超高脚手架安全专项方案.doc

一、工程概况新建1号高炉焦、矿槽是重钢环保搬迁炼铁项目1号高炉及配套工程重要配套实行之一，属于特殊构筑物，焦槽5个漏斗，矿槽12个漏斗，焦、矿槽料仓底板砼厚达1.5m，焦、矿槽环形深梁，其高度分别达到2.2m 、2.5m，均为厚大构造，且层高达到9.5m，本工程采用满堂钢管脚手架支撑体系来传递上部荷载，为了保证整体均匀受力，超高脚手架不失稳，不绕屈变形破坏，特编制专项方案，对厚大板及深梁脚手架支支撑进行验算及加固解决，指引如何均匀分散增长施工加荷，保证万无一失。二、编制根据1、建筑施工安全检查原则JGJ59-99；2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程JGJ130-；3、施工组织设计。三、编制目满足构造荷载使用规定，保证支撑体系安全，避免支撑体系失稳垮塌。四、原材料准备1、木板：-50300mm：10m3，-503003000：10m3，-503004000：20m3。2、钢管：483.5mm，钢管各种规格型号共600t。3、扣件：6万颗。4、顶托：5000个。五、施工工艺流程铺木枋摆放扫地杆（离地面100mm）竖立杆安横杆加 暂时斜杆第二、三步横杆接立杆设剪刀撑顶层横杆扫地杆：纵、横向均设扫地杆，离地控制在100150mm，接头应采用对接且互相错开500以上。立杆：立杆纵横间距500mm，立杆用“十”字扣件与扫地杆连接牢固，立杆接长采用对接扣件，其接头应互相错开，立杆高度调节采用顶托来调节，使其立杆顶紧梁、板底模，不采用扣件抗滑力来传递竖向荷载，立杆应安设垂直，其垂直度偏差控制在架高1/400以内，且50mm。水平横杆：水平杆纵、横步距控制在1.00m，横杆接长采用对接扣件，且应互相错开，两根相邻纵向水平杆接头不适当设立在同步或同跨内且接头应在水平方向内错开500以上，各接头中心至近来主节点距离不适当不不大于纵距1/3；横杆安装平顺，一根杆两端高差应在20mm，同步相邻两根横杆高差应在10mm内。支撑加固：为了保证整体稳定性，设纵、横向斜撑，斜撑与地面成45角，剪刀撑接长采用搭接，搭接长度1000mm，三个扣件连接；剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相 横向水平杆件出端或立杆上，旋转扣件中心至主节点距离不不不大于150mm。六、方案选取1、厚大料仓底板：矿焦槽最厚底板1500mm，每个平方恒载便达3t以上，当按常规竖向钢管扣件搭接，依托扣件抗滑能力来承受荷载，按区格为500设立，不能满足施工荷载规定，而按竖向对接，每根钢管能承受1.5t竖向荷载，因而料仓底板范畴脚手架搭设按纵横间距500mm，步距1500mm，竖杆采用对接，顶层水平与立杆间采用双扣件抗滑移，扫脚杆离地150纵横设立，并按纵横mm设立与水平线成4560角剪刀撑，剪刀撑从底到顶；2、料仓深梁：梁沿长向设立间距500mm双立杆，梁两侧立杆间距1000mm，顶层水平与立杆间采用双扣件抗滑移，中间加设双排顶杆，顶杆调节可采用顶托来调结，直接用钢管硬撑，为了避免杆件失稳和减少竖向挠度，纵横均设由厎究竟剪刀撑，其加固示意图如下：3、漏斗杆件支设：漏斗厚度300mm，每个平方恒载不大，杆件搭设按普通满堂脚手架搭设：竖杆纵横间距800mm,水平间距1500mm，离楼面100mm高满设纵横扫地杆；4、楼面加固办法按设计，3.18m、6.28m楼面设计荷载为6KN/m2,远不能达到料斗传来荷载，因而竖向杆不能直接立在楼面上，为了使上部荷载均匀分散传递，必要将力传递到地基上，因而3.18m、6.28m脚手架搭设必要按照上部500mm增大一倍搭设，且相应立杆应尽量在同一垂直线上，6.28m以上脚手架钢管必要采用50mm300mm木板或-16250钢板支撑，楼面与垫板间，垫板与立杆间采用木塞塞紧，从而增长其整体受力。为了每一楼层间竖向杆件重要传力，固料仓下二层构造脚手架均不能拆除，当料仓混凝土浇注前及急剧增长荷载时，对3.18m下和6.28m层下框架柱主梁进行加固解决，即在梁下采用立杆加顶撑形式，顶紧梁上模板体系，并与原有竖杆相连，形成一种整体，其顶杆间距为500mm。当料仓环形深梁混凝土标号达到85，方能拆除3.18m、6.28m层下支撑体系，当料仓环形深梁混凝土标号达到100时，方能拆除料仓支撑体系，为了缩短料仓环形梁养护期，可对混凝土添加早强剂。七、内力计算由设计图纸可知，焦矿槽最厚板为1.5m，环形深梁最大断面为6002500m，按最不利因素考虑，现对最厚板（1.50m）最大深梁（6002500）进行支撑验算：（一）厚板高支撑架计算A、参数信息:1.脚手架参数 横向间距或排距(m):0.50；纵距(m):0.50；步距(m):1.50； 立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；脚手架搭设高度(m):9.50； 采用钢管(mm):483.5； 扣件连接方式:双扣件，扣件抗滑承载力系数:0.90； 板底支撑连接方式:方木支撑；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； 楼板浇筑厚度(m):1.500；倾倒混凝土荷载原则值(kN/m2):2.000； 施工均布荷载原则值(kN/m2):1.000；3.