聚丙烯装置高支撑系统专项施工方案(专家评审版)

1、第一章 工程概况1.1工程名称中煤榆横化工项目一期（I）30万吨年聚丙烯装置挤压造粒厂房、产品掺混、贮存单元、变配电所及机柜室等单元工程1.2建设单位中煤陕西榆林能源化工有限公司1.3 EPC总承包单位 中国石化集团上海工程有限公司1.4监理单位 北京华夏石化工程监理有限公司1.5施工单位江苏省江建集团有限公司1.6工程概述30万吨/年聚丙烯装置是中煤陕西榆横煤化工项目一期（I）的主要装置之一，位于陕西省榆林市榆横煤化学工业区内。榆横煤化学工业区位于横山县的白界乡和榆阳区芹河乡境内。园区东北距榆林市约25km，西南至横山县约40km。本方案内容主要以30万吨/年聚丙烯装置挤压造粒厂房主体结构首

2、层结构数据（装置内层高最高、面积最大）为基础，编制的高支撑系统专项施工方案。1.6.1 工程地质条件（1）抗震设防烈度：6度，框架抗震等级：二级；建筑结构安全等级：二级；建筑场地类别：类。（2）标高：在聚丙烯装置中0.000为EL100.00相当于绝对标高1138.00m。（3）桩基础，桩径600灌注桩，单桩设计承载力分别为1900/1300KN1.7 高支撑系统特点（1）挤压造粒厂房一层顶梁板设计高度为10.16m；二层顶梁板设计高度为7.1m；三层顶梁板设计高度为9m；四层顶梁板设计高度为8.2m；五层（电梯机房）为10.1m。（2）根据规范要求，凡超过8.0m的模板支撑体系属高支模系统。

3、（3）根据本工程特点，采用扣件式钢管高支撑系统。1.8 编制依据（1） 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程JGJ130-2011；（2） 钢管脚手架扣件GB15831-2006（3） 建筑结构荷载规范GB50009-2001（4） 建筑地基与基础工程施工质量验收规范GB502022002；（5） 建筑施工安全检查标准JGJ59-2011（6） 建筑施工计算手册（7） 石油化工建设工程施工安全技术规范GB50484-2008（8） 混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002；（9） 建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则建质（2009）254号（10） 危险性较大的分部分项工程

4、安全管理办法建质（2009）87号（11） 建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008（12） 榆横煤化工项目一期（1）30万吨/年聚丙烯装置挤压造粒厂房设计图纸；（13） 榆横煤化工项目业主相关管理规定；1.9 材料选用要求及人员配置情况1.9.1钢管 1.9.1.1水平加固杆、封口杆、扫地杆、剪刀撑及脚手架转角处的连接杆采用483,0mm钢管，其材质在保证可焊性的条件下应符合现行国家标准碳素结构钢（GB/T700）中Q235A钢的规定；钢管进场要有产品质量合格证明书，未进行验收合格的钢管严禁使用； 1.9.1.2钢管应平直，平直度允许偏差为管长的1/500；两端面应平整，不得有斜口、毛

5、口；严禁使用有硬伤（硬弯、砸扁等）及严重锈蚀的钢管。1.9.2 扣件 1.9.2.1相应的扣件规格为48mm； 1.9.2.2 连接外径48mm钢管的扣件的性能、质量应符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831-2006）的规定；钢管脚手架扣件进场要有产品质量合格证明书，未进行验收合格的扣件严禁使用； 1.9.3 模板 1.9.3.1本工程梁、板模板采用15mm厚防水胶合板，以及4.cm8cm木方；1.9.4 材料用量和人员配置情况表挤压造粒厂房高支撑体系材料用量和人员配置情况表材料名称需要数量规格备注钢管240吨483.0mm扣件50000只直径48可调底座3000只600mm对拉螺杆4

