承重脚手架施工方案.docx

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承重脚手架施工方案

中国石化股份有限公司武汉分公司

武汉乙烯30万吨/年线性低密度聚乙烯装置土建工程

承

重

架

施

工

方

案

编制：

审核：

审批：

编制单位：

上海金山石油化工建筑有限公司

编制日期：

2011、5、5

一、编制说明及依据3

二、工程概况4

三、施工部署5

四、承重架搭设和拆除7

五、承重架设计及验算13

六、质量保证措施30

七、HSE管理33

一、编制说明及依据

编制说明

武汉乙烯30万吨/年线性低密度聚乙烯装置土建工程承重架部位有变电所、机柜室、管廊、挤压造粒厂房、树脂处理等，为保证本项目施工过程中承重架搭设、使用、拆除符合有关规范要求，特编制本方案，作为承重架工程施工的原则性指导文件。

编制依据

1.2.1《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）。

1.2.2《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）。

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

1.2.4《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

1.2.5《建筑施工手册》缩印本第四版。

1.2.6业主相关管理规定

1.2.7现场环境和条件。

二、工程概况

主要单位工程概况见下表

序号

单位工程

名称

结构类型

概况

备注

1

变电所

框架

2层框架，建筑平面65×28m，高度7.8m，基中：

一层高2.98米，二层高4.8米。

2

机柜室

框架钢筋砼墙

建筑平面×29m，建筑高度6m。

3

催化剂

框架

2层框架，建筑平面×5.2m，高度6m，其中一层高3米，二层高3米。

4

挤压造粒厂房

框架

4层框架，建筑平面47×25m，总高度35m，一层高11米，二层9米，三层8米，四层7米。

5

树脂处理

框架

2层框架，建筑平面×19m，总高15米，一层高7.45米，二层高8.55米。

6

管廊

排架

主要为框架柱、梁，跨度8米，总高度13米，分别为6米，3米，4米

三、施工部署

施工方案的选择

根据建筑几何特征及现场的环境和条件，各单位工程的脚手架施工方案确定如下：

挤压造粒和树脂处理按高支模另外编制专项施工方案，其它承重按此通用方案执行。

质量标准

严格按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）进行验收。

材料计划

表3：

钢管扣件材料计划表

序号

材料名称

型号规格

单位

数量

1

钢管

Ф48×

T

800

2

直角扣件

--

个

85000

3

回转扣件

--

个

8500

4

对接扣件

--

个

8500

5

顶托

--

个

10000

说明：

以上计划考虑施工高峰期的用量，具体根据工程进度情况调整。

序号

工种

数量（人）

工作内容

1

架子工

40

各类脚手架搭拆与维护、铺脚手板、挂安全网、配合支模等

2

普工

50

配合架子工作业

劳动力计划

表4：

劳动力计划表

四、承重架搭设和拆除

材料要求

4.1.1钢管

（1）钢管采用Ф48×以上的焊管，材质Q235-A级，钢管的长度不得超过6500mm（最大质量≤25kg）。

（2）新钢管的产品质量合格证，质量检验报告资料齐全，钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道并涂刷防锈漆。

（3）旧钢管应检查其锈蚀深度，检查时在锈蚀严重的钢管中抽取三根，在每根锈蚀的部位横向截断取样检查，当锈蚀深度超过表5规定的数值时，不得使用。

4.1.2扣件

（1）新扣件的生产许可证、测试报告和产品质量合格证资料应齐全。

（2）旧扣件应检查其外观，对有裂缝、变形的禁止使用，出现滑丝的螺栓必须更换。

（3）新旧扣件均应进行防锈处理。

4.1.3脚手板

（1）按业主管理规定，脚手板全部采用钢质脚手板。

每块重量不宜大于30kg。

其长度为2～4m，钢板厚度不小于1.2mm，宽20～30cm，两端用8号镀锌钢丝捆紧。

地基处理

4.2.1回填土

脚手架地基大多落在新回填土上。

回填土按设计及规范要求进行分层夯填，分层厚度≤300mm，回填土的密实系数应符合设计要求。

搭设前应将场地平整，将回填土铲平压实。

4.2.2浇筑砼垫层

为了确保脚手架地基的承载力，可考虑在回填土上浇筑100mm厚C15砼。

4.2.3结构构件作为脚手架地基

当脚手架落在基础梁、基础等结构构件上时，基础梁或基础等必须具备≥14d龄期强度。

脚手架搭设要求

4.3.1脚手架搭设顺序

材料准备及检查→地基处理→放线→垫木板→立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆，并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→第X步纵杆和横杆→剪刀撑

