合肥站改造工程外脚手架施工方案

落地式脚手架施工方案编制人：陈明松审核人：李冰审批人：王俊杰中铁建工集团有限公司合肥站项目经理部2009年9月5日目录TOC\o"1-1"\h\z\u一、设计依据 -1-二、工程概况 -2-三、脚手架的结构设计 -2-四、施工准备 -3-五、脚手架的搭设要求 -3-六、拆除 -7-七、安全措施 -8-八、验收使用和管理 -9-九、落地式双排脚手架力学计算： -9-落地式脚手架施工方案一、设计依据1、合肥站改造工程建筑、结构设计施工图纸。2、主要建筑工程施工规范、规程序号规范、规程名称编号1建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20012建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-913建筑施工安全标准JGJ59-993、建筑结构施工手册二、工程概况既有合肥车站总建筑面积33439㎡，其中站房建筑面积21245m2，东西配楼各6097m2。站房为两层建筑，主要包括候车，售票，行包，出站厅及辅助生产办公用房。东西配楼地下一层，地上四层，主要是客房及生产办公用房。既有站房平面布局中心对称，车站长度230米，中心部位是两个与站台成45°的方形候车室与三角形进站广厅呈倒“品改扩建后站房总建筑面积：27690㎡，其中拆除面积：8331㎡，新建部分面积：13058㎡，改造装修部分面积：12174㎡，外立面装饰17897㎡，其它生产办公用房维持现状，站房总长309米，总宽94米。主体建筑高度23.5米，局部最高点39.1米。三、脚手架的结构设计脚手架构造参数的设计：根据规范《JGJ130-2001》内6.1.1条规定，双排脚手架结构的设计尺寸参数设定如下：eq\o\ac(○,1)立杆横距：Lb=1.05meq\o\ac(○,2)水平杆步距：h=1.8meq\o\ac(○,3)立杆纵距：La=1.5m,荷载为2+2+4×0.35（KN/m2）eq\o\ac(○,4)连墙件设置：两步三跨（3.6m×4.5m）eq\o\ac(○,5)脚手架搭设高度：H＝39.1m+1.5m=40.6meq\o\ac(○,6)立杆下垫块选用200mm宽，50mm厚木跳板。四、施工准备1、应根据组织设计中有关脚手架的要求，向搭设和使用人员进行安全技术交底。2、应在进场前对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收，不合格产品不得使用。3、经检验合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐、平稳、堆放场地不得有积水。4、若脚手架基础下有设备基础、管沟时，在脚手架使用过程中不应开挖，否则必须采取加固措施。五、脚手架的搭设要求1、材料要求钢管：选用Φ48mm、壁厚3.5mm《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接管》（GB/T13092）中规定的3号普通钢管。其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。钢管上严禁打孔、凡弯曲、压扁、严重锈蚀、变形和有影响使用功能的不得使用。扣件：选用可锻铸铁制作，其材料应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB/5831）的规定，（如采用其它材料制作的扣件，应经实验证明其质量符合该标准的规定）。扣件螺栓、螺母、垫圈应符合GB700-79《普通碳素钢技术条件》A3规定。螺栓扭力达到65N.m时，不发生破坏。裂缝、变形、螺栓锈蚀及外形几何尺寸达不到要求的不得使用。脚手板：选用毛竹或楠竹制作的竹串片脚手板。脚手中有松散、变形、腐配、断裂、烧伤及影响使用功能的现象不得使用。2、脚手架基础架体基础自下而上分别为素土夯实，100㎜碎石垫层，100㎜C20混凝土。沿建筑物的外围设2米宽的硬化地面，硬化处外侧设置200×200的排水沟，并与室外排水系统连通，凡遇架体基础下有设备基础、管沟的地方，其上必须用槽钢沿架体纵向横跨两跨加固处理。基础做成里高外低自然排水坡度。3、架体搭设脚手架必须配合施工进度搭设。一次搭设高度不应超过相邻连墙杆两步。立杆：立杆下底部及垫板要按定位线放置，立杆选用三种不同长度的钢管交替布置，以满足立杆错茬的要求。开始搭设立杆时，应每隔6跨设一根抛撑。直平连墙杆设置到位后方可拆除。立杆下必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆必须采用直角扣件固定在距底座不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆用直角扣件紧靠纵向扫地杆的下方立杆上扣紧。立杆横向间距1.05m，纵向间距1.5m。架体高度高出檐口1.5m。水平杆：纵向水平杆设在立杆内侧，用4.8m以上的三种不同长度的钢管交错搭设。在第一步大横杆距地150㎜.第二步距地1800㎜.外侧每步900㎜。在变截面处用搭接处理，搭接长度不小于1m，用3个旋转扣件固定。以避免杆件截短或不能满足大横杆长度小于3跨的要求。横向水平杆应设在距主节点中心150mm的纵向水平杆件上，两端用直角扣件扣紧。横向水平杆里端距建筑物外墙皮留50mm的空隙，外端伸出纵向大横杆不小于100mm，且不允许拆除。