9层化工厂高大模板支撑脚手架专项施工方案

1、内蒙荣信化工甲醇项目合成气装置原煤贮存与准备(701)24.47m高大模板支撑脚手架专项施工方案 编 制: 检 查: 安 检: 技术负责人: 项目经理: 矿东华三十七处第四项目公司 2020年4月30日目 录一、编制依据二、工程概况三、施工总部署四、搭设方案五、计算书六、安全、文明施工技术措施七、附表:脚手架搭设详图架子工人员明细及证件一、编制依据:建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2020)建筑结构荷载规范(GB 50009-2020)建筑施工安全施工标准(JGJ5999) 冷弯薄型钢结构技术规范(GBJ18-87)建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ8091) 混凝土结构

2、设计规范GB50010-2020、 钢结构设计规范(GB 50017-2020)二、工程概况:本工程位于合成气化装置界区北侧,主项结构的使用年限为50年,结构安全等级为二级。本地区的抗震设防烈度为8度,框架抗震等级为二级。剪力墙抗震等级为一级,结构为框架结构,建筑层数局部为九层,其余为八层。建筑总高度为48m。因本层梁板截面较大,所以本方案针对24.47m梁板进行编制,脚手架搭设在14.47m平台上,搭设高度为10m。三、悬挑脚手架施工部署 1、总体思路因19.47m层没有楼板,因此脚手架在19.47m的基础上进行加密,直至满足承载力等施工要求,方可进行下一步工序。2、材料要求:(1)钢管钢管

3、包括立杆、大横杆、剪刀撑等。钢管采用外径为48mm,壁厚3.0mm,其材质应采用国家现行标准直缝电焊钢管(GB/T13793)或低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092)中规定的3号普通钢管,其质量应符合GB700-79普通碳素结构钢技术要求中A3钢的要求。弯曲变形,锈蚀钢管不得使用,且钢管上禁止打孔。 (2)、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GB978-67可锻铁分类及技术条件的规定,机械性能不低于KT33-8的可锻铸铁的制作性能,其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定,螺纹应符合GB196-81普通螺纹的规定,垫圈应符合

4、GB95-76垫圈的规定。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,在螺栓拧紧扭力矩达65Nm时,不得发生破坏。(3)、脚手板脚手板采用木跳板,操作台满铺,跳板厚度为50mm。(4)、安全网本工程中的水平网采用白色尼龙网,承重不低于12020/。四、搭设方案1、支撑脚手架各构件参数:(1)脚手架参数立杆为单立杆,纵距为 0.4米,横距为0.4米,为双扣件连接,脚手架立杆距梁、柱、墙等建筑物为0.3米；大横杆步距为1.50 米,扫地杆距底层不大于2020m；操作层满铺50mm厚木跳板

5、,并用钢丝进行绑扎,不能出现探头板。梁底设置两根垂直立杆,板底方木立放间距2020梁底间距100mm。梁底搭设示意图。 2、满堂脚手架施工工艺(1)施工工艺纵向扫地杆立杆纵向水平杆剪刀撑铺脚手板搭设防护栏杆扎安全网。.立杆: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,两个相邻立柱接头不能出现在同步同跨内,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立杆间距的1/3即50,立杆的垂直偏差要求,角柱垂直误差0.5%,其它1%。.水平杆:大横杆在立柱的内侧,用直角扣件与立杆扣紧；其长度大于3跨、不小于6米,同一步大横杆四周要交圈。大横杆采用对接扣件连接,其

6、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,各接头距立杆的距离不大于立杆间距的1/3即50,同排的水平偏差应控制在5cm以内。 .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2020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杆上。.剪刀撑:本脚手架剪刀撑随立杆、纵横向水平杆同步搭设,用通长剪刀撑沿架高连续布置。既有水平剪刀撑,又有纵向；纵向剪刀撑每4跨设置一道,水平剪刀撑每3步设置一道,斜杆与地面的夹角在4560度之间。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

7、搭接,其搭接长度1m,并用不少于3个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端的距离10。 五、脚手架计算书 1.脚手架参数 横向间距或排距(m):0.40；纵距(m):0.40；步距(m):1.50； 立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；脚手架搭设高度(m):10.00； 采用的钢管(mm):483.0 ； 扣件连接方式:双扣件,扣件抗滑承载力系数:0.80； 板底支撑连接方式:方木支撑； 2.荷载参数 模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000； 楼板浇筑厚度(m):2.100；倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):2.000； 施工均布荷载

8、标准值(kN/m2):1.000； 3.木方参数 木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000； 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方的间隔距离(mm):150.000； 木方的截面宽度(mm):40.00；木方的截面高度(mm):75.00； 图2 楼板支撑架荷载计算单元 二、模板支撑方木的计算: 方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为 本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=4.0007.5007.500/6 = 37.50 cm3； I=4.0007.5007.5007.500/12 = 140.63 cm

9、4； 方木楞计算简图 1.荷载的计算: (1)钢筋混凝土板自重(kN/m): q1= 25.0000.1502.100 = 7.875 kN/m； (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.3500.150 = 0.053 kN/m ； (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN): p1 = (1.000+2.000)0.4000.150 = 0.180 kN； 2.强度计算: 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 1.2(7.875 + 0.053) = 9.513 kN/m； 集中荷载 p = 1.40.180=