4.3.2立杆垫板

每根立杆底部设置面积≥0.15m2的木垫板，垫板宽度≥20cm，厚度≥50mm，垫板的垫设方向一致。

4.3.3扫地杆

脚手架设置纵、横扫地杆。

纵向扫地杆采用直角扣件固定在距垫板上皮≤200mm处的立杆上。

横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

当立杆基础不在同一高度上时，将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高底差≤1m。

靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离≥500mm。

4.3.4脚手架底层步距≤2m。

4.3.5立杆接长

立杆接长全部采用对接扣件连接。

对接时，对接扣件应交错布置：

两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

搭接时，搭接长度不应小于1m，采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

梁宽度超过400时，梁底部设置立杆直接支撑，高度通过可调顶托来调整。

4.3.6纵向水平杆

（1）纵向水平杆设置在立杆内侧，横向水平杆的下部，与立杆用直角扣件固定，其长度≥3跨。

（2）纵向水平杆可对接也可搭接。

对接时：

对接扣件交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不得设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头错开的距离≥500。

搭接时：

搭接长度≥1m，等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端≥100mm。

4.3.7横向水平杆

（1）主节点处（水平杆与立杆连接处）必须设置一根横向水平杆，与立杆用直角扣件固定。

主节点处两个直角扣件的中心距≤150mm。

在每跨跨中设置一根横向水平杆，以便木枋和模板。

（2）梁底横向水平杆间距不得大于500mm，部分大梁的横杆与立杆连接扣件还得采取双扣件。

4.3.8剪刀撑

（1）剪刀撑的宽度≥6m，且≥4跨，剪刀撑跨越立杆的最多根数见下表。

剪刀撑斜杆与地面的倾角o

45o

50o

60o

剪刀撑跨越立杆的最多根数

7

6

5

（2）双排架的剪刀撑在外侧立面的两端和设置一道，并由底至顶边续设置，中间各道剪刀撑之间的净距≤15m。

（3）满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置。

对高于4m的模板支架，其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。

（4）剪刀撑斜杆的接长采用搭接。

脚手架的拆除

4.4.1准备工作

（1）拆除前全面检查脚手架的构造是否符合要求，清除脚手架上的杂物及地面障碍。

（2）组织好人员做好交底工作，做好地面围栏及警戒标志，并设专人看护，严禁无关人员入内。

4.4.2拆除程序

（1）支撑体系经工程技术负责人验证并经确认不再需要时，方可拆除。

承重模板（梁、板底模）拆除时间须混凝试压报告合格后，经监理单位书面批准后，方可拆除。

底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，混凝土强度应符合下表的规定。

（2）拆除顺序为后支先拆，先支后拆，先拆非承重模板，后拆除承重模板。

拆除跨度较大的梁底模时，先应从跨中开始，分别拆向两端。

拆模时不要用力过猛，拆下来的木料要及时运走、整理，分类堆放整齐。

（3）拆除前应清理脚手架上的材料、工具和杂物。

（4）拆除时应设置警戒区和警戒标志，安排专人负责警戒。

（5）模板支架的拆除应从一端向另一端、自上而下逐层进行。

（6）扫地杆、水平加固杆和交叉支撑等，必须在脚手架拆卸到相关的门架时方可拆除。

（7）工人须站在临时的脚手板上进行拆卸作业，并按规定使用安全防护、劳动保护用品。

（8）拆除过程中，严禁使用榔头等硬物击打，撬挖，拆下的配件应放入袋内。

（9）各种拆除下来的构配件禁止抛掷至地面，运至地面的构配件应及时检查、整修与保养，并按品种、规格码堆存放。

五、承重架设计及验算

主要梁型号尺寸有250×600、300×700、350×700、300×900、300×1000、400×1000、400×1300等，梁跨度一般为5-8米，最大跨度为11m、14m，板厚基本为100～150mm。

按截面尺寸最大和荷载最重的具有代表性的梁板进行计算。

参数信息

5.1.1模板支撑及构造参数

计算梁截面宽度B（m）：

；梁截面高度D（m）：

；

混凝土板厚度（mm）：

；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：

；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：

；

立杆步距h（m）：

；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）：

；

梁支撑架搭设高度H（m）：

；梁两侧立杆间距（m）：

；

承重架支撑形式：

梁底支撑小楞垂直梁截面方向；

采用的钢管类型为Φ48×3；

立杆承重连接方式：

超过900高的梁采用双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数：

；

在实际布置立杆时一般不可能布置为1米x1米的理想状态，一般按纵横立杆间距小于1米布置，但在部分位置从经济、安全的角度出发，350×700以上的梁保证立杆间距在1米以内，350×700以下的梁可将沿板下方木方向的间距拉大不超过米进行布置，沿梁方向的立杆间距确保在1米以内。

