钢管扣件落地式外脚手架专项安全技术方案.docx
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钢管扣件落地式外脚手架专项安全技术方案
目录
第一章方案编制依据及参考文献………….….……..………………2
第二章工程概况及架体的基本假设…………….…………………………2
一、工程概况……………………………………..………………..……….……...2
二、周边环境情况………………………………………………...…………….....3
三、施工条件说明……………………………………………………………...….3
四、搭设材料使用说明………………………………………………………...….4
五、架体设置的基本尺寸………………………………………………................5
第三章脚手架施工说明与构造要求………..…….……….…………...…..5
一、基本活荷载参数…………………………………………………………...….5
二、钢管脚手架搭设的基本步骤………………………………………………....5
三、施工管理、技术要点………………………………………………………....6
第四章方案结构计算书……………………..……………………………….10
第一节:
T3101…………………………..…………………………………………10
第二节:
T3102…………………………..…………………………………………17
第五章技术、管理等方面应注意事项……...…………..…….…....…...…23
第六章说明…...………………………………………….………..……...…24
第七章重大危险源的识别………………………..……..…………………..25
第八章脚手架施工安全应急预案…………………….…………...……....26
附图
第一章编制依据及参考文献
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算》刘郡主编中国物价出版社2004年版
3、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中华人民共和国国家标准2010年版
4、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)
5、《建筑施工安全设施计算书编制范例》武树春主编中国建筑工业出版社2005年6月版
6、《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社2001年7月版
7、《简明建筑结构设计手册》浙江大学建筑工程学唐锦春郭鼎康主编1992年12月版
8、《浙江省建筑施工现场安全质量标准化管理实用手册》浙江省建筑业管理局浙江省建筑业行业协会施工安全与设备管理分会合编
9、《建筑结构静力计算手册》中国筑工业出版社1974年12月版
10、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中华人民共和国行业标准2002年版
11、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中华人民共和国行业标准2003年版
第二章工程概况及架体的基本假设
一、工程概况
序
项目
内容
1
工程名称
2
工程地点
3
工程类别
4
建设单位
5
设计单位
6
安装单位
7
工程质量
一性验收合格
8
质量目标
创优质工程“中国安装之星”
9
主要施工内容
T3101/T3102现场制作安装
本专项施工方案针对抽余液塔T3102、二甲苯塔T3101设备吊装、电焊、施工所用的超高钢管扣件式落地脚手架。
二甲苯塔T3101设备高度62.354米,脚手架搭设高度63米。
抽余液塔T3102设备高度82.544米,脚手架搭设高度83米。
均属超高脚手架,根据建设部、省、市关于“具有一定规模的危险性较大的分部分项工程”专项施工方案管理规定,本方案中脚手架搭设高度已超过规定的上限,邀请专家对此方案组织论证。
二、周边环境情况
详见“施工总平面图”。
本工程周边均是在建的装置,交通运输便利,搭设脚手架的场地能满足施工要求。
三、施工条件说明
本外墙脚手架专为T3101、T3102设备安装、施工服务,整个设备安装分为二个工艺程序:
设备吊装、组对焊接。
整个设备分段自下而上吊装就位,分段组对成型;
脚手架搭设与设备安装、施工等关系顺序说明:
