悬挑式钢平台施工方案设计.docx

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悬挑式钢平台施工方案设计

悬挑式物料钢平台施工方案

一、编制依据

1、依据本工程施工设计图纸；

2、依据本工程施工组织设计；

3、各类参考规范、图书：

《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；

《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；

《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社；

《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001中国建筑工业出版社；

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社；

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社；

二、工程概况

为解决施工材料的垂直运输，在建筑物外围搭设悬挑钢平台，悬挑平台尺寸4m*2.5m，限重10kN。

具体设计方案如下：

1.悬挑平台以2根16a槽钢为主梁，次梁采用14a槽钢，以4根6*37的Φ19.5钢绞绳张拉于上层梁上，钢绞绳与主梁槽钢通过Φ16（圆钢）做成的吊环连接，梁中预埋拉环为20。

2.主梁长度4.5米，外伸4米。

主梁一端搁置在主体结构梁上与预埋件焊接，外伸部分用9根14a槽钢横向焊接，把主梁连在一起。

3.栏杆为钢管与槽钢焊接，间距为1000mm，立杆上附两道水平杆，栏杆刷红白相间油漆，栏杆外围采用九夹板围护。

挡脚板高度为18cm，用铁板制作。

4.所有焊缝应饱满、牢固，符合规范要求，钢绞绳用花篮螺栓M20，夹板与水平钢管用8号铁丝捆扎牢固。

5.如果本卸料平台搁置于阳台上，必须在框架梁垫以垫块，保证卸料平台在钢丝绳拉力作用下，阳台不受力。

三、总体筹划及施工部署

（一）、总体筹划

本工程考虑到施工工期、质量、安全和合同要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点：

1、架体的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。

2、在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。

3、选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。

4、结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收；

5、综合以上几点，脚手架的搭设，还必须符合JCJ59-99等检查标准要求，要符合相关文明标化工地的有关标准。

（二）、安全领导小组

搭设过程中，因处在施工高峰期，各施工班组在交叉作业中，故应加强安全监控力度，现场设定若干名安全监控员。

水平和垂直材料运输必须设置临时警戒区域，用红白三角小旗围栏。

谨防非施工人员进入。

同时成立以项目经理为组长的安全领导小组以加强现场安全防护工作，本小组机构组成、人员编制及责任分工如下：

项目经理（杨威）——组长，负责协调指挥工作；

施工员（王运玲、张振晓、曾东升）——组员，负责现场施工指挥，技术交底；

安全员（谢宇清、欧翠平、黄神钊）——组员，负责现场安全检查工作；

架子工班长（骆木贵）——组员，负责现场具体施工；

四、搭设流程及施工工艺

4.1构造要求

卸料平台加工支座完毕经过验收合格后方可吊装。

吊装时，先挂好四角的吊钩，传发初次信号，但只能稍稍提升平台，放松斜拉钢丝绳，方可正式吊装，吊钩的四条引绳应等长，保证平台在起吊过程中的平稳。

吊装至预定位置后，先将平台工字钢与预埋件固定后，再将钢丝绳固定，紧固螺母及钢丝绳卡子，完毕后方可松塔吊吊钩，卸料平台安装完毕后经验收合格后方可使用。

要求提升一次验收一次。

具体构造要求如下：

1、悬挑式卸料平台应按现行的相应规范进行设计，其结构构造应能防止左右晃动。

2、悬挑式卸料平台的搁支点与上部拉结点，必须位于建筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上。

3、斜拉杆或钢丝绳，构造上宜两边各设前后两道，两道中的靠近建筑一侧的一道为安全储备，另外一道应作受力计算。

4、应设置四个经过验算的吊环，吊运平台时使用卡环，不得使吊钩直接钩挂吊环，吊环应用甲类3号沸腾钢制作。

5、悬挑式卸料平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，采取其他方式时卡头的卡子不得少于三个，建筑物锐角利口围系钢丝绳处应加衬软垫物，悬挑式卸料平台外口应略高于内口。

