工具式卸料平台施工工法X FJGFEJ16-2011.doc

工具式卸料平台施工工法工法编号：FJGFEJ16-2011完成单位：福建省第五建筑工程公司主要完成人：曾志荣 许继武 吴清标 蔡建辉 陈国安1 前 言卸料平台是施工现场楼层进出材料的主要通道，主要用于传递拆下的模板和架管。随着社会的发展和建筑施工技术的不断进步，型钢悬挑卸料平台技术应用越来越广泛但至今还没有一套完整的施工方法。针对目前建筑业普遍存在型钢卸料平台施工的不规范性，且在操作过程中存在一定的安全隐患，为了消除安全隐患，同时规范卸料平台的管理和施工，使卸料平台安全使用得到进一步保证，我公司经过多次的研究论证，在濠江国际、厦门地产大厦、泉州梅洋塑胶有限公司厂房等多个工程中推广使用工具式卸料平台， 取得了明显的社会效益和经济效益。2 特 点2.0.1 经济适用：具有成本低、安装使用简便、适用性强等特点，工具化的卸料平台可以多次周转使用，且型钢材料定型化，节约施工时间，从而降低施工成本。2.0.2 安全可靠：采用工字钢作为主、次梁安全可靠，具有很好的抵抗受力变形及受弯变形的特点，使卸料平台的整体性得到加强。2.0.3 便于管理：工具式卸料平台施工工法为施工现场对卸料平台的规范管理提供了技术依据，便于规范卸料平台的安装与使用，避免违规安装和使用所带来的风险，确保施工项目在施工和管理的安全。3 使用范围本工法适用于钢筋混凝土结构主体施工阶段，施工时须有塔吊对平台进行吊装。为保证卸料平台的安全可靠及正常使用，卸料平台允许负荷的施工荷载不大于12KN，材料的堆放高度不大于0.9m、外伸长度不能超过1m或自身长度的1/3。4 工艺原理4.0.1 卸料平台的受力特点在建筑物楼层内预埋锚具，工具式卸料平台悬挑工字钢通过锚具将荷载全部或大部分传递给建筑结构，并设置钢丝绳反拉与建筑结构连接，使卸料平台保持整体稳定，确保施工效率和作业安全。4.2 卸料平台的设计计算由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大，因此必须严格地进行设计和验算。悬挑卸料平台的计算依据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)、钢结构设计规范(GB50017-2003)、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）、福建省建筑施工施工安全文明标准示范图集等编制。4.2.1 参数信息1 荷载参数脚手板类别：冲压钢脚手板，脚手板自重(kN/m2)：0.11；栏杆自重(kN/m)：0.11；施工人员等活荷载(kN/m2):2.00，最大堆放材料荷载(kN):12.00。2 悬挑参数内侧钢绳与墙的距离(m)：2.50，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m)：1.00；上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m)：3.00；钢丝绳安全系数K：6.00，悬挑梁与墙的节点按铰支计算；只对外侧钢绳进行计算；内侧钢绳只是起到保险作用，不进行计算。3 水平支撑梁主梁材料类型及型号：16号工字钢；次梁材料类型及型号：14号工字钢；次梁水平间距ld(m)：1.00，建筑物与次梁的最大允许距离le(m)：1.20。4 卸料平台参数水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m)：4.00，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：5.00， 次梁悬臂Mc（m）：0.00；平台计算宽度(m)：3.00。图4.2.1-14.2.2 次梁的验算:次梁选择 14号工字钢 ，间距1m，其截面特性为：面积 A=21.5cm2；惯性距 Ix=712cm4；截面抵抗矩 Wx=102cm3；回转半径 ix=5.76cm；截面尺寸：b=80mm，h=140mm，t=9.1mm。1 荷载计算1)脚手板的自重标准值：本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.11kN/m2； Q1=0.11 1.00= 0.11kN/m；2)型钢自重标准值：本例采用14号工字钢，标准值为0.17 kN/m Q2=0.17 kN/m3)活荷载计算1)施工荷载标准值：取2.00 kN/m2 Q3=2.00 kN/m2最大堆放材料荷载P：12.00Kn荷载组合Q=1.2(0.11+0.17)+1.42.001.00=3.13kN/mP=1.412.00=16.80kN2 内力验算内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，计算简图如下：图4.2.2-1 次梁计算简图最大弯矩M的计算公式（规范JGJ80-91，P31）为： Mmax = ql2/8(1 - m2/l2)2 + pl/4经计算得出: Mmax = (3.133.002/8)(1-(0.002/3.002)2+16.803.00/4=16.12kNm。 