5.1.2荷载参数

新浇混凝土重力密度（kN/m3）：

；

模板自重（kN/m2）：

；

钢筋自重（kN/m3）:

；

施工均布荷载标准值（kN/m2）：

；

新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

；

振捣混凝土对梁底模板荷载（kN/m2）：

；

振捣混凝土对梁侧模板荷载（kN/m2）：

；

5.1.3材料参数

木材品种：

杉木；木材弹性模量E（N/mm2）：

；

木材抗压强度设计值fc（N/mm）：

；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

；

面板材质：

胶合面板；面板厚度（mm）：

；

面板弹性模量E（N/mm2）：

；面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

；

5.1.4梁底模板参数

梁底方木截面宽度b（mm）：

；梁底方木截面高度h（mm）：

；

梁底纵向支撑根数：

2；

5.1.5梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

500；次楞根数：

3；

主楞竖向支撑点数量：

3；

固定支撑水平间距（mm）：

500；

竖向支撑点到梁底距离依次是：

0mm，400mm，780mm；

主楞材料：

木方；

宽度（mm）：

；高度（mm）：

；

主楞合并根数：

2；

次楞材料：

木方；

宽度（mm）：

；高度（mm）：

；

次楞合并根数：

2；

梁侧模板荷载计算

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

F=γtβ1β2V1/2F=γH

分别计算得kN/m2、kN/m2，取较小值kN/m2作为计算荷载。

梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞的根数为3根。

面板按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算。

面板计算简图（单位：

mm）

5.3.1强度计算

材料抗弯强度验算公式如下：

σ＝M/W<[f]

按照均布活荷载最不利布置下的两跨连续梁计算：

M=

其中，q--作用在模板上的侧压力，包括：

新浇混凝土侧压力设计值:

q1=××=m；

振捣混凝土荷载设计值:

q2=××4=m；

计算跨度:

l=（900-100）/（3-1）=400mm；

面板的最大弯矩M=×+×[（900-100）/（3-1）]2=×105N·mm；

面板的最大支座反力为:

N==×+×[（900-100）/（3-1）]/1000=kN；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=×105/×104=10N/mm2；

面板的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ=10N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

5.3.2挠度验算

ν=（100EI）≤[ν]=l/250

面板的最大挠度计算值：

ν=××[（900-100）/（3-1）]4/（100×6000××105）=mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=[（900-100）/（3-1）]/250=；

面板的最大挠度计算值ν=小于面板的最大容许挠度值，满足要求！

梁侧模板支撑的计算

5.4.1次楞计算

次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q==m

本工程中，次楞采用木方，宽度40mm，高度60mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=2×4×6×6/6=48cm3；

I=2×4×6×6×6/12=144cm4；

E=N/mm2；

计算简图

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=kN·m，最大支座反力R=kN，最大变形ν=mm

（1）次楞强度验算

强度验算计算公式如下:

σ=M/W<[f]

经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值σ=×105/×104=7N/mm2；

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=11N/mm2；

次楞最大受弯应力计算值σ=7N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2，满足要求！

（2）次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=500/400=；

次楞的最大挠度计算值ν=小于次楞的最大容许挠度值[ν]=，满足要求！

5.4.2主楞计算

主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力,按照集中荷载作用下的两跨连续梁计算。

本工程中，主楞采用木方，宽度40mm，高度60mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=2×4×6×6/6=48cm3；

I=2×4×6×6×6/12=144cm4；

E=N/mm2；

主楞计算简图

主楞弯矩图（kN·m）

主楞变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=kN·m，最大支座反力R=kN，最大变形ν=mm。

（1）主楞抗弯强度验算

σ=M/W<[f]

经计算得到，主楞的受弯应力计算值:

σ=×104/×104=N/mm2；主楞的抗弯强度设计值:

[f]=11N/mm2；

主楞的受弯应力计算值σ=mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2，满足要求！

（2）主楞的挠度验算

根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=400/400=1mm；

主楞的最大挠度计算值ν=小于主楞的最大容许挠度值1mm，满足要求！

梁底模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的简支梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=300×18×18/6=×104mm3；

I=300×18×18×18/12=×105mm4；

5.5.1抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

σ=M/W<[f]