6、000根B12mm伞型卡16000只加强型木方100立方4cm8cm模板3000平方15mm架子工15人具有特殊操作证书普工15人电工2人具有特殊操作证书木工50人管理及技术人员16人具有相应资质1.10 施工管理人员组织机构 HSE现场负责吕加朋技术主管陈家龙材料负责人李加定质量现场负责侯飞飞劳务负责人张广林HSE现场负责周扬劳务负责人杜平项目 经 理：彭菊平监理业主HSE管理部门EPC 总承包SHE管理部 HSE经理：于世道Project HSE Mgr施工经理：成杰Project HSE Mgr质量经理：孙玉桃Project HSE Mgr第第二章 施工方法2.1、搭设顺序地基夯实到达图

7、纸设计要求抄平控制垫层模板标高浇筑垫层混凝土弹线树立杆摆放扫地杆搭设纵横向水平杆加设剪刀撑设置可调托座。2.2、地基处理地基分层夯实符合设计规范要求后，浇筑厚度10CM，强度C15混凝土垫层，垫层顶标高EL:99.7（结合工程图纸实际做法和总包要求），尺寸：外侧梁中线，向外70CM；并结合梁轴线按立杆间距弹线，密切观察垫层开裂和不均匀沉降；在主梁立杆下采取扩散应力措施：增设厚度6-8CM、宽度15-20CMM木板，其他立杆下垫厚度：15MM、宽度：15-20MM模板条。2.3、搭设方法2.3.1、可调底座调节螺杆伸出长度不应超过200mm；2.3.2、本工程支撑系统设计时，必须让立杆直接传递荷

8、载，否则要重新验算；2.3.3、用于主梁模板支撑的钢管，可采用垂直于梁轴线的布置方式。垂直于梁轴线的梁底水平横管间距400，梁底中线两侧200位置设置立杆2根，及立杆间距400，两侧应设置交叉支撑，次梁梁底立杆中线设置1根其他不变；边梁外侧二层以上立杆，当采取斜立杆时，建议采取双立杆加局部加强水平杆，步距减半设置并且再与内侧立杆进行有效连接，解决斜向稳定问题2.3.4、水平加固杆应在每层排架的底部设置，并应采用扣件与门架立杆扣牢；2.3.5、剪刀撑应在排架的外侧以及内部每隔15m间距设置，剪刀撑宽度不应大于7个跨距或间距，斜杆与地面倾角宜为45o60o；2.3.6、钢管支撑在安装前，应在楼面或

9、地面弹出的纵横方向位置线并进行抄平；2.3.7、柱必须先浇筑完成，并且有一定强度（50%以上），才能浇筑楼面混凝土；钢管支撑系统与柱要有紧密的连接，形成整体的支撑系统，与本工程的防雷接地进行有效的连接，并且测试合格。2.3.8、搭设过程的施工安全和质量必须由HSE经理、质量经理、技术负责人作为直接负责人，现场安全员、质量员、技术员、劳务责任人具体跟踪检查、校正、过程验收；2.3.9、高空作业人员进场必须报验人员资质，验收合格后，培训上岗，搭设过程必须严格执行高空作业人员要求和安全注意事项（祥见HSE实施计划）；2.3.10、必须设置施工安全水平通道及楼梯，并按规定要求设置安全防护设施及标识，具

10、体布置见附页；2.4、拆除方法2.4.1、交叉支撑、水平加固杆、剪刀撑不得随意拆卸，因施工需要临时局部拆卸时必须得到HSE经理同意，施工完毕后应立即恢复，现场安全员对恢复部位进行验收，并且报HSE经理；2.4.2、拆除前应先对楼层梁板混凝土强度进行现场同条件预留试件的强度检测，在符合规范要求强度后，才能拆除；2.4.3、拆除时应采用先上后下、先搭后拆、的施工顺序，严禁上下同时作业；2.4.4、拆除模板、钢管支撑应采取可靠安全措施，先搭设3-4层卸料层平台（阶梯形式设置）人工向下传递，严禁高空抛掷；2.4.5、项目部项目工程师应根据本方案以及施工规范、施工图纸规定，编制详细技术交底，对施工技术组