作业层除主节点设横向水平杆外，根据铺设的脚手板，在脚手板端部150mm处范围内架设横向水平杆，且两块脚手板的接头处横向水平杆的间距不能大于300mm。连墙杆：连墙杆采用两步三跨，用钢管与建筑物刚性拉结。靠架体一端设在外排杆件主节点处不大于300mm的地方。从第一步纵向水平杆处开始设置。与建筑物拉结时，采用抱柱连接和预埋钢管的连接方式，短钢管用直角扣件扣接牢固，拉紧建筑物，不得有松动。连墙杆宜水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接。如图剪刀撑：本工程转角处较多，剪刀撑连续搭设。剪刀撑要根据架体搭设进度及时设置。其杆件涂刷呈黑黄两种颜色，以300mm间距等距涂刷。杆件搭接长度为不小于1m。用两个旋转扣件扣接牢固。剪刀撑用旋转扣件固定在与这相交的立杆或横向水平伸出端上，且距主节点不宜大于150mm。脚手板：作业脚手板应满铺，距墙面120mm-150mm。在外立杆里侧距脚手板处的纵向水平杆上1.2m和中间600mm处各设一道纵向水平杆作为架体的防护栏杆。并在外立杆里侧与脚手板交界处沿架体纵向设置180mm高的挡脚板。按上述要求在一层楼面处设一道首层隔离防护层，并根据架体搭设高度在距首层隔离防护层以上12m处设置一道隔离防护层。脚手板采用对接，脚手板的探头及拐角处均采用3.2mm的镀锌铁条固定在横向水平杆上。扣件安装：扣件的规格必须与钢管规格相匹配。螺栓扭力矩不应小于40N.m，且不应大于65N.m。对接扣件开口应向上或向内。各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm。密目网：1、外架防护采用密目安全网全封闭维护，即在外架首层隔离防护层开始（首层隔离层设在二层楼面处，以上每隔12m设一道隔离防护层），整个外立面立杆与大横杆内侧自下而上全部张挂密目网，不得有空隙，并在作业层及隔离防护层外排立杆内侧通常设置一道18cm高，板厚度不小于3cm的挡脚板，挡脚板用黑黄双色油漆刷成45度的斜形标记。2、本工程采用6m×1.8m的密目网，质量标准应达到：（1）每100cm2面积上有2000个以上的网目。（2）内贯穿实验达到：将网水平布成与地面呈30°的夹角，用直径48mm～51mm，5kg的钢管由3米高度对网中心自由落下而不穿透。（3）材质须具备阻燃能力。3、张挂：密目网应用尼龙绳穿过绑扎与外架纵向杆捆绑牢固。网间也必须用尼龙绳绑扎牢固，要求整体平面平整、无漏洞。4、作业层：在作业层内侧要加挂小目安全网做加强防护，以防拆除模板支撑系统时架管外窜穿透密目网对地面作业人员及施工设施造成的伤害或损坏。其网目为3cm×3cm。注意：小目安全网的防护必须在该处模板支撑系统全部拆除、规整完毕后方可撤除，移至上一处作业层周转使用。并在脚手架下挂一道水平兜网，在防护满铺层的脚板下同样挂一道水平兜网。4、交底和验收脚手架搭设前，由项目部对架子工进行安全技术交底，交底双方履行签字手续。脚手架搭设后，由项目部组织分段验收，每两步架为一验收段，办理验收手续，验收合格并挂牌后方可使用。5、通道外脚手架设置上下走人斜道，附着搭设在脚手架的外侧，不得悬挑。斜道的设置应为来回上折形，坡度为1：3，宽度1M，转角处平台面积不小于3㎡。斜道立杆应单独设置，不得借用脚手架立杆，并在垂直方向和水平方向每隔一步设连接。斜道两侧及转角平台外围均应设1.2M高防护栏杆和300㎜高踢脚杆，并用合格的密目式安全网封闭。斜道侧面及平台处应设置剪刀撑。斜道脚手片应横铺，每隔300设一防滑条，防滑条宜用46×60方木，并多道铅丝绑扎牢固。外架与各楼层之间应设置进出通道，坡度1：3，宽度1M，用模板铺设，两边设1.2M高防护栏杆和300高踢脚杆，并固定牢固。斜道和进出通道的栏杆、踢脚杆统一漆红白相间色。六、拆除1、拆除前的准备工作：（1）认真清理架体上的所有悬浮物及障碍物并保证清理过程中被清理物不得翻倒、抛掷到地面。（2）对架体的每个节点、连墙杆、支承件进行认真的检查，对不合格的要求加固、补充完善。（3）对参加拆除的操作人员进行系统的安全技术交底。2、拆除时的防护措施：（1）拆除现场设警戒区，配专人负责警戒工作。（2）停止拆除区域内所有施工，待外架拆除完毕后方可进入该区域作业。（3）拆除工作由架子班长或持证上岗的架子工指挥。3、拆除作业时的工作程序：（1）拆除人员进入工作岗位后，再次对各部位的完好状态进行一次检查，确认无误后方可作业。（2）拆除工作按搭的反程序进行：安全网→护身栏杆→踢脚板→最上一组剪刀撑→连墙杆→小横杆→大横杆→立杆（3）拆除时必须按规定逐层循环作业，不允许分立面拆除或踏步式拆除，认真做到一步一清、一杆一清。（4）所有连墙杆、剪刀撑必须随脚手架的拆除同步进行，不准先行拆除。（5）第一放作业完后，必须对存留的架体进行检查，对不稳定的部位加固后方可离开。（6）对拆下来的材料不得随意投掷，有组织地输送到地面分类堆放。4、每个参加作业的人员必须严格遵守操作规程，作业时必须按规定正确使用安全带，戴好安全帽。七、安全措施1、脚手架搭拆必须由持上岗证的专业架子工承担，凡有高血压、心脏病及不适应高处作业体征的人员不得上架操作。2、搭拆作业前，必须检查安全防护物品是否完好，着装是否紧凑，工具袋等必需用品是否齐全完备，待一切确认后方可进入作业区作业。