外脚架施工方案.doc

杨庄河炼化项目
生产管理综合楼及辅助设施
悬
挑
式
脚
手
架
施
工
方
案
编制人:
审核人:
审批人:
施工单位:延安圣远建筑工程有限责任公司
七月二十三日

杨庄河炼化项目生产管理综合楼工程
悬挑式脚手架施工方案
一、 总述：
1、 编制依据：
杨庄河炼化项目生产管理综合楼工程施工图纸
《建筑施工安全检查标准》 JGJ59—99
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ130—2023
《钢结构工程及验收规范》 GB50205-2023
《建筑结构施工手册》
《实用五金手册》
2、工程概况：
工程地址杨庄河炼化项目区西南角，框架剪力墙结构，建筑面积41259m2,地上9层，局部10层，建筑总高度44.8m，本工程由中国石化工程建设公司设计研究院设计，延安圣远建筑有限责任公司承建。
3、合用范围：
本方案合用于杨庄河炼化项目生产管理综合楼工程，从该工程二层平面开始搭设，每次挑四层，作为主体结构施工外架。
二、挑架搭设方案：
1、材料规定：
1.1 挑梁16# 工字钢，材质必须符合国家标准规定。
1.2 钢管宜采用力学性能适中的Q235A钢，其力学性能应符合国家现行标准的48×3.5焊接钢管，钢管自身无锈蚀，无弯曲，无烂口，并刷防锈油漆，严禁钢管上打孔。
1.3 扣件符合GB978-67《可锻铸铁分类及技术条件》，螺栓、螺母、垫圈符合GB700-79《普通碳素钢技术条件》中A3规定，螺栓扭力达65N·m时，不发生破坏。当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应小于5mm。
1.4 密目网、竹架板：应具有产品出厂合格证。
1.5 锚环必须是Ⅰ级直接16圆钢，钢材必须复试合格。
2、 外架搭设方案：
2.1悬挑架由二层平面开始搭设,每次挑四层,悬挑高度为17.80m.悬挑梁采用4.5m16#工字钢作为架体底座，楼梯间部分采用6.0m的16#工字钢，挑梁外端斜拉钢丝绳卸载，钢丝绳固定于建筑物结构层面外梁上。其构造如下图：
2.2外架采用48×3.5钢管搭设，排距1050㎜。内立杆距墙350㎜，外立杆距墙1400㎜；挑梁内侧用16圆钢锚环固定在现浇板上，第一道锚环距挑梁前端200mm；当挑梁下有梁时第二道锚环埋于梁内，挑梁遇阳台时挑梁下翼缘与剪力墙上接触处将挑梁支座支高80㎜。挑梁具体布置见附图

有阳台有空调板处脚手架结构

无阳台处脚手架结构

3、挑梁制作：
挑梁采用16# 工字钢，在距离挑梁前端100㎜处焊32钢管，用于立杆定位，焊接时不允许点焊，必须满焊，保证焊接质量。钢管高出“工”字钢200㎜。

挑梁布置见挑梁布置平面图。
二、 安装：
1、挑梁固定：
在一层顶板混凝土浇筑前，按《外架型钢挑梁平面布置图》（附图1）所示位置埋设16钢筋锚环。在建筑物梁、板上埋锚环，用于挑梁末端固定。挑梁尾部按图示尺寸埋钢筋锚环，锚环挂于现浇板底网片钢筋上，且锚固长度不小于350。如下图：

阳台部位挑梁前端必须抬起80mm，荷载不能直接传递至阳台上。安装挑梁时，将挑梁前端支起，待上层剪力墙浇完达成设计强度后用17㎜，6×19钢丝绳将挑梁前端拉起。
2、大角处挑梁作法：
大角处采用[10槽钢焊成构架体与16# 工字钢挑梁采用U型螺栓连接。转角处用钢板连接件连接，钢板连接件上钻6个孔，采用16螺栓将工字钢和槽钢连接起来。由于此挑梁固定长度不够，前端用17mm（6×19＋1）的钢丝绳与建筑物斜拉承载，用QQ式花篮螺栓调节松紧限度。构架体作法见附图：

钢板连接件

四、架体搭设
1、立杆：
⑴立杆上的对接口件应交错布置，两个相邻立柱的接头不应设立在同步同跨内，两相邻立柱接头在高度方向上错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主接点的距离不大于步距的1/3;