吊装、组对阶段------脚手架的搭设随设备吊装逐步上升。
待第一段设备吊装就位完成,架体搭至第一段设备顶部,等待第二段设备吊装就位完成后,继续搭设架体至第二段设备顶部,等待吊装第三段设备,……如此循环往复施工,直至设备安装结束,架体搭施完成。
四、搭设材料使用说明
1、钢管:
应用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB)中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。
截面尺寸:
外径d=48mm,壁厚t=3.5mm。
钢管上严禁打孔。
因考虑钢管质量的不均匀性,在结构验算时按壁厚t=3.2mm计。
钢管在使用前必须进行抽样测试,其技术指标应符合标准要求时才能施工。
钢管应进行防锈处理。
钢管截力学面特征值
规格(mm)
截面积A(mm2)
惯性矩I(mm4)
抗弯矩W
(mm3)
回转半径i(mm)
自重
(kg/m)
φ48×3.2
4.50×102
11.36×104
4.732×103
15.89
3.55
Q235钢钢材的强度设计值与弹性模量
抗拉、抗弯f(kN/mm2)
抗压fc(kN/mm2)
弹性模量E(kN/mm2)
0.205
0.205
2.06×105
2、扣件:
应用可锻铸铁制作的扣件,其材质符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定。
扣件、底座的承载力设计值(kN)
项目
承载能力设计值(kN)
对接扣件(抗滑)
3.20
直角扣件、旋转扣件(抗滑)
8.00
注:
扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40N-m,且不应大于65N-m。
因考虑扣件质量的差异,对接扣件抗滑设计值按单扣件[Rc]=0.8×8.00=6.40kN,双扣件2[Rc]=0.8×12=9.60kN。
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调换。
脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧扭矩达65N-m时,不得发生破坏。
垫块,用于承受架体立杆传递荷载;本工程落地架立杆均支承在厚度达600mm以上的钢筋混凝土满堂基础面上,脚手架立杆下铺300×300×10mm钢板作垫块(详见详图)。
3、脚手板:
采用冲压钢脚手板。
4、连墙杆:
采用刚性连墙杆,材料同脚手架钢管(详见附图中的连墙件构造详图),连墙件均按二步二跨设置。
五、架体设置的基本尺寸
本工程设备为圆柱形,平面几何形状为圆,直径分别为T3101,D=11600mm;T3102,D=12600mm(均为设备外径)。
脚手架架体设计为多边形架体总高度分别为63和83m。
钢管外立杆平均最大水平间距1401和1250mm。
架体横距均采用1.20m(立杆中-中为1.25m)。
外立杆距设备边缘距离定为300mm。
架体步距统一采用1.80m。
每层架体纵向水平大横杆均采用4根,间距400mm,平行均匀排列。
根据结构强度、稳定验算结果,分别自上而下采用单立杆、双立杆、三立杆(详见附图)。
架体钢管立直接支承在混凝土满堂基础之上。
连墙件设置:
架体与设备的连接是利用脚手架水平小横杆逐步沿多边形对称紧顶在设备外缘。
脚手板、安全网的铺设均根据设备施工情况(详见“工程附图与施工总说明”);每层安全护栏和踢脚杆设三根钢管,最高1.50m,最低0.30m,中间均布一根。
架体构造详见附图。
第三章脚手架施工说明与构造要求
一、基本活荷载参数
施工均布可变荷载标准值(装饰)q1=4.00kN/m2,按二层施工施工荷载考虑。
二、钢管脚手架搭设的基本步骤
脚手架的搭设程序:
原地坪平整夯实,弹墨线确定立杆位置→摆放钢板垫块→逐根立立杆→安装第一步大横杆,第一步小横杆与各立杆扣紧,立杆与扫地杆扣紧→安装第二步大横杆→安装第二步小横杆→安装第三、四步大横杆和小横杆……→同时安装连墙杆、横向之字型斜撑→对接立杆→加设剪刀撑、护栏→……依次向上。
三、施工管理、技术要点
1、底座、垫板:
架体内外立杆全部按放在钢筋混凝土满堂基础上,准确地安放钢板垫块在每根立杆钢管在定位线上,且必须铺设平稳,不得悬空。
立杆底部300×300×10mm钢板垫块(也可采用18#槽钢作长条垫块)。
2、施工要求
必须使用合格材料,对于有变形和不合格的扣件均不得使用。
