一分部桥梁高墩落地式脚手架施工方案及受力验算.doc

新建张唐铁路IDK16+550-DK16+657段桥梁高墩脚手架施工方案及受力验算目 录第一章 工程概况及编制依据21。1工程概况21。2、编制依据3第二章 落地脚手架施工工艺321、脚手架的构造32。2、落地脚手架施工工艺72。2.1落地脚手架搭设施工工艺72。2。2、脚手架的拆除施工工艺823构配件检查与验收82.4、脚手架检查与验收10第三章 安全施工保证措施153.1、材质及其使用的安全技术措施153.2、脚手架搭设的安全技术措施163。3、脚手架拆除的安全技术措施16第四章 文明施工要求17第五章 脚手架计算书19第一章 编制依据及工程概况1.1、编制依据1、总体施工组织设计；2、有关设计图纸;3、国家现行有关的施工验收规范、规程和标准.主要有:(1）建筑结构荷载规范（GB50009-2001)(2)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001）(3）建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-91（4)铁路工程桥涵施工安全技术规程TB10303-2009(5）安全技术操作规程(6）建筑施工手册（7）建筑施工脚手架构造与计算手册1。2工程概况新建张唐铁路ZTSG1标段一分部于京包线沙岭子北咽喉外跨京包铁路,并行高压走廊西侧跨越既有京包线、110国道、丹拉高速公路、张承高速公路，于沙岭子电厂吹灰场西侧穿越北草帽山.线路正线全长15。7km(线下）。其中特大桥4座,分别为IDK21+394.84跨京包特大桥、DK11+393。36保家庄特大桥、DK14+722.55定兴堡特大桥、DK16+357.84跨410县道特大桥、大仓盖中桥1座、拌合站2座(120、90),全标段铺轨长度144。44km，分无砟轨道和有砟轨道.本施工段所有桥墩高墩均超过2米，桥墩施工时必须搭设脚手架,为确保施工时脚手架安全，特制订本方案。第二章 落地脚手架施工工艺21、脚手架的构造本工程脚手架采用敞开式双排扣件式单管钢脚手架,钢管杆件：钢管杆件采用483。5mm，焊接钢管其材质应符合碳素结构钢（GB700-88)的相应规定。用于立杆、纵向水平杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度分别为4m、6m,用于横向水平杆的钢管长度为2m、3m。搭设尺寸为:立杆的纵距为 1。50米.（局部有所调整，但均不应大于1.50米）,立杆的横距为1。05米,立杆的步距为1。80 米;计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为H+1米（H为该排墩柱高度最大值），立杆采用单立管；内排架距离墩柱外侧长度为0。50米；纵向水平杆在上，搭接在横向水平杆上的纵向水平杆根数为 2；采用的钢管类型为 483。5；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为 0.80； a）立杆：脚手架采用双排单立杆，立杆顶端高出墩柱顶高程1.0米，立杆接头采用对接扣件连接，立杆与横杆采用直角扣件连接。接头交错布置，两个相邻立杆接头避免出现在同步同跨内,并在高度方向错开的距离不小于50;各接头中心距主节点的距离不大于60.b）纵向水平杆：大横杆置于小横杆之上，在立柱的内侧，用直角扣件与立杆扣紧;其长度大于3跨、不小于6米，同一步纵向水平杆四周要交圈。大横杆采用对接扣件连接,其接头交错布置，不在同步、同跨内。相邻接头水平距离不小于50，各接头中心距最近主节点的距离不大于60。c）横向水平杆：每一立杆与大横杆相交处（即主节点）,都必须设置一根小横杆，并采用直角扣件扣紧在大横杆上，该杆轴线偏离主节点的距离不大于15。根据作业层脚手板搭设的需要，可在两立杆之间在等间距设置增设2根横向水平杆,其最大间距不大于60。小横杆伸出外排纵向水平杆边缘距离不小于10；伸出里排纵向水平杆距结构外边缘15.上、下层小横杆应在立杆处错开布置，同层的相邻横向水平杆在立杆处相向布置。d）纵、横向扫地杆：纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮20处的立杆上，横向扫地杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm.e)剪刀撑：本脚手架采用剪刀撑与横向斜撑相结合的方式，随立柱、纵横向水平杆同步搭设,在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑.斜杆与地面的夹角在4560度之间.斜杆相交点处于同一条直线上，并沿架高连续布置。剪刀撑的一根斜杆扣在立柱上,另一根斜杆扣在横向水平杆伸出的端头上，两端分别用旋转扣件固定,在其中间增加24个扣结点。所有固定点距主节点距离不大于15。