高支撑排架专项施工方案新.docx

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高支撑排架专项施工方案新

高支撑排架专项施工方案

一、编制依据

1、《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》DG/TJ08-16-2004

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（2002版）JGJ130-2001

3、《钢管脚手架扣件》GB15831

4、《建筑结构荷载规范》GB5009

5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

6、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91

7、《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》DG/TJ08-016-2003

8、危险性较大工程安全专项方案编制及专家认证审查办法

9、关于加强钢管扣件水平模板支撑系统施工安全质量管理的通知

10、其它相关的现行国家和江苏省的规范、规程、文件等

11、相关的设计图纸

二、工程概况

工程名称：

江苏明辉化纤科技股份有限公司聚酯工程110KV变电站工程

建设单位:

江苏明辉化纤科技股份有限公司

监理单位：

南京新华泰建设工程项目管理有限公司

施工单位：

江苏荣宇建设集团有限公司

本工程位于江苏省太仓市沙溪镇归当工业区，大木桥路与百花路交叉口以北，西连百花路，南邻太仓市星盛汽车零配件制造有限公司，北为北米泾。

占地面积约231.3亩，总建筑面积为164904平方米，其中110KA变电站占地面积981平方米，建筑面积1431.78平方米。

110KA变电站工程一层局部4-12/E-G轴屋面层高14.950m-15.32m，钢筋砼模板排架搭设高度为14.71m—15.06m，板厚120mm，搭设面积216平方米，主梁截面350*600、350*700、350*800，次梁截面300*700。

二层5—12/A—E轴屋面层高最高处10.2m—10.56m，钢筋砼模板排架搭设高度9.96m—10.3m,板面厚120mm,搭设面积为308平方米，梁截面350*600、350*800、350*950,次梁截面350*500、350*700。

三、板高支撑排架计算

（一）、参数信息

1.模板支架参数

横向间距或排距（m）：

0.80；纵距（m）：

0.8；步距（m）：

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）：

0.15；模板支架搭设高度（m）：

14.71；

采用的钢管（mm）：

Φ48×3.5；板底支撑连接方式：

方木支撑；

立杆承重连接方式：

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数：

0.80；

2.荷载参数

模板与木板自重（kN/m2）：

0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）：

25.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）：

2.000；

3.材料参数

面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用方木；

面板弹性模量E（N/mm2）：

9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）：

13；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）：

1.400；木方的间隔距离（mm）：

250.000；

木方弹性模量E（N/mm2）：

9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）：

13.000；

木方的截面宽度（mm）：

50.00；木方的截面高度（mm）：

80.00；

4.楼板参数

楼板的计算厚度（mm）：

120.00；

图楼板支撑架立面简图

图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元

采用的钢管类型为

48×3.5。

（二）、模板面板计算

一、板面的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

模板面板的按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=25.000×0.120×0.800+0.250×0.800=4.280kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+2.000）×0.800=3.200kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=80.00×1.80×1.80/6=43.20cm3；

I=80.00×1.80×1.80×1.80/12=38.88cm4；

（1）抗弯强度计算

f=M/W<[f]

其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

M——面板的最大弯距（N.mm）；

W——面板的净截面抵抗矩；

[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100×（1.2×4.280+1.4×3.200）×0.300×0.300=0.087kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.087×1000×1000/43200=2.003N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

（2）抗剪计算[可以不计算]

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×（1.2×4.280+1.4×3.200）×0.300=1.731kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×1731.0/（2×800.000×18.000）=0.180N/mm2

　　截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

（3）挠度计算

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

面板最大挠度计算值v=0.677×4.280×3004/（100×6000×388800）=0.101mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

二、支撑木方的计算

木方按照均布荷载下连续梁计算。

1.荷载的计算

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=25.000×0.200×0.300=1.500kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.350×0.300=0.105kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值q2=（2.000+2.000）×0.300=1.200kN/m

静荷载q1=1.2×1.500+1.2×0.105=1.926kN/m

活荷载q2=1.4×1.200=1.680kN/m

2.木方的计算

按照三跨连续梁计算，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，计算公式如下:

均布荷载q=2.885/0.800=3.606kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.61×0.80×0.80=0.231kN.m

最大剪力Q=0.6×0.800×3.606=1.731kN

最大支座力N=1.1×0.800×3.606=3.173kN

木方的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；

I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.231×106/53333.3=4.33N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

（2）木方抗剪计算[可以不计算]

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1731/（2×50×80）=0.649N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

（3）木方挠度计算

最大变形v=0.677×1.605×800.04/（100×9500.00×2133333.5）=0.220mm

木方的最大挠度小于800.0/250,满足要求!

三、横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.687kN.m

最大变形vmax=1.083mm

最大支座力Qmax=9.189kN

抗弯计算强度f=0.687×106/5080.0=135.28N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!