11、、安全员以及操作工人进行交底，拆除时，安全员、劳务负责人应跟班指导、监督，以防发生意外。2.4.6、拆除过程必须严格执行高空作业人员要求和安全注意事项（祥见HSE实施计划）2.5、检查与验收2.5.1、检查模板支撑组装完毕后，班组和项目部应进行各项内容的验收检查：2.5.2、验收文件2.5.2.1、设计图纸及编制依据；2.5.2.2、本方案；2.5.3、验收2.5.3.1、验收前，请相关班组作好自检工作，发现问题，随时纠正，三检合格后填写验收申请资料报验。2.5.3.2、验收参加单位及相关人员 分包单位：项目经理、项目工程师（技术负责人）、HSE经理、质量经理，EPC总承包：项目负责人、项目工

12、程师、HSE经理、质量经理，监理单位：监理专业工程师、监理HSE经理、总监理工程师（总代）及中煤项目组专业工程师等相关人员必须到场参加验收，发现问题，必须纠正后申请复验，合格后，请各有关人员签字后方可进入下道工序模板安装施工。2.6、其他要求2.6、1安全技术考核管理规则考核合格，持证上岗，上岗人员应进行体检，凡不适于高处作业者，不得高空操作；2.6.2、搭设高支撑系统时工人必须戴安全帽，正确系戴好安全带，穿防滑劳保鞋。2.6.3、可调顶托应采取防止砂浆、水泥浆等污物填塞螺纹的措施；2.6.4、不得采用使立架产生偏心荷载的混凝土浇筑顺序，泵送混凝土时，应随浇、随捣、随平整，混凝土不得堆积在泵送

13、管路出口处；2.6.5、应避免装卸物料对模板支撑产生偏心、振动和冲击；2.6.6、操作层上施工荷载应符合设计要求，不得超载；2.6.7、六级及六级以上大风和下雨、雾（雪）天应停止高支撑系统的搭设、拆除及施工作业。第三章 支撑系统设计计算 3.1、排架计算参数横向间距或排距(m):0.700.80；纵距(m):0.700.80；步距(m):扫地水平杆向上、天杆向下各设置2道1.00米水平杆，中间部位按1.20米设置；框架主梁底立杆400间距加密，根据梁图实际情况，板底立杆间距可以缩小调整，不得大于800；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.07；底层排架架搭设高度(m):10.2010.50

14、m之间；采用的钢管(mm):482.7 ；扣件连接方式:双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:0.80；板底支撑连接方式:方木支撑；3.2、荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；楼板浇筑厚度(m):0.200（因图纸未到暂时按0.2米计算）；施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；3.3、木方参数木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方的间隔距离(mm):300.000；木方的截面宽度(mm):40.00；木方的截面

15、高度(mm):80.00； 图2 楼板支撑架荷载计算单元3.4、模板支撑方木的计算:方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=4.0008.0008.000/6 = 42.67 cm3；I=4.0008.0008.0008.000/12 = 171.00 cm4； 方木楞计算简图3.5、荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q1= 25.0000.3000.200 = 1.500 kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2= 0.3500.300 = 0.105 kN/m ；(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN)：p1 = (1.000+2

16、.000)0.8000.300 = 0.720 kN；3.6、方木抗弯强度验算: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 = 1.2(1.500 + 0.105) = 1.926 kN/m；集中荷载 p = 1.40.720=1.008 kN；最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.0080.800 /4 + 1.9260.8002/8 = 0.356 kN.m；最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.008/2 + 1.9260.800/2 = 1.274 kN ；方木的最大应力值 = M / w = 0.356106/42.