在架体搭设过程中,必须严格按构造方案和尺寸规定进行搭设,并应及时与设备主体连结或采用临时斜撑支顶(在低层三步内),确保搭设过程的安全。
必须按规定及时设置连墙件,并应随架体搭设进度,及时进跟不得滞后,脚手架所用安全网挂设在靠外侧立杆的内边,与立杆、横杆绑扎牢固,绑点间距不大于300mm。
在脚手架搭设过程中,架体内、外两排立杆均应保持垂直,尤其不得向外一边倾斜,搭设过程中应随时校正立杆垂直度和水平偏差;避免造成累计偏差过大。
搭设时钢管必须在垂直方向,水平方向按50%错开接头,错开的位置按规范规定要求;所有立杆必须落地,严禁在水平杆上加设悬空立杆。
搭设第一根立杆时,应选用长短不一的同规格钢管,确保错开立杆接头位置;小横杆应与大横杆垂直,小横杆两端应伸出立杆外100mm以上。
连接大横杆与小横杆的对接扣件,开口应朝架子内侧,螺栓向上,十字形扣件不得使开口朝下,螺栓应适度拧紧。
2·1、钢管立杆施工要求
立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。
立杆上的对接扣件应交错布置,两个相邻立杆接头不能在同一步距内,且相邻立杆接头在高度方向错开的距离不小于一个步距,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。
2·2、钢管水平杆施工要求
(1)横向水平杆设于纵向杆之下,立杆二侧的纵向水平杆固定在立杆的内侧,并采用直角扣件与之扣紧,其余纵向水平杆与横向水平杆扣紧。
(2)纵向水平杆接长一般采用对接扣件连接,也可采用搭接;相邻纵向水平杆对接接头应相互交错布置,不应设在同步同跨内,相邻接头水平距离不应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3;用搭接连接时,搭接长度不应小于1000mm,应等距设置不小于3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。
纵向水平杆的长度一般不宜小于3跨,并不小于6m。
连接纵向水平杆的对接扣件,开口应朝架子内侧,螺栓向上,避免开口朝上,以防雨水进入,螺栓应适度拧紧。
(3)每一主节点处必须设置一根横向水平杆,并用直角扣件扣紧。
作业层上非主节点处的横向水平杆,应设置在纵向水平杆下方,按立杆纵距的中心点位置布置,并用直角扣件与纵向水平杆扣紧。
(4)脚手架底座上必须设置纵、横二个方向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座下皮不大于200mm处的立杆上,横向扫地杆应采用直角扣件固定在靠纵向扫地杆下方的立杆上;
扫地杆必须扣接在立杆上,不得相互扣接,扣件螺帽一定要拧紧,立杆竖接和水平杆横接一定要采用直角扣件,保证竖向传力和水平观感。
(5)脚手架各水平杆相交处伸出的端头均应大于100mm,以防杆件滑落;
2·3、连墙件的施工要求
(1)连墙件按附图总说明规定执行。
(2)连墙件应从第一步水平杆处开始设置,当该处设置有困难时,应采用其它可靠措施固定;
(3)连墙杆必须采用可同时承受拉力和压力的构造措施;
(4)当架体下部(仅限于三步内)暂不能设连墙杆时,可搭设抛撑,抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接,与地面的倾角应在45-600之间,连接点中心至主节点的距离不应大于300mm,抛撑应在连墙杆搭设后方可拆除。
2·4、剪刀撑的设置要求
(1)斜杆与地面的倾角应在45~600之间。
(2)本架在外侧立面整个长度和高度方向连续设置剪支撑,详见附图。
(3)剪立撑斜杆的接头采用搭接方式,接长时不应小于三个扣件,连接固定搭接长度不应小于1000mm,禁止采用对接连接,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应大于150mm。
(4)剪刀撑斜杆应与之相交的立杆、水平杆用旋转扣件连接,底部斜杆的下端应置于混凝土面上,严禁悬空。
(5)剪刀撑斜杆两端扣件与立杆节点的距离不应大于200mm,最下面的斜杆与立杆的连接点离地面不宜大于500mm,剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。
2·5、脚手板设置要求
(1)本方案采用冲压钢脚手板,且应与纵向水平杆绑扎牢固;脚手板四角必须与水平杆可靠固定,严防倾翻;脚手板采用对接平铺;
(2)雨天后,上架施工必须采取防滑措施。
