悬挑水平防护棚方案.doc

泰禾海沧H2013P04地块项目1#地块
工具式钢管立柱早拆支撑体系专项施工方案

福州世茂南通项目
外架悬挑水平防护棚施工方案

2017年7月

福州世茂南通项目
外架悬挑水平防护棚施工方案

外架悬挑水平防护棚施工方案报审表
工程名称
福州世茂南通项目
施工单位
中建海峡建设发展有限公司
编制单位
现上报福州世茂南通项目 工程 外架悬挑水平防护棚施工方案，请予以审查。
主 编

编制人

工程项目部/专业分包施工单位 （盖章）
技术负责人

审查单位
监理审查意见：

监理审查结论： □同意实施 □修改后报 □重新编制

监理单位 （盖章）
专业监理工程师

日期：
总监理工程师

日期：
目录
一、 编制依据及原则 - 2 -
二、 工程概况..................................................................................................................... - 1 -
三、 防护棚的搭设形式 - 3 -
四、 材料要求 - 4 -
五、 防护棚的细部构造 - 5 -
六、 防护棚的搭设 - 5 -
七、 防护棚的拆除 - 7 -
八、 防护棚的验收与保护 - 8 -
九、 施工要求 - 9 -
十、 组织机构及人员安排 - 10 -
十一、 防护棚受力计算 - 10 -

- 15 -

一、 编制依据及原则
序号
规范、标准名称
规范、标准编号
1
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-2011
2
《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》
JGJ130-2011
3
《建筑施工高处作业安全技术规范》
JGJ80-91
4
《建筑机械使用安全技术规范》
JGJ33-2012
5
福州世茂南通项目 工程施工组织设计

二、 工程概况
1、工程建设概况
工程名称
福州世茂南通项目
工程地址
福州市闽侯县南通镇上洲村
建设单位
福州世茂嘉年华置业有限公司
设计单位
福建岩土工程勘察研究院
勘察单位
福建岩土工程勘察研究院
监理单位
浙江江南工程管理有限公司
总承包单位
中建海峡建设发展
有限公司
建设工期
955日历天
工程主要
功能或用途
本工程为一层地下室、4栋超高层及6栋高层住宅组成，住宅1#楼、5~7#楼为超高层住宅楼，住宅2~3#楼、8~11#楼为为一类高层住宅楼，其中住宅1~3#楼、5#楼、8#楼一二层局部为公共配套用房

总建筑面积
建筑面积共计：230181.19㎡，其中地上建筑面积：186309.321㎡，地下建筑面积：43871.87㎡。
总建筑高度
92.0m~143.95m
层数
层高
工程部位
层 数
层 高
1#
48层
首层4.50m，标准层2.90m
2#
33层
首层2.90 m；标准层2.90m；
3#
34层
首层2.90 m；标准层2.90m；
配套商业4#
3层
首层4.50m，二、三层4.50m
5#、6#、7#
42层
首层2.90 m；标准层2.90m；
8#
31层
首层4.50m，标准层2.90m
9#、10#、11#
32层
首层2.90 m；标准层2.90m；
8#楼第一道悬挑水平防护6层，第二道悬挑水平防护12层、第三道悬挑水平防护18层、第四道悬挑水平防护24层、第五道悬挑水平防护30层
9#楼第一道悬挑防护7层、第二道悬挑水平防护13层、第三道悬挑水平防护19层、第四道悬挑水平防护25层
10#楼第一道悬挑水平防护5层、第二道悬挑水平防护11层、第三道悬挑水平防护17层、第四道悬挑水平防护23层、第五道悬挑水平防护29层
11#楼第一道悬挑水平防护5层、第二道悬挑水平防护11层、第三道悬挑水平防护17层、第四道悬挑水平防护23层、第五道悬挑水平防护29层

