某满堂红脚手架安全验算

一、工程概况

ZDK19+329.21-11.31m钢筋混凝土框构涵位于***直通线与***专用线交接处，***中线交角为38°36'55"。涵位处柳树屯专用线位于R=300m的缓和曲线和直线上，金窑直通线位于R=600m的圆曲线上。涵长32.527米，（顶板长25.456米）宽10.4米，高12.95米，涵身斜交角度为45度。二、满堂支架搭设

1、材料选用和质量要求钢管规格为φ48×2.4m，且有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。扣件应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。

2、支架安装

本支架采用“碗扣”式满堂支架，其结构形式如下：纵向立杆按90+4x60+20+4x60+90cm布置，横向间距均为60cm，在高度方向横杆步距120cm，使所有立杆联成整体，支架搭设好后，用可调顶托来调整支架高度或拆除模板用。在可调顶托上纵向铺设140x100的方木（14cm面竖放，两端各悬出47cm），共72根。然后在其上铺设横向100×100cm的方木，根据底板倒角坡面将木枋加工成楔型。支架底模铺设后，测放顶板底模中心及倒角角位置。底模标高=设计顶板底+支架的变形＋（±前期施工误差的调整量），来控制底模立模。底模标高和线形调整结束，经监理检查合格后立侧模。

3、现场搭设要求本工程架体搭设由中心向两边对称搭设，立杆间距为90+4x60+20+4x60+90cm，具体各部结构尺寸见附图《ZDK19+329.2框构满堂支架布置图》。立好立杆后，及时设置扫地杆，和第一步大小横杆，扫地杆距基面25厘米。架体还用来顶支边墙模板，随着边墙浇注逐步与边墙靠牢，在顶板两端设置剪刀撑和安全网。

4、技术要求

1）中间两道20cm立杆采用扣件直接相连；2）对接扣件的开口应朝上或朝内；3）各杆件端头伸出扣件边缘的长度不应小于100mm；

4）立杆的垂直偏差应不大于架高的1／300；

5）上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相连立杆的距离不大于纵距的1/3；

6）在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜杆等用的直角扣件、旋转扣件中心点的相互距离不宜大于15厘米；7）安全网应满挂在外排杆件内侧大横杆下方，用26＃铁丝把网眼与杆件绑牢。

8）扣件安装应符合下列规定：a.扣件规格必须与钢管外径相同；

b.螺栓拧紧力矩不应小于50KN·M；

c.主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。三、支架受力验算1、底模板下次梁（10×14cm方木）验算脚手架立杆最外侧按照60x90cm的间距布置，横向次梁方木按25cm布置，对于横向次梁方木的验算，取计算跨径为0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下倒角对应位置和底板中间位置：

底模处砼板荷载：P1=1.45m×25KN/m3=36.25kN/m2（取倒角处砼厚度1.45m计算）

模板荷载：模板自重取0.15t/m2P2=0.15x9.8=1.47kN/m2设备及人工荷载：P3=(10×60+4×25+1000)×9.8/(26.1×0.65)=0.982kN/m2(假设有10名工人，60Kg/人；振动棒4台，25Kg/台；其它设备1000Kg)砼浇筑冲击及振捣荷载：(取砼重量的25%)P4=0.25×36.25kN/m2=9.06kN/m2则有P=(P1+P2+P3+P4)=47.762kN/m2取0.2安全系数，则有P计=P×1.2=57.315kN/m2因为底板下横向方木间距为25cm，则有：

q1=P计×0.25=57.315×0.25=14.329kN/mW=bh2/6=10×102/6=167cm3由梁正应力计算公式得：

σ=q1L2/8W=14.329×0.92/(8×167)=8.687Mpa＜[σ]=10Mpa强度满足要求。

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ=3Q/2A=3×14.329×(0.9/2)/(2×10×10)=0.967Mpa＜[τ]=2Mpa

强度满足要求。

由矩形简支梁挠度计算公式得：

E=0.1×105Mpa；I=bh3/12=833.3cm4

fmax=5q1L4/384EI

=5×14.329×0.94/(384×833.3×0.1×105)

=1.469mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400=900/400=2.25mm）

刚度满足要求。

2、顶托横梁10×14cm（14cm面竖放）方木验算

外侧立杆间距为60x90cm，为简化计算，按简支梁受力进行验算，取计算跨径为0.6m。则：

q1=P计×0.6=57.315×0.9=51.584kN/m

W=bh2/6=10×142/6=327cm3

由梁正应力计算公式得：

σ=q1L2/8W=51.584×0.62/(8×327)

