脚手架安装及拆除施工方案.doc

天津港东疆公安基地工程脚手架安装及拆除专项施工方案工程名称： 天津港东疆公安基地工程 编制单位： 中交一航局第四工程第三项目部 编 制 人： 审 批 人： 报送日期： 2011 年 9 月 13日 目 录一、编制依据2二、编制说明2三、工程概况2四、脚手架验算3（一）落地式双排钢管外手架计算书3（二）扣件钢管楼板模板满堂脚手架计算书9五、脚手架施工方案14（一）外脚手架搭设15（二）内脚手架搭设18（三）脚手架拆除19六、安全注意事项19一、编制依据天津港东疆公安基地工程 综合楼 结构专业施工图设计天津港东疆公安基地工程 综合楼 建筑专业施工图设计建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范（JGJ128-2001）二、编制说明天津港东疆公安基地工程综合楼主体结构为框架结构，脚手架体系包括外脚手架和内脚手架两部分，其中，外脚手架采用扣件式双排钢管脚手架，内脚手架为扣件式钢管满堂脚手架。本方案结合脚手架施工特点及现场实际情况编制，主要包括脚手架的安装及脚手架拆除施工两大方面，为现场施工作业提供指导，保障施工作业的安全。三、工程概况天津港东疆公安基地工程，位于天津港东疆港区，澳洲路与通海道交口处。占地面积约15063m2，总建筑面积约11150m2，其中综合楼7150m2，特勤消防站4000m2。主要建设内容为综合楼、特勤消防站、附属用房、训练场、训练塔、立体车库及停车场等相关辅助设施。其平面布置图见下图。天津港东疆公安基地综合楼及特勤消防站为钢筋混凝土框架结构，建筑平面形式为L型，分A、B两区，其中A区综合楼五层（局部六层，含地下室半层），一层层高为4.0m，二五层层高为3.8m；B区特勤消防站三层，一层层高为6.0m，二三层层高为3.8m；工程占地面积为2662m2，建筑面积为11150m2。四、脚手架验算（一）落地式双排钢管外手架计算书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）。本计算书以综合楼A区外排脚手架为对象进行验算（A区脚手架24m，B区脚手架18m）。计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为24.0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1.20米，立杆的步距1.50米。采用的钢管类型为483.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.00米，水平间距3.00米。施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。1） 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=0.3501.200/3=0.140kN/m 活荷载标准值 Q=3.0001.200/3=1.200kN/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.140=0.214kN/m 活荷载的计算值 q2=1.41.200=1.680kN/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.抗弯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: 跨中最大弯矩为M1=(0.080.214+0.101.680)1.5002=0.417kN.m支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.100.214+0.1171.680)1.5002=-0.490kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.490106/5080.0=96.541N/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: 静荷载标准值q1=0.038+0.140=0.178kN/m活荷载标准值q2=1.200kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.6770.178+0.9901.200)1500.04/(1002.06105121900.0)=2.639mm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=0.0381.500=0.058kN脚手板的荷载标准值 P2=0.3501.2001.500/3=0.210kN活荷载标准值 Q=3.0001.2001.500/3=1.800kN荷载的计算值 P=1.20.058+1.20.210+1.41.800=2.841kN小横杆计算简图(2)抗弯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: M=(1.20.038)1.2002/8+2.8411.200/3=1.145kN.m=1.145106/5080.0=225.343N/mm2小横杆的计算强度小于235.0N/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: 集中荷载最大挠度计算公式如下: 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.00.0381200.004/(3842.060105121900.000)=0.04mm集中荷载标准值P=0.058+0.210+1.800=2.068kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=2067.6001200.0(31200.02-41200.02/9)/(722.06105121900.0)=5.050mm最大挠度和V=V1+V2=5.091mm小横杆的最大挠度小于1200.0/150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=0.0381.200=0.046kN脚手板的荷载标准值 P2=0.3501.2001.500/2=0.315kN活荷载标准值 Q=3.0001.2001.500/2=2.700kN荷载的计算值 R=1.20.046+1.20.315+1.42.700=4.213kN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(kN/m)；本例为0.1394 NG1 = 0.13924.000=3.346kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35 NG2 = 0.35041.500(1.200+0.300)/2=1.575kN (3)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0.14 NG3 = 0.1401.5004/2=0.420kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50024.000=0.180kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.521kN。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 = 3.00021.5001.200/2=5.400kN风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用：W0 = 0.450Uz 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用：Uz = 1.250 Us 风荷载体型系数：Us = 0.600经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.4501.2500.600 = 0.236kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.25.521+0.851.45.400=13.051kN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=1.25.521+1.45.400=14.185kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.851.4Wklah2/10其中 