三、防护棚的搭设形式
防护棚钢管组合而成，钢管统一型号为DN48*3.5厚，主梁为6000长间距1500，根部与楼层双排架水平杆、立杆用卡扣连接（双排架采用顶托加100X100方木反顶于板底），次梁间距400，与主梁用卡扣连接；外端1/3跨范围内，横杆每隔3000分别用斜拉钢管、钢丝绳将荷载传递到双排架及主体结构上；为减小架体的局部荷载过大，在相应楼层增加一道卸载钢丝绳及连墙件。如图3.1。
防护棚上先满铺一层密目安全网，平网上铺一层纵向钢管、间距400mm，上满铺钢脚手板，上面再满铺模板，模板用铁丝绑牢，最外侧设置1200mm高防护栏杆，上满挂密目钢板网（或模板），钢板网（或模板）要整洁美观，防护棚外侧设置挡脚板高300，挡脚板采用中国建筑logo标志。防护棚栏杆外露面刷红白油漆，间距同外架立杆间距，示意图附后。目前分别设置在9#楼7层、11楼5层、8#楼6层。

四、材料要求
钢管：采用DN48*3.5焊管，材质应符合GB/T13793或GB/T3092规定，质量应符合GB700－79《普通碳素结构钢技术要求》中Q235A钢要求。弯曲变形、锈蚀钢管不得使用。
扣件：扣件及其附件符合GB978-67可锻铁分类及技术条件的规定， 扣件与钢管的贴合面必须严格整齐，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1mm，扣件表面应进行防锈处理。脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩65N•m时，不得发生破坏。
脚手板：钢脚手板。
安全网：采用密目式安全网。

五、防护棚的细部构造
防护棚安全措施，主要材料为钢管、密目钢板网、模板及挡脚板（300高）。具体布置如节点图。

六、防护棚的搭设
施工准备，技术人员应熟悉上部图纸，熟悉各个部位及高度的结构变化，项目部应组织必要的物料进场，其中包括φ48×3.5mm钢管、对接卡口、直角扣件、旋转扣件和密目钢板网、模板、方条（方钢管）等，以备外脚手架搭设使用；有关作业班组应织足够的作业人员，准备外脚手架的搭设；同时在施工前，应当组织有关技术人员和质安人员对作业班组进行作业前技术、安全交底。架子工必须具备国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》的条件，经过培训、考核、取得安全操作证并经体检合格后方可从事脚手架安装、拆除作业。
防护棚搭设要求
搭设的基本要求是：横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺连接牢固，受荷安全、有安全操作空间、不变形、不摇晃。
防护棚的搭设严格遵守以下施工流程：
主梁钢管→根部次梁钢管→拉杆钢管→外侧次梁钢管→钢丝绳→钢脚手板、安全网铺设→外沿栏杆→模板铺设→警示标志。
防护棚的搭设除了按顺序搭设处，还得注意下列事项：
按照规定的构造方案和尺寸进行搭设；及时与结构拉结或临时支顶，以确保搭设过程的安全；拧紧扣件（拧紧和程度要适当）；有变形的杆件和不合格的扣件（有长度、扣接不紧不紧等）不能使用；搭设工人必须佩挂安全带；随时校正杆件的垂直和偏差避免偏差过大；没有完成的防护棚，在每日收工时，一定要确保钢管网架稳定，以免发生意外；方条（或方钢管）与横杆要牢固的扎结，固定点的间距应不大于50cm，相临模板之间的拼接要严密。
搭设的一般规定：
架子工应熟悉图纸，熟悉现场具体情况，了解技术交底意图和施工操作方法，并将符合要求的钢管、扣件等材料运至现场，分类存放，搭设前清除障碍物。
架子工作业时，必须佩带好安全帽、系好安全带，严禁穿高跟鞋、拖鞋或硬底带钉易滑鞋作业，工具及零件应放在工具包内，服从指挥，集中思想、相互配合，拆除下来的材料不乱抛、乱扔。脚手架作业下方不准站人，架子工不准在钢管网架上非工作停留。
凡遇六级以上大风或下雨天气时，不得进行作业。雨后作业应待管架上雨吹干后进行，防止滑落。
在靠近电源处拆除脚手架时，必须将电源先切断或严密防护，必要时变更位置后方可进行作业，不允许将电源线拉在脚手架止，以防止漏电伤人。
不在防护棚上附装机械设备、拉缆风绳等。
防护棚设置栏杆与挡脚板，栏杆高度不低于1.2m，挡脚板用由成品中国建筑logo条幅制成，高度不低于300mm。
搭设防护棚必须严格按照规范要求选用材料，对于压扁、弯曲、锈蚀和有裂缝的钢管及不合格的构件，严禁使用，扣件螺栓应满足正常状况下的扭力矩要求（5~6kg·m）。