木方参数 木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.0； 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方间隔距离(mm):150.000； 木方截面宽度(mm):50.00；木方截面高度(mm):100.00；图2 楼板支撑架荷载计算单元B、模板支撑方木计算:方木按照简支梁计算，方木截面力学参数为 本算例中，方木截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为： W=5.00010.00010.000/6 = 83.33 cm3； I=5.00010.00010.00010.000/12 = 416.67 cm4； 方木楞计算简图1.荷载计算： (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q1= 25.0000.1501.500 = 5.625 kN/m； (2)模板自重线荷载(kN/m): q2= 0.3500.150 = 0.053 kN/m； (3)活荷载为施工荷载原则值与振倒混凝土时产生荷载(kN)： p1 = (1.000+2.000)0.5000.150 = 0.225 kN；2.强度计算: 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载计算值最不利分派弯矩和，计算公式如下: 均布荷载 q = 1.2(5.625 + 0.053) = 6.813 kN/m； 集中荷载 p = 1.40.225=0.315 kN； 最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 0.3150.500 /4 + 6.8130.5002/8 = 0.252 kN.m； 最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 0.315/2 + 6.8130.500/2 = 1.861 kN ； 截面应力 = M / w = 0.252106/83.333103 = 3.027 N/mm2； 方木计算强度为 3.027 小13.0 N/mm2,满足规定!3.抗剪计算： 最大剪力计算公式如下: Q = ql/2 + P/2 截面抗剪强度必要满足: T = 3Q/2bh T 其中最大剪力：Q = 0.5006.813/2+0.315/2 = 1.861 kN； 截面抗剪强度计算值 T = 3 1860.750/(2 50.000 100.000) = 0.558 N/mm2； 截面抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2；方木抗剪强度为0.558不大于 1.300 ，满足规定!4.挠度计算: 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载计算值最不利分派挠度和，计算公式如下: 均布荷载 q = q1 + q2 = 5.625+0.053=5.678 kN/m； 集中荷载 p = 0.225 kN； 最大变形 V= 55.678500.0004 /(3849500.0004166666.67) +225.000500.0003 /( 489500.0004166666.67) = 0.132 mm； 方木最大挠度 0.132 不大于 500.000/250,满足规定!C、木方支撑钢管计算: 支撑钢管按照集中荷载作用下三跨持续梁计算； 集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P = 6.8130.500 + 0.315 = 3.722 kN； 支撑钢管计算简图支撑钢管计算弯矩图(kN.m)支撑钢管计算变形图(kN.m)支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.626 kN.m ； 最大变形 Vmax = 0.395 mm ； 最大支座力 Qmax = 13.535 kN ； 截面应力 = 0.626106/5080.000=123.313 N/mm2 ； 支撑钢管计算强度不大于 205.000 N/mm2,满足规定! 支撑钢管最大挠度不大于500.000/150与10 mm,满足规定!D、扣件抗滑移计算: 按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.90，该工程实际旋转双扣件承载力取值为14.40kN。 纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值 R= 13.535 kN； R 14.40 kN,因此双扣件抗滑承载力设计计算满足规定！E、模板支架荷载原则值(轴力): 作用于模板支架荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载原则值涉及如下内容： (1)脚手架自重(kN)： NG1 = 0.1299.500 = 1.226 kN； 钢管自重计算参照扣件式规范附录A 双排架自重原则值。 (2)模板自重(kN)： NG2 = 0.3500.5000.500 = 0.088 kN； (3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.0001.5000.5000.500 = 9.375 kN； 经计算得到，静荷载原则值 NG = NG1+NG2+NG3 = 10.689 kN；2.活荷载为施工荷载原则值与振倒混凝土时产生荷载。 经计算得到，活荷载原则值 NQ = (1.000+2.000 ) 0.5000.500 = 0.750 kN；3.