最下部的斜杆与立杆的连接点距地面的高度控制在30内。剪刀撑的杆件连接采用搭接，其搭接长度100，并用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端的距离10.f）脚手板：脚手板采用松木，厚5、宽3545、长度不少于3。5米的硬木板。在作业层下部架设一道水平兜网，随作业层上升，同时作业层为1层。脚手板设置在3根横向水平杆上，并在两端8处用直径4的镀锌铁丝箍绕23圈固定.当脚手板长度小于2米时，可采用两根横向水平杆，各杆距接缝的距离均不大于15.靠墩身一侧的脚手板离墩身的距离不应大于15。拐角处两个方向的脚手板应重叠放置，避免出现探头及空档现象。g）防护设施：作业层脚手架立杆于0。5米及1。0米处设有两道防护栏杆，底部侧面设18高的挡脚板.防护栏杆如下图2。1-1高墩脚手架立面图、2。12高墩脚手架侧面图及施工平台大样图所示：2.1-1高墩脚手架立面图（单位：米）2。12高墩脚手架侧面图及施工平台大样图（单位：米)2。2、落地脚手架施工工艺2。2。1落地脚手架搭设施工工艺 落地式双排脚手架的搭设顺序为：场地平整、夯实定位浇筑通长混凝土块纵向扫地杆立杆纵向水平杆剪刀撑。（1）首先进行搭设场地的平整、夯实工作，从墩身主体向外围按照35找坡.回填土夯实后,在立杆设置位置浇筑10cm厚、30cm宽的混凝土块，沿桥墩外围通长布置,之后在混凝土块上放置1216号槽钢，钢底座上放置立杆，之后按设计的立杆间距进行放线定位,浇筑混凝土块要注意上表面水平.下雨过后要对脚手架架体基础进行全面检查，严禁脚手架基底积水下沉.在距脚手架外排立杆外0。5米处，设置一排水沟，排水沟坡度为35。在最低点,设置积水坑，水流入坑内，用潜水泵将水排出场外详见图1-3脚手架场地、基础建设示意图。图13脚手架场地、基础建设示意图(2）根据构造要求在墩柱外侧用尺量出立杆距墩柱外皮距离，并做好标记.用钢卷尺拉直，分出立杆位置，并用白灰点出立杆标记，混凝土块准确浇筑在定位线上，混凝土块浇筑表面一定要平整。沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角处双向增设。钢管搭设根据高度每隔10m设置横向连杆，与已完成墩柱附着,并且形成框架,增加稳定性。整体脚手架完成后，因整体脚手架超高,为抵抗风载，在两边四个方向打风绳抗载，在计算脚手架荷载时不考虑水平风载。2.2。2、脚手架的拆除施工工艺拆架程序应遵守由上而下，先搭后拆的原则,一般的拆除顺序为:剪刀撑纵向水平杆立杆。不准分立面拆架或在上下两步同时进行拆架.做到一步一清，一杆一清，拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣.拆除纵向水平杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣.分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应加设临时支撑防止变形，失稳。当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度（约6。5m）时，应先在适当位置搭临时抛撑加固后再拆除连墙件。23构配件检查与验收1、新钢管的检查应符合下列规定;应有质量检验报告，钢管材质检验方法应符合现行国家标准金属拉伸试验方法(GB/T 228)的有关规定,质量应符合表2.31构配件的允许偏差的规定；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;钢管外径、壁厚、端面等的偏差，应分别符合规范下表的规定；钢管必须涂有防锈漆.2、旧钢管的检查应符合下列规定:表面锈蚀深度应符合规范下表序号3的规定。锈蚀检查应每年一次。检查时，应在锈蚀严重的钢管中抽取三根，在每根锈蚀严重的部位横向截断取样检查,当锈蚀深度超过规定值时不得使用;钢管弯曲变形应符合表2。31构配件的允许偏差的规定.3、扣件的验收应符合下列规定：新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准钢管脚手架扣件（GB 15831）的规定抽样检测;旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换；新、旧扣件均应进行防锈处理。4、脚手板的检查应符合下列规定:冲压钢脚手板的检查应符合下列规定：尺寸偏差应符合规范下表2。31构配件的允许偏差的规定,且不得有裂纹、开焊与硬弯；新、旧脚手板均应涂防锈漆。木脚手板的检查应符合下列规定:木脚手板的宽度不宜小于200mm，厚度不应小于50mm,腐朽的脚手板不得使用；5、构配件的偏差应符合下表2。31构配件的允许偏差的规定。表2。31构配件的允许偏差2。4、脚手架检查与验收1、脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收：基础完工后及脚手架搭设前；作业层上施加荷载前;每搭设完1013m高度后；达到设计高度后；遇有六级大风与大雨后;寒冷地区开冻后；停用超过一个月。