高支撑满堂脚手架专项施工方案专家论证.docx

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高支撑满堂脚手架专项施工方案专家论证

一、编制依据：

《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130－2011）

《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ128－2010）

《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162－2008）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《钢结构设计规范》（GB50017-2014）

工程设计图纸及上级的有关文件及标准等

二、工程概况

工程名称：

河南晋煤天庆5亿方工业燃气优化技改工程-LNG循环水；

建设单位：

河南晋煤天庆煤化工有限责任公司；

设计单位：

赛鼎工程有限公司；

监理单位：

河南省中大工程监理有限公司；

施工单位：

中石化工建设有限公司。

1、本工程为河南晋煤天庆5亿方工业燃气优化技改工程-LNG循环水30.5项目-尿素循环水站，属于工业建筑。

2、结构类型：

钢筋混凝土结构。

3、本工程结构安全等级：

二级；设计使用年限50年；抗震设防烈度：

七度；设计基本地震加速度值：

0.10g；设计地震分组为第二组；抗震设防类别：

丙类；抗震等级：

三级；场地类别为二类。

4、砼的环境类别：

一般室内为一类，室外外漏构建砼结构等级为二b类。

5、结构平面的轴网尺寸如下——39.0m*22.5m。

LNG循环水工程一、二层为泵房、操作间和控制室等房间，三层及以上楼层为循环水塔体部位，根据本工程的整体施工方案，房心回填土高度为-1.0m。

一、二层的结构特征为A~C轴与1~7轴结构层高+4.97m，板厚120mm；C~E轴与1~7轴结构层高+9.77m，板厚250mm，脚手架搭设高度分别为6.0米，11.0米，按照相关要求，为高大模板工程，为保证施工质量及安全文明施工，特编制此方案。

三、危险源识别与监控

（一）、脚手架工程事故的类型分析

1、整架倾倒或局部垮架。

2、整架失稳、垂直坍塌。

3、人员从脚手架上高处坠落。

4、落物伤人（物体打击）。

5、不当操作事故（闪失、碰撞等）。

（二）、引发事故的主要原因分析

1、整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架

（1）构架缺陷：

构架缺少必须的结构杆件，未按规定数量和要求搭设剪刀撑等。

（2）在使用过程中任意拆除必不可少的杆件和剪刀撑等。

（3）构架尺寸过大，承载能力不足或设计安全不够与严重超载。

（4）脚手架基础（如所支撑的地面强度未达到要求）承载力不足。

2、人员从脚手架上高处坠落

（1）作业层未按规定设置围挡防护。

（2）作业层未铺满脚手板或架面之间的间隙过大。

（3）脚手板和杆件因搁置不稳、扎结不牢或发生断裂和坠落。

（4）不当操作产生的碰撞和闪失。

3、落物伤人（物体打击）

（1）在搭设和拆除时，高空抛掷构配件，砸伤工人。

（2）架体上物体堆放不牢或意外碰落，砸伤工人。

（3）整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架，砸伤工人。

4、不当操作大致有以下情形：

（1）用力过猛，致使身体失稳。

（2）在架面上退着行走。

（3）拥挤碰撞。

（4）集中多人搬运或安装较重构件。

（5）架面上的水或其他易滑物品未清除，造成滑落。

5、其他伤害

（1）在不安全的天气条件（六级以上大风、雷雨）下继续施工。

（2）在长期搁置以后未作检查的情况下重新投入使用等。

（三）、危险源的监控

1、对脚手架的构配件材料的材质，使用的机械、工具、用具进行监控。

2、对脚手架的构架和防护设施承载可靠和使用安全进行监控。

3、对脚手架的搭设、使用和拆除进行监控，坚决制止乱搭、乱改和乱用情况。

4、加强安全管理，对施工环境和施工条件进行监控。

四、安全技术设计

（一）、脚手架材料要求

1、脚手架杆件采用外径48mm、壁厚3.0mm的焊接钢管，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235A级钢的规定，用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为4-6米，小横杆、拉结杆2.1-2.3米，使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷，不合格的钢管决不允许使用。

2、扣件使用生产厂家合格的产品，并持有产品合格证，扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架扣件》GB15831-2006规定的要求，对使用的扣件要全数进行检查，不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。

扣件与钢管的贴合面要严格整形，保证与钢管扣紧的接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm，扣件的活动部位转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm，扣件螺栓的拧紧力距达60N﹒M时扣件不得破坏。

