中铁三局惠兴20标高墩脚手架方案.doc

中铁三局集团有限公司 高墩扣件式钢管架设脚手架施工方案高墩扣件式钢管架设脚手架施工方案1 工程概况： 本项目承建的惠兴高速公路第20合同段三枯井大桥最高墩为42米，计划采用落地扣件式钢管脚手架搭设，此方案简单轻便、装拆容易、多次周转、节约材料、方便操作、牢固稳定。2. 原材料的规格要求2.1 钢管采用48mm3.5mm焊接钢管，质量必须满足现行钢管技术规定标准GB-700-SS，3#镇静钢，不得使用锈蚀严重（斑点、剥皮）、弯曲、开裂的钢管。扣件采用铸铁制造的标准机件：其机械性能符合（GB-978-67）规定KT33-S技术标准。扣件的附件（T形螺栓、螺母、垫圈）采用材料符合碳素结构钢（GB700-79）中A3规定。 2.2 扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼、夹灰等铸造缺陷，钢管和扣件均必须有出厂合格证及检验单，扣件与钢管的吻合面要接触良好，螺栓不得滑丝，夹紧钢管时，开口处最大距离小于6mm，必要时进行抗滑移试验。 2.3 脚手板选用竹胶板，规格为1200mm1000 mm，不得使用腐烂、散边或破损严重的竹胶板。 2.4 安全网：栏杆围网选用合格的聚氯乙烯编织的1.8m6m的密目式安全立网，安全网应为不小于2000目/100cm2的密目式绿色围护立网。3. 脚手架的搭设3.1 工艺流程：基础施工搭设脚手架挂密目安全网满铺竹胶手板或竹胶外墙装修脚手架拆除3.2搭设方法3.2.1 脚手架立杆纵向间距1.5m，立杆排距1.0m，大横杆步距1.8m，小横杆在大横杆上，内立杆距结构面300mm。底部必须搭设通长扫地杆。工艺流程：基础施工搭设脚手架挂密目安全网满铺竹脚手板或竹胶脚手架拆除3.2.2剪刀撑设在脚手架外侧，沿脚手架通长全高连续设置；横向支撑每隔5m沿脚手架高度设置一道。剪刀撑钢管搭接不小于1000，不少于两个扣件，端部扣件的盖板的边缘至杆端间距不小于100mm。3.2.3脚手架必须形成整体，并且在地面进行拉锚。3.2.4 在架子操作层上必须满铺竹胶板，脚手板下适当增加小横杆，不得出现探头板，用8#铁丝将竹胶板与小横杆绑牢，其下挂设平网，建筑物与内立杆间必须进行四步架一封闭。3.2.5 操作层必须设180mm高的挡脚板及1200mm高的护身栏杆。3.2.6 纵向水平杆的构造应符合下列规定：3.2.6.1 纵向水平杆宜设置在立杆内侧其长度不宜小于3跨。3.2.6.2纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接也可采用搭接、对接。搭接应符合下列规定：纵向水平杆的对接扣件应交错布置:两根相邻纵向水平杆的接头不宜设步或同跨内不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3；搭接长度不应小于1m应等间距设置3个旋转扣件,固定端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。3.2.6.3 随着架子的搭设及时挂绿色密目安全网，形成全封闭施工。3.3 质量要求：3.3.1 搭设前应进行交底，搭设完毕必须验收后方可使用。3.3.2 基础要平、实，不得缺少垫板及扫地杆，排水畅通。3.3.3 与建筑物间的拉结牢固，不得漏缺。3.3.4 整架垂直度不得大于5cm，纵向直线度应小于1/200L，横杆水平度小于1/400L，搭设时要用标尺及线坠控制。3.3.5 扣件必须拧紧，与杆件连接牢固。3.4 脚手架拆除：装修完成后，制定拆除方案。拆除前对脚手架作一次全面检查，清除所有物品，设立拆除区，禁止人员入内，派专人负责。拆除顺序为自上而下逐层拆除，不得上、下层同时拆除。后安装的先拆，先安装的后拆。拉墙杆及拉接筋必须在拆到该层时才许拆除，严禁提前解开。拆除的构件应用吊具吊下，或人工递下，严禁抛掷。拆除下来的构件及时分类堆放，以便清运、保管。每拆除一步架后，都要配合装修，割除凸出墙面的预埋铁件，完善装修的未了事宜，验收合格后，方可进行下一道工序的拆除。脚手架拆除过程中，不中途换人，如必须换人，则应该在安全技术交底中交代清楚。3.5 脚手架的使用与保护：脚手架使用中必须经常检查，清除架子上的杂物，严禁在架子上堆积过多的施工材料，或多人挤在一起，以免架子发生超载，造成事故。脚手架上施工材料随用随运，施工荷载不得大于270KN/m2。使用的机具、材料等尽量放在脚手架里侧，以减小倾覆力矩。施工过程中，派专人负责经常检查脚手架，如发现连接部件有松动、位移等现象时，及时采取加固措施。3.6 脚手架维护：外脚手架搭设完后，每层满铺竹篱笆，竹胶下背三根通长钢管，并与小横杆扣牢。脚手架外围护：采用全封闭，每步架下面1.0m用竹篱笆铺设，用18号铁丝与立杆及护身栏杆绑牢，上部0.8m用安全网封闭与立杆上面、大横杆及下面护身栏杆绑扎牢固。3.7外脚手架上人斜道：人行斜道采用之字形，斜道宽1.0m，坡度1:3，上铺脚手板，钉防滑条。防滑条间距30cm，设护身栏杆，走道外架全封闭。人行斜道效果图4.扣件式钢管脚手架验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，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1.00米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为483.5mm，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。施工均布荷载为按2.0kN/m2 。4.1 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。4.1.1 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=0.1501.000/3=0.050kN/m 活荷载标准值 Q=2.0001.000/3=0.667kN/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.050=0.106kN/m活荷载的计算值 q2=1.40.667=0.933kN/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)4.1.2 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=(0.080.106+0.100.933)1.5002=0.229kN.m支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为： M2=-(0.100.106+0.1170.933)1.5002=-0.270kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.270106/5080.0=53.065N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!4.1.3 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+0.050=0.088kN/m活荷载标准值q2=0.667kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6770.088+0.9900.667)1500.04/(1002.06105121900.0)=1.451mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!4.2 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。