3、在搭拆脚手架过程中，所有杆件、施工材料不得随意堆放在脚手架上，必须将每一个杆件固定牢固后再搭设下一个杆件或折离任运送到安全地方后再拆下一个杆件。架体上不得存放任何悬浮材料。4、不准利用本作垂直吊拉运送材料的支架。5、操作人员必须步调统一，设专人指挥。当两个共同搭拆同一杆件时必须互相呼应，确认无误后方可进行作业。6、在夜间、雨雪、强风天气严禁外架作业。八、验收使用和管理1、脚手架搭设初步成形前，由施工负责人组织人员进行安全检查，整理好架体材料，报企业一级安全管理部门进行验收，确认符合要求后方可投入使用。2、在施工主体阶段，脚手架只作为防护架体使用，架体上严禁堆放各类设施材料，并定期检查各类杆件及扣件螺丝的松紧度，及时清理架板上的建筑垃圾和材料，加强架体的维护和保护，确保脚手架的正常使用。3、在架体的施工层上配备干粉灭火器，施工层临边焊接作业应有绝燃隔离板。4、安全员每天要巡视检查架体，严禁任何人拆卸架体上的杆件和设施。（附：落地式双排脚手架计算书）九、落地式双排脚手架力学计算：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）。计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为40.6米（高出檐口上皮1.5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1.80米。采用的钢管类型为48×3.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。荷载参数：钢管38.4N/m竹串片脚手板350N/m2直角扣件13.2N/个竹串片脚手挡板140N/m安全网10N/m2施工活荷载2000N/m2基本风压350N/m2力学参数：钢管弯矩模量WX＝5.08cm3截面模量IX＝12.19cm4地基承载力220Kpa1、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，大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。①.均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050/3=0.122kN/m活荷载标准值Q=2.000×1.050/3=0.700kN/m静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m活荷载的计算值q2=1.4×0.700=0.980kN/m大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)②.强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.193+0.10×0.980)×1.5002=0.255kN.m支座最大弯矩计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.193+0.117×0.980)×1.5002=-0.301kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=0.301×106/5080.0=59.252N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!③.挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:Vmax=0.677q1l4/100EI+0.990q2l4/100EI静荷载标准值q1=0.038+0.122=0.161kN/m活荷载标准值q2=0.700kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.161+0.990×0.700)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=1.62mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!2、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。①.荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038×1.500=0.057kN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=2.000×1.050×1.500/3=1.05kN荷载的计算值P=1.2×0.057+1.2×0.184+1.4×1.050=1.759kN小横杆计算简图②.强度计算最大弯矩考虑为小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:集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=ql2/8M=(1.2×0.038)×1.052/8+1.759×1.050/3=0.622kN.mσ=0.745×106/5080.0=122.441N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!