边坡脚手架施工专项方案.docx
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边坡脚手架施工专项方案
边坡脚手架施工专项方案
一、工程概况
本工程位于葵涌街道办深葵公路,距盐坝高速葵涌出口西侧约200-300米左右,需治理边坡长度约140米,坡高约2-21米,坡度42度至65度。
为了保证施工安全和工人操作、水平运输的需要,拟搭设落地式扣件式双排脚手架。
二、脚手架的材料准备
1、钢管采用外径48mm,壁厚3.5mm焊接钢管。
2、扣件采用铸铁扣件,质量应符合GB15831-1995《钢管脚手架扣件》的规定。
3、底座采用焊接底座。
4、垫板采用5cm、20cm以上宽木脚手板。
三、脚手架搭设的作业条件
1、首先脚手架场地已平整、夯实工作,从边坡向外围3-5‰找坡。
回填土夯实后,顶面用素混凝土硬化,上面铺设厚5cm、20cm以上宽木脚手板,沿建筑物周围通长装置,之后在宽木脚手板上放置钢底座,钢底座上放置立杆,之后按设计的立杆间距进行放线定位,铺设木脚手板要平稳,不得悬空。
四、脚手架的搭设方法。
1、搭设顺序
放置纵向扫地杆,自角部起依次向两边竖立底立杆,底端与纵向扫地扣件固定后,装设横向扫地杆,并与立杆固定(固定立杆底端前,应吊线确保立杆垂直),每边竖起3~4根立杆后,随即装设第一步纵向水平杆(与立杆扣接固定)和横向水平杆(小横杆、靠近立杆并与纵向水平杆扣接固定)校正立杆垂直和平杆水平使其符合要求后,40~60Nm力拧紧扣件螺栓,形成构架的起始段,按上述要求依次向前延伸搭设,直至第一部架交圈完成。
交圈后,再全面检查一遍构造质量,严格确保设计要求和构件质量,设置连墙件,按第一步架的作业程序和要求搭设第二步、第三步...,随搭设过程及时装设连墙件和剪刀撑,装设作业层间横杆(在脚手架横向杆之间架设的,用于缩小铺板支撑跨度的横杆)、铺设脚手架板和装设作业层栏杆、挡脚板及密目网全封闭。
2、构造要求
1)立杆:
立杆间距选用1.5m,允许搭设偏差±5mm,立杆垂直允许搭设偏差±10cm。
排宽1.5米。
2)扫地杆设置从垫板往上20cm处,扫地杆采用对接接长。
扫地杆在端头与立杆交接处伸出的扣件长度不小于10cm。
3)横杆间距、平整度:
横杆步距采用1.8m,用对接方法接长,一根横杆两端的高差,不能超过2cm,纵向水平杆全长平整度不超过±10cm。
4)立杆、横杆接头的详细做法:
立杆上对接口件应交错布置,两个相邻立杆的接间不应设在同步同跨内,两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。
纵向水平杆对接接头应交错布置,不应设在同步、同跨内,相邻接头水平距离不应小于500mm,并应避免设在纵向水平杆的跨中。
3、架体与边坡结构拉接要求
1)构造形式
与边坡有效拉接
2)布置要求
连墙杆在垂直间距不应大于4m,水平间距不大于6m的位置上设置,设置时尽量靠近主节点,偏离主节点的距离不应大于30cm。
必须人底部第一根纵向水平杆处开始设置,布设形式可以采用花排,也可以采用并排,宜先采用花排。
4、剪刀撑的搭设方法
在建筑物四周转角处,必须要设置剪刀撑。
每道剪刀撑跨越立杆的根数宜在5~7根之间,每道剪刀撑的宽度不应小于4跨,且不小于6m,斜杆与地面的倾角宜在45°~60°之间,由底至顶连续设置,剪刀撑沿纵向连续设置。
中间每道剪刀撑的净距不应大于15cm。
剪刀撑斜杆应在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,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于15cm。
剪刀撑接长采用搭接接长,搭接长不小于50cm,用3个扣件等距布置,扣件扣在钢管端头处小于10cm处。
剪刀撑下端一定要落地。
5、小横杆的设置
每一主节点必须设置一根横向水平杆,并采用直角扣件扣紧在纵向水平杆上部,端头个处伸出长度不小于10cm,该杆轴线偏离主节点的距离不应大于15cm。
双排架中靠墙一侧的外伸长度不应大于50cm。
单排架的小横杆一端采用直角扣件,固定在纵向水平杆上部,另一段应伸入墙内240mm以上。
6、脚手板的防护栏杆
脚手板一般应设置在3根小横杆上,要铺满、铺严密,在两侧设置180mm以上高脚板,操作层上部护身栏杆1.2m高,下部护身栏杆距踢脚板0.6m处。
7、密目网垂直封闭
1)密目网的质量要求:
密目网要四证齐全,要有阻燃性能,其续燃、阻燃时间均不得大于4s。
要符合GB16909的规定。
每10cm×10cm=100cm2的面积上有2000个以上网目。
2)密目网贯穿试验:
做耐贯穿试验时,将网与地面成30°夹角拉平,在其中心上方3m,用5Kg重的钢管(管径48-51mm)垂直自由落下,不穿透即为合格产品。
3)密目网的绑扎方法:
用系绳将密目网绑扎至立杆或大横杆上,使网与架体牢固的连接在一起。
系绳的材质应符合GB16909的规定。
8、兜网封闭:
用大眼安全网(平网)将脚手架与建筑物之间封闭起来,每隔10m封闭一道。
9、脚手架的上下通道:
脚手架体需要设置安全马道,马道宽度不小于1m,马道坡度以1:
3(高:
长)为宜;马道的立杆、横杆间距应与脚手架相适应,基础按脚手架要求处理,立面设剪刀撑;人行斜道小横杆间距不超过1.5m;马道上满铺脚手板,板上钉防滑条;设置护身栏杆,上部护身栏杆1.2m,下部护身栏杆距脚手板0.6m。