⑵、立杆选用3.5、4.5m、6.m钢管纵向排列布置，接长采用对接扣件。
⑶、主立杆规定垂直度偏差不大于全高的1/400，脚手架设纵横向扫地杆，纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮200mm处的立杆上，横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。
2、大小横杆：
⑴、挑架步距1800，第一道大横杆距挑梁200，设在立杆内侧，用直角扣件固定在立杆上；小横杆固定在靠近立杆的大横杆上用直角扣件连接。水平杆在转角处必须交圈（形成井字形结构）；其余小横杆位于大横杆上，以大横杆做小横杆的支座，用直角扣件连接牢固。
⑵大横杆必须选用两种不同长度的钢管交错布置，并满足相邻两接头的水平距离大于500㎜，且不应在同步同跨内。小横杆在立杆外露100㎜，设在距立杆100mm的范围内，并不得拆除。横向水平杆必须用两个直角扣件牢固地扣在纵向水平杆上。靠墙一端外伸长度为杆件端头距建筑物保持50mm的距离。阳台、空调板转角处内立杆距建筑物构建空隙过大处，视具体情况增长立杆，小横杆的长度相应增长，以满足架体需用长度。
⑶作业层的小横杆应根据脚手板的需要等间距设立，最大间距不应大于纵距的1/2。
3、剪刀撑：
剪刀撑按立面图布置，每组跨越立杆根数在5～7根之间，与地面的倾角应在45°～60°之间。杆件接长采用搭接，搭接长度不小于1000mm，用不少于二个转角扣件连接。
4、连墙杆：
⑴、剪刀撑按立面图布置，每组跨越立杆根数在5～7根之间，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不小于6 m，斜杆与地面的倾角应在450～60°之间，并且斜杆必须落地，杆件接长采用搭接，搭接长度不小于1000mm，并用等距离设立3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边沿至杆端的距离不应小于100mm。
⑵、小转角处宽度小于3000㎜立面采用“之”字撑设立。
⑶、剪刀撑应在外架的侧立面整个长度和高度上连续设立剪刀撑。
⑷、连墙杆按二步三跨设立，在每层楼边框架梁上埋设48×3.5钢管，用以固定连墙杆。如下图：