3、施工安全管理措施
3·1、保证安全措施
各级管理人员要有对职工生命高度负责的态度严格要求,严格管理,认真抓好安全工作,搞好安全设施。
3·1·1、人员要求
(1)严格依据外架搭设方案进行施工。
(2)脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特殊作业人员安全技术考核管理规则》(GB5036)考核合格的专业架子工。
上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。
(3)必须服从项目部管理人员的安排;遵守项目部各项安全管理规定和制度;进入施工现场的人员必须戴安全帽,系好安全带,作好防护设施;不得穿拖鞋等,必须穿防滑鞋上班;严禁向下抛扔杂物,不得酒后作业,严禁嬉闹。
(4)必须负责搭设前和搭设后的日常检查和修养。
(5)听从项目部管理人员安排,积极配合项目安全员日常检查,发现问题及时整改。
3·1·2、搭设要点
(1)架体立杆钢管应稳放在钢板垫块上;
(2)立杆间距、大横杆间距、小横杆间距符合方案要求;
(3)钢管立杆与大横杆接头应错开,要用扣件连接拧紧螺栓,不准用铁丝等绑扎;
(4)操作层架体面不得超过规定的负荷量;
(5)架体两端必须设置剪刀撑,剪刀撑与地面角度不大于60度;
(6)脚手板的铺设宽度为1.20m;
(7)安全网必须内挂,并用专用尼龙绳或符合要求的其他材料绑扎严密、牢固;
(8)架体应分阶段验收,必须经有关部门验收合格后,方可投入使用。
3·1·3、使用阶段
(1)作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载;
(2)六级及六级以上大风和雨天应停止脚手架作业,雨后上架操作应有防滑措施;
(3)应设专人负责对脚手架进行经常检查和保修,在六级大风与大雨后,或停用超过一个月后,复工前必须经检查后方可上架操作;
(4)脚手架立杆的沉降与垂直度允许偏差应符合规定要求等;
(5)在脚手架使用期间,严禁任意拆除下列杆件:
1)主节点处的纵、横向水平杆;纵、横向扫地杆。
2)连墙件;
3)支撑,连续斜撑;
4)栏杆,踢脚板;
3·1·4、拆除阶段
(1)拆除脚手架,周围应设围栏或警示标志,并设专人看管,严禁入内,拆除应按顺序由上而下,一步一清,不准上下同时作业;
(2)拆除脚手架大横杆,剪刀撑时,应先拆中间扣,再拆两边扣,由中间操作人往下顺杆子;
(3)拆除的脚手架立杆,脚手板,钢管,扣件,钢丝绳等材料,应向下传递或用绳吊下,禁止往下乱扔。
3·2、安全防护措施
(1)严格按照专项施工方案和技术交底要求组织施工;
(2)重点加强施工作业人员安全防护意识和自我保护意识;
(3)安全网只是在提作层作临时防护之用,为减少水平风荷载对架体产生不利影响,经研究决定采用大目安全网,施工作业结束,安全网立即拆卸;
3·3、防雷、防雨、防台风的安全技术措施
(1)架体用一根细钢筋与墙体中的主钢筋电焊,以便于架体避雷,或另行设置架体的防雷技术措施。
(2)雷雨天气和六级以上大风应停止架上作业。
(3)大风过后要对架上的脚手板等认真检查一次。
(4)密切注意气象预报,一旦遇到台风信息,应及时拆除安全网。
3·3、项目部安全管理网络
第四章方案结构计算书
第一节T3101
架体搭设总高度63m。
计算原则:
采用概率极限状态设计法,并考虑使用过程中可能出现的荷载取其最不利组合进计算。
第一部分:
单立杆,架体构造高19.80m(从第24步至35步),计算高度19.8m
一、大横杆(纵向水平杆)强度计算
中间水平大横杆强度计算
●荷载计算
永久荷载标准值:
大横杆自重荷载标准值P1=0.036kN/m;
脚手板自重荷载标准值:
P2=gj·hj=(0.30×1.20)/3=0.12kN/m;
Σ=0.036+0.12=0.16kN/m,荷载计算值:
q1=1.2×0.16=0.20kN/m;
可变荷载标准值:
施工荷载标准值:
Q=qk×lb1=2.00×1.20/3=0.80kN/m;
Σ=0.80kN/m,荷载计算值:
q2=1.4×0.80=1.12kN/m;
●内力分析(按三跨连续梁计算,并考虑不利荷载组合效应,计算跨度la=1.401m)
跨中最大弯矩计算值:
Mmax=0.08q1l2+0.10q2l2=(0.08×0.20+0.10×1.12)1.4012=0.25kN-m;
支座处最大弯矩计算值:
Mmin=-0.10q1l2-0.117q2l2=-(0.10×0.20+0.117×1.12)1.4012=-0.30kN-m;