6、台面应满铺脚手板。

7、悬挑式卸料平台左右两侧必须装固定的防护栏杆。

8、悬挑式卸料平台吊装，需待横梁支撑点电焊固定，接好钢丝绳，调整完毕，经过检查验收，方可松卸起重吊钩，上下操作。

9、悬挑式卸料平台使用时，应有专人进行检查，发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换，焊缝脱焊应及时修复。

10、卸料平台上应显著地标明容许荷载值。

操作平台上人员和物料的总重量严禁超过设计的容许荷载，应配备专人加以监督。

4.2、卸料平台的制作

1、材料：

（1）、采购进场的卸料平台原材料和半成品材料应进行验收，建立健全的材料管理制度，认真执行验收材料“三验制”，确保进场材料质量满足工程需要。

（2）、钢材、钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求，根据现场各种材料的需用数量，应提供相应的合格证和质量保证书，对质量有疑义的钢材严禁进入现场。

（3）、钢板厚度及允许偏差必须符合其产品标准要求。

（4）、型钢的规格尺寸及允许偏差必须符合其产品标准要求。

（5）、当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。

（6）、焊接材料必须有产品合格证和质量保证书，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求，焊条、焊丝、焊剂、电渣熔嘴等焊接材料和母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定，焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。

（7）、焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷；焊剂不应受潮结块。

（8）、卸料平台连接用的高强度花蓝螺栓、卡具、钢丝绳等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

并应检查随箱带有的扭矩系数和紧固轴力的检验报告，检查其各项指标是否符合本次卸料平台设计的要求。

2、制作：

（1）、焊接卸料平台焊工必须经考试合格并取得合格证书，持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

（2）、平台焊接前，对进场的钢材要进行选择，钢材端边或断口处不能有分层、夹渣现象。

（3）、卸料平台各部件取料，首先进行放样，列出放样料单，由项目部技术负责人进行审核，审核批准后才能进行取料。

（4）、槽钢主梁、槽钢次梁，取料时要严格按照经过审批的取料料单，用直角尺在钢面上划出线条，各截面必须与长边垂直切割，截面必须平整，如不平整用砂轮机打磨，达到平整为止。

（5）、首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。

（6）、焊接前，用经纬仪在平整的水泥地面上进行放样，弹出灰线，料台的各部件按照灰线安放就位，就位后，检查各部件的接触面，检查其接触面积是否符合钢结构焊接面要求。

（7）、焊接连接组装的允许偏差应符合规范要求，轴线交点错位的允许偏差不得大于3mm。

（8）、焊缝表面不得有裂缝、焊瘤、咬边、未焊满、根部收缩、表面气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。

（9）、T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透对接和角对接组合焊缝，其焊脚尺寸不应小于t/4；腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸为t/2，且不大于10mm。

焊接尺寸的允许偏差为0～4mm。

（10）、焊成形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡；加工成形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。