10、0.252 kN； 最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 0.2520.400 /4 + 9.5130.4002/8 = 0.215 kN.m； 最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 0.252/2 + 9.5130.400/2 = 2.029 kN ； 截面应力 = M / w = 0.215106/37.500103 = 5.746 N/mm2； 方木的计算强度为 5.746 小13.0 N/mm2,满足要求! 3.抗剪计算: 最大剪力的计算公式如下: Q = ql/2 + P/2 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T 其中最大剪力: Q = 0.4009.5

11、13/2+0.252/2 = 2.029 kN； 截面抗剪强度计算值 T = 3 2020.600/(2 40.000 75.000) = 1.014 N/mm2； 截面抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2； 方木的抗剪强度为1.014小于 1.300 ,满足要求! 4.挠度计算: 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下: 均布荷载 q = q1 + q2 = 7.875+0.053=7.928 kN/m； 集中荷载 p = 0.180 kN； 最大变形 V= 57.928400.0004 /(3849500.0001406250.00) + 180.0

12、00400.0003 /( 489500.0001406250.00) = 0.216 mm； 方木的最大挠度 0.216 小于 400.000/250,满足要求! 三、木方支撑钢管计算: 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算； 集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 9.5130.400 + 0.252 = 4.057 kN； 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN.m) 支撑钢管计算变形图(kN.m) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.439 kN.m ； 最大变形 Vmax = 0.192 mm ； 最大支座力 Qmax = 11.750 kN ； 截面应

13、力 = 0.439106/4490.000=97.868 N/mm2 ； 支撑钢管的计算强度小于 2020000 N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于400.000/150与10 mm,满足要求! 四、扣件抗滑移的计算: 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 。 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 11.750 kN； R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、模板支架荷载标准值(轴力): 作用于

14、模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架的自重(kN): NG1 = 0.12910.000 = 1.291 kN； 钢管的自重计算参照扣件式规范附录A 双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。 (2)模板的自重(kN): NG2 = 0.3500.4000.400 = 0.056 kN； (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25.0002.1000.4000.400 = 8.400 kN； 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 9.747 kN； 2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。 经计

15、算得到,活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000 ) 0.4000.400 = 0.480 kN； 3.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 = 12.368 kN； 六、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式: 其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 12.368 kN； - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到； i - 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.59 cm； A - 立杆净截面面积(cm2):A = 4.24 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=4.49 cm3；

16、 - 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)； f- 钢管立杆抗压强度设计值 :f =2020000 N/mm2； Lo- 计算长度 (m)； 如果完全参照扣件式规范,由公式(1)或(2)计算 lo = k1uh (1) lo = (h+2a) (2) k1- 计算长度附加系数,取值为1.155； u - 计算长度系数,参照扣件式规范表5.3.3；u = 1.700； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.100 m； 公式(1)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1551.7001.500 = 2.945 m； Lo/i = 2945.250

17、/ 15.900 = 185.000 ； 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.2020； 钢管立杆受压强度计算值 ；=12368.400/(0.2020424.000) = 139.573 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 139.573 N/mm2 小于 f = 2020000满足要求！ 公式(2)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.1002 = 1.700 m； Lo/i = 1700.000 / 15.900 = 107.000 ； 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.537 ； 钢管立杆受压强度计算

18、值 ；=12368.400/(0.537424.000) = 54.322 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 54.322 N/mm2 小于 f = 2020000满足要求！ 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 lo = k1k2(h+2a) (3) k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.243； k2 - 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.021 ； 公式(3)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.2431.021(1.500+0.1002) = 2.157 m； Lo/i = 2157.475 / 15.900 =

19、 136.000 ； 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.367 ； 钢管立杆受压强度计算值 ；=12368.400/(0.367424.000) = 79.484 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 79.484 N/mm2 小于 f = 2020000满足要求！ 模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。 以上表参照 杜荣军: 扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全。 七、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求工程经验: 除了要遵守扣件架规范的相关要求外,还要考虑以下内容 1.模板支架的构造要求: a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或

20、双立杆； b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度； c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只在一个方向变距、而另一个方向不变。 2.立杆步距的设计: a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置； b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置, 但变化不要过多； c.高支撑架步距以0.9-1.5m为宜,不得超过1.5m。 3.整体性构造层的设计: a.当支撑架高度2020横向高宽比6时,需要设置整体性单或双水平加强层； b.单水平加强层可以每4-6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接

21、,设置 斜杆层数要大于水平框格总数的1/3； c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10-15m设置,四周和中部每10-15m设竖向斜杆, 使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层； d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。 4.剪刀撑的设计: a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑； b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10-15m设置。 5.顶部支撑点的设计: a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不得大于400mm； b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不大于2020m； c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计

22、荷载N12kN时,可用双扣件；大于12kN 时应用顶托方式。 6.支撑架搭设的要求: a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置； b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于扣件架规范的要求； c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢 管不能选用已经长期使用发生变形的； d.地基支座的设计要满足承载力的要求。 7.施工使用的要求: a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩 展的浇筑方式； b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢 筋等材料不能在支架上方堆放； c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。六、安全、文明施工技术措施 (一)材质及其使用的安全技术措施 1、扣件的紧固程度应在40-50N.m,对接扣件的抗拉承载力为3kN,扣件上螺栓保持适当的拧紧程度。 2、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm 3、钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的不得使用,禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件,顶丝使用时,支撑点必须放在中间的站丝上。保证受力点不偏。 (二)脚手架搭设的安全技术措施 1、搭设过程中划出工作区,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,当解开与另