脚手架搭设的技术要求及允许偏差
序号
项 目
技术要求
允许偏差
1
立杆垂直度：Hmax>30m

Hmax≤100mm
2
间 距
步距偏差

±20mm
柱距偏差

±50mm
排距偏差

±20mm
3
横杆高差
杆两端

±20mm
同跨同一横截面内的高差

±10mm
4
扣件安装
扣件距离中心节点

≤150mm
相邻立柱对接扣件高差

-50mm
5
脚手板外伸偏差、搭接

0~50mm

七、防护棚的拆除
在防护棚拆除前应作好以下工作
对防护棚进行安全检查，确认不存在严重隐患。如存在影响拆除防护棚安全的隐患，应先对防护棚进行修整和回固，以保证防护棚的拆除过程中不发生危险；
在拆防护棚时，应先清除铺设层上的垃圾杂物，清除时严禁高空向下抛掷，大块的装入容器内由垂直运输设备向下运送，能用扫帚集中的集中装入容器内运下。
防护棚在拆除前，应先明确拆除范围、数量、时间和拆除顺序、方法、物件垂直运输设备的数量，拆除的安全措施和警戒区域。
严格遵循拆除顺序，由后搭者先拆、先搭者后拆，同一部位拆除顺序是：铺设层→次梁钢管→主梁钢管。
拆除防护棚时，下部的出入口必须停止使用，对此除监护人员要特别注意外，还应在出入口处置明显的停用标志和围栏，此装置必须内外双面都加以设置；
在拆除的防护棚周围，于坠落范围明显“禁止入内”字样的标志，并有专人监护，以保证拆脚手架时无其他人员入内；
防护棚人工拆除，上下运输也为人工传递，拆下的钢管、扣件及其他材料运至地面后，应及时清理，将合格的，需要整修后重复使用的和应报废的加以区分，按规格堆放。对合格件应及时进行保养，保养后送仓库保管以备今后使用；
防护棚拆除时遇大风、大雨、大雾天应停止作业；
拆除时操作人员要系好安全带，穿软底防滑鞋、扎裹腿。
防护棚拆除过程中，不中途换人，如必须换人，则应该在安全技术交底中交代清楚。

八、防护棚的验收与保护
防护棚在投入使用之前必须进行验收，合格后方准使用。主要检查拉杆、钢丝绳的可靠连接，各钢管连接卡扣的紧固，楼层双排架的卸载措施，铺设层的完整性，防护棚的防雷接地。
在检查验收过程中，要特别注意扣件的紧固程度，扣件并不是拧得越紧越好。对于拧紧力矩大于70N·m的扣件，要认真检查有无裂缝、变形，如果发现有上述弊病应立即调换，调上的扣件的螺栓应紧固在40~70N·m。
防护棚在验收合格通过投入使用后，必须对其进行日常的保养和定期的全面检查和整修，才能保证其安全使用。防护棚日常的保养和维修必须每天进行一次，定期的维护保养一般每月进行一次。所以要求作业队防护棚进行日常的和定期的保养和维修，尤其是每次强风、暴雨过后都要认真检查整修后方可使用。防护棚保养整修的主要内容有：
1、检查主梁连接是否有所松动，面层有无过多堆放杂物；
2、检查明确防护棚的整体和局部的垂直、水平偏差。如发现垂直度有异常现象，应及时加固和消除隐患。
3、各类扣件的涂油和紧固。检查扣件时先检查扣件的外观，而后将扣件上的螺栓逆时针方向松几牙螺纹，再涂油紧固螺栓至规定的力矩范围内。
检查脚手板有否松动、悬挑，还要检查四角是否用铁丝扎牢，如发现问题应及时纠正。
4、与建筑物连接的检查，检查连接件是否齐全和完好，有无松动、移动。
要对外包安全网、外挑安全网、安全隔离设施、外侧挡松、栏杆和接地防雷等安全设施进行检查，保证这些安全设施完整、牢固，能正常发挥安全作用。如果有损坏者要及时调换，如有松动者应及时紧固，如发现松动和开口要及时连通。
5、检查防护棚的荷载情况，使其不超过设计荷载，如有超载应及时卸荷至设计荷载。
6、防护棚的日常保养和定期检查，都要有记录。
7、防护棚使用中必须经常检查，清除回面层上的杂物，严禁在防护棚上堆积施工材料，或上人，以免管架发生超载，造成事故。