⑸、预埋钢管与连墙杆采用直角扣件连接，旁边增设抗滑扣件以抵抗风压。
⑹、碰到框架柱时与框架柱连接。
连墙杆应采用刚性连接随脚手架的升高设在靠近立杆300mm的范围内。呈水平垂直与墙面设立，也可与脚手架连接的一端稍微下斜，不允许向上翘起。
5、脚手板：
⑴、悬挑脚手架的首层设一道脚手板，再在作业层设一道脚手板。在二层以上必须在作业层下两步内设一道脚手板为隔离防护层。
⑵、悬挑脚手架外立面用密目安全网满封。作业层外侧设1.2m的护身栏杆，并在护身栏杆与脚手板高度0.75m处加设一道栏杆以加强作业层外侧的防护。为了加强作业层密目安全网耐穿透力，在该层再设一道1.2m高的小目安全网。在作业层的外侧立杆纵向连续设立18～20cm高、3cm厚的木板作挡脚板。
⑶、脚手板必须满铺，变形、松散的脚手板严禁使用。脚手板接头处需设两根横向水平杆，脚手板外伸长度为130～150mm，脚手板对接处外伸长度的和不应大于300mm。
五、 其他规定:
1、脚手架使用的立杆、纵横向水平杆、扣件等均用黄色油漆涂刷，剪刀撑、护身栏杆采用黑黄双色油漆分段涂刷，其间隔为300mm一段。悬挑梁采用黑黄双色油漆分段斜刷。其间距为300mm一段，斜向倾角为45°。
2、悬挑梁外立面用三合板按其几何尺寸平铺封闭，并用黑黄双色油漆分段斜刷，其间距为300mm一段，斜向倾角为45°。
3、密目安全网选用国家指定的生产厂家的产品，规格为1800×6000mm，并具有阻燃能力。
六、拆除：
1、拆除前的准备工作：
⑴、认真清理架体上的所有悬浮物及障碍物，保证清理过程中被清理物不得翻倒、抛掷到地面。
⑵、对架体的每个节点、连墙杆、支承件进行认真的检查，对不合规定的加固、补充完善。
⑶、对参与拆除的操作人员进行系统的安全技术交底。
2、拆除时的防护措施：
⑴、拆除现场设警戒区，配专人负责警戒工作。
⑵、停止拆除区域内所有施工，待外架拆除完毕后方可进入该区域作业。
⑶、拆除工作由架子工班长或持证上岗的架子工指挥。
3、拆除作业时的工作程序：
⑴、拆除人员进入工作岗位后，再次对各部位的完好状态进行一次检查，确认无误后方可作业。
⑵、拆除工作按搭设的反程序进行：安全网→护身栏杆→踢脚板→最上一组剪刀撑→连墙杆→小横杆→大横杆→立杆→悬挑架
⑶、拆除时必须按规定逐层循环作业，不允许分立面拆除或踏步式拆除，认真做到一步一清一杆一清。
⑷、所有连墙杆、剪刀撑必须随脚手架的拆除同步进行，不准先行拆除。
⑸、每班作业完后，必须对存留的架体进行检查，对不稳定的部位加固后方可离开。
⑹、对拆下来的材料不得随意朝下投掷，有组织地输送到地面分类堆放。每个参与作业的人员必须严格遵守操作规程，作业时必须按规定对的使用安全带，戴好安全帽。
七、安全措施：
1、脚手架搭拆必须由持上岗证的专业架子工承担，凡有高血压、心脏病及不适应高处作业体征的人员不得上架操作。
2、搭拆作业前，必须检查个人的安全防护用品是否完好，着装是否紧凑，工具袋等必需用品是否齐全完备，待一切确认后方可进入作业区作业。
3、在搭拆脚手架过程中，所有杆件、施工材料不得随意堆放在脚手架上，必须将每一个杆件固定牢固后再搭设下一个杆件或拆除运送到安全地方后再拆下一个杆件。架体上不得存放任何悬浮材料。
4、不准运用架体作垂直吊拉运送材料的支架。
5、操作人员必须步调统一，设专人指挥。当两人共同搭拆同一杆件时必须互相呼应，确认无误后方可进行作业。
6、在夜间、雨雪、强风天气严禁外架作业。
八、脚手架使用及管理：
1、架体搭设完毕后需经设计人员、工长、安全员、架子工班长共同验收，合格后多方签字交付使用，不合格者严禁投入使用。
2、搭设好的脚手架不准任意拆改架体，如确需改动，须经工程技术人员重新设计后按设计规定改动。
3、在施工过程中，施工员、安全员、安全值班人员要经常巡视检查，观测悬挑梁的预埋件、吊索的卡具、连墙杆、大小水平杆、立杆、剪刀撑等的扣件是否有松动，各部杆件、脚手板是否有拆除现象等。如发现问题及时采用措施加固。
4、在放假、雨雪、强风天气后要组织人员专门对外架进行检查，确认无误后方可继续使用。
九、悬挑式扣件钢管脚手架计算书
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》（JGJ130-2023）。脚手架为双排脚手架，搭设高度为17.8米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.5米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。采用48×3.5的钢管为，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.5米。
施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。
悬挑水平钢梁采用16# 工字钢，U口水平。悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，张拉高度为层高，即4..2m
一、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值 P1=0.0384kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.500/3=0.075kN/m
活荷载标准值 Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m
荷载的计算值 q=1.2×0.0384+1.2×0.075+1.4×1.500=2.236kN/m

小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
计算公式如下:

M=2.236×1.052/8=0.308kN.m
抗弯强度验算公式如下：
=≤f
=0.308×106/5080.0=60.63N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足规定!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:

简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×2.236×10504/(384×2.06×105×121900.0)=1. 409mm
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足规定!
二、大横杆的计算:
大横杆按三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
1、荷载值计算
小横杆的自重标准值 P1=0.0384×1.50=0.0576kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN
活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN
荷载的计算值 P=(1.2×0.0576+1.2×0.079+1.4×1.575)/2=1.106kN

