体育馆预应力钢结构操作架搭设方案

1、体育馆预应力钢结构工程安装脚手架方案编制单位： 编 制： 审 核： 批 准： 日 期： 目录1、编制依据21.1、编制依据的工程文件21.2、采用的国家及行业标准22、工程概况23、施工方法33.1、网壳安装工艺33.2、网壳安装顺序33.3、预应力张拉顺序及对支承架的影响33.4、支撑架的搭设原则43.5、球、杆件的运输及堆放原则94、增强支撑架整体稳定措施105、支撑架的施工顺序106、支撑架搭设操作要点107、文明施工及安全技术要求118、质量保证措施139、脚手架防雷措施1310、支撑架工程计算书1410.1、根部立杆单肢稳定性验算1510.2、顶层扣件抗滑移承载力和计算1610.3、

2、顶层水平杆抗弯验算1610.4、顶层立杆稳定性验算1810.5、立杆根部集中力1910.6、网架拼装阶段立杆对看台板集中力1911、附图221、编制依据1.1、编制依据的工程文件 1.1.1、钢结构工程施工组织设计 1.1.2、体育馆施工图纸1.2、采用的国家及行业标准 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（jgj130-2001） 钢结构设计规范（gb50017-2003） 网架结构设计与施工规程(jgj7-91) 钢管脚手架扣件（gb15831-1995）钢结构工程施工质量验收规范（gb50205-2001）网壳结构技术规程（jgj61-2003）建筑结构荷载规范（gb5009-2001）

3、建筑工程施工质量验收统一标准（gb20300-2001）2、工程概况 体育馆屋盖钢结构为弦支穹顶结构，结构直径约为94米，悬挑部分为28米，网壳总投影面积约为7850，整体结构自重约为620t。网壳最高点钢管中心标高为27.801m，支撑架搭设最高处高度取27.000m，一般搭设尺寸为1.6m1.6m1.5m。网壳结构形式为单层网壳，网壳标准节点大部分采用焊接球节点，少量节点采用钢管相贯直接焊接节点。个别节点根据构造尺寸或节点受力需要采用铸钢节点。索与撑杆连接节点采用铸钢节点。（三维图见图1）。由于在张拉过程中，最外圈网壳支撑点的最大受力比较大，这些支点处应设立格构式支撑体系进行验算。图13、

4、施工方法3.1、网壳安装工艺单层网壳安装时先将焊接球或铸钢节点用支托搁置于支架上，用全站仪及专用螺栓千斤顶精密确定该节点的x、y、z坐标，然后用电焊定位焊，连接上弦杆，再进行全面施焊。在精确定位时，千斤顶仅在球节点精确定位时使用，在网架成型后，不必使用千斤顶强制调整的操作，故在计算支架时，球支撑点的荷载以面积法计算网架自重，即每个球平均承重网壳的面积为其平均网壳自重，故网壳自重荷载列入恒载。3.2、网壳安装顺序网壳安装顺序为：先安装三角圆形网格形环梁，然后安装外圈（第一圈）网壳，逐圈由外向中央安装。3.3、预应力张拉顺序及对支承架的影响预应力张拉顺序选用张拉径向拉杆方案，逐圈由外向内进行对称张

5、拉。网壳在径向钢拉杆逐圈对称张拉时，网壳则逐圈向上“拱起”（向上产生位移），即网壳对支撑架的压力逐圈减荷。反之，随着逐圈向内张拉环向索时，网壳对支架的荷载则逐圈向外各圈加载，至预应力张拉结束时，整个张拉过程对支架荷载变化的施工跟踪验算，最大支撑轴力见下图2所示（单位为：n）。图23.4、支撑架的搭设原则整个支撑架系统的搭设必须与网壳安装焊接、预应力索安装及预应力索的张拉等各工序相互配合、相互适应。根据本工程特点，支架共分三个系统，即：一阶操作平台、二阶操作平台（球承重支墩和二阶临时脚手架）及5m5m的操作平台。二阶操作平台中的临时脚手架在单层网壳安装完成后即拆去，保留焊接球的支墩，为安装撑杆、

