火炬塔架脚手架施工方案.docx
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火炬塔架脚手架施工方案
中国石油抚顺石化公司扩建80万吨/年乙烯工程
公用工程和辅助设施项目（20162）
化工高压火炬
火炬塔架脚手架施工方案
文件号:
20162-224-PCM-QT-01
施工单位：
中国石油天然气第六建设公司
总承包单位：
中国寰球工程公司
版次
日期
说明
编制
审核
审批（或批准）
1工程概况
1.1适用范围
本方案适用于抚顺石化80万吨/年乙烯装置火炬系统化工高压火炬钢结构施工脚手架的搭设。
1.2工程简介
抚顺石化80万吨/年乙烯装置火炬系统化工高压火炬塔高149.50m，下部43.2m钢结构安装需要。
2编制依据
中油抚顺石化80万吨/年乙烯工程火炬系统化工高压火炬钢结构设计图纸
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001（2002年版）
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2001
3外架搭设流程
场地平整夯实→测量放线预埋底座→排放纵向扫地杆→竖立杆→将纵向扫地杆与立杆扣接→安装横向扫地杆→安装纵向水平杆→安装横向水平杆→设置防护栏杆→安装剪刀撑→安装连墙件→扎安全网→铺设脚手板和挡脚板→挂安全网→架体检查验收
4施工方法
4.1搭设总体思路
结合本工程结构形式和实际施工特点，高压火炬脚手架搭设，火炬塔搭设满堂架，北侧立杆纵距1.6m，横距1.6m，内排架步距1.8m，外排架步距0.9m，搭设至43.2m，火炬塔南面外侧搭设满堂架，立杆纵距1.6m，横距1.6m，内排架步距1.8m，外排架步距0.9m，一层平台搭设至3.6m，二层搭设至9m，三层搭设至19.8m，四层搭设至30.6m，五层搭设至43.2m。
火炬塔东，西面内侧采用满堂架，立杆纵距1.6m，横距1.6m，内排架步距1.8m一层平台搭设至5.4m，二层搭设至27m，三层搭设至43.2m，四层搭设至30.6m，火炬塔内部搭设满堂架，立杆纵距1.6m，横距1.6m，步距1.8m,搭设高度43.2m。
4.2施工准备
4.2.1劳动力准备
4.2.1.1外架搭设、拆除由外架工长负责组织实施，其他人员配合。
4.2.1.2外架所需材料、劳动力计划均由外架工长负责编制、计划，材料员负责组织材料进场。
技术交底安全交底工作由外架工长负责，主管工程师审核技术交底，安全员审核安全交底。
4.2.1.3搭设阶段需架子工20名，维护阶段需架子工2名，拆除阶段需外架工20名。
所有架子工均需持证上岗。
4.2.1.4搭设阶段安排2名测量放线工弹线配合。
4.2.1.5组织技术交底和安全技术交底。
施工人员已熟悉图纸。
4.2.2材料准备
4.2.2.1本工程外架、卸料平台所用的钢管、扣件、脚手板、密目式安全网由中国石油天然气第六建设公司提供，每轴外架需要的主要材料如下表。
表1外架需要的主要材料计划
序号
材料名称
型号规格
单位
数量
1
钢管
Ф48×3.5×6000
吨
90
2
直角扣件
/
个
12000
3
回转扣件
/
个
1200
4
对接扣件
/
个
3600
5
脚手板
250×3000
块
1800
说明：
以上计划具体根据工程进度情况调整。
4.2.2.2所有钢管质量应符合《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定，并有产品出厂合格证，扣件采用可锻铸铁制作的扣件，其质量应符合国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，并有出厂合格证。
扣件在螺栓拧紧扭矩达65N·m时，不得发生破坏。
4.2.2.3脚手板：
采用铁制。
4.2.2.4安全网：
采用每10cm×10cm=100cm2不少于2300目的密目安全网。
4.2.2.5钢管和扣件必须经取样检验合格后方能使用。
4.2.3机具准备
搭、拆架子所需机具主要有钢管切割机、扭力扳手、吊线、安全带、防坠器等。
4.2.4技术准备
施工前应由架子施工员按施工方案及规范要求向脚手架施工队作好技术交底，并有书面记录，人员变动后要重新交底。
4.3外架搭设详细步骤
4.3.1架体搭设
4.3.1.1架体搭设为施工第一步,顺序为：
场地平整夯实→垫好枕木→立杆放置套筒固定→搭设内、外纵向水平杆→搭设横向水平杆→铺设脚手板→搭设完毕每层作业面需设置生命线。
4.3.1.2在搭设架体时，操作人员必须按规定配戴好安全带。
4.3.1.3每搭完一层脚手架后，均应按质量要求进行步距、纵距、横距及立杆的垂直度的校正。
4.3.1.4立杆接头，水平杆接头不允许在同一平面上。
立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接，相邻两根立杆的接头位置应错开布置在不同的步距内，并应错开500mm。
立杆接头与相邻的纵向水平杆距离不大于步距的1/3。
4.3.1.5纵向水平杆应设置在立杆内侧，长度不小于3跨；纵向水平杆接长采用对接扣件连接，接头应交错布置，两根相邻纵向杆的接头应错开布置在不同步或不同跨间内，不同步或不同跨两个相邻的接头在水平方向错开的距离不小于立杆距离500mm。
各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3。
4.3.1.6脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不超过相邻连墙件以上两步。
当脚手架施工操作层高出连墙杆二步时，应采取临时稳定措施，直到上一层连墙件搭设完后方可根据情况拆除。
4.3.2外架脚手板铺设
架子的施工层必须满铺脚手板；脚手板固定采用8#镀锌铁丝，必须采用双股铁丝固定，脚手板采用对接平铺，脚手板应设置在三根横向水平杆上，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长100～150mm。
作业层脚手板应满铺、铺稳，离开柱子100mm。
4.3.3外架连墙件
连墙件使用四根钢管以井字抱好钢梁，其中使用两根1m钢管，两根2m钢管用直角扣件连接。
连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距6.0米。