钢筋混凝土梁和模板自重设计值（kN/m）：

q1=×[+×+]×=m；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值（kN/m）：

q2=×+×=m；

q=+=m；

最大弯矩及支座反力计算公式如下:

Mmax=ql2/8=1/8××3002=×105N·mm；

RA=RB==××=

σ=Mmax/W=×105/×104=mm2；

梁底模面板计算应力σ=N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

5.5.2挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下：

ν=5ql4/（384EI）≤[ν]=l/250

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=q1/=m；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=；

E--面板的弹性模量:

E=mm2；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=250=；

面板的最大挠度计算值:

ν=5××3004/（384×6000××105）=；

面板的最大挠度计算值:

ν=小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=，满足要求！

梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

5.6.1荷载的计算：

梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q==m

5.6.2方木的支撑力验算

方木计算简图

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4×6×6/6=24cm3；

I=4×6×6×6/12=72cm4；

（1）方木强度验算:

计算公式如下:

最大弯矩M==××=kN·m；

最大应力σ=M/W=×106/24000=N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

方木最大应力计算值N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

（2）方木抗剪验算：

截面抗剪强度必须满足:

τ=3V/（2bh0）

其中最大剪力:

V=××=kN；

方木受剪应力计算值τ=3××1000/（2×40×60）=N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ]=N/mm2；

方木受剪应力计算值N/mm2小于方木抗剪强度设计值N/mm2,满足要求!

（3）方木挠度验算:

计算公式如下:

ν=（100EI）≤[ν]=l/250

方木最大挠度计算值ν=××3004/（100×9000×72×104）=；

方木的最大允许挠度[ν]=×1000/250=mm；

方木最大挠度计算值ν=mm小于方木最大允许挠度[ν]=mm，满足要求！

5.6.3支撑小横杆的强度验算

梁底模板边支撑传递的集中力：

P1=RA=

梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力：

P2=

简图（kN·m）

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

经过连续梁的计算得到：

支座力：

N1=N2=kN；

最大弯矩Mmax=kN·m；

最大挠度计算值Vmax=mm；

最大应力σ=×106/4490=N/mm2；

支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2；

支撑小横杆最大应力计算值N/mm2小于抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!

梁跨度方向钢管的计算

作用于梁跨度方向钢管的集中荷载为梁底支撑方木的支座反力。

钢管的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为：

W=cm3；

I=cm4；

E=206000N/mm2；

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P=kN

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算剪力图（kN）

支撑钢管计算弯矩图（kN·m）

支撑钢管计算变形图（mm）

最大弯矩Mmax=kN·m；

最大变形νmax=mm；

最大支座力Rmax=kN；

最大应力σ=M/W=×106/×103）=N/mm2；

支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度νmax=小于900/150与10mm,满足要求!

扣件抗滑移的计算:

扣件承载力设计值取，扣件抗滑承载力系数，该工程实际承载力取值为。

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

计算中R取最大支座反力，根据前面计算结果得到R=kN；

R

立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

1.梁两侧立杆稳定性验算:

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

横向支撑钢管的最大支座反力：

N1=kN；

纵向钢管的最大支座反力：

N2=kN；

脚手架钢管的自重：

N3=××=kN；

楼板混凝土、模板及钢筋的自重：

N4=×[2+kN；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：

N5=×+×[2+kN；

N=N1+N2+N3+N4+N5=++++=kN；

根据《扣件式规范》，立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a，

为安全计，取二者间的大值，即:

lo=Max[××,+2×]=m；

得到计算结果:

立杆的计算长度

lo/i=/=187；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=；

钢管立杆受压应力计算值；σ=×424）=N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

六、?

?

质量保证措施

钢管、扣件质量控制

6.1.1钢管、扣件必须有产品合格证和法定检测单位的检测检验报告，生产厂家必须具有技术质量监督部门颁发的生产许可证。

没有质量证明或质量证明材料不齐全的钢管、扣件不得进入施工现场。

6.1.2搭设模板支架用的钢管、扣件，使用前必须进行抽样检测，抽检数量按有关规定执行。

未经检测或检测不合格的一律不得使用。

6.1.3钢管外观质量要求：

（1）钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；

（2）钢管外径、壁厚、端面等的偏差；钢管表面锈蚀深度；钢管的弯曲变形应符合附录E的规定；

（3）钢管应进行防锈处理。

6.1.4扣件外观质量要求：

（1）有裂缝、变形或螺栓出现滑丝的扣件严禁使用；

（2）扣件应进行防锈处理。