2、脚手架使用中,应定期检查下列项目：杆件的设置和连接，连墙件、支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求；地基是否积水，底座是否松动,立杆是否悬空；扣件螺栓是否松动;高度在24m以上的脚手架,其立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合本规范规定；安全防护措施是否符合要求；是否超载。3、脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法,应符合下表2。41脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法.表2。41脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法注：图中1立杆；2纵向水平杆；3横向水平杆；4剪刀撑.4、安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查，抽样方法应按随机分布原则进行.抽样检查数目与质量判定标准，应按下表2.42扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准的规定确定。不合格的必须重新拧紧，直至合格为止。2.4-2扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准第三章 安全施工保证措施3。1、材质及其使用的安全技术措施1、钢管钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑和附墙杆等。钢管规格为:外径48，壁厚3。5，其材质符合国家现行标准直缝电焊钢管GB/T13793和低压流体输送用焊接钢管GB/T3092中规定的3号普通钢管，其质量符合普通碳素结构钢技术要求GB70079中A3钢的要求.弯曲变形、锈蚀的钢管不得使用，脚手架钢管每根最大量不应大于25kg。钢管上严禁打孔，严禁将外径48mm 与51mm 的钢管混合使用。2、扣件扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母、垫圈等.扣件及其附件应符合可煅铁分类及技术条件BG97867的规定，机械性能不低于KT33-8的可煅铸铁的制作性能，其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定,螺纹应符合普通螺纹GB196-81的规定,垫圈应符合垫圈GB9576的规定。扣件与钢管的贴合面必须严格整形,保证钢管扣紧时接触良好，扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的旋转面间隙小于1,扣件表面应进行防锈处理.扣件的紧固程度宜在4050 Nm，并不大于65 Nm,对接扣件的抗拉承载力为3kN。对接扣件安装时其开口应向内,以防进雨，直角扣件安装时开口不得向下，以保证安全.各杆件端头伸出扣件盖板边缘不小于100mm。3。2、脚手架搭设的安全技术措施1、脚手架的基础必须经过硬化处理满足承载力要求，做到不积水、不沉陷，顶板基础的混凝土必须达到设计强度的75%以上才能施工。2、搭设过程中划出工作标志区，禁止行人进入,统一指挥、上下呼应、动作协调，严禁在无人指挥下作业。3、开始搭设立杆时应每隔6 跨设置一根抛撑，直至脚手架安装稳定后,方可根据情况拆除。4、脚手架及时与结构拉结或采取临时支顶，以保证搭设过程安全,未完成脚手架在每日收工前，一定要确保架子稳定.5、结构外脚手架每支搭一层，支搭完毕后，经项目经理部安全员验收合格后方可使用,任何班组长和个人,未经同意不得任意拆除脚手架部件.6、定期检查脚手架,发现问题和隐患，在施工作业前及时维修加固，以达到坚固稳定，确保施工安全.7、由于脚手架过高为更加稳定可在墩身一定距离预埋钢板将脚手架与墩身焊接.8、为了有效避雷，将4根5m长直径为5.5cm的镀锌钢管埋入地下,并用5cm宽镀锌扁铁将镀锌钢管及脚手架连接起来.3。3、脚手架拆除的安全技术措施1、脚手架搭拆人员必须是经过考核的专业架子工,并持证上岗.。2、拆架前，全面检查待拆脚手架，根据检查结果,拟订出作业计划，报请批准，进行技术交底后才准备工作。3、架体拆除前，必须察看施工现场环境，包括架空线路、外脚手架、地面的设施等各类障碍物、地锚、揽风绳、连墙杆及被拆除架体各吊点、附件、电器装置情况，凡能提前拆除的尽量拆除掉。4、拆除时应划出作业区，周围设绳绑围栏或树立警示标志，地面设专人围护，禁止非作业人员进入。5、拆除时统一指挥、上下呼应、动作协调,当解开与另一人有关的扣件时必须先告诉对方并得到允许，以防坠落伤人。6、每天拆架下班时，不应留下隐患部位。