③.挠度计算最大挠度考虑为小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:Vqmax=5ql4/384EI集中荷载最大挠度计算公式如下:Vpmax=pl(3l2-4l2/9)/72EI小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm集中荷载标准值q=0.057+0.184+1.05=1.291kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1291×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.112mm最大挠度和V=V1+V2=2.132mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!3、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=0.038×1.050=0.04kN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=2.000×1.050×1.500/2=1.575kN荷载的计算值R=1.2×0.04+1.2×0.276+1.4×1.575=2.584kN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。4、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为0.1467(kN/m)；NG1=0.1467×40.600=5.956kN(2)脚手板的自重标准值为0.35(kN/m2)；NG2=0.350×4×1.800×1.050/2=1.323kN(3)栏杆与挡脚板自重标准值为0.14(kN/m)；NG3=0.140×1.50×4/2=0.42kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网，为0.049(kN/m2)；NG4=0.049×1.800×1.050/2=0.046kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.745kN。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，活荷载标准值风荷载标准值应按照以下公式计算NQ=2.000×2×1.800×1.050/2=3.150kNWk=0.7UzUsW0其中W0——基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：W0=0.350Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：Uz=0.940Us——风荷载体型系数：Us=0.219经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.35×0.940×0.219=0.051kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×7.745+0.85×1.4×3.150=13.043kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw计算公式Mw=0.85×1.4Wklah2/10=0.85×1.4×0.051×1.5×1.82/10=0.0295kN.m其中Wk——风荷载基本风压值0.051(kN/m2)；la——立杆的纵距1.500(m)；h——立杆的步距1.800(m)。5、立杆的稳定性计算:考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/ΦA+Mw/W≤[f]其中N——立杆的轴心压力设计值(kN)；N=13.043φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l。/i的结果查表得到0.186；i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.58l。——计算长度(m),由公式l。=kuh确定；l。=3.120k——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=1.50A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.89W——立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)；W=5.08Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩(kN.m)；MW=0.0295σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；σ经计算得到 σ=135.08[f]——钢管立杆抗压强度设计值(N/mm2)；[f]=205.00立杆的稳定性计算<[f],满足要求!6、最大搭设高度的计算:不考虑风荷载时,