乙烯设备脚手架搭设方案-

1、设备脚手架搭设专项方案武汉炼化工程 周 洪1 工程概况武汉乙烯工程80万吨/年乙烯装置是由中国石化工程建设公司总承包,山东齐鲁石化工程监理有限公司负责工程监理,中国石化集团第十建设公司负责施工。本方案用于乙烯装置急冷区、压缩区等区的塔器、换热器、压缩机及附属结构安装、防腐保温工程脚手架搭设及拆除。本方案目前主要用于急冷区、压缩区等区所有塔器设备及附属结构的安装,其余的设备引用此方案。我方施工乙烯装置急冷区、压缩区主要设备见表1(略。上述所列的设备因保温、附塔管线的安装搭设操作脚手架,施工中对于直径大于2.5米的采取多边形双排脚手架布置,直径小于2.5m的(含2.5m主要采取搭设双排四边形布置。

2、本方案中C-101急冷油塔,该塔高64.6m,内径为11.5m,该塔目前附塔平台已施工完毕,该脚手架搭设形式为多边形双排布置,脚手架搭设的面积(立面积为2618; C-202低压脱丙烷塔为变径设备,下部直径3m,上部直径4.56m,搭设时需下部为三排多边形脚手架,过变径后改为双排多边形脚手架,地基为回填夯实钢渣。本方案为武汉乙烯工程80万吨/年乙烯装置设备防腐保温及附塔管线安装操作用作业平台脚手架搭设及拆除施工方案,为确保施工安全有序进行,达到施工规范的要求,确保安全、高效、优质、顺利地完成设备及附属结构安装工程,特编制此施工方案。现场脚手架搭设及拆除必须严格按本方案执行。2 编制依据2.1

3、80万吨/年乙烯装置现场条件2.2 中国石化武汉80万吨/年乙烯工程业主质量安全管理规定2.3 中国石化集团第十建设公司相关管理文件及同类装置施工经验2.4 国家或行业标准规范2.5石油化工施工安全技术规程SH3505-992.6建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范JGJ128-20002.7建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20012.8危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987号2.9 中国石化集团安全生产十大禁令3 脚手架搭设方法及要求3.1 脚手架材料3.1.1钢管选用国标直缝电焊钢管(GB/T13793,483.50(-0.5mm;3.1.2扣件采用可锻铸铁的

4、制作,其材质符合国家标准钢管脚手架扣件(GB15831的规定,使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,并应做防锈处理,且用扭矩扳手将螺栓扭紧力达到40 Nm65Nm,不得发生破坏,出现滑丝的螺栓应更换;3.1.3脚手板根据Q/12NH3188-97钢跳板标准选用;3.1.4钢跳板250403000(2000mm。3.1.5施工材料进场后,应对进场材料进行自检,有损坏及变形的应清除,在自检合格后,及时将材料合格证按报审程序上报监理部,并在监理审批检验合格后用于工程。3.1.6脚手架搭设过程中所用的材料和机具通过塔顶的吊柱、滑轮、卷扬机等进行垂直运输。3.2 地基与基础3.2.1由于设备的脚

5、手架使用时间较长,根据现场的具体情况,脚手架及斜道的基础应进行处理后方能搭设。对于搭设宽度为2400mm范围内未处理的地面,开挖500mm,回填钢渣,用压路机夯实,地基处理时应处理成内高外低。夯实后的地面上立杆下铺规格为2500mm200mm50mm的木板和钢底托,每个垫板上应均匀布置两根立杆,每根立杆底部所占的垫板面积不小于0.2m2,见图3.2.1-1、2所示。木垫板2500 图3.2.1-1 脚手架立杆布置图 图3.2.1-2 垫板上底托立面和平面示意图3.2.2搭设脚手架的场地必须做到无积水,采取的措施为:基底高度要可高于周边地面200mm以上,或在脚手架搭设范围以外部位将地面修整为斜