不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 13.877 kN；F、立杆稳定性计算: 立杆稳定性计算公式: 其中 N - 立杆轴心压力设计值(kN) ：N = 13.877 kN； - 轴心受压立杆稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到； i - 计算立杆截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3； - 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 =205.000 N/mm2； Lo- 计算长度 (m)； 如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或(2)计算 lo = k1uh (1) lo = (h+2a) (2) k1-计算长度附加系数，取值为1.155； u -计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3；u = 1.700； a -立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度；a = 0.100 m；公式(1)计算成果： 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1551.7001.500 = 2.945 m； Lo/i = 2945.250 / 15.800 = 186.000 ； 由长细比 Lo/i 成果查表得到轴心受压立杆稳定系数= 0.207 ； 钢管立杆受压强度计算值 ；=13876.740/（0.207489.000） = 137.091 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 137.091 N/mm2 不大于 f = 205.000满足规定！公式(2)计算成果： 立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.1002 = 1.700 m； Lo/i = 1700.000 / 15.800 = 108.000 ； 由长细比 Lo/i 成果查表得到轴心受压立杆稳定系数= 0.530 ； 钢管立杆受压强度计算值；=13876.740/（0.53489.）= 53.543 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 53.543 N/mm2 不大于 f = 205.000满足规定！ 如果考虑到高支撑架安全因素，适当由公式(3)计算 lo = k1k2(h+2a) (3) k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.243； k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 1.700 按照表2取值1.019 ；公式(3)计算成果： 立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.2431.019(1.5+0.12)=2.153m； Lo/i = 2153.249 / 15.800 = 136.000 ； 由长细比 Lo/i 成果查表得到轴心受压立杆稳定系数= 0.367 ； 钢管立杆受压强度计算值；=13876.74/（0.367489.）= 77.324 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 77.324 N/mm2 不大于 f = 205.000满足规定！ 模板承重架应尽量运用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。 以上表参照扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全。（二）深梁支撑架计算图1 梁模板支撑架立面简图采用钢管类型为483.50。A、参数信息:1.脚手架参数 立柱梁跨度方向间距l(m):0.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10； 脚手架步距(m):1.50；脚手架搭设高度(m):9.30； 梁两侧立柱间距(m):1.00；承重架支设:2根承重立杆，木方垂直梁截面；2.荷载参数 模板与木块自重(kN/m2):0.350；梁截面宽度B(m):0.600； 混凝土和钢筋自重(kN/m3):25.000；梁截面高度D(m):2.500； 倾倒混凝土荷载原则值(kN/m2):2.000；施工均布荷载原则值(kN/m2):2.0；3.木方参数 木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000； 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方间隔距离(mm):150.000； 木方截面宽度(mm):100.00；木方截面高度(mm):100.00；4.其她 采用钢管类型(mm):483.5。 扣件连接方式:双扣件，扣件抗滑承载力系数:0.90；B、梁底支撑计算 作用于支撑钢管荷载涉及梁与模板自重荷载，施工活荷载等。1.