同时设180mm宽档脚板。
10、脚手架的交底与验收:
脚手架必须严格按照施工方案搭设,要有严格的技术交底,对详细部位要有节点构造详图,操作人员必须严格执行,所有偏差数值必须控制在允许范围内。
要由专门人员对已搭设好的脚手架按照设方案进行验收,验收时要有量化内容,如横、立杆间距数值,立杆的垂直度,横杆的平整度等都应详细记载在验收记录中,不能简单的用"符合要求"来代替。
11、脚手架的拆除方法
脚手架拆除前应制定施工方案,包括拆除架的步骤和方法、安全措施等。
拆除顺序应遵守由上到下,先搭后拆、后搭先拆的原则,即先拆栏、脚手板、剪刀撑、斜撑,而后小横杆、大横杆、立杆等;并按一步一清原则依次进行,禁止上下同时进行拆除工作。
拆架子的高空作业人员应戴安全帽,系安全带,穿软底鞋上架作业,周围设围护栏杆或竖立警戒标志并有专人指挥,以免发生伤亡事故。
拆除顺序自上而下进行,不能上下同时作业。
连墙点必须与脚手架同步拆除,不允许分段、分立面拆除,拆下的扣件和配件应及时运至地面,严禁高空抛掷。
12、脚手架搭设时注意事项:
1)外径48mm与51mm的钢管严禁混合使用。
2)主节点处,固定横向水平杆(或纵向水平杆)、剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。
3)各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。
4)对接扣件的开口应朝向架子的内侧,螺栓朝上,直角扣件的开口不得朝下,以确保安全。
5)不脚手架外侧遇有主低压电线时,而且外侧边缘距外是架空线路外侧边丝的安全距离小于规范规定时,应做专门外电防护方案,并严格执行。
6)上架作业人员必须持证上岗,戴安全帽,系安全带。
7)严格按搭设方案施工,连墙件和剪刀撑应及时设置,不得滞后超过两步。
8)在搭设过程中,应注意调整整架的垂直度,一般通过调整连墙撑的长度来实现,但最大允许偏差100mm。
13、脚手架的维护与管理:
1)使用完毕的脚手架应及时回收入库、分类存放。
露天堆放时,场地应平整,排水良好,下设支垫,并用苫布遮盖。
配件,零件应存放在室内。
2)凡弯曲、变形的杆件应先调直,损坏的构配件应修复,方能入库存放,否则应更换。
3)要定期对脚手架的构配件进行除锈、防锈处理,凡湿度较大的地区(在于75%)。
每年应涂刷防锈漆一资,一般应两年涂刷一次。
扣件要涂油。
螺栓宜镀锌防锈。
4)工具式脚手架,在拆除后需要及时进行维修保护,并配套存放。
5)脚手架使用的扣件、螺母、垫板、插销等小配件极易丢失,在支搭时应将多余件及时回收存放,在拆除亦应及时检收,不得乱扔乱放。
6)建立健脚手架工具材料的领发、回收、检查、维修制度,按照谁使用,谁维修、谁管理的原则,实行限额领用或租赁方法,以减少丢失和损。
方案计算书:
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》(JCJ130-2001)
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为25.8米,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:
立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.05米,立杆的步距1.50米。
采用的钢管类型为Φ48×3.5,连墙件采用3步3跨,竖向间距4.50米,水平间距4.50米。
施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设6层。
脚手架各构件计算如下:
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=0.038kN/m;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.500/3=0.175kN/m;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m;
荷载的计算值:
q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m;
小横杆计算简图
2.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:
Mqmax=ql2/8
最大弯矩Mqmax=2.356×1.0502/8=0.325kN.m;
最大应力计算值σ=Mqmax/W=0.325×106/5080.0=63.917N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力σ=63.917N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
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
荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m;
Vqmax=5ql4/384EI
最大挠度ν=5.0×1.713×1050.04/(384×2.06×105×121900.0)=1.080mm;
小横杆的最大挠度1.080mm小于小横杆的最大容许挠度1050.0/150=7.0与10mm,满足要求!