6、坡,防止脚手架范围内积水,造成基础下沉,影响脚手架结构的稳定。3.3 脚手架主体搭设3.3.1由于设备主体要进行保温和保冷施工,因此脚手架搭设时内立杆应距设备外壁的间距不得小于400mm。3.3.2脚手架施工前,要根据附塔管线的方位,提前布置好间距和步距,避免施工中的重复修改和搭设。对于附塔管线,脚手架搭设时应将一个多边形的位置设在管线部位,在后续管线施工时,将该处脚手架进行局部修改后即可满足施工需要。3.3.3对于需要进行结构平台的施工的,应根据平台的布置位置及宽度和长度,布置立杆,根据目前设备安装情况,附塔结构平台已施工完毕,为保证脚手架整体稳定性,采取的施工方法为:1所有脚手架的立杆搭设

7、在距设备本体400mm位置开始设置,外立杆在平台以外部位设置,脚手架横距为1m。2不论脚手架内立杆是在平台部位设置,还是在地面上设置,水平杆均按相同的步距进行布置,使脚手架始终为整体封闭装。3.3.4脚手架的架杆脚手架立杆底部应垫设厚度大于50mm的杂木板并且需要把架杆立杆插入底托,以保持该脚手架立杆所需要的强度。当脚手架在附塔平台上搭设时,需要在钢格板上设置底托和垫板。3.3.5脚手架搭设过程中,按照两步两跨的距离对称布置水平固定杆件,固定杆件顶在设备壁上,但不得焊接在设备壁上。3.3.6在其他专业施工需要拆除固定杆件时,应遵守的原则为,除脚手架整体进行拆除,施工过程中需要拆除时,在拆除一层

8、的同时,必须临时增加一层,当施工作业完成后,随即进行恢复。3.3.7直径较大的设备外脚手架多采用多边形搭设,搭设形式及固定杆布置见图3.3.7。 图3.3.7 多边形脚手架固定杆件布置示意3.3.8四边形脚手架铺设脚手板过程中,应对直角处与设备间距大于400mm 的位置,补充脚手板,当横杆距离大于1.5m 时也同时增加横杆,以保证脚手板的中部必须有一根横杆作为支撑。见图3.3.8。 图3.3.8 四边形脚手架布置图3.3.9脚手架搭设过程中,为保证接头部位的错开,第一步搭设应按5m 和6m 杆内外及横向错开布置。同时,要根据附塔管线的位置,将整个平面设置在管线部位,为在以后施工管线时将该平面进

9、行调整,在调整前,要对相邻的两个平面进行临时加固后方能进行,在管线安装后,随即在管线内侧增设横杆,使脚手架形成整体,调整脚手架宜分段进行施工。3.3.10按形式基本构架单元的要求逐排、逐跨和逐步得进行搭设,脚手架宜从其中的一个角部开始向两个方向延伸搭设。为确保已搭部分稳定,应遵守以下稳定构架要求:1 先放扫地杆,立杆(架竖起后,其底部先按间距规定与扫地杆扣结牢固,装设第一步水平杆时,将立杆校正垂直后亦予以扣结。先搭设好位于一个角落两侧1-2根杆长和1根杆高的架子,并按隔一个平面连续设置剪刀撑,一直到顶,以使脚手架形成整体稳定。2 在设置第一层固定杆之前,除角部外,应每隔 5m 10m 设置1根

10、斜撑杆(抛撑,撑杆的角度为4560,见图3.3.10。固定杆设置以后,可以拆去临时斜撑杆。 图3.3.10 斜撑杆示意图3.3.11为保证脚手架稳固,水平和竖向每隔2步2跨,脚手架小横杆必须延长与设备主体对称顶在器壁上,其他固定点利用连接点设备劳动保护的平台、三脚架、爬梯支架,设置时应考虑两面基本相对。3.3.12所有脚手架的作业平台外侧,要设置1.2m高的防护栏杆,在0.6m高处增加一道水平杆,踢脚板可采用厚度在20mm的木板。3.3.13由于脚手架搭设与设备之间的距离为400mm,施工中会增加空中坠落的危险,因此,在该处作业平台施工前,应有专业人员对该作业平台内侧增设一道防护栏杆,当作业完