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=0.851.40.2361.5001.5001.500/10=0.095kN.m5） 立杆的稳定性计算:1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=14.185kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； 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=1.550； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.1551.5501.500=2.685m； A 立杆净截面面积，A=4.890cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3； 由长细比，为2685/16=170； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.248； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =14185/(0.25489)=116.966N/mm2； f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=13.051kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； 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=1.550； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.1551.5501.500=2.685m； A 立杆净截面面积，A=4.890cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3； 由长细比，为2685/16=170； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.248； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.095kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =13051/(0.25489)+95000/5080=126.293N/mm2； f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 Nl，连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到 Nl = 7.977kN小于扣件的抗滑力8.0kN，满足要求!连墙件扣件连接示意图8） 立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg其中 p 立杆基础底面的平均压力 (kN/m2)，p = N/A；p = 56.74 N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 14.19 A 基础底面面积 (m2)；A = 0.25 fg 地基承载力设计值 (kN/m2)；fg = 68.00地基承载力设计值应按下式计算 fg = kc fgk其中 kc 脚手架地基承载力调整系数；kc = 0.40 fgk 地基承载力标准值；fgk = 170.00地基承载力的计算满足要求!（二）扣件钢管楼板模板满堂脚手架计算书计算依据1建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。计算依据2施工技术2002.3.扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全(杜荣军)。本计算书中，以净空最大为6m的综合楼B区一层脚手架支撑体系为例进行验算。模板支架搭设高度为6.0米，搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.90米，立杆的横距 l=0.90米，步距 h=1.30米。图1 楼板支撑架立面简图图2 楼板支撑架荷载计算单元采用的钢管类型为483.5。1) 模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 12.0000.1000.900+0.3500.900=1.395kN/m活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)0.900=2.700kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 90.001.801.80/6 = 48.60cm3； I = 90.001.801.801.80/12 = 43.74cm4； (1)抗弯强度计算 f = M / W f其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 面板的最大弯距(N.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计算得到 M = 0.100(1.21.395+1.42.700)0.3000.300=0.049kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.04910001000/48600=1.010N/mm2面板的抗弯强度验算 f f,满足要求! (2)抗剪计算 可以不计算 T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.600(1.21.395+1.42.700)0.300=0.982kN截面抗剪强度计算值 T=3982.0/(2900.00018.000)=0.091N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2抗剪强度验算 T T，满足要求!(3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250面板最大挠度计算值 v = 0.6771.3953004/(1006000437400)=0.029mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!2) 模板支撑木方的计算木方按照均布荷载下连续梁计算。1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11 = 12.0000.1000.300=0.360kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12 = 0.3500.300=0.105kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 q2 = (1.000+2.000)0.300=0.900kN/m静荷载 q1 = 1.20.360+1.20.105=0.558kN/m活荷载 q2 = 1.40.900=1.260kN/m2.木方的计算按照三跨连续梁计算，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 = 1.636/0.900=1.818kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.11.820.900.90=0.147kN.m最大剪力 Q=0.60.9001.818=0.982kN最大支座力 N=1.10.9001.818=1.800kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 10.0010.0010.00/6 = 166.67cm3； I = 10.0010.0010.0010.00/12 = 833.33cm4； (1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f=0.147106/166666.7=0.88N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)木方抗剪计算 可以不计算最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=3982/(2100100)=0.147N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.60N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求! (3)木方挠度计算最大变形 v =0.6770.465900.04/(1009500.008333333.5)=0.026mm木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!3) 板底支撑钢管计算 横向支撑钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载P取木方支撑传递力。