最大支座力计算公式: R = P + q(l+2m)/2经计算得出: R = (16.80 + 3.13(3.00 + 20.00)/2 = 13.10kN3 抗弯强度验算次梁应力： = M/xWx f其中 x - 截面塑性发展系数，取1.05； f - 钢材的抗压强度设计值，f = 205.00 N/mm2；次梁工字钢的最大应力计算值 =1.61104/(1.05102.00)=150.53 N/mm2；次梁工字钢的最大应力计算值 =150.533 N/mm2 小于 次梁工字钢的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！4 整体稳定性验算 = M/bWx f其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到：b=1.3由于 b大于0.6，按照下面公式调整： b = 1.07 - 0.282/b 1.0得到 b = 0.853；次梁槽钢的稳定性验算 =1.61104/(0.853102.000)=185.28 N/mm2；次梁工字钢的稳定性验算 =185.282 N/mm2 小于 次梁工字钢的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！4.2.3 主梁的验算:根据现场实际情况和一般做法，卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择 16号工字钢 ，间距1m，其截面特性为：面积 A=26.1cm2；惯性距 Ix=1130cm4；截面抵抗矩 Wx=141cm3；回转半径 ix=6.58cm；截面尺寸，b=88mm，h=160mm，t=9.9mm；1 荷载验算1)栏杆与挡脚手板自重标准值：本例采用冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11kN/m； Q1 = 0.11kN/m；2)工字钢自重荷载 Q2=0.20kN/m 静荷载设计值 q = 1.2(Q1+Q2) = 1.2(0.11+0.20) = 0.37kN/m； 次梁传递的集中荷载取次梁支座力 R；2 内力验算 图4.2.3-1 悬挑卸料平台示意图 图4.2.3-2 悬挑卸料平台水平钢梁计算简图图4.2.3-3 悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)图4.2.3-4 悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kNm)图4.2.3-5 悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)从左至右各支座反力： R1 = 14.644 kN； R2 = 11.818 kN； R3 = -0.092 kN。 最大支座反力为 Rmax=11.818 kN；最大弯矩 Mmax=11.358 kNm；最大挠度 =0.047 mm。3 抗弯强度验算 = M/（xWx） + N/A f其中 x - 截面塑性发展系数，取1.05； f - 钢材抗压强度设计值，f = 205.00 N/mm2；主梁工字钢的最大应力计算值 =11.358106/1.05/141000.0+1.38104/2610.000=82.003 N/mm2；主梁工字钢的最大应力计算值 82.003 N/mm2 小于 主梁工字钢的抗压强度设计值 f=205.00 N/mm2，满足要求！4 整体稳定性验算 = M/（bWx） f其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到：b=1.145由于 b大于0.6，应按照下面公式调整：b=1.07-0.282/b 1.0可得 b=0.752；主梁槽钢的稳定性验算 = 11.358106/(0.752141000.00)=107.12 N/mm2；主梁槽钢的稳定性验算 = 107.12 N/mm2 小于 f=205.00，满足要求！4.2.4 钢丝拉绳的内力验算:水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算， RCi = RUisini其中 RCi - 水平钢梁的垂直支坐反力(kN)； RUi - 拉钢绳的轴力(kN)； i - 拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角； sini = Sin (ArcTan (3/(1+2.5) = 0.651；根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：RUi = RCi / sini；RUi = 14.644 / 0.651 = 22.50 kN；4.2.5 钢丝拉绳的强度验算:选择619钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径20mm。 