11、成后可进行拆除。3.3.14当脚手架搭设高度超过20m后要对脚手架进行卸载,充分利用塔器的平台、管支架等附属结构卸载,卸载及斜拉杆件呈45角布置,当没有合适的位置进行向下斜向卸载时,应在合适位置采取斜拉的方式进行卸载,斜拉材料采用直径15mm20mm的钢丝绳,每个捆扎点采取不少于2个固定卡固定,斜撑材料采用钢管脚手架材料。当脚手架在附塔平台分段搭设,利用平台分解承载力。卸载杆件按照垂直间距小于等于20m,水平间距根据平台斜撑、管道支架的原设计位置进行布置。20mEL20000设备壁卸载杆件水平间距按原设计的支架位置确定双排脚手架该处斜拉杆件与平台根部或管支架进行连接图3.3.14 脚手架卸载示

12、意3.3.15脚手架板须铺满,离设备外壁距离是400mm,不得有空隙和探头板。脚手架板搭接时不得小于200mm;对头接时应架设双排小横杆,间距小于或等于300mm。在每个脚手板下必须由三根小横杆组成的支撑,即板的两端及中间部位必须设置小横杆,小横杆的间距不得大于1.5m。3.3.16脚手板的两端必须使用12#以上的镀锌铁丝绑扎牢固。3.3.17为保证脚手架承受的外力满足要求,施工中,脚手架的铺设层数最大为4层,当施工中需要调整脚手架板时,由使用单位同时脚手架搭设公司,安排专业人员进行施工,各施工单位的施工人员不得私自拆除和调整脚手架板。1C-101急冷油塔脚手架是双排多边形钢管脚手架,其立杆应

13、垂直稳放在地基上,根据施工的需要,立杆的纵距1.60m,立杆的横距1.0m,立杆的步距1.60m,脚手架24m以下采用双立杆。脚手架所有立杆接头应上下错开,错开部位不小于1米,要用对接扣件连接拧紧螺栓。2根据C-101急冷油塔尺寸和脚手架搭设纵距、横距、步距计算脚手架搭设为形式为14边,见图3.3.18所示。 图3.3.18 C-101急冷油塔脚手架搭设示意图1C-201按照下图布置脚手架,按14边搭设,横距、步距和纵距按照C-101搭设。见图3.3.19-1所示。 图3.3.19-1 C-201三排脚手架平面布置图2施工方法为:按塔外侧400mm放好定位点,然后将垫板按定位点摆放到位,垫板应

14、按内外的位置摆放,再根据定位点将托板摆放到位,根据托板的位置开始竖立杆,绑扎扫地杆,当将纵横向扫地杆均设置完毕后,并将整圈均施工完第一步后,经校正后,在开始向上搭设第二部,当内立杆搭设到设备变径下即21.9m时即可,外侧两排立杆直至搭设到要求高度。如图3.3.19-2所示。C-201设备双排脚手架三排脚手架图3.3.19-2 变径设备脚手架搭设剖面示意3.4 通道3.4.1由于设备附属结构和直爬梯已施工完毕,因此施工中利用设备的附属结构作为脚手架上下通道,局部作业面当需要时可按照要求搭设临时平台作为通道。3.4.2当搭设时斜道的立杆纵距为1.2m,横距1.1m,步距1.6m,采用单立杆。两端立

15、杆利用设备双排脚手架的外立杆。3.4.3搭设时,斜道的两端休息平台与设备的作业平台处于同一标高上,便于人员的进出通行。3.4.4斜道搭设中,应随时将剪刀撑同时布置,剪刀撑的布置连续设置。 1-脚手板;2-小横杆;3-大横杆;4-走道板;5-立杆;6-剪刀撑;7-扶手;8-休息平台;9-设备双排脚手架图3.4 之字形斜道构造图4 脚手架验收4.1 脚手架搭设完毕或分段搭设完毕,应按规范见表1的规定对脚手架工程的质量进行检验,脚手架搭设过程中,每施工15m高度,应通知监理等部门进行检查,对验收不合格的脚手架,应在整改后再次验收,合格后再继续施工。经最终检查验收合格的脚手架,要挂 “搭设合格,允许使