四、扣件抗滑移的计算

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8.0kN；

　　R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，R=9.19kN

采用双扣件

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

五、立杆的稳定性计算荷载标准值

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）脚手架钢管的自重（kN）：

NG1=0.129×14.71=1.8980kN

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×0.800×0.800=0.224kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.200×0.800×0.800=3.200kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.322kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（2.000+2.000）×0.800×0.800=2.560kN

3.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

六、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=9.21kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.58

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.89

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=5.08

——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.30m；

公式

（1）的计算结果：

=95.50N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=48.71N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],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取值为1.016；

公式（3）的计算结果：

=68.70N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

四、梁高支撑排架计算

梁段：

WKL9-（3），

（一）、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）：

0.35；梁截面高度D（m）：

0.95；

混凝土板厚度（mm）：

120.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：

0.8

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：

0.75；

立杆步距h（m）：

1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）：

0.80；

梁支撑架搭设高度H（m）：

9.96；梁两侧立杆间距（m）：

0.80；

承重架支撑形式：

梁底支撑小楞垂直梁截面方向；

梁底增加承重立杆根数：

2；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

立杆承重连接方式：

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数：

0.80；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）：

0.35；钢筋自重（kN/m3）：

1.50；

施工均布荷载标准值（kN/m2）：

2.5；新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

19.2；

倾倒混凝土侧压力（kN/m2）：

2.0；振捣混凝土荷载标准值（kN/m2）：

2.0；

3.材料参数

木材品种：

柏木；木材弹性模量E（N/mm2）：

10000.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

17.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.7；

面板类型：

胶合面板；面板弹性模量E（N/mm2）：

9500.0；

面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

4.梁底模板参数

梁底方木截面宽度b（mm）：

50.0；梁底方木截面高度h（mm）：

80.0；

梁底纵向支撑根数：

4；面板厚度（mm）：

18.0；

5.梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

500；次楞根数：

4；

主楞竖向支撑点数量为：

4；

支撑点竖向间距为：

150mm，150mm，100mm；

穿梁螺栓水平间距（mm）：

500；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；

主楞龙骨材料：

钢楞；截面类型为圆钢管48×3.5；

主楞合并根数：

2；

次楞龙骨材料：

木楞，宽度40mm，高度90mm；

（二）、梁模板荷载标准值计算

图1梁模板支撑架立面简图

采用的钢管类型为

48×3.5。

一、模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

模板面板的按照多跨连续梁计算。

作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.000×0.950×0.400=9.500kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.400×（2×0.950+0.350）/0.350=0.900kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（1.900+1.900）×0.350×0.400=0.532kN

均布荷载q=1.2×10.000+1.2×0.940=13.128kN/m

集中荷载P=1.4×0.560=0.784kN

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=40.00×1.80×1.80/6=21.60cm3；

I=40.00×1.80×1.80×1.80/12=19.44cm4；

计算简图

弯矩图（kN.m）

剪力图（kN）

变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=0.554kN

N2=2.136kN

N3=2.136kN

N4=0.554kN

最大弯矩M=0.024kN.m

最大变形V=0.0mm

（1）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.024×1000×1000/21600=1.111N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]，取15.00N/mm2；

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

（2）抗剪计算[可以不计算]

截面抗剪强度计算值T=3×1157.0/（2×400.000×18.000）=0.241N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

（3）挠度计算

面板最大挠度计算值v=0.013mm

面板的最大挠度小于116.7/250,满足要求!

二、梁底支撑木方的计算

（一）梁底木方计算

按照三跨连续梁计算，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，计算公式如下:

均布荷载q=2.136/0.400=5.339kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×5.34×0.40×0.40=0.085kN.m

最大剪力Q=0.6×0.400×5.339=1.281kN

最大支座力N=1.1×0.400×5.339=2.349kN

木方的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；

I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.085×106/53333.3=1.60N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

（2）木方抗剪计算[可以不计算]

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1281/（2×50×80）=0.481N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

（3）木方挠度计算

最大变形v=0.677×4.449×400.04/（100×9500.00×2133333.5）=0.038mm

木方的最大挠度小于400.0/250,满足要求!

三、梁底支撑钢管计算

（一）梁底支撑横向钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.027kN.m

最大变形vmax=0.009mm

最大支座力Qmax=2.569kN

抗弯计算强度f=0.027×106/5080.0=5.35N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于341.7/150与10mm,满足要求!

（二）梁底支撑纵向钢管计算

纵向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取横向支撑钢管传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.360kN.m

最大变形vmax=0.606mm

最大支座力Qmax=5.522kN

抗弯计算强度f=0.360×106/5080.0=70.79N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

R≤Rc

其中Rc

支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!

四、扣件抗滑移的计算

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）:

——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

　　R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，R=5.52kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

五、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值，它包括：

横杆的最大支座反力N1=5.52kN（已经包括组合系数1.4）

脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×9.760=1.512kN

N=5.522+1.512=7.034kN

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.58

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.89

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=5.08

——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.20m；

公式

（1）的计算结果：

=72.98N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=31.83N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],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取值为1.018；

公式（3）的计算结果：

=43.80N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],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，否则存在安全隐患。

表1模板支架计算长度附加系数k1

表2模板支架计算长度附加系数k2

次梁计算

模板支架搭设高度为14.71米，

基本尺寸为：

梁截面B×D=350mm×700mm，梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=0.80米，立杆的步距h=1.50米，

梁底增加1道承重立杆。

图1梁模板支撑架立面简图

采用的钢管类型为

48×3.5。

一、模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

模板面板的按照多跨连续梁计算。

作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m2）：

q1=25.000×0.500×0.400=5.000kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.400×（2×0.500+0.350）/0.350=0.500kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（2.000+2.000）×0.350×0.400=0.560kN

均布荷载q=1.2×7.000+1.2×0.700=9.240kN/m

集中荷载P=1.4×0.560=0.784kN

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=40.00×1.80×1.80/6=21.60cm3；

I=40.00×1.80×1.80×1.80/12=19.44cm4；

计算简图