6、环向索和径向钢拉杆留出空间。具体操作过程如下：（1）搭设满堂一阶脚手架平台，一阶操作平台可以为钢索、钢拉杆、撑杆安装及张拉提供操作平台，操作平台为环形平面，在操作平台满铺脚手板（共有8圈操作平台）；（2）搭设二阶操作平台。二阶操作平台分为两部分：其一，在一阶脚手平台基础上搭设二阶脚手架操作平台，此为可拆除平台，即该处网壳拼装完成后可以拆除；其二，网壳安装过程中进行固定支撑脚手架的搭设（球承重支墩），其主要作用是结构安装过程中支撑结构自重，共有169个支撑点（球承重支墩），即有169个支撑脚手架平台（球承重支墩），每个球承重支墩可承重最大为7t；（3）为环向索和钢拉杆安装方便在结构环梁上方搭设两

7、个5m5m的操作平台，承载力不小于10t；搭设脚手架见下图3图5所示：图3 脚手架一阶平台设计方法图4 网壳安装阶段脚手架布置图（二阶平台设计）图5 5m5m的操作平台位置图3.5、球、杆件的运输及堆放原则（1）球、杆的堆放球、杆件在地面堆放要求：球和杆件运至现场，必须认真验收，根据编号进行堆放，堆放时，不超过二层，具体位置见施工组织中施工平面图。（2）球、杆件的垂直运输及高空水平运输根据施工进度要求选用25吨汽车吊12台，进行起重运输工作，将球、杆件由地面运至安装现场某一位置，在安装现场再用人工将一个球或一根杆件二次搬运至安装地点。（3）球、杆件在支撑架的堆放球和杆件要随吊、随运、随装，在支

8、撑架上球及杆件堆料总计不超过各二件。4、增强支撑架整体稳定措施（1）垂直剪刀撑每隔六档立杆间距设置一道。 （2）水平剪刀撑在顶层、标高18.170m、标高9.170m及底层各设置一道；共四道。（3）水平杆自下而上每步与墙体或看台板顶紧；（4）看台以上水平杆（包括悬挑梁部分）每步高设抱箍拉接，具体做法见附图。5、支撑架的施工顺序支撑架搭设顺序为：放线、放置垫板放置纵向扫地杆立杆放置横向扫地杆第一步纵向水平杆第一步横向水平杆第二步纵向水平杆第二步横向水平杆6、支撑架搭设操作要点（1）按支撑架搭设要求向搭设和使用人员进行技术交底，扣件钢管材料的检查，按08办文件和jgj-130规程执行。用于立杆的钢

9、管壁厚必须大于等于3.0mm。（2）清除搭设场地杂物，平整搭设场地，并使排水畅通。（3）支撑架底面基础验收合格后,本承重支架必须根据设计平面图进行测量放线，根据jgj130规程要求，每根立杆下部垫上底座（gb158311995），否则用q235钢板制成2002008垫板用砂浆抄平。（4）立杆：采用483.5钢管，纵横向间距均为1.6m，球支墩立杆间距为1.6m1.6m。热身馆纵横向间距均为1.6m。纵横向扫地杆应用直角扣件固定在距底座上表面不大于200mm的立杆上。立杆接长除顶层、顶步处可采用搭接外，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，两根相邻立杆的接头不应设置

10、在同步内。同步以内至少隔一根立杆，两根立杆接头位置在高度方向错开距离不少于500mm。立杆上对接扣件至节点的距离应1/3步高。垂直度允许偏差立杆高20m时为30mm；立杆高2040m为48mm。（5）纵向、横向水平杆：采用483.5钢管。步距为1.5m，热身馆步距为1.7m。顶层水平杆用八字斜撑进行加固，接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。对接扣件应交错布置，两根相邻水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，错开距离不应小于500mm。对接扣件至节点的距离1/3立杆间距，搭接时，搭接长度不应小于1000mm，应等间距用3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端距离不小于100mm。（6）剪刀撑：采用