16、用” 牌后方可交付使用。4.2 脚手架搭设完毕后,安全部门负责人应组织相关人员随工程进行分阶段组织单位工程负责人及有关的安全人员进行检查验收。4.3 脚手架工程的验收,应按照脚手架检查验收记录表进行现场检验,着重检验以下各项,并记入验收表;1施工技术方案、设计计算书及施工安全交底是否齐全,钢管、扣件、架板质量是否合格,钢管连接和挂扣是否紧固可靠;2安全网的张挂及扶手的设置是否齐全;3基础是否平整坚实、支垫是否符合规定;4垂直度及水平度是否符合表1要求。4.4 脚手架搭设完毕后的垂直度与水平度允许偏差应符合表4.4的要求。表4.4 脚手架搭设垂直度与水平度允许偏差项 目 允许偏差(mm每步架 步

17、距/1000及其2.0垂直度脚手架整体 总高度/600及50一跨距内水平架两端高差 1/600及3.0水平度脚手架整体 脚手架长度/600及505 脚手架拆除5.1 脚手架经使用单位工程负责人检查验证并确认不再需要时,方可拆除。5.2 拆除脚手架前,应清除脚手架上的材料、工具和杂物。5.3 拆除脚手架前,设置警戒标志并挂牌“正在拆除,禁止使用”,并由专职人员负责警戒,施工周边设置警戒线,无关人员不得进入施工区域。5.4 脚手架的拆除应在统一指挥下,按后装先拆的顺序及下列安全作业的要求进行:1脚手架的拆除应从一端走向另一端、自上而下逐层地进行;2同一层的构件应按先上后下、先外后里的顺序进行拆除;

18、3在拆除过程中,脚手架的自由悬臂高度不得超过三步,当必须超过三步时,应加设临时拉结;4水平杆和剪刀撑等,必须在脚手架拆卸到相关的架杆时方可拆除;5工人必须站在临时设置的脚手板上进行拆卸作业,并按规定使用安全防护用品;6拆除工作中,必须用板手拆卸,严禁使用榔头等硬物击打、撬挖,拆下的对接、旋转、十字扣件应放入袋内,然后用麻绳吊袋传递至地面并放室内堆放;7拆下的钢管与配件,应成捆用机械吊运或由人工向下传递及麻绳吊至地面,防止碰撞,严禁抛掷。8脚手架拆除时,扫地杆必须在最后拆除。5.5 拆除到地面的材料,根据现场工程实际要求,由专人分类排放整齐或用手板车运走,做到工完料净场地清。6 质量保证措施(略

19、7 HSE保证措施(略8 施工计划(略9 劳动力计划一览表(略10 主要施工机具及施工用料一览表(略11 工作危险性分析表JHA(略附件A 落地式扣件钢管脚手架计算书A.1 计算基础A.1.1本计算以C-101急冷油设备为基础计算。A.1.2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(JGJ130-2001。A.1.3计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为65.0m,24.0m以下采用双管立杆,24.0m以上采用单管立杆。A.1.4搭设尺寸为:立杆的纵距1.60m,立杆的横距1.00m,立杆的步距1.60m。A.1.5采用的钢管类型为483.0,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.20

20、m,水平间距3.20m。A.1.6施工均布荷载为2.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设4层。A.2 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。A.2.1 均布荷载值计算小横杆受力分析简图见图A.2.1。 图A.2.1 小横杆计算简图小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.3001.600/3=0.160kN/m活荷载标准值Q=2.0001.600/3=1.067kN/m荷载的计算值q=1.20.038+1.20.160+1.41.067=1.731kN/mA.2

21、.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=1.7311.0002/8=0.216kN.m=0.216106/4491.0=48.191MPa小横杆的计算强度小于205.0MPa,满足要求!A.2.3 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: 荷载标准值q=0.038+0.160+1.067=1.265kN/m简支梁均布荷载作用下的最大挠度V=5.01.2651000.04/(3842.06105107780.0=0.742mm小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!A.3 大横杆的计算大横杆按照三跨连续梁进行强