九、施工要求
1、所有操作人员应持证上岗，操作人员进入现场后，应做好进场三级教育，并做好会议记录，进行详细的安全技术交底。
2、每一道防护棚搭设完毕后，必须验收合格后方可使用。
3、防雷击接地措施，采用4×40镀锌扁铁与本建筑结构的四角避雷接地网焊接，其电阻不得大于要求的10Ω。
4、及时收集气象资料，并通知全体施工人员，便于安排工作和进一步采取措施。
5、焊接作业时，要注意防火，遇风时，应设置挡风板，避免火花飞溅。
6、防护棚上不得堆放钢筋，模板等任何材料。
7、防护棚拆除程序与安装程序相反，拆除时，应将防护棚材料逐一传递至楼层或转料平台上，再按步骤拆除，严禁乱丢及高空坠物。

十、组织机构及人员安排
组织管理如下：
项目生产经理

施工员、安全员

外架施工技术人员

主要人员安排如下：
施工员2人：主要负责防护棚搭设、拆除的技术指导及安全生产管理。
安全员1人：主要负责防护棚的安全监督工作。
防护棚技术工人10人：根据进度需要，主要负责防护棚的搭设、拆除工作。
其他配合人员5人，主要负责钢管、扣件等的运输工作。

十一、防护棚受力计算
1. 材料性质
（一）、荷载取值
1、脚手板：脚手板自重标准值(kN/m2)：0.35；
2、安全网自重标准值(kN/m2)：0.005；
3、高空坠落物最大荷载标准值N(kN)：1 ；
4、每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；
5、查《建筑结构荷载规范》风荷载，式中：
ωk——风荷载标准值（kN/m2）。
βz——风振系数，取1.0；
μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）规定采用。地面高度为15m，取值为1.07。
μS——脚手架风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）规定取μS=1.3×ψ=1.3×0.089=0.116。（其中ψ为挡风系数）
ω0——基本风压（kN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》采用三十年一遇取0.32kN/m2。
ωK=0.7×1×1.07×0.116×0.32=0.028kN/m2。
（二）、纵向水平支撑钢管计算
纵向钢管次梁按照三跨连续梁计算，承受钢管自重、脚手板及安全网自重、坠落物冲击集中荷载、风荷载。因坠落物冲击集中荷载、风荷载不会同时作用，因此按二者分别作用最大值计算。因防护棚按照承载能力极限状态设计，不考虑正常使用极限状态。截面几何参数如下：
钢管计算取48×3.0计算，
钢管截面抵抗矩 W=4.490 cm3;
钢管截面惯性矩 I=10.7776 cm4;
钢管净截面面积 ： A=4.24 cm2；
回转半径i=15.94
1.荷载的计算
(1)脚手板及模板自重(kN/m)：
q1=0.35×0.9×2=0.6kN/m；
(2)钢管自重(kN/m)
q2=0.038
（3）安全网自重(kN/m)
q3=0.005×0.9=0.0045
（4）风荷载(kN/m)
q4=0.028×0.85=0.023
(5) 高空坠落物最大荷载标准值(kN)：
N= 1kN；
2.纵向强度验算
1、纵向支撑钢管按三跨连续梁计算；
（1）坠落物冲击集中荷载作用下最大弯矩计算公式如下:

纵向钢管计算简图
M=0.08ql2 + 0.2Fl
均布恒载：q=1.2 ×（0.6+0.038+0.0045） =0.819kN/m；
冲击荷载：F=1.4×1=1.4kN；
最大弯距 M=0.08×0.819×1.5 + 0.2×1.4×1.5= 0.53kN·m；
最大应力 σ=M / W=0.53×106 / (4.49×103)=1118N/mm2；
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2；
支撑钢管的计算应力 118N/mm2 小于 钢管的抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！