荷载计算： (1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)： q1 = 25.0002.5000.500=31.250 kN/m； (2)模板自重线荷载(kN/m)： q2 = 0.3500.500(22.500+0.600)/ 0.600=1.633 kN/m； (3)活荷载为施工荷载原则值与振倒混凝土时产生荷载(kN)： 经计算得到，活荷载原则值 P1= (2.000+2.000)0.6000.500=1.200 kN；2.木方楞支撑力计算木方计算简图 均布荷载 q = 1.231.250+1.21.633=39.460 kN/m； 集中荷载 P = 1.41.200=1.680 kN；通过计算得到从左到右各木方传递集中力即支座力分别为： N1=3.025 kN； N2=9.541 kN； N3=9.751 kN； N4=3.025 kN； 木方按照简支梁计算。 本算例中，木方截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=10.00010.00010.000/6 = 166.67 cm3； I=10.00010.00010.00010.000/12 = 833.33 cm4； 木方强度计算: 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载计算值最不利分派弯矩和，计算公式如下: 均布荷载 q = 9.751/0.500=19.501 kN/m； 最大弯距 M =0.1ql2= 0.119.5010.5000.500= 0.488 kN.m； 截面应力 = M / W = 0.488106/166666.7 = 2.925 N/mm2； 木方计算强度不大于13.0 N/mm2,满足规定! 木方抗剪计算： 最大剪力计算公式如下: Q = 0.6ql 截面抗剪强度必要满足: T = 3Q/2bh T 其中最大剪力：Q = 0.619.5010.500 = 5.850 kN； 截面抗剪强度计算值 T = 35850.438/(2100100) = 0.878 N/mm2； 截面抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2； 木方抗剪强度计算满足规定! 木方挠度计算: 最大挠度考虑为静荷载与活荷载计算值最不利分派挠度和，计算公式如下: 最大变形 V= 0.67716.251500.0004 /(1009500.000833.333103)=0.087 mm；木方最大挠度不大于 500.0/250,满足规定!3.支撑钢管强度计算 支撑钢管按照持续梁计算如下计算简图(kN)支撑钢管变形图(kN.m)支撑钢管弯矩图(kN.m) 通过持续梁计算得到： 支座反力 RA = RB=1.090 kN 中间支座最大反力Rmax=13.693； 最大弯矩 Mmax=0.343 kN.m； 最大变形 Vmax=0.140 mm； 截面应力 =0.343106/5080.0=67.586 N/mm2；支撑钢管计算强度不大于205.0 N/mm2,满足规定!C、梁底纵向钢管计算 纵向钢管只起构造作用，通过扣件连接到立杆。D、扣件抗滑移计算: 按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.90，该工程实际旋转双扣件承载力取值为14.40kN 。 纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件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14.40 kN； R - 纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值； 计算中R取最大支座反力，R=13.69 kN；R 14.40 kN,因此双扣件抗滑承载力设计计算满足规定！E、立杆稳定性计算: 立杆稳定性计算公式 其中 N - 立杆轴心压力设计值，它涉及： 横杆最大支座反力： N1 =13.693 kN ； 脚手架钢管自重： N2 = 1.20.1299.300=1.441 kN； N =13.693+1.441=15.134 kN； - 轴心受压立杆稳定系数，由长细比 lo/i 查表得到； i - 计算立杆截面回转半径 (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 =205.00 N/mm2； lo - 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 lo = k1uh (1) lo = (h+2a) (2) k1 - 计算长度附加系数，按照表1取值为：1.167 ； u - 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3，u =1.700； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度：a =0.100 m； 公式(1)计算成果： 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1671.7001.500 = 2.976 m； Lo/i = 2975.850 / 15.800 = 188.000 ； 由长细比 lo/i 成果查表得到轴心受压立杆稳定系数= 0.203 ； 钢管立杆受压强度计算值 ；=15133.697/(0.203489.000) = 152.454 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 152.454 N/mm2 不大于 f = 205.00满足规定！ 