=7.099Mpa＜[σ]=10Mpa强度满足要求；

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ=3Q/2A=3×51.584×(0.6/2)/(2×10×14)=1.658Mpa＜[τ]=2Mpa（参考一般木质）

强度满足要求；由矩形简支梁挠度计算公式得：

E=0.1×105Mpa；I=bh3/12=2286.7cm4

fmax=5q1L4/384EI

=5×51.584×0.64/(384×2286.7×0.1×105)

=0.381mm＜[f]=1.25mm（[f]=L/400=600/400=1.25mm）刚度满足要求。

3、立杆强度验算

脚手管（φ48×2.4m）外侧立杆的横向间距为0.6m，纵向间距为0.9m，因此单根立杆承受区域即为0.6m×0.9m，顶板均布荷载，由横向方木集中传至杆顶。P计=57.315kN/m2

对于脚手管(φ48×2.4)，据参考文献2可知：

i——截面回转半径，按文献2附录B表B知i=1.578cm

f——钢材的抗压强度设计值，按文献2表采用，f=205MPa

A——立杆的截面面积，按文献2附录B表B采用，A=4.89cm2

由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=L/i=1200/15.78=76

由长细比查表（参考文献2）可得轴心受压构件稳定系数φ=0.744，则有：

[N]=φAf=0.744×489×205=74.582kN

而Nmax=P计×A=57.315×0.6×0.9=30.95kN

可见[N]＞N，抗压强度满足要求。

另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度11m计算）

△L=NL/EA=30.95×11/(2.1×105×4.89)

=3.315mm

压缩变形不大

顶板混凝土212.6m3，自重约543吨，按上述间距布置底座，则顶板下共有43x12=516根立杆，可承受1548吨荷载（每根杆约可承受30kN），安全比值系数为1548/543=2.85，完全满足施工要求。

经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求，本处计算过程从略。

4、

地基容许承载力验算

本段满堂支架坐落在底板上，底板混凝土以浇注完毕，可按C35砼考虑，即每平方米地基容许承载力为4320t/m2，而顶板荷载（考虑各种施工荷载）最大为5.73t/m2，完全满足施工要求。

四、支架安全要求

1、

支架使用规定

2、

严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息；

3、

严禁攀援支架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离；

4、支架上垃圾应及时清除，以减轻自重并防止坠物伤人。

5、拆除规定

1）拆除顺序：护栏→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆件；

2）拆除前应先清除支架上杂物及地面障碍物；

3）

拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；

4）拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；

5）

拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。

6）

搭拆支架时地面应设围栏和警示标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内；

6支架安全措施1）

禁止任意改变构架结构及其尺寸；

2）禁止架体倾斜或连接点松驰；

3）禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；

4）搭拆作业中应采取安全防护措施，设置防护和使用防护用品；

5）不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在支架上，严禁悬挂起重设备；

6）

不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工。

7）

钢管支架的防电、避雷措施

8）

防电措施

a.钢管支架在架设的使用期间要严防与带电体接触，否则应在架设和使用期间应断电或拆除电源，如不能拆除，应采取可靠的绝缘措施。

b.

钢管支架应作接地处理，设一接地极，接地极入土深度为2~2.5m。

c.夜间施工照明线通过钢管时，电线应与钢管隔离，有条件时应使用低压照明。

d.避雷措施①避雷针：设在架体四角的钢管脚手立杆上，高度不小于1m，可采用直径为25~32mm，壁厚不小于3mm的镀锌钢管。②接地极：按支架连续长度不超过50m设置一处，埋入地下最高点应在地面以下不浅于50cm，埋接地极时，应将新填土夯实，接地极不得埋在干燥土层中。垂直接地极可用长度为1.5~2.5m，直径为25~50mm的钢管，壁厚不小于2.5mm。③

接地线：优先采用直径8mm以上的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢，接地线之间采用搭接焊或螺栓连接，搭接长度≥5d，应保证接触可靠。接地线与接地极的连接宜采用焊接，焊接点长度应为接地线直径的6倍或扁钢宽度的2倍以上。④

接地线装置宜布置在人们不易走到的地方，同时应注意与其它金属物体或电缆之间保持一定的距离。⑤接地装置安设完毕后应及时用电阻表测定是否符合要求。⑥雷雨天气，钢管支架上的操作人员应立即离开。五、施工现场安全管理和措施1、在主要施工部位、作