二、大横杆的计算
大横杆按照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=0.038×1.050=0.040kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN;
荷载的设计值:
P=(1.2×0.040+1.2×0.184+1.4×1.575)/2=1.237kN;
大横杆设计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mmax=0.08ql2
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=0.267Pl
M=0.08×(1.2×0.038)×1.5002+0.267×1.237×1.500=0.504kN.m
.最大应力计算值σ=0.504×106/5080.0=99.152N/mm2;
大横杆的最大应力计算值σ=99.152N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:
均布荷载最大挠度计算公式如下:
Vmax=0.677ql4/100EI
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
V1max=0.677×0.038×1500.004/(100×2.060×105×121900.000)=0.05mm;
集中荷载标准值P=0.040+0.184+1.575=1.799kN
集中荷载最大挠度计算公式如下:
V2pmax=1.883Pl3/100EI
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
V2=1.883×1799.070×1500.003/(100×2.060×105×121900.00)=4.55mm;
最大挠度和:
V=V1+V2=0.05+4.55=4.605mm;
大横杆的最大挠度4.605mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm,满足要求!
三、扣件抗滑力的计算:
纵向或横向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;
1.荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN
活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN
荷载的计算值 R=1.2×0.058+1.2×0.276+1.4×2.362=3.707kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
四、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:
(1)、每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m),本例为0.1394
NG1=0.139×25.800=3.597kN
(2)、脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹串片脚手板,标准值为0.35
NG2=0.350×6×1.500×(1.050+0.300)/2=2.126kN;
(3)、栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.14
NG3=0.140×6×1.500/2=0.630kN;
(4)、吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.500×25.800=0.193kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.546kN;
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。
经计算得到,活荷载标准值
NQ=3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用,
Wo=0.450kN/m2;
Uz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz=1.420;
Us--风荷载体型系数:
取值为0.960
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.450×1.420×0.960=0.429kN/m2;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为
MWw=0.85×1.4WkLah2/10
其中Wk----风荷载基本风压值(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:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值:
N=14.47kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.700;
计算长度,由公式lo=kμh确定:
l0=2.950m;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到:
φ=0.210;
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)σ=142.733N/mm2;
立杆稳定性计算σ=142.1733N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值:
N=13.480kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.700;
计算长度,由公式l0=kuh确定:
l0=2.950m;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.210
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)σ=166.89N/mm2;
立杆稳定性计算σ=166.89N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
六、最大搭设高度的计算:
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:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=2.950kN;
活荷载标准值:
NQ=4.725kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
gk=0.139kN/m;
经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度Hs=63.543m;
按《规范》5.3.7条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=63.543/(1+0.001×63.543)=59.747m;
[H]=59.747和50比较取较小值。
得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m,满足要求!
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:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=2.950kN;
活荷载标准值:
NQ=4.725kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
gk=0.139kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:
Mwwk=0.145kN.m;
经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度Hs=48.898m;
按《规范》5.3.7条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=48.898/(1+0.001×48.898)=46.618m;
[H]=46.898m和50m比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=46.618m,满足要求!
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:
Nl=NlW+N0
风荷载标准值Wk=0.429kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积AW=4.50×4.50=20.250m2;
按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN,
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:
NlWw=1.4×Wk×AW=12.174kN;
连墙件的轴向力设计值Nl=NlWw+N0=17.174kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf=φ·A·[f]
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比l/i=30.000/1.58的结果查表得到φ=0.95,l为内排架距离墙的长度;
又:
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为Nf=95.411kN,
Nl 连墙件采用双扣件与墙体连接。 由以上计算得到Nl=17.174kN大于双扣件的抗滑力8.0kN,不满足要求! 八、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 p≤fg 立杆基础底面的平均压力: p=N/A=48.24N/mm2; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值: N=14.47kN; 基础底面面积: A=0.30m2。 地基承载力设计值: fg=fgk×kc=85.000N/mm2; 其中,地基承载力标准值: fgk=85.000N/mm2; 脚手架地基承载力调整系数: kc=1.000; p=48.24≤fg=85.000N/mm2地基承载力满足要求!
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