4.3.4外架防护棚
在建筑物首层的人常活动处应采用钢管扣件搭设安全防护棚（与外架分隔），棚顶分二层防护，两层之间的距离为300mm。
顶端防护机械坠物搭设长度为6m。
顶部用双层脚手板按纵横方向分别满铺，并用8#的镀锌钢丝绑扎固定在横杆上。
脚手板上满盖安全网。
4.3.5外架验收
架体在搭设完毕后由项目部质安员组织有关部门进行检查。
每个悬挑单位进行分段验收，并作好验收记录。
合格后方可投入使用，不合格的部位要进行整改合格后方可使用。
4.4脚手架构造要求
4.4.1纵向水平杆
4.4.1.1落地杆距钢架面200㎜。
纵向水平杆要求设置在立杆内侧，长度不小于三跨。
4.4.1.2接长使用对接。
接长对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不设置在同步或同跨内，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大于纵距的1/3。
4.4.1.3接长如采用搭接，搭接长度不小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定。
4.4.1.4本工程使用铁脚手板，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。
4.4.2横向水平杆
4.4.2.1作业层上非主节点处的横向水平杆，支承在纵向水平杆上，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。
每块脚手板必须有三根横向水平杆支承。
4.4.2.2脚手板平铺对接处的两条横向水平杆间距不能大于300㎜。
4.4.2.3横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。
每根立杆在每步架交接处设置一根小横杆，小横杆距主接点处的距离不大于150mm，以保证架体的整体稳定性。
4.4.2.4横向水平杆伸出外立杆的距离为100mm，横向水平杆靠柱子一端外伸长度不小于250mm，以满足铺两块脚手板的要求。
靠柱子一端离柱子距离不大于100mm（符合JGJ130-2001中6.2.3和7.3.6要求）。
4.4.3立杆
4.4.3.1内立杆距柱子边50mm。
4.4.3.2立杆底板必须套在200mm高的φ20×150mm套管上，底部为150mm×150mm铁制垫板，套管底部铺上50mm厚，长2m木板。
4.4.3.3立杆接长必须用对接扣件，相邻立杆的对接扣件不得在同一平面内。
下端第一根立杆交错用6m杆和3m杆相互错开。
4.4.4脚手板，挡脚板
4.4.4.1作业层脚手板应铺满、铺稳，架体内铺二块，严禁在作业层堆放材料。
4.4.4.2脚手板应设置在两根横向水平杆上。
4.4.4.3脚手板的铺设可对接铺设，也可搭接铺设，搭接时接头必须支在横向水平杆上。
4.4.4.4作业层端部脚手板探头长度取100mm，板长两端应与支承杆可靠固定。
4.4.4.5施工作业层必须在外排立杆内侧设同脚手板宽的踢脚板，防护要到边，防止螺丝螺杆等杂物掉下伤人。
4.4.4.6架子的最底层、中间、顶层（施工层）必须满铺脚手板，中间各层用平网挂设；悬挑架的底层铺密目安全网，脚手板铺设必须用8号铁丝绑牢，不得有空隙及探头板，架体与结构的缝隙用木板封盖，其上满铺安全密目网。
4.4.4.7安全网要使用业主认可的牌子。
网与网之间必须严密，采用尼龙绳绕孔眼与钢管拉结牢固。
4.4.5剪刀撑
4.4.5.1剪刀撑在整个外架的长度和高度连续设置，斜杆与地面的倾角按45°～60°控制。
每道剪刀撑宽度不应小于4跨。
4.4.5.2剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接。
搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定。
首、未两个旋转扣距钢管弯头的距离要大于100mm
4.4.6扣件
4.4.6.1螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.m，且不应大于65N.m。
4.4.6.2主节点处固定横向水平杆、直角扣件的中心点距离立杆不得大于150mm。
4.4.6.3对接扣件开口应朝上或朝内。
4.4.6.4各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。
4.4.7脚手架基础
脚手架基础东面是天然土，南面为回填土，回填土必须夯实，必要时需要场地硬化，需取样报验合格，以达到脚手架承载力的要求。
基础排水方式使用自然排水，如有大量积水时需进行人工挖沟进行疏导。
4.4.8上人通道
在架体外搭设钢管临时之字形简易上人斜道，宽度为1.20m，斜道坡度采用1:
3，标准层斜道：
长6m，每层高1.8m。
斜道两侧设栏杆扶手，上栏杆上皮高1.2m，挡脚板用木板，高250mm，中栏杆居中设置。
斜道底面用安全网封闭。
通道每300mm处安装防滑条。
上下通道每5m需设置防坠器。
4.4.8脚手架底部围护
脚手架底面四周使用红白警示栏杆进行围护，严禁非作业人员进入围护区域，严禁在脚手架围护区域内随意动火，必须动火时需要专人进行监护或在指定地点进行动火作业。
4.4.9防电避雷接地措施
4.4.9．1在高、低压线路下方均不得搭设脚手架。
脚手架的外侧边缘与外电架空线路的边线之间必须保持安全操作距离。
最小安全操作距离应不小于表2所列数值。
当条件限制达不到表2规定的最小距离时，必须采取防护措施，增设屏障、防护架并悬挂醒目警告标志牌，如果上述防护措施也无法实现，则必须与有关部门协商采取迁移外电线路，甚至改变工程位置。
表2脚手架的外侧边缘与外电架空线路的边线之间的最小安全操作距离
外电线路电压（kV）
1以下
1～10
35～110
154～220
330～500
最小安全操作距离（m）
4
6
8
10
15
注：
上、下脚手架和斜道严禁搭设在有外电线路的一侧。
4.4.9．2脚手架若在相邻建筑物、构筑物防雷保护范围之外，则应安装防雷装置，防雷装置的冲击接电电阻值不得大于30Ω。