Fg = aFg/K其中Fg- 钢丝绳的容许拉力(kN)； Fg - 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)，查表得Fg257KN； - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。0.85； K - 钢丝绳使用安全系数。K6。得到：Fg=36.408KNRu22.502KN。经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。4.2.6 钢丝拉绳拉环的强度验算:取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为：N=RU=22502.040N。1 拉环强度计算公式为： = N/A f其中， f为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范10.9.8所述在物件的自重标准值作用下，每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2，故拉环钢筋的抗拉强度设计值f=50.0N/mm2；所需要的拉环最小直径 D=225024/(3.142502)1/2=16.9mm。故拉环选用直径D=20mm的HPB235的钢筋制作即可。2 拉环剪切应力计算公式为：=Q/A其中，拉环按1个截面计算的，根据图纸钢丝绳位置拉环剪切应力取=80 Mpa进行计算；所需要的拉环最小直径 D=225024/(3.142801/2=18.9mm。故拉环选用直径D=20mm的HPB235的钢筋制作。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程位置选择卸料平台的组装锚固环吊环预埋检查卸料平台的吊装验收5.2操作要点5.2.1 位置选择：选择卸料平台的位置要考虑外脚手架架体立杆的纵横间距、大横杆的高度以及建筑物的造型和层高。5.2.2 卸料平台的组装：在加工场制作组装平台，主梁采用16#工字钢、次梁采用14#工字钢，次梁伸入主梁凹内，上下间隙处加圆钢焊接。在主次梁上焊接200mm25钢筋，钢管立柱套在钢筋上与主次梁焊接，钢管间采用扣件连接。卸料平台上铺3.5mm厚花纹钢板，与次梁焊接牢固。栏杆内侧电焊一层铁丝网。主梁下面焊接16#槽钢作为定位挡板，主梁前端0.5m和1.5m处焊接16圆钢拉环。电焊连接使用E43型焊条，所有接触面焊缝必须均匀饱满。卸料平台三面张挂限载牌（具体施工可见图5.2.2-1、2、3、4）。图5.2.2-1 卸料平台平面图图5.2.2-2 焊缝处理大样图图5.2.2-3 卸料平台正立面图注：限载牌：400600，周边刷30mm企业色。图5.2.2-4 卸料平台限载牌5.2.3 锚固环吊环预埋在建筑物梁边100mm处预埋U型20圆钢，作为第一道锚固点（兼作钢丝绳吊环）。在建筑物内4600mm和4800mm处预埋M20圆钢紧固螺栓作为第二道、第三道锚固点，紧固螺栓的螺杆与钢板双面焊接严密（具体施工可见图5.2.3-1、2、3、4、5）。 图5.2.3-1 卸料平台侧立面图图5.2.3-2 锚固环制作预埋大样图图5.2.3-3 圆钢紧固螺栓制作预埋大样图图5.2.3-4 钢板平面图图5.2.3-5 吊环大样图5.2.4 检查5.2.2和5.2.3施工完成后，项目负责人组织监理工程师、安全员等有关人员进行检查，主要针对卸料平台稳定性、构配件完整性和锚固环吊环处砼强度。5.2.5 卸料平台的吊装卸料平台吊装必须配备建筑起重司机、建筑起重信号司索工、建筑架子工，上下应有人配合操作，吊装时应设置警戒线。平台两侧各拉设一条16塔吊钢丝绳，钢丝绳前端拉在圆钢拉环上，后端拉在挡铁凹槽内用每处用3个钢丝绳卡锁紧，钢丝绳挂到塔吊吊钩内时用一个钢丝绳卡锁紧。平台吊离水平面300mm调整重心，待平台平衡后平稳吊运至安装位置。塔吊司机、指挥工配合架工调整好平台位置，工字钢穿过预埋锚固点后，平台先吊离浮，使平台外挑部位略高于内侧。然后拉设卸料平台钢丝绳，钢丝绳一端固定在卸料平台拉环上，一端固定在预埋吊环上，设四个U型钢丝绳卡锁紧，建筑物锐角口围系钢丝绳处加补50100mm方木防护，并用花篮螺栓调紧。平台第二道、第三道锚固点用螺栓连接严密，第一道锚固点空隙用楔形铁片、硬杂木等硬性材料楔紧。连接完后方可解除塔吊钢丝绳。拆除应先安装的杆件后拆，后安装的杆件先拆，与安装顺序相反，拆除完成后对现场进行清理，并进行刷漆保养。5.2.6 验收预埋钢筋吊环必须做隐蔽验收，并做好验收记录。安装完成后，项目负责人应组织监理工程师、安全员等有关人员进行验收，验收合格后方可投入使用，确保安装一次验收一次。