3、木脚手板的选用必须严格，脚手板材质坚硬，不腐烂，横向裂纹不得大于四分之一板宽，脚手板宽一般为200～300mm，厚度不小于30mm。

脚手板端部（80mm～100mm处）用铁皮或铁丝扎紧2-3圈。

竹笆板的选用必须严格，竹笆宜采用毛竹或南竹制作，进场竹笆必须紧密、有良好的韧性及弹性模数。

（二）、满堂脚手架施工措施

结合本工程结构形式、实际施工特点，室内采用满堂脚手架模板支撑体系来满足梁、板的施工。

根据建质[2009]87号文件规定搭设高度超过8m及以上混凝土模板支撑工程，属危险性分部分项工程，此支撑系的立杆部分立在砼顶板上，部分立在原土层，而规定水平构建支撑系统高度大于8m即为危险性较大部位。

因此必须保证其整体性和抗倾覆性。

地基土应有承载力的数据。

并参与计算。

1、基本要求

（1）搭设楼地面应平整且保证回填土地基的承载力达到要求，立杆下应垫枕木并加设扫地杆。

（2）剪刀撑：

剪刀撑应由下向上连续设置。

2、脚手架的搭设

（1）必须严格按照要求设置剪刀撑。

剪刀撑与纵向水平杆呈45～60°角。

（2）垫板、底座均应准确地放在定位线上，宽度不宜小于220mm，木垫板长度不宜小于2跨，厚度不宜小于30mm。

（3）立管的排距和间距按计算确定。

（4）底部立管采用不同长度的钢管，立管的联接必须交错布置，相邻立管的联接不应在同一高度，其错开的垂直距离不得小于500mm并不得在同一步内。

（5）大横杆应水平设置，钢管长度不应小于3跨，接头宜采用对接扣件连接，内外两根相邻纵向水平杆的接头不应在同步同跨内，上下两个相邻接头应错开一跨，其错开的水平距离不应小于500mm。

当水平管采用搭接时，其搭接长度不应小于1m，不少于2个旋转扣件固定，其固定的间距不应少于400mm，相邻扣件中心至杆端的距离不应小于150mm。

（6）每根立管的底座向上200mm处，必须设置纵横向扫地杆，用直角扣件与立管固定。

（3）、高支撑脚手架计算书

本计算书是支撑高度在6米的扣件式钢管高支撑架确保安全的计算结果。

一）、参数信息:

1.脚手架参数

横向间距或排距（m）:

0.80；纵距（m）:

0.80；步距（m）:

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；脚手架搭设高度（m）:

6.00；

采用的钢管（mm）:

Φ48Χ3.0；

扣件连接方式:

单扣件，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

板底支撑连接方式:

方木支撑；

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）:

0.120；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.000；

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）:

250.000；

木方的截面宽度（mm）:

40.00；木方的截面高度（mm）:

70.00；

图2楼板支撑架荷载计算单元

二）、模板支撑方木的计算:

方木按照简支梁计算，方木的截面力学参数为

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.000×7.000×7.000/6=32.67cm3；

I=4.000×7.000×7.000×7.000/12=114.33cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.000×0.250×0.120=0.750kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.350×0.250=0.088kN/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+2.000）×0.800×0.250=0.600kN；

2.强度计算:

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=1.2×（0.750+0.088）=1.005kN/m；

集中荷载p=1.4×0.600=0.840kN；

最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0.840×0.800/4+1.005×0.8002/8=0.248kN.m；

最大支座力N=P/2+ql/2=0.840/2+1.005×0.800/2=0.822kN；

截面应力σ=M/w=0.248Χ106/32.667Χ103=7.604N/mm2；

方木的计算强度为7.604小13.0N/mm2,满足要求!

3.抗剪计算：

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:

Q=0.800×1.005/2+0.840/2=0.822kN；

截面抗剪强度计算值T=3×822.000/（2×40.000×70.000）=0.440N/mm2；

截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

方木的抗剪强度为0.440小于1.300，满足要求!

4.挠度计算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=0.750+0.088=0.838kN/m；

集中荷载p=0.600kN；

最大变形V=5×0.838×800.0004/（384×9500.000×1143333.33）+

600.000×800.0003/（48×9500.000×1143333.33）=1.000mm；

方木的最大挠度1.000小于800.000/250,满足要求!

三）、木方支撑钢管计算:

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=1.005×0.800+0.840=1.644kN；

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=0.442kN.m；

最大变形Vmax=0.853mm；

最大支座力Qmax=5.834kN；

截面应力σ=0.442Χ106/4490.000=98.474N/mm2；

支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于800.000/150与10mm,满足要求!