（2）风荷载作用下最大弯矩计算公式如下:
纵向钢管计算简图
M=0.08ql2
当考虑风荷载为正荷载时
q=1.2 ×（0.53+0.038+0.0045）+1.4×0.023=0.768 kN/m；
最大弯距 M=0.08×0.768×1.5 = 0.092kN·m；
最大应力 σ=M / W=0.092×106 / (4.49×103)=20.67N/mm2；
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2；
支撑钢管的计算应力 20.67N/mm2 小于 钢管的抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！
当考虑风荷载为负荷载时
q=1.2 ×（0.53+0.038+0.0045）-1.4×0.023=0.650kN/m；
最大弯距 M=0.08×0.650×1.5 = 0.078kN·m；
最大应力 σ=M / W=0.078×106 / (4.49×103)=15.3N/mm2；
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2；
支撑钢管的计算应力15.3N/mm2 小于 钢管的抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！
（三）、悬挑横向支撑钢管计算
悬挑横向水平钢管按照承载能力极限状态设计，按照两跨连续梁计算；
1、坠落物冲击集中荷载作用下最大弯矩、及支座剪力计算公式如下:
冲击荷载按最不利情况作用于跨中，上部钢管传递的恒载按等间距步置。
冲击荷载: F= 1.4×1=1.4kN；
纵向钢管、模板、脚手板、安全网传递恒载：P=1.2×（0.53+0.038+0.0045）×0.9=0.618kN；
横向钢管自重(kN/m)：q=1.2*0.038=0.046 kN/m

坠落物冲击集中荷载作用下支撑钢管计算简图
跨中最大弯矩
Mmax=0.07*0.046*1.6*1.6+0.156*0.618*1.6+0.203*1.4*1.6=0.617kN·m ；
最大应力 σ= Mmax / W=0.617×106 / (4.49×103)=137.46N/mm2；
支撑钢管的计算应力 137.46N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求！

2、风荷载作用下最大弯矩、及支座剪力计算公式如下:

风荷载作用下支撑钢管计算简图
风荷载: P1= 1.4*0.023*0.9 =0.029kN；
纵向钢管、脚手板、安全网传递恒载：P=1.2×（0.53+0.038+0.0045）×0.9=0.618kN；
横向钢管自重(kN/m)：q=1.2*0.038=0.046 kN/m
当风荷载为正荷载是 P=0.618+0.029=0.647kN
当风荷载为负荷载是 P=0.618-0.029=0.589 kN
（1）当风荷载为正荷载时
跨中最大弯矩 Mmax=0.07*0.046*1.6*1.6+0.156*0.647*1.6=0.169kN·m ；
最大应力 σ= Mmax / W=0.169×106 / (4.49×103)=37N/mm2；
支撑钢管的计算应力 37N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求！

（2）当风荷载为负荷载时
跨中最大弯矩 Mmax=0.07*0.046*1.6*1.6+0.156*0.589*1.6=0.155kN·m ；
最大应力 σ= Mmax / W=0.155×106 / (4.49×103)=35N/mm2；
支撑钢管的计算应力35N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求！

（四）、斜拉钢管、钢丝绳计算
通过横向悬挑钢管计算，B、C支座反力在冲击荷载作用反力最大，分别为RB=4.8kN， RC=6.5 kN，计算简图如下

斜拉钢管、钢丝绳计算简图
斜拉钢管轴向拉力F1=4.8/SIN46˚=6.67kN
钢丝绳轴向拉力F2=6.5/SIN39˚=10.3kN
钢管轴向拉应力σ=N/ A=F1/A=10.3*1000/（4.24*100）=24.29 N/mm2〈205 N/mm2
钢管的计算拉应力24.29N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求！

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN。
按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN.10.3也满足要求。
因此斜拉钢管可以满足要求。
（五）、钢丝绳验算
出于安全余量考虑，每6米采用φ12.5钢丝绳拉到结构吊环内。该防护棚满足安全要求。
（六）、吊环强度计算
吊环强度计算公式为：σ=N / A ≤ [f]
其中
[f] 为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；
N -- 吊环上承受的荷载等于[Fg]；
A -- 吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2；
选择吊环的最小直径要为：
d =(2×[Fg]/[f]/π)1/2 =(2×8.92×103/50/3.142)1/2=10.66mm。
钢丝绳最小直径为10.66 mm，必须拉紧至8.92kN，出于安全余量考虑，吊环直径为18 m。