最大支座反力计算值:
Rman=RB、C=1.10q1l+1.20q2l=(1.10×0.20+1.20×1.12)1.401=2.19kN;
●强度计算
σman=︱Mmax︱/W=0.30×106/4.732×103=63.40N/mm2<[f]=205N/mm2;
结论:
经计算强度符合要求。
二、大横杆(纵向水平杆)挠度验算
水平大横杆挠度验算(略)
三、小横杆(横向水平杆)强度计算
●荷载计算(小横杆承受大横杆支座力)
小横杆自重荷载标准值P1=0.036kN/m;
自重荷载计算值:
q=1.20×0.036=0.04kN/m;
中间大横杆传递的最大支座反力计算值:
Rman=P=2.19kN(集中荷载);
●内力分析(按简支梁计算)
跨中最大弯矩Mman=ql2/8+Pl/3=0.04×1.202/8+2.19×1.20/3=0.88kN-m;
最大支座反力Rman=ql/2+P=0.04×1.20/2+2.19=2.21kN;
●强度计算(应用双管)
σ=︱Mman︱WI=0.88×106/4.732×103=185.97N/mm2<[f]=205N/mm2;
结论:
经计算强度符合要求。
四、小横杆(横向水平杆)挠度验算
不赘算
结论:
经验算挠度符合要求。
五、小横杆(横向水平杆)与立杆之间扣件抗滑移验算
R≤[RC]
小横杆支座反力Rman=2.21kN,
R=Rman=2.21<0.8[RC]=6.40kN;
结论:
经验算扣件抗滑移符合要求。
六、立杆强度及稳定计算(以架体外立杆为计算依据)
1、荷载计算
●恒荷载标准值计算,荷载系数取r=1.2
a、脚手架架体结构自重标准值产生的轴向力:
NG1k=gk·h2=0.123×19.8=2.43kN;
式中gk——Ф48×3.5钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值;
h2——脚手架高度,按单立杆架体19.80m计算;
b、脚手板自重标准值
脚手板自重:
NG2k=n·la·lb·gj/2=5×1.29×1.25×0.30/2=0.96kN;
式中gj——脚手板自重标准值0.30kN/m2,仅考虑5层脚手板;
c、栏杆、挡脚板自重标准值(按外立面全部设置)
栏杆、挡脚板自重:
NG3k=n·la·gl=13×1.29×0.17=2.850kN;
式中gl——栏杆、档脚板自重标准值0.17kN/m;
d、安全网自重标准值
●活荷载标准值计算荷载系数取r=1.4
a、施工荷载,(按二排装饰满荷载考虑)
NQk=qk·n·la·lb/2=2×2.00×1.401×1.20/2=3.36kN;
式中qk施工均布活荷载标准值,装饰脚手架qk=2.00kN/m2;
n同时施工荷载计算步数,n=2;
la立杆纵距,la=1.25m;
lb立杆横距,lb=1.29m;
b、风荷载标准值
计算公式:
wk=μzμsw0=1.56×0.234×0.35=0.13kN/m2;
式中w0基本风压,取镇海地区w0=0.35kN/m2(重现期n=10年基本风压,宁波市0.30kN/m2,);
μz风压高度变化系数取μz=1.56;
μs脚手架风荷载体型系数(不采用密目安全网全封闭,只在操作层上用大目网作临时封闭,用后即拆卸,不考虑安全网对挡风系数的影响,即作为全敝开式架体上,ψ=0.0975,μs=1.2ψ(1+η)=1.2×0.00975(1+1)=0.234),取μs=0.234;
●荷载效应组合(按下表)
计算项目
荷载效应组合
纵向、横向水平杆强度与变形
永久荷载+施工均布活荷载
脚手架立杆稳定
1
永久荷载+施工均布荷载
2
永久荷载+0.9(施工均布活荷载+风荷载)
连墙件承载力
双排架,风荷载+3.0kN
荷载效应组合
2、立杆的稳定性计算
应用公式:
不组合风荷载时N/φA≤[f]
组合风荷载时N/φA+MW/w≤[f]
(上述二式均同时应满足)
式中:
N计算立杆段的轴向力计算值
●不考虑风荷载组合时立杆稳定验算
不组合风荷载组合时立杆段的轴向力计算值N=1.2NGk+1.4NQk=1.2×7.59+1.4×3.36=13.81kN;
φ轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ确定,查表得φ=0.177;
λ
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