4.2.1 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=0.1501.0001.500/3=0.075kN活荷载标准值 Q=2.0001.0001.500/3=1.000kN荷载的计算值 P=1.20.058+1.20.075+1.41.000=1.559kN 小横杆计算简图4.2.2 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)1.0002/8+1.5591.000/3=0.525kN.m=0.525106/5080.0=103.438N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!4.2.3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=5.00.0381000.004/(3842.060105121900.000)=0.02mm集中荷载标准值P=0.058+0.075+1.000=1.133kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度： V2=1132.6001000.0(31000.02-41000.02/9)/(722.06105121900.0)=1.601mm最大挠度和： V=V1+V2=1.621mm小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!4.3 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。4.3.1 载值计算：横杆的自重标准值 P1=0.0381.000=0.038kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.0001.500/2=0.113kN 活荷载标准值 Q=2.0001.0001.500/2=1.500kN 荷载的计算值 R=1.20.038+1.20.113+1.41.500=2.281kN 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。4.4 手架荷载标准值： 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：4.4.1 每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248 NG1 = 0.12524.000=2.995kN4.4.2 脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹胶片脚手板，标准值为0.15 NG2 = 0.15041.500(1.000+0.300)/2=0.585kN4.4.3 栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹胶片脚手板挡板，标准值为0.15 NG3 = 0.1501.5004/2=0.450kN4.4.4 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 = 4.210kN。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 = 2.00021.5001.000/2=3.000kN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)的规定采用：W0 = 0.450 Uz 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：Uz = 1.250 Us 风荷载体型系数：Us = 1.200经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.4501.2501.200 = 0.472kN/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 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。4.5 立杆的稳定性计算：4.5.1 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=9.25kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； 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=1.50； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 101.85 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!4.5.2 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=8.62kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； 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 = 1.50； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.273kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)，经计算得到 = 148.70； 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! 连墙件扣件连接示意图4.8 立杆的地基承载力计算：立杆基础底面