22、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。A.3.1 荷载值计算大横杆受力分析见图A.3.1。 图A.3.1 大横杆计算简图大横杆的自重标准值P1=0.0381.000=0.038kN脚手板的荷载标准值P2=0.3001.0001.600/3=0.160kN活荷载标准值Q=2.0001.0001.600/3=1.067kN荷载的计算值P=(1.20.038+1.20.160+1.41.067/2=0.866kNA.3.2 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配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下

23、: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M=0.08(1.20.0381.6002+0.2670.8661.600=0.379kN.m=0.379106/4491.0=84.450MPa大横杆的计算强度小于205.0 MPa,满足要求!A.4 饶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配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=0.6770.0381600.004/(1002.060105107780.000=0.08mm集中荷载标准值P=(0.038+0.160+1.067/2=0.633kN集中荷载标准值最

24、不利分配引起的最大挠度V1=1.883632.5331600.003/(1002.060105107780.000=2.20mm最大挠度和V=V1+V2=2.274mm大横杆的最大挠度小于1600.0/150与10mm,满足要求!A.5 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:RRc式中: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;横杆的自重标准值P1=0.0381.600=0.061kN脚手板的荷载标准值P2=0.3001.0001.600/2=0.240kN活荷载标准值Q=2.0001.0001.

25、600/2=1.600kN荷载的计算值R=1.20.061+1.20.240+1.41.600=2.602kN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。A.6 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。A.6.1 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0.1070NG1=0.10765.000=6.953kN2脚手板的自重标准值(kN/m2;本例采用冲压钢脚手板,标准值为0

26、.30NG2=0.30041.600(1.000+0.400/2=1.344kN3栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m;本例采用栏杆、木脚手板标挡板,准值为0.14NG3=0.1401.6004/2=0.448kN4吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2;0.005NG4=0.0051.60065.000=0.520kN经计算得到静荷载标准值1.6 武汉乙烯设备脚手架搭设方案 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.265kN。 A.6.2 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=2.00021.6001.00

27、0/2=3.200kN A.6.3 风荷载标准值应按照以下公式计算 式中：W0基本风压(kN/m2，按照GB50009-2001附录表D.4规定采用：W0=0.350； Uz风荷载高度变化系数，按照GB50009-2001附录表7.2.1规定采用：Uz=1.450； Us风荷载体型系数：Us=0.252 经计算得到，风荷载标准值 Wk=0.70.3501.4500.252=0.090kN/m2 A.6.4 脚手架荷载计算 考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式 N=1.2NG+0.851.4NQ 经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力 N=1.29.265+0.851.43.200=14.9

28、26kN 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 经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力 N=1.29.265+1.43.200=15.598kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式 MW=0.851.4Wklah2/10 式中：Wk风荷载标准值(kN/m2； la立杆的纵距(m； h立杆的步距(m。 经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.851.40.0901.6001.6001.600/10=0.044kN.m A.7 立杆的稳定性计算 A.7.1 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 式中：N立杆的轴心压力设计值，N=15.598kN； i计算立杆的截

29、面回转半径，i=1.60cm； k计算长度附加系数，取1.155； u计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500； 第 16 页 共 18 页 1.6 武汉乙烯设备脚手架搭设方案 l0计算长度(m，由公式l0=kuh确定，l0=1.1551.5001.600=2.772m； A立杆净截面面积，A=4.239cm2； W立杆净截面模量(抵抗矩，W=4.491cm3； 由长细比，为2772/16=174； 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.238； 钢管立杆受压强度计算值(MPa；经计算得到 =15598/(0.24424 =154.825 MPa； f钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00 MPa； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算f，满足要求! A.7.2 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 式中：N立杆的轴心压力设计值，N=14.926kN； i计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm； k计算长度附加系数，取1.155； u计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500； l0计算长度(m，由公式l0=k