5.3 劳动力组织表5.3 劳动力组织情况表序号工序名称技工人数1测量放样12卸料平台组装23锚固环吊环预埋14卸料平台吊装76 材料与设备6.0.1 主要材料与设备见表6.1表6.1 材料设备一览表编号名称用途数量116#工字钢平台主梁92=18.0m214#工字钢平台次梁35=15.0m348钢管防护栏杆50m43.5mm厚花纹钢板平台板12m25铁丝网围护15.9 m2620钢丝绳卸荷4条7钢丝绳卡锁紧32个8限载牌标识3个9红色防锈漆油漆1桶10白色防锈漆油漆1桶11切割机切割1台12电焊机电焊1台13塔吊吊装1台6.0.2 材料与设备要求1 钢梁：采用普通热轧16#工字钢、14#工字钢，工资钢的材质应符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700的规定； 2 钢丝绳：20钢丝绳、钢丝绳卡、花篮螺栓，必须有出厂合格证，且型号匹配。所有构配件质量必须符合规定要求，通过检验，合格后方准使用；3 锚固环及吊环：第一道锚固环兼作吊环采用20圆钢，第二道第三道锚固环采用M20圆钢紧固螺栓，按规范设置锚固长度，U型锚固环或紧固螺栓材质应符合现行国家标准钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋GB1499.1中HPB235级钢筋规定；4 钢管：48壁厚3.5mm钢管，应符合现行国家标准直缝电焊钢管GB/T13793中规定的Q235普通钢管。应有产品质量合格证、质量检验报告。钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕、深得划道及严重锈蚀等缺陷，严禁打孔，钢管使用前必须涂刷防锈漆；5 扣件：应符合现行国家标准钢管脚手架扣件GB15831的规定，应有生产许可证、质量检测报告、产品质量合格证、复试报告。不允许有裂缝、变形、螺栓滑丝，扣件与钢管接触部位不应有氧化皮，活动部位应能灵活转动，旋转扣件两旋转面间隙应小于1mm，扣件表面应进行防锈处理；6 切割机：应有生产许可证、产品质量合格证，进场后经验收合格方可使用；7 电焊机：应有生产许可证、产品质量合格证，进场后经验收合格方可使用；8 塔吊：应有生产许可证、产品质量合格证，安全装置齐全，各项申报手续办理齐全方可使用；7 质量控制7.1 质量控制标准本工法所涉及材料、设备、安全用具，其质量均应满足相应标准规范要求，为合格品；工具式卸料平台的制作应符合建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002、钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91、钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋GB1499.1的规定，尚且应满足以下要求：1）紧固螺栓和锚固环定位延续偏差不大于10mm。2）主次梁焊接的焊缝必须均匀饱满且厚度不小于8mm。3）防护栏杆扣件紧固力矩控制在4065KNm。4）铁丝网丝径：2mm5mm，钢丝间距不大于3030mm。7.2 质量保证措施7.2.1 紧固螺栓和锚固环制作预埋大样图按图纸设计要求进行布置，预埋时、浇筑混凝土时一定要有专人跟踪看护。紧固螺栓和锚固环应垂直楼板，做到不歪斜、不偏位。7.2.2 主次梁按要求进行焊接，由管理人员检查抽测焊缝厚度，确保均匀饱满方可进入下道工序施工。7.2.3 防护栏杆按要求进行安装，由管理人员对每个扣件的紧固力矩进行检测，对于达不到要求的当场进行加固，确保每个扣件符合要求。7.2.4 铁丝网进场后，由管理人员进行抽查，确保铁丝网丝径和钢丝间距符合要求方可投入使用。8 安全措施8.0.1 以“安全第一、预防为主、综合治理”为指导方针，认真做好作业人员入场三级安全教育和作业前的安全技术交底工作。8.0.2 进入施工现场必须按规定佩戴好安全防护用品。8.0.3 搭设、拆除人员必须持证上岗，身体状况良好，经过安全技术交底，准确掌握卸料平台搭设、拆除的特点与方法。8.0.4 搭设、拆除时设专人指挥、看护，划定警戒区，设立警示标志，非搭设、拆除人员禁止进入施工区域。8.0.5 安装前对操作人员身体、安装用机械设备、安装环境等进行检查。8.0.6 卸料平台的上部连结点，必须位于建筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上；8.0.7 安装时要求预埋吊环处砼强度大于75%以上，且不低于20Mpa。8.0.8 搭设脚手架时应预留卸料平台位置，脚手架横杆与平台冲突时局部调整横杆位置；8.0.9 卸料平台安装时，钢丝绳应采用钢丝绳卡锁紧，建筑物锐角口围系钢丝绳处应加补50100mm方木防护，平台外口应略高于内口；8.0.10 钢丝绳与水平钢梁的夹角必须大于45度；8.0.11 卸料平台使用时，应有专人负责检查，发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换，焊缝脱焊应及时修复；8.0.12 使用过程中严禁超载，平台上不得长时间堆积物料；9 环保措施9.0.1 在工程施工过程中严格执行建筑施工现场环境与卫生标准，做好工程材料、设