11、483.5钢管。剪力撑与地面的倾角宜在4560之间，垂直剪力撑跨越立杆最多为4根。剪刀撑用直角扣件与水平杆连接牢固，扣件中心至主节点距离150mm。（7）顶层构造：顶层为焊接球网架安装时的操作层，顶层水平杆采用483.5钢管，间距750mm，水平杆上方满铺安全平网，安全平网上方满铺50mm厚木脚手板。（8）斜道搭设：斜道宜采用之字型斜道，宽度不宜小于1m，坡度宜采用1:3，拐弯处应设置平台，其宽度不应小于1m，斜道两侧及平台外围应设置栏杆及挡脚板，栏杆高度应为1.2m，挡脚板高度不应小于180mm，斜道脚手架上应每隔250300mm设置一根防滑木条，木条厚度宜为2030mm。（9）脚手架外围均

12、应设置高度1.3m栏杆，栏杆上横杆不少于二道并满挂安全网，且应设高度200mm的挡脚板。扣件必须拧紧，上岗前架子工必须通过拧紧力培训，各人所用工具必须检查合格，并测试拧紧力矩，掌握不小于40nm，在现场由质检员用扭矩扳手旁站检查，抽检率为20%。（10）搭设高度：搭设高度为网壳下弦节点球中心下浮500600mm。斜坡区域采用阶梯型。（11）提前做好安装前的各项准备工作，包括工作平台、测量设备、吊装设备、加工设备及有关人员等，务使安装工作顺利进行。7、文明施工及安全技术要求 （1）为保证支撑架安全搭设、使用和拆除，现场由专职安全员全权负责使用期间的全过程，现场总包、监理及甲方有关人员进行监督。（

13、2）操作层脚手板下满铺安全网，并在操作层正在工作的下方10m处铺设局部脚手板，防止重物掉下。（3）进入施工现场的人员必须戴好安全帽，高空作业系好安全带，穿好防滑鞋，现场严禁吸烟。（4）进入施工现场的人员要爱护场内的各种绿化设施和标示牌，不得践踏草坪、损坏花草树木、随意拆除和移动标示牌。（5）严禁酗酒人员上架作业，施工操作时要求精力集中、禁止开玩笑和打闹。（6）支撑架搭设人员必须是经过考试合格的专业架子工，上岗人员定期体检，体检合格者方可发上岗证，凡患有心脏病、贫血、高血压及其他不适合高空作业者，一律不得上架操作。（7）上架作业人员上下均应走人行梯道，不准攀爬架子。（8）护身栏、脚手板、挡脚板、

14、密目安全网等影响作业班组施工，如应拆改时，应由架子工来完成，任何人不得任意拆改。（9）支撑架验收合格后，任何人不得擅自拆改，如需拆改时，应经技术部门同意后由架子工拆除。（10）不准利用支撑架吊运重物；作业人员不准攀登架子上下作业面；不准推车在架子上跑动；塔吊起吊物体不能碰撞和拖动操作架，操作架上方不得集中堆料。（11）不得将模板支撑、缆风绳、泵送混凝土及砂浆的输送管等固定在操作架上，严禁任意悬挂起重设备。（12）在架子上作业的人员不得随意拆动操作架的所以拉接点和脚手板，以及扣件等所以架子部件。（13）上班前必须先检查是否对操作有危险，如有危险及隐患，必须立即进行处理，下班前要检查用剩的材料是否

15、安全，如不安全应绑扎好，放平稳。（14）拆除架子而使用电焊气割时，派专职人员做好防护工作，配备料斗防止火星和切割物溅落。（15）支撑架使用时间较长时，应在使用过程中进行检查，发现基础下沉，杆件变形严重、防护不全、拉接松动等问题要及时解决。（16）要保证支撑架体的整体性，不得与井架、升降机一并拉接，不得截断架体。（17）施工人员严禁凌空扔掷杆物、物料、扣件及其他物品，材料、工具用滑轮和绳索运输，不得乱扔。（18）使用的工具要放在工具袋中，防止掉落伤人，登高要用防滑鞋，袖口及裤口要扎紧。（19）操作架堆放场要求做到整洁、摆放合理、专人保管，并建立严格领退料手续。（20）施工人员做到活完料净脚下清。