7、拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线，以防触电事故。8、在拆除过程中，凡松开连接的杆、配件应及时拆除运走,避免误扶、误靠已松脱的杆件.拆除的杆、配件严禁向下抛掷，应吊至地面，同时做好配合协调工作,禁止单人进行拆除较重杆件等危险性作业。9、所有杆件和扣件在拆除时分离，不准在杆件上附着扣件或两杆连着送至地面。10、所有的脚手板,应自外向里竖立搬运，以防止脚手板和垃圾物从高处坠落伤人。11、拆除的零配件要装入容器内,用吊篮吊下；拆下的钢管要绑扎牢靠,双点起吊，严禁从高空抛掷。12、六级风以上（含六级）时停止拆除脚手架施工，雷雨天禁止作业第四章 文明施工要求进入施工现场的人员必须戴好安全帽，高空作业系好安全带，穿好防滑鞋等，现场严禁吸烟.进入施工现场的人员要爱护场内的各种绿化设施和标识牌,不得践踏草坪、损坏花草树木、随意拆除和移动标识牌。严禁酗酒人员上架作业,施工操作时要求精力集中、禁止开玩笑和打闹.脚手架搭设人员必须是经考试合格的专业架子工,上岗人员定期体检，体检合格者方可发上岗证.凡有高血压、贫血病的、心脏病及其他不适宜高空作业者，一律不得上脚手架操作.脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改,如需作局部拆改时，须经技术部同意后由架子工操作。不得将模板支撑、泵送混凝土及砂浆的输送管等固定在脚手架上,严禁任意悬挂起重设备.在架子上的作业人员不得随意拆动脚手架的所有拉结点和脚手板,以及扣件绑扎扣等所有架子部件。发现地基下沉、杆件变形严重、防护不全、拉结松动等问题要及时解决.使用的工具要放在工具袋内，防止掉落伤人；登高要穿防滑鞋，袖口及裤口要扎紧。施工人员严禁凌空抛掷杆件、物料、扣件及其他，材料、工具用滑轮和绳索运输，不得乱扔.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，拆下的扣件和钢丝要集中回收处理，应及时整理、检查，按品种、分规格堆放整齐,妥善保管.六级以上(含六级)大风、大雪、大雾、大雨天气停止脚手架作业.在冬期、雨期要经常检查脚手板、斜道板、跳板上有无积雪、积水等物，若有则应随时清扫，并要采取防滑措施。 第五章 脚手架计算书1、计算依据钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ1302001）、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002）、建筑结构荷载规范（GB 500092001)、钢结构设计规范（GB 50017-2003）等规范。2、脚手架的计算参数本合同段最高墩49。807m（不包括洛安江特大桥），为大湾1大桥4墩左幅矩形墩，故本计算书以此墩为例进行受力验算.搭设高度H=50m，步距,立杆纵距，立杆横距，横向水平杆间距S=0.75m，脚手板为木板，按同时铺设3排计算，同时作业层数根据规范要求脚手板下安全网双层兜底，施工层以下每隔10m安全网封闭.连墙件按2步3跨布置。脚手架材质选用钢管,截面面积，截面模量,回转半径，抗压、抗弯强度设计值,基本风压值，E=2.06105N/mm2,I=12。19cm4计算时忽略雪荷载等。3、荷载标准值荷载取值及出处荷载名称取值单位参照资料结构自重0。1248建筑施工手册第四版及脚手架安全技术规程JGJ1302001木板脚手片0。35栏板、挡脚板0。11施工荷载34、荷载传递路线脚手板 横向水平杆 纵向水平杆 纵向水平杆与立杆的扣件 立杆5、计算项目(1)纵向、横向水平杆受弯构件的强度(2）连接扣件的抗滑承载力(3）立杆稳定性（4）连墙件强度、稳定性和连接强度（5）立杆地基承载力计算6、计算过程(1)横向水平杆受弯构件的计算横向水平杆受力图抗弯强度验算可变荷载标准值：施工均布活载标准值为3。0KN/永久荷载标准值：30。35=1。05KN/作用横向水平杆线荷载标准值：qk=（3+1。05）0.753。04KN/m作用横向水平杆线荷载设计值：q=1。430。75+1。21。050。754。10KN/m最大弯矩：Mmax1= qlb2/8=4.101。052/80。57 KN.m= Mmax1/W=0。57106/5。08103112。20N/mm2（满足要求)变形验算(2)纵向水平杆受弯构件的计算纵向水平杆受力图a1=0.3m抗弯强度验算有横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值F=0。5qlb（1+ a1/lb)2=0.54.101.05（1+0.3/1。05) 2 3。56KNMmax2= 0。175Fla=0.1753。561.50。935 KN.m= Mmax2/W=0。935106/5。08103184.06N/mm2（满足要求）变形验算有横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值Fk=0。