4.4.9．3避雷针可用直径25～32mm，壁厚不小于3mm的镀锌钢管或直径不小于12mm的镀锌钢筋制作，设在火炬四角脚手架的立杆上，高度不小于1m，并将所有最上层的大横杆全部接通，形成避雷网络。
4.4.9．4接地板可利用在施工过程中的垂直接地板，也可用直径不小于20mm的圆钢。
水平接地板可用厚度不小于4mm、宽25～40mm的角钢制作。
接地板的设置，可按脚手架的长度不超过50m设置一个，接地板埋入地下的最高点，应在地面下深度不浅于800mm。
埋设接地板时，应将新填土夯实。
接地板不得设置在蒸气管道或烟囱风道附近经常受热的土层内；位于地下水以上的砖石、焦碴或砂子内，均不得埋设接地板。
4.4.9．5接地线可采用运行不小于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢。
接地线的连接应保证接触可靠。
在脚手架的下部连接时，应用两道螺栓卡箍，并加设弹簧垫圈，以防松动，保证接触面不小于10cm2。
连接时将接触表面的油漆及氧化层清除，使其露金属光泽，并涂以中性凡士林。
接地线与接地板的连接应采用焊接，焊缝长度应大于接地线直径的6倍或扁钢宽度的2倍。
4.4.9．6接地装置完毕后，要用电阻表测定电阻是否符合要求。
接地板的位置，应选择人们不易走到的地方，以避免和减少跨步电压的危害和防止接地线遭机械损伤。
同时应注意与其它金属物或电缆之间保持一定距离（一般不小于3m），以免发生击穿危害。
在有强烈腐蚀性的土中，应使用镀铜或镀锌的接地板。
4.4.9．7在施工期间遇有雷雨时，钢脚手架上的操作人员应立即离开。
4.5满堂脚手架计算
4.5.1基本参数
4.5.1.1竖向荷载：
脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆→固定件。
4.5.1.2水平荷载：
立杆→立杆与连墙件的扣件→连墙件→柱体。
4.5.1.3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）。
4.5.1.4计算的脚手架为满堂脚手架，搭设高度为43.2米，立杆采用单立管。
4.5.1.5搭设尺寸为：
立杆的纵距1.60米，立杆的横距1.60米，立杆的步距1.80米。
4.5.1.6采用的钢管类型为
48×3.5，
4.5.1.7连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距6.0米。
4.5.1.8施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工1层，脚手板共铺设2层。
4.5.2大横杆计算
4.5.2.1小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
4.5.2.2按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
4.5.2.2.1均布荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.600=0.480kN/m
活荷载标准值Q=3.000×1.600=4.800kN/m
荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.480+1.4×4.800=7.342kN/m
小横杆计算简图如图4.5.2.2
图1小横杆计算简图
4.5.2.2.1.2抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
计算公式如下:
M=7.342×1.6002/8=2.349kN.m
=2.349×106/5080.0=46.24N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
4.5.2.2.1.3挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
荷载标准值q=0.038+0.48+4.800=5.318kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×5.318×1600.04/（384×2.06×105×121900.0）=1.807mm
小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
4.5.3横杆计算
4.5.3.1横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
4.5.3.2用横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
4.5.3.2.1荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038×1.600=0.0608kN
脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.600×1.600=0.768kN
活荷载标准值Q=3.000×1.600×1.600=7.68kN
荷载的计算值P=（1.2×0.0608+1.2×0.768+1.4×7.68）/2=5.87kN
图2大横杆计算简图
4.5.3.2.2抗弯强度计算
最大弯矩考虑为大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=0.08×（1.2×0.038）×1.6002+0.267×5.87×1.600=2.517kN.m
=2.517×106/5080.0=49.54N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
4.5.3.2.3挠度计算
最大挠度考虑为大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:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=0.677×0.038×1600.004/（100×2.060×105×121900.000）=0.067mm