四）、扣件抗滑移的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，

该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=5.834kN；

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、模板支架荷载标准值（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=0.129×6.000=0.775kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×0.800×0.800=0.224kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.120×0.800×0.800=1.920kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=2.919kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒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）×0.800×0.800=1.920kN；

3.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=6.190kN；

六、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=6.190kN；

σ----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=1.59cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.24cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49cm3；

σ--------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]=205.000N/mm2；

Lo----计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式

（1）或

（2）计算

lo=k1uh

（1）

lo=（h+2a）

（2）

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=0.100m；

公式

（1）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945m；

Lo/i=2945.250/15.900=185.000；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.209；

钢管立杆受压强度计算值；σ=6190.320/（0.209×424.000）=69.856N/mm2；

立杆稳定性计算σ=69.856N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

公式

（2）的计算结果：

立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+0.100×2=1.700m；

Lo/i=1700.000/15.900=107.000；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.537；

钢管立杆受压强度计算值；σ=6190.320/（0.537×424.000）=27.188N/mm2；

立杆稳定性计算σ=27.188N/mm2小于[f]=205.000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

lo=k1k2（h+2a）（3）

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=1.700按照表2取值1.007；

公式（3）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.243×1.007×（1.500+0.100×2）=2.128m；

Lo/i=2127.892/15.900=134.000；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.376；

钢管立杆受压强度计算值；σ=6190.320/（0.376×424.000）=38.829N/mm2；

立杆稳定性计算σ=38.829N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

本计算书是支撑高度在11米的扣件式钢管高支撑架确保安全的计算结果。

一）、参数信息:

1.脚手架参数

横向间距或排距（m）:

0.60；纵距（m）:

0.70；步距（m）:

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；脚手架搭设高度（m）:

11.00；

采用的钢管（mm）:

Φ48Χ3.0；

扣件连接方式:

单扣件，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

板底支撑连接方式:

方木支撑；

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）:

0.250；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.000；

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）:

200.000；

木方的截面宽度（mm）:

40.00；木方的截面高度（mm）:

70.00；

图2楼板支撑架荷载计算单元

二）、模板支撑方木的计算:

方木按照简支梁计算，方木的截面力学参数为

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.000×7.000×7.000/6=32.67cm3；

I=4.000×7.000×7.000×7.000/12=114.33cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.000×0.200×0.250=1.250kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.350×0.200=0.070kN/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+2.000）×0.700×0.200=0.420kN；

2.强度计算:

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=1.2×（1.250+0.070）=1.584kN/m；

集中荷载p=1.4×0.420=0.588kN；

最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0.588×0.700/4+1.584×0.7002/8=0.200kN.m；

最大支座力N=P/2+ql/2=0.588/2+1.584×0.700/2=0.848kN；

截面应力σ=M/w=0.200Χ106/32.667Χ103=6.120N/mm2；

方木的计算强度为6.120小13.0N/mm2,满足要求!

3.抗剪计算：

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:

Q=0.700×1.584/2+0.588/2=0.848kN；

截面抗剪强度计算值T=3×848.400/（2×40.000×70.000）=0.454N/mm2；

截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

方木的抗剪强度为0.454小于1.300，满足要求!

4.挠度计算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=1.250+0.070=1.320kN/m；

集中荷载p=0.420kN；

最大变形V=5×1.320×700.0004/（384×9500.000×1143333.33）+

420.000×700.0003/（48×9500.000×1143333.33）=0.656mm；

方木的最大挠度0.656小于700.000/250,满足要求!

三）、木方支撑钢管计算:

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=1.584×0.700+0.588=1.697kN；

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=0.272kN.m；

最大变形Vmax=0.314mm；

最大支座力Qmax=5.543kN；

截面应力σ=0.272Χ106/4490.000=60.488N/mm2；

支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于600.000/150与10mm,满足要求!

四）、扣件抗滑移的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，

该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=5.543kN；

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五）、模板支架荷载标准值（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=0.129×6.000=0.775kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×0.600×0.700=0.147kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.250×0.600×0.700=2.625kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.547kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒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）×0.600×0.700=1.260kN；

3.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=6.020kN；

六）、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=6.020kN；

σ----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=1.59cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.24cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49cm3；

σ--------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]=205.000N/mm2；

Lo----计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式

（1）或（2