17、67103 = 8.343N/mm2；方木抗弯强度设计值 f=13.0 N/mm2；方木的最大应力计算值为 8.343 N/mm2 小于 方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2，满足要求!3.7、方木抗剪验算：最大剪力的计算公式如下: Q = ql/2 + P/2截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T其中最大剪力: V = 0.8001.926/2+1.008/2 = 1.274 kN；方木受剪应力计算值 T = 3 1274.400/(2 40.000 90.000) = 0.531 N/mm2；方木抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2；方木受剪应力计算值为 0.53

18、1 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.300 N/mm2，满足要求!3.8、方木挠度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下: 均布荷载 q = q1 + q2 = 1.500+0.105=1.605 kN/m； 集中荷载 p = 0.720 kN； 方木最大挠度计算值 V= 51.605800.0004 /(3849500.000.00) +720.000800.0003 /( 489500.000.00) = 0.703 mm； 方木最大允许挠度值 V= 800.000/250=3.200 mm；方木的最大挠度计算值 0.703 mm 小于 方木

19、的最大允许挠度值 3.200 mm,满足要求!3.9、支撑钢管计算:支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P = 1.9260.800 + 1.008 = 2.549 kN； 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN.m) 支撑钢管计算变形图(kN.m) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.552 kN.m ；最大变形 Vmax = 0.983 mm ；最大支座力 Qmax = 7.381 kN ；钢管最大应力 = 0.552106/4490.000=122.949 N/mm2 ；钢管抗压强度设计值 f=205.000 N/mm2 ；

20、支撑钢管的计算最大应力计算值 122.949 N/mm2 小于 钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于800.000/150与10 mm，满足要求！3.10、扣件抗滑移的计算:双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 7.381 kN；R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 3.11、模板支架立杆荷载标准值(轴力):作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载。3.12、静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手

21、架的自重(kN)：NG1 = 0.14911.600 = 1.727 kN；钢管的自重计算参照扣件式规范附录A。(2)模板的自重(kN)：NG2 = 0.3500.8000.800 = 0.224 kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3 = 25.0000.2000.8000.800 = 3.200 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.151 kN；3.13、活荷载为施工荷载标准值、振倒混凝土时产生的荷载和风荷载。6级风荷载：WP=13.8X13.8/1600=0.119KN/平方米经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000+0.

22、119)0.8000.800 =1.996kN；3.14、全荷载时,立杆的轴向压力设计值计算 N = 1.2NG + 1.4NQ = 8.9756 kN；3.15、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式: 其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 8.9756kN； - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到； i - 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.59 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 3.84 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.49 cm3； - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)； f- 钢管立杆抗

23、压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； L0- 计算长度 (m)；如果完全参照扣件式规范，按下式计算 l0 = h+2a k1- 计算长度附加系数，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 = 0.070 m；上式的计算结果：立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.200+0.0702 = 1.340 m；L0/i = 1340.000 / 15.900 = 84.277 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.673 ；钢管立杆的最大应力计算值

24、；=8975.6/（0.673384.000） = 34.731 N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 34.731N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计算l0 = k1k2(h+2a) k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.243；k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 1.400 按照表2取值1.039 ；上式的计算结果：立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.2431.039(1.200+0.1002) = 1.808 m；Lo/i = 1808.068 / 15.900

25、 = 114.000 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.489 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；=8975.6/（0.489384.000） = 47.800N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 47.8000N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！第四章 模板支架的构造及使用要求 4.1、构造要求： a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆； b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度； c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距；4.2、立杆步距的设计要求： a.当架体构造

26、荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置； b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多； c.高支撑架步距以0.9-1.2m为宜，不宜超过1.5m。4.3、整体性构造层的设计要求： a .单水平加强层可以每4-6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3； b.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10-15m设置，四周和中部每10-15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层； c.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。4.4、剪刀撑的设计： a.沿支架四周外立面必须满足立面满设剪刀撑要求； b.满堂脚手支架四周与中间隔四排支架立杆应设置第一道纵横向剪刀撑，由底至顶连续设置； c.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10-15m设置。4