集中荷载标准值P=0.0608+0.768+7.68=8.509kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V1=1.883×8509×1600.003/（100×2.060×105×121900.000）=5.677mm
最大挠度和
V=V1+V2=5.754mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
4.5.4扣件抗滑力计算
4.5.4.1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；
4.5.4.2荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038×1.600=0.0608kN
脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.600×1.600=0.768kN
活荷载标准值Q=3.000×1.600×1.600=7.68kN
荷载的计算值P=（1.2×0.0608+1.2×0.768+1.4×7.68）/2=5.87KN<8.0KN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
4.5.4.3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；
4.5.4.4双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；
4.5.5脚手架荷载标准值计算
4.5.5.1作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
4.5.5.2静荷载标准值包括以下内容：
4.5.5.2.1每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本工程为0.1396
NG1=0.1396×43.200=6.031kN
4.5.5.2.2脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用铁制脚手板，标准值为0.30
NG2=0.30×4×1.600/2=0.960kN
4.5.5.2.3栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、铁制脚手板挡板，标准值为0.30
NG3=0.30×1.600×4/2=0.96kN
4.5.5.2.4吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005
NG4=0.005×1.600×32.400=0.259kN
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.210kN。
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=3.000×2×1.600×1.600/2=7.68kN
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=0.6
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=0.7×0.60×1.250×1.200=0.63kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×8.210+0.85×1.4×7.68=18.99kn
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×1.4Wklah2/10=0.85×1.4×0.63×1.6×1.802/=3.886kN.m
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）。
4.5.6满堂脚手架单立杆计算
4.5.6.1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=18.99kN；
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.43；
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.67cm；
l0——计算长度（m）,由公式l0=kμh确定，l0=2.18m；
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=1.65；
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
=90.318N/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!
4.5.6.2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=18.99kN；
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.43；
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.67cm；
l0——计算长度（m）,由公式l0=kμh确定，l0=2.18m；
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=1.65
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=3.886kN.m；
——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到
=97.967N/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
<[f],满足要求!
4.5.7连墙件计算
4.5.7．1连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl=Nlw+No
其中Nl
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