16、（21）拆下操作架应先上后下的顺序进行，即后装的先拆，先装的后拆，同一部位拆除顺序是：栏杆、脚手板、安全网、尖刀撑、水平杆、立杆。（22）拆除支撑架应有专人指挥，上下呼应，左右协作，当拧开与另一人有关的扣件时，应提醒对方。拆除下来的各零件应用滑轮和绳子安全运至地面。（23）运至地面的材料应按指定地点随拆随运，分类堆放，当天拆当天清，整齐、妥善保管。（24）六级以上大风、大雾、大雨天气停止支撑架作业。雨季要经常检查脚手板、斜道板、跳板上有无积水，若有则应及时清扫，并要采取防滑措施。（25）台风季节施工注意天气预报，要考虑支撑架的挡风系数，看太以上部分尽量不用密目安全网封闭。大风、大雨后要组织人员

17、检查操作架是否牢固，如有倾斜、下沉、松扣、崩扣等现象要及时进行处理。（26）电焊机作业现场要认真作安全防护，防触电，焊接点下设置钢板托盘，防止电火花到处飞溅伤人。作业时必须双线到位，严禁用钢结构、钢筋代替回路线。施焊人员需穿戴防护用品，防止触电事故发生。8、质量保证措施（1）本工程所用新扣件安国家标准钢管脚手架扣件（gb15831）的规定抽样检测合格后方可使用；且应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证； 对旧扣件按jgj130规范8.1.3条要求进行检查验收。（2）本工程所用钢管按jgj130规范8.1.4条要求进行检查验收；旧钢管按jgj130规范8.1.2条要求检查验收合格

18、后方可使用。（3）木脚手板应按jgj130规范8.1.4条要求检查验收合格后方可使用。（4）所有构配件的允许偏差应符合jgj130规范8.1.5条要求后方可使用。（5）扣件拧紧力必须保证在40 nm65nm之间； （6）钢管立杆必须选用483.5钢管，壁厚在3.0以上、且没有弯曲的合格钢管，垂直度控制方法：为便于精调，每隔5根立杆用全站仪精调垂直度作为基准立杆，其间四根即可用量测间距及垂球确定其垂直度，以保证立杆垂直度要求；（7）每根立杆底部应设置底座和垫板，必须设置纵、横向扫地杆；（8）支撑架搭设人员必须是经过按现行国家标准特种作业人员安全技术考核管理规则考核专业架子工，不合格者不准上岗。9

19、、脚手架防雷措施根据本工程土建结构设计图纸，混凝土结构施工时已将防雷带施工并预留在混凝土柱顶处，弦支穹顶屋盖钢结构防雷在四角设置四个单独接地点，即用电线引至独立接地极。接地极要摇测合格，并互相构成通路。避雷针用12镀锌钢筋制作，长度1.5m，位于支撑架四角与防雷带构成通路。（1）遇有雷雨天气，特别是听到雷声后，安全管理人员应到现场进行巡查，发现问题立即纠正，同时提醒操作人员注意防雷，必要时停止可能有危险的作业，将施工人员撤离的安全区内；（2）雷雨天气不宜在空旷地区使用手机，对讲机等各类通讯工具；（3）雷雨天气不要使用太阳能热水器洗澡；（4）雷雨天气尽量不要拨打或接听固定电话，尽量使用免提电话；

20、（5）雷雨天气时，室内人员不要靠近水管、暖气管等金属管道及配电箱，也不要停留在门窗外；（6）雷雨天气施工时，不要肩扛金属材料和潮湿木料行走；（7）雷雨天气施工人员禁止进行脚手架施工，同时不得高处脚手架进行作业；（8）配电箱内安装适配的电源保护器，各类零部件设施安装直接雷防护装置；（9）金属棚架作接地处理。10、支撑架工程计算书按最高搭设高度26米计算的满堂支撑架计算书立杆及水平杆均采用483.5钢管，材质为q235，采用单扣件连接方式，取la=1.6m，lb=1.6m，步高h=1.5m。计算依据：（1）建筑施工扣件式钢管操作架安全技术规范（jgj130）；建筑结构荷载规范（gb50009-20