立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.1002 = 1.700 m； Lo/i = 1700.000 / 15.800 = 108.000 ； 公式(2)计算成果： 由长细比 lo/i 成果查表得到轴心受压立杆稳定系数= 0.530 ； 钢管立杆受压强度计算值 ；=15133.697/(0.530489.000) = 58.393 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 58.393 N/mm2 不大于 f = 205.00满足规定！ 如果考虑到高支撑架安全因素，适当由公式(3)计算 lo = k1k2(h+2a) (3) k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 1.700 按照表2取值1.018 ； 公式(3)计算成果： 立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.1671.018(1.500+0.1002) = 2.020 m； Lo/i = .610 / 15.800 = 128.000 ； 由长细比 lo/i 成果查表得到轴心受压立杆稳定系数= 0.406 ； 钢管立杆受压强度计算值 ；=15133.697/(0.406489.000) = 76.227 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 76.227 N/mm2 不大于 f = 205.00满足规定！ 模板承重架应尽量运用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。 以上表参照扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全F、梁和楼板模板高支撑架构造和施工规定 除了要遵守扣件架规范有关规定外，还要考虑如下内容 1.支撑架搭设规定： a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆接头均应错开在不同框格层中设立； b.保证立杆垂直偏差和横杆水平偏差不大于扣件架规范规定； c.保证每个扣件和钢管质量是满足规定，每个扣件拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形； d.地基支座设计要满足承载力规定。2.施工使用规定： a.精心设计混凝土浇筑方案，保证模板支架施工过程中均衡受载，最佳采用由中部向两边扩展浇筑方式； b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对浮现超过最大荷载要有相应控制办法，钢 筋等材料不能在支架上方堆放； c.浇筑过程中，派人检查支架和支承状况，发现下沉、松动和变形状况及时解决。六 办法保障1、材料检查钢管表面应平直光滑，不得有裂缝、分层、错位、结疤等缺陷，壁厚应达到3.5mm。扣件有裂缝变形禁止使用，浮现滑丝螺栓必要更换，扣件应除锈。2、搭设规定节点连接可靠，扣件林静限度应控制在六力距4060n.m立杆垂直度偏差应不大于1/300，最大垂直度偏差不大于50mm，水平杆平直度偏差应不大于1/250，不大于50mm,人援上下脚手架必要走安全防护通道每班工人上架作业时，应先行检查有无影响安全作业问题陈在，在排除和解决后方可作业。3、加荷使用禁止将成堆成捆钢筋集中堆放在一处，垂直所吊物应缓速下滑至平台上或操作架上，在混凝土浇筑时，也应分层浇筑，禁止混凝土料堆放过高。为了不使脚手架整体失稳，混凝土浇注时，应沿纵向从中间向两端分层下料，分层振捣，再返回浇二层，每次下料控制在30cm左右，保证整个脚手架均匀受力；对水泥原材料检测可知，其初凝时间在4个半小时左右，因而第二层混凝土覆盖第一层混、凝土时按4小时控制，从而来放慢混凝土浇注速度。4、脚手架拆除当料仓环形深梁混凝土标号达到85，方能拆除3.18m、6.28m层下支撑体系，当料仓环形深梁混凝土标号达到100时，方能拆除料仓支撑体系。拆除前，由项目安全员对施工班组进行安全技术交底，再由班组长对操作人员进行施工操作交底后，方可上岗操作。拆除注意事项：拆除现场必要设警戒区域，由专人负责，张挂醒目警戒标志，警戒区域禁止非操作人员通行和地面施工人员施工；所有高处作业人员，应严格按高处作业规定执行，遵守安全纪律及拆除工艺规定；脚手架拆除应一步一步递减，不容许二步同步拆除，或一前一后踏步式拆除，不适当分立面拆除；拆除物应用垂直运送机械运送，禁止高空抛投；禁止大风等恶劣天气拆架，禁止夜间拆架。七、安全管理1、搭设人员必要是通过现行国标特种作业人员安全技术考核管理规则（GB5036）考核合格专业架子工，上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。2、作业人员必要戴安全帽、拴安全带、穿防滑鞋。3、架子搭设前必要有专项施工方案，并经关于单位及人员审批通过。4、搭设前全体参加人员进行安全技术交底，明确搭设办法及程序，有组织有秩序进行。5、在架体上进行电、气焊作业时必要有防火办法和专人看守，并办理有关动火手续。6、搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人监护，进行安全喊话。目 录一、工程概况1二、编制根据1三、编制目1四、原材料准备1五、施工工艺流程1六、方案选取2七、内力计算4（一）厚板高支撑架计算4（二）深梁支撑架计算11六 办法保障171、材料检查172、搭设规定173、加荷使用174、脚手架拆除17七、安全管理18