支撑钢管计算简图支撑钢管弯矩图(kN.m)支撑钢管变形图(mm)支撑钢管剪力图(kN)经过连续梁的计算得到最大弯矩 Mmax=0.432kN.m最大变形 vmax=1.000mm最大支座力 Qmax=5.879kN抗弯计算强度 f=0.432106/5080.0=85.03N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!4) 扣件抗滑移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: 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；计算中R取最大支座反力，R=5.88kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!R8.0 kN时，可采用单扣件； 8.0kN12.0kN时，应采用可调托座。5) 模板支架荷载标准值(立杆轴力)作用于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 = 0.1496.000=0.893kN (2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.3500.9000.900=0.284kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 12.0000.1000.9000.900=0.972kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 2.149kN。2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000)0.9000.900=2.430kN3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ6) 立杆的稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N = 5.98kN 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到； i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 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 = 205.00N/mm2； l0 计算长度 (m)；如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1) l0 = (h+2a) (2) k1 计算长度附加系数，按照表1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 = 0.30m；公式(1)的计算结果：l0=1.1551.7001.30=2.553m =2553/15.8=161.554 =0.271=5981/(0.271489)=45.112N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求!公式(2)的计算结果：l0=1.300+20.300=1.900m =1900/15.8=120.253 =0.452 =5981/(0.452489)=27.058N/mm2，立杆的稳定性计算 f,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 l0 = k1k2(h+2a) (3) k2 计算长度附加系数，按照表2取值为1.007；公式(3)的计算结果：l0=1.1551.007(1.300+20.300)=2.210m =2210/15.8=139.865 =0.353=5981/(0.353489)=34.647N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求!五、脚手架施工方案根据本工程建筑物的结构特点，建筑物外脚手架采用钢管扣件式双排外脚手架，建筑物内脚手架采用采用钢管搭设满堂脚手架。脚手架搭设的平面图、立面图如下：脚手架平面示意图脚手架立面示意图（一）外脚手架搭设1）外墙脚手架使用的材料a、钢管：外径48mm壁厚3.5mm，A3号钢焊接钢管或无缝钢管，其化学成份和机械性能要符合国家标准。用于立杆、大横杆和斜杆的钢管长度以46.5m为好。有裂缝的钢管严禁使用。b、扣件：主要三种：直角扣件（十字扣）：作两根垂直相交的钢管连接用。旋转扣件：供两根钢管任意相交连接用。对接扣件：供对接钢管用。扣件的机械性能不用低于KT33-8的可锻铸铁制造并有出厂质量保证书。有脆裂、变形、滑丝的扣件禁止使用。c、脚手板：采用长46.5m、宽20cm、厚5cm的木板。d、安全网：遵照天津市安全规定，采用密目防火安全网。2）外排脚手架搭设方案本工程施工时外围搭设双排脚手架，在挡墙外自然地面上搭设，立杆排距1.2m，立杆柱距1.5m，步高1.5m，平面内通长设剪刀撑，立杆下垫铁脚或垫50mm厚木板，操作层满铺跳板，加设护身栏杆、踢脚杆，外挂细目安全网，脚手架设斜撑1500。a、外架全封闭，外用细目安全网封闭。下设兜网，底层及作业层满铺跳板。b、结构操作面外架扶手高度1200mm，扫地杆距地面300mm，护栏要与主体结构钢管扣件夹紧固定连接。c、外架立面每34跨设置一道剪刀撑。d、操作平台跳板的铺设操作平台的铺设一般宜平铺对接，不能平铺对接的可搭接，但必须超过被搭接跳板的端横杆位置。跳板跨度以1300mm1400mm为好(平接)，跳板端部悬挑长度不大于200mm，变形、弯曲的跳板不须铺平台或使用。有木节或横向破裂的木跳不应使用，严禁用钢模板代替跳板。e、安全带的拴挂操作面距安全覆盖面3m以上应拴挂安全带（绳），安全带（绳）的自由段长度拴挂点至安全覆盖面的距离减去1.5m，安全带应拴挂在安全稳固的物件上-例如已绑扎成型的梁柱主筋与箍筋交叉点、满堂脚手架交叉点。不得拴挂在有自由端的梁柱主筋、脚手架端部、未成型、未固定的模板及剪力墙钢筋上。3）防护棚搭设（1）搭设脚手架钢管采用483.5钢管，挑杆和斜撑须用整杆不得搭接。（2）防护棚外挑3.5m，水平悬挑钢管1500，下部用钢管脚手架支撑1500，上部用14mm钢丝绳拉牢固1500mm，斜杆下部支撑点与底部双排脚手架连接固定，见下示意图：（3）防护棚悬挑端部搭设1.2m高的防护栏杆，栏杆水平方向搭设两根横杆。（4）防护棚脚手板的铺设要求a、防护棚脚手板应铺满、铺稳，木(竹)跳板设置在三根横向水平杆上。当脚手架长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。木(竹)跳板可对接平铺，亦可采用搭接铺设。木(竹)跳板搭接铺设时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长应取130150mm，两块脚手板外升长度的和不应大于300mm。见下示意图 (图一)，脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不小于100mm，见下示意图 (图二)。有木节或横向破裂的木跳板不应使用，严禁用钢模板代替跳板。b、跳板面上满铺木脚手板。脚手板采用长46.5m、宽20cm、厚5cm的木板。c、悬挑架外端防护栏杆内侧用木(竹)胶板封闭，用铁丝与钢管脚手架可靠固定。d、防护棚下斜撑必须与结构或内部脚手架可靠连接。（二）内脚手架搭设楼层平台梁板支模脚手架，采用钢管搭设满堂脚手架。立杆间距0.9m0.9m（框架梁下端采用0.45m乘以0.9m），立杆底部用50厚木板坐垫板，水平横杆步距1.3m，扫地杆距离楼面200mm。纵、横水平杆拉通，并与柱子连接，保证架子整体稳定。因楼层层高有变，须选择立杆长度。1）施工准备在综合楼内脚手架搭设施工前，应对脚手架基础承载力进行检测（综合楼A区为混凝土地板基础，B区为回填房心土基础），确保基础具有足够的承载力，保证脚手架的使用安全。2）内脚手架搭设顺序及注意事项内脚手架为扣件式钢管满堂脚手架哦，其搭设顺序为：基础处理铺设枕木及地托架设立