大横杆计算简图
2、抗弯强度计算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分派的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:
=0.289Pl
Mmax=0.08×(1.2×0.0384)×1.5002+0.289×1.106×1.500=0.488kN.m
==0.488×106/5080.0=96.06N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足规定!
3.挠度计算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分派的挠度和
均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=0.677×0.0384×1500.004/(2.060×109×1219.0)=0.0524mm
集中荷载标准值最不利分派引起的最大挠度
V1=1.883×1106×1500.003/(2.060×109×1219.0)=2.8mm
最大挠度和
V=V1+V2=2.86mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足规定!
三、扣件抗滑力的计算:
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；
荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.0384×1.500=0.0576kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN
活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/2=2.363kN
荷载的计算值 R=12×0.0576+1.2×0.118+1.4×2.363=3.519kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足规定!
四、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值涉及以下内容：
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248
NG1 = 0.125×17.800=2.225kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；竹笆片脚手板，标准值为0.15
NG2 = 0.150×4×1.500×(1.050+0.350+0.100)/2=0.675kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15
NG3 = 0.150×1.500×4/2=0.45kN
(4)吊挂的安全设施荷载，涉及安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.500×17.800=0.134kN
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.484kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
活荷载标准值 NQ = 3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN
风荷载标准值应按照以下公式计算

其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按《建筑荷载规范》(GB50009-2023)的规定采用：W0 = 0.450
Uz——风载高度变化系数，按《建筑荷载规范》(GB50009-2023)的规定采用：Uz = 1.250
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.200
风载标准值Wk = 0.7×0.450×1.250×1.200 = 0.472kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式
MW = 0.85×1.4Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载基本风压标准值(kN/m2)；
la —— 立杆的纵距 (m)；
h —— 立杆的步距 (m)。
五、立杆的稳定性计算:
卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=10.8kN；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的查表得0.19；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 拟定，l0=3.12m；
k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度拟定，u=1.50；
A —— 立杆净截面面积，A=4.89cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；计算得 = 131.71
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
计算如下：
l0= kuh=1.155×1.5×1.8=3.12m
l0/i=3.12×102/1.58=197.46
查表得安全系数=0.19
N = 1.2NG + 1.4NQ=1.2×3.484＋1.4×4.725
=10.8 kN
==10.8×103/（0.19×4.89×102）=116.24N/mm2 ≤205.00N/mm2
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足规定!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中：N —— 立杆的轴心压力设计值，N=9.804kN；
MW ——立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.273kN.m；
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；计算得 = 180.30
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
N= 1.2NG + 0.85×1.4NQ=1.2×3.484＋0.85×1.4×4.725
=9.804 kN
由风荷载产生的立杆段弯距MW：
MW=0.85×1.4MWK==
=0.273 kN.m
===105.52+53.74
=159.26 N/mm2 ≤205.00N/mm2
< [f],满足规定!
六、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl = Nlw + No
其中 Nlw ——由风载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按下式计算：
Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载基本风压标准值，wk = 0.472kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60×4.50 = 16.2m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 5.000
经计算得到 Nlw = 10.705kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 15.7kN
Nl ≤8.0×2=16KN，满足规定。
七、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
外拉挑梁钢丝绳计算：
按平面图，取最不利受力情况，外立杆距墙面2800㎜,内立杆距墙面1750㎜,最大跨距1500㎜计算，荷载集中同前，如下图：

集中荷载：
N=10.8KN
线荷载（槽钢自重）：
ｑ=201 N/ｍ
挑梁支座处荷载产生力矩为：
M=N×2.8＋N×1.75＋ｑ×2.82/2
=10.8×2.8＋10.8×1.75＋0.201×2.82/2
=49.93KN·m
=M/W=49.93×106/141×103=354.11 N/mm2 ≥205 N/mm2
不满足规定，需要加钢丝绳卸荷，重新验算。
选用17㎜6×19的钢丝绳破断拉力总和为164.26KN，
N拉=164.26×0.85/8×0.832=14.52KN，安全系数取8。
钢丝绳斜拉角度为a ，tan a=4.2（层高）/2.8（悬挑长度）=1.5
Sin a=0.832
M=（N-14.52）×2.8+N×1.75+ｑ×2.82/2
=-3.72×2.8+10.8×1.75+0.201×2.82/2
=9.272 KN·m
=M/W=9.272×106/141×103=65.76 N/mm2 ≤205 N/mm2
满足规定。
V＝Nb2l/6EI×（3-b/l）+（N-N 拉）l3／3EI+ ql4／8EI
=15.75-11.69＋0.59
=4.65㎜
小于10mm，满足规定。
花篮螺栓选用1.3 OO型封闭式花篮螺栓，合用钢丝绳最大直径19mm，满足规定。