5qklb（1+ a1/lb）2=0。53。041。05(1+0.3/1。05) 2 2。64KN挠度（满足要求)(3)扣件抗滑力直角扣件、旋转扣件抗滑承载力设计值为Rc=8KNR=2.15F=2.153。56=7。654Rc(满足要求）（4）立杆计算验算长细比根据长细比=l0/i=kh/i=h/i(k取1）=1。5=h/i=1。5180/1。58=171210满足要求确定轴心受压构件的稳定系数=l0/i=kh/i=1。1551。50180/1.58=197(k取1。155）查表=0.186脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1k脚手架按稳定的搭设高度Hs=gk=0。1284KN/mNG1k=Hs gk=52。630。1284=6.76KN配件自重标准值产生的轴力NQ2k永久荷载标准值：木板脚手架3层栏杆、木板脚手板挡板自重标准值=0。11KN/m脚手架每米立杆承受的结构自重标准值：NQ2k=0。5（lb+0。3）la+la=0。5(1。05+0。3）1.51。05+0。111.5=1。063+0.165=1.228KN施工荷载标准值产生的轴向力总和=3KN/=0.5（lb+0.3） la =0。5（1.05+0.3) 1。53 =3.038KN计算立杆段的轴向力N组合风载时：N=1。2（NG1k+ NQ2k）+0。851。4 =1。2（6.76+1.228)+0。851.43。038 =13。2KN不组合风载时:N=1。2（NG1k+ NQ2k）+1。4 =1.2（6。76+1。228）+1。43.038 =13。83KN计算风荷载设计值对立杆段产生的弯矩Mw搭设敞开式脚手架在基本风压0。35KN/,根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范第4.3。2条，验算脚手架立杆的稳定性，需考虑风荷载作用：Mw=0。851。4wklah2/10其中 基本风压（)，按照建筑结构荷载规范（GB50009-2001）的规定采用：河北张家口100年重现期风压 ； - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范（GB500092001）的规定采用B类粗糙度：当H52.63m时，线型插值得 ； 风荷载体型系数： 。2(1+)；挡风系数=0。0890.1，lb/H=1。05/521=1则=0.1090经计算得到,风荷载标准值；Mw=0。851。40.04531.51.82/10 =0.026KN。m8、立杆的稳定性计算 不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：组合风载时，立杆的稳定性计算公式为：满足要求！9、连墙件验算扣件连接抗滑承载力验算连墙件按2步3跨布置,在脚手架最高处连墙件受风荷载最大，50m处风压高度变化系数，采用内插法查表得=1。67N1=N1w+N0 =1。4WkAw+ N0 =1。40。7Aw+ N0 =1。40.71.670。1090。3521.831.5+5 =1。01+5 =6.01KN8KNAw-迎风面积连墙件采用直角扣件与脚手架的内外排立杆连接，连墙杆与建筑物连接时，在建筑物的内外墙面处附加短管上各加一只直角扣件扣牢。扣件抗滑承载力满足要求.连墙杆稳定承载力验算连墙杆采用483。5钢管时,杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外的短钢管上，因此，连墙杆的计算长度可取脚手架距墩柱距离l0=0.5m，长细比为=l0/i=50/1.58=32=150（查冷弯薄壁型钢结构技术规范)=0.912满足要求10、最大搭设高度的计算 因为基本风压等于,敞开式双排脚手架按2步3跨连墙布置，每个连墙点覆盖面积为21。831。5=16。230，符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范第4。3。2规定。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：脚手架搭设高度大于25米,按照下式调整且不超过50米:；【H】=77。35和50m比较取较小值。得到脚手架搭设高度限值【H】=50m。11、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 地基承载力设计值：； 其中，地基土为砂、石填土分层夯实，取地基承载力标准值： ; 脚手架地基承载力调整系数： ; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N=13.83KN；通长设置的混凝土块宽30cm，作用长度取0。75m,基础底面面积 （）：。地基承载力的计算满足要求！20 编制单位：中铁六局张唐铁路工程项目部一分部