚手架搭设人员需要15~20人,均有上岗作业证书。
2、建立由项目经理、施工员、安全员、搭设技术员组成的管理机构,外脚手架的搭设和拆除,均应有项目技术负责人的认可,方可进行施工作业,并必须配备有足够的辅助人员和必要的工具。
七、脚手架的检查与验收
1、脚手架搭设完毕,应对脚手架工程的质量进行检查,经检查合格后方可使用。
2、高度在20m及20m以下的脚手架,应由单位工程负责人组织技术安全人员进行检查验收。
3、验收时应具备下列文件:
(1)脚手架构配件的出厂合格证或质量分类合格标志;
(2)脚手架工程的施工记录及质量检查记录;
4、脚手架工程的验收,除查验有关文件外,还应按照验收规范对脚手架搭设质量进行现场检查验收,验收合格后,方可使用。
八、脚手架搭设安全技术措施
1、钢管与扣件进场前应经过检查挑选,检查合格后,方可使用。
2、脚手架必须严格依据本《施工方案》进行搭设;搭设时,技术人员必须在现场监督搭设情况,保证搭设质量达到设计要求。
3、脚手架搭设完毕,依据施工组织设计与单项作业验收表对脚手架进行验收,发现不符合要求处,必须限时或立即整改。
4、操作人员必须持有登高作业证,在架子搭设过程中做到安全文明作业,不得抛撒杂物,不得随意抛撒杂物。
5、在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看护.
6、脚手架周围必须有防止坠物伤人的防护标志。
九、脚手架拆除安全技术措施
1、拆架时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。
2、拆架程序应遵守“由上而下,先搭后拆”的原则.
3、拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣,拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆除中间扣件,然后托住中间,再解端头扣。
4、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。
一十、脚手架计算书
一)、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为9m,立杆采用单立杆;
搭设尺寸为:
立杆的横距为1.5m,立杆的纵距为1m,大小横杆的步距为1.8m;
内排架距离墙长度为0.30m;
大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2根;
采用的钢管类型为Φ48Χ3.0;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为1.00;
连墙件采用三步四跨,连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
2.000kN/m2;脚手架用途:
装修脚手架;
同时施工层数:
2层;
3.风荷载参数
本工程地处内蒙古鄂尔多斯市,基本风压0.45kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为1.00,风荷载体型系数μs为1.13;
脚手架计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):
0.1248;
脚手板自重标准值(kN/m2):
0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):
0.150;
安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;
脚手板类别:
竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:
栏杆、竹笆片脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):
0.033;
5.地基参数
地基土类型:
素填土;地基承载力标准值(kPa):
120.00;
立杆基础底面面积(m2):
0.20;地基承载力调整系数:
1.00。
二)、大横杆的计算:
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,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。
将大横杆上面的脚手板自重和施工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=0.033kN/m;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1/(2+1)=0.1kN/m;
活荷载标准值:
Q=2×1/(2+1)=0.667kN/m;
静荷载的设计值:
q1=1.2×0.033+1.2×0.1=0.16kN/m;
活荷载的设计值:
q2=1.4×0.667=0.933kN/m;
图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.16×1.52+0.10×0.933×1.52=0.239kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.16×1.52-0.117×0.933×1.52=-0.282kN.m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.239Χ106,0.282×106)/4490=62.806N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为σ=62.806N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=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:
其中:
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.033+0.1=0.133kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=0.667kN/m;
最大挠度计算值为:
ν=0.677Χ0.133Χ15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.667×15004/(100×2.06×105×107800)=1.71mm;
大横杆的最大挠度1.71mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm,满足要求!
三)、小横杆的计算:
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定,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作为小横杆集中荷载,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=0.033×1.5=0.05kN;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1×1.5/(2+1)=0.150kN;
活荷载标准值:
Q=2×1×1.5/(2+1)=1.000kN;
集中荷载的设计值:
P=1.2×(0.05+0.15)+1.4×1=1.64kN;
小横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准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=1.2×0.033×12/8=0.005kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=1.64×1/3=0.547kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.552kN.m;
最大应力计算值σ=M/W=0.552Χ106/4490=122.86N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力σ=122.86N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计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:
νqmax=5Χ0.033Χ10004/(384×2.06×105×107800)=0.02mm;
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.15+1=1.2kN;
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:
νpmax=1199.95Χ1000Χ(3Χ10002-4×10002/9)/(72×2.06×105×107800)=1.918mm;
最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.02+1.918=1.937mm;
小横杆的最大挠度为1.937mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667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1.00,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
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8.00kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
大横杆的自重标准值:
P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN;
小横杆的自重标准值:
P2=0.033×1/2=0.017kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.3×1×1.5/2=0.225kN;
活荷载标准值:
Q=2×1×1.5/2=1.5kN;
荷载的设计值:
R=1.2×(0.05+0.017+0.225)+1.4×1.5=2.45kN;
R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五)、脚手架立杆荷载计算:
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,为0.1248kN/m
NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×9.00=1.373kN;
(2)脚手板的自重标准值;采用竹笆片脚手板,标准值为0.3kN/m2
NG2=0.3×4×1.5×(1+0.3)/2=1.17kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15kN/m
NG3=0.15×4×1.5/2=0.45kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网;0.005kN/m2
NG4=0.005×1.5×9=0.068kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.06kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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=2×1×1.5×2/2=3kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
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=0.45kN/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=1;
Us--风荷载体型系数:
取值为1.13;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.45×1×1.13=0.356kN/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=1.2×3.06+1.4×3=7.873kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.06+0.85×1.4×3=7.243kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.356×1.5×
1.82/10=0.206kN.m;
六)、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值:
N=7.873kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.59cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.7;
计算长度,由公式lo=k×μΧh确定:
l0=3.534m;
长细比Lo/i=222;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到:
φ=0.148;
立杆净截面面积:
A=4.24cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=4.49cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
σ=7873/(0.148Χ424)=125.455N/mm2;
立杆稳定性计算σ=125.455N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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=7.243kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.59cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.7;
计算长度,由公式l0=kuh确定:
l0=3.534m;
长细比:
L0/i=222;
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=0.148
立杆净截面面积:
A=4.24cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=4.49cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
σ=7242.54/(0.148Χ424)+205860.123/4490=161.264N/mm2;
立杆稳定性计算σ=161.264N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
七)、最大搭设高度的计算:
按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,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=1.688kN;
活荷载标准值:
NQ=3kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.125kN/m;
Hs=[0.148×4.24×10-4×205×103-(1.2×1.688
+1.4×3)]/(1.2×0.125)=44.332m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=44.332/(1+0.001×44.332)=42.45m;
[H]=42.45和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=42.45m。
脚手架单立杆搭设高度为9m,小于[H],满足要求!
按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,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=1.688kN;
活荷载标准值:
NQ=3kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.125kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:
Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.206/(1.4×0.85)=0.173kN.m;
Hs=(0.148×4.24×10-4×205×103-(1.2×1.688+0.85×1.4×(3+0.148×4.24×100×0.173/4.49)))/(1.2×0.125)=29.327m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=29.327/(1+0.001×29.327)=28.492m;
[H]=28.492和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=28.492m。
脚手架单立杆搭设高度为9m,小于[H],满足要求!
八)、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=120kPa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=120kPa;
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=39.363kPa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=7.873kN;
基础底面面积:
A=0.2m2。
p=39.363≤fg=120kPa。
地基承载力满足要求!
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