21、01）；钢结构设计规范（gb50017-2003）；（2）按q235钢，自重按483.5钢管，内力按483. 0钢管各项技术参数进行计算：查表483.0钢管的技术参数如下：a=4.2410mm i=10.78104mm4 w=4.4910mm i=15.94mme=2.06105n/mm 每米重量：3.84kg/m10.1、根部立杆单肢稳定性验算（1）静载：（见下图6）支架自重：立杆：26m，水平杆：（1.6m1.6m）19档（26m1.5m1(扫地杆)19档）60.8m;（26m60.8m）0.0384kn/m1.1(系数)（1.6m1.6m）1.4322kn/m；顶层加强水平杆：3根1.6

22、m0.0384kn/m（1.6m1.6m）0.072 kn/m；脚手板自重：0.35 kn/m；(立杆、水平杆、顶层加强水平杆按实际计算，脚手板按jgj130规范规定计算) =1.4322+0.072+0.35=1.854kn/m；网壳自重：按网壳用钢量0.85kn/ m；图6（2）活载：取2.0kn/m（包括人和设备）；q=1.21.8541.20.851.42.0=6.045kn/n=6.045kn/1.6m1.6m=15.48knl0=khk1.0（jgj130表5.1.9注）；1.6 (jgj130表5.3.3二步三跨)l0=1.01.61.5=2.4m =2400/15.94=150

23、.56 =0.305（查表jgj130标准）=n/（a）=15480n/（0.3054.2410）=119.7n/mm205n/mm10.2、顶层扣件抗滑移承载力和计算顶层单元荷载：（1）静载：. 脚手板自重： 0.35 kn/m. 顶层水平杆自重： 41.60.0384（1.61.6）=0.096kn/m. 网壳重量0.85kn/m=0.35+0.0960.85=1.296kn/m。（2）动载：2.0kn/m每个单元承载力：q=1.21.2961.42.0=4.355kn/m顶层水平杆扣件参与加强工作面时（图7）图7则ro=qa=qlalb=4.3551.61.6=11.149knro=8.

24、0kn按规定每个扣件的承载力为ro=8.0kn，所以扣件承载力不满足要求，需要增加一只抗滑扣件。10.3、顶层水平杆抗弯验算作用于水平线上的荷载：（1）静载：. 脚手板自重： 0.351.61.640.224kn. 顶层水平杆自重： 1.60.03840.06144kn. 网壳自重： 1.61.60.8540.544kn=0.224+0.06144+0.544=0.8294kn每根水平杆集中力为p0.8294kn。将集中荷载化为具有相同弯矩的等效均布荷载：按三跨连续梁计算跨内最大弯距：m1=0.08ql2=0.081.9441.62=0.3981knm（2）动载：2.0kn/mp221.61.

25、641.28 kn kn/m弯距：m2=0.101ql2=0.10131.61.6=0.77568knmm1.2 m1+1.4 m21.20.3981+1.40.77568=1.56knmm/w1560000/4.49103347.4n/m205 n/m图8改进措施：在顶层水平杆加斜撑。（如图8）经计算机验算合格。10.4、顶层立杆稳定性验算立杆的计算长度l0=kh=1.01.81.5=2.7m=l0/i=27000/15.94=169.38210(jgj130表5.1.9双排架立杆)查表可得：稳定系数=0.247 图9（1） 风荷载计算：（根据gb50009规范）、单榀桁架杆件挡风系数 式中： an按一个单元计算1.6m1.5m（图9）an50.048m（1.6m1.5m2.2m）1.50.30528 a51.6m1.5m（桁架轮廓面积）52.4m=0.30528/2.450.1272按表6.3.1，36项（b），整体计算时风压高度变化系数：=1.42 基本风压：wo0.55kn/wod51.420.550.04850.00180.002， s51.2st5s50.12