（11）、卸料平台底座焊接完成后，焊缝的观感应达到：

外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡必须较平滑，焊渣与飞溅物清除干净。

（12）、平台底座完成骨架后，开始焊接侧面栏板，侧面的骨架采用Φ48×3.25mm无缝钢管焊接。

（13）、平台底座和护栏骨架焊接完成后，铺设的木板要符合要求，并用14#铁丝绑扎牢固。

4.3、卸料平台的安装

1、卸料平台加工制作完毕经验收合格后方可吊装。

2、吊装时，先挂好四角的吊钩，传发初次信号，但只能稍稍提升平台，放松斜拉钢丝绳，方可正式吊装。

3、吊钩的四条引绳应等长，保证平台在起吊过程中平稳。

4、吊装至预定位置后，先将平台工字钢与预埋件固定后，再将钢丝固定，紧固螺母及钢丝绳卡子。

5、完毕后方可松开塔吊吊钩，卸料平台安装完毕后经验收合格后方可使用。

6、卸料平台的限重牌应挂设在平台附近的明显位置。

7、要求提升一次验收一次。

8、脚手架搭设安全技术措施：

①、搭设时用起重机械吊装到相应位置后，将平台与建筑物连接牢固不得滑动，将钢丝绳与平台连接平稳后方可撤出其中机械。

②、平台每天使用前必须对平台的钢丝绳，吊环辅设的脚手板等进行全面的检查，发现问题必须及时处理。

③、平台上装料不得超过荷载并限载（限载值见计算书），不得超长超过平台50cm，超高堆放材料不得超过防护栏杆。

④、平台上的防护栏杆不得任意拆除。

⑤、起吊时必须设专人指挥，扶平稳不能碰撞平台，其他人员不得在平台上逗留。

⑥、放物料时必须按规格品种堆放整齐，长短分开，不得混吊，并且不得在平台上组装和清理模板。

⑦、不得从上一层向下一层平台上乱抛物料。

⑧、夜间施工平台上必须保持足够的照明。

4.4、卸料平台的拆除

1、拆除平台前，应全面检查待拆除卸料平台，根据检查结果，拟订出作业计划，报请批准，进行技术交底后才准工作。

2、卸料平台拆除前，必须察看施工现场环境，包括架空线路、外脚手架、地面的设施等各类障碍物、地锚、缆风绳、连墙杆及被拆卸料平台架体各吊点、附件、电气装置情况，凡能提前拆除的尽量提前拆除。

3、拆除平台时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。

4、拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一个有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。

5、在拆除平台时，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。

6、每天下班前，需要拆除或安装的卸料平台必须施工完毕，不应留下隐患部位。

7、拆除平台时严禁碰撞脚手架和附近电源线，以防触电事故。

8、所用杆件和扣件在拆除时应分离，不准在杆件上附着扣件或两杆连着送到地面。

9、所有的脚手板，应自外向里竖立搬运，以防脚手板和垃圾物从高处坠落伤人。

10、拆下的零配件要装入容器内，用吊篮吊下；拆下的钢管要绑扎牢固，双点起吊，严禁从高空抛掷。

11、脚手架拆除安全技术措施

①、拆架前，全面检查拟拆脚手架，根据检查结果，拟订出作业计划，报请批准，进行技术交底后才准工作。

作业计划一般包括：

拆架的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织安排等。

②、拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。

③、拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。

④、拆架程序应遵守“由上而下，先搭后拆”的原则，即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按“一步一清”原则依次进行。

严禁上下同时进行拆架作业。

⑤、拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆除中间扣件，然后托住中间，再解端头扣。

⑥、连墙杆（拉结点）应随拆除进度逐层拆除，拆抛撑时，应用临时撑支住，然后才能拆除。

⑦、拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。

⑧、拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线，以防触电事故。

⑨、在拆架时，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。

⑩、拆下的材料要徐徐下运，严禁抛掷。

运至地面的材料应按指定地点随拆随运，分类堆放，“当天拆当天清”，拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。

12、输送至地面的杆件，应及时按类堆放，整理保养。

13、当天离岗时，应及时加固尚未拆除部分，防止存留隐患造成复岗后的人为事故。

14、如遇强风、大雨、雪等特殊气候，不应进行脚手架的拆除，严禁夜间拆除。

15、翻掀垫铺竹笆应注意站立位置，并应自外向里翻起竖立，防止外翻将竹笆内未清除的残留物从高处坠落伤人。

五、计算书

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。

5.1、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）：

0.30；

栏杆、挡板类别：

竹串片脚手板挡板，栏杆、挡板脚手板自重（kN/m）：

0.14；

施工人员等活荷载（kN/m2）:

2.00，最大堆放材料荷载（kN）:

10.00。

2.悬挑参数

内侧钢绳与墙的距离（m）：

3.00，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离（m）：

0.50；

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：

10，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：

16a号槽钢槽口水平[；

次梁材料类型及型号：

14a号槽钢槽口水平[；

次梁水平间距ld（m）：

0.50，建筑物与次梁的最大允许距离le（m）：

0.50。

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）：

0.50,次梁悬臂Mc（m）：

0.00；

平台计算宽度（m）：

2.50。

5.2、次梁的验算:

次梁选择14a号槽钢槽口水平[，间距0.5m，其截面特性为：

面积A=18.51cm2；

惯性距Ix=563.7cm4；

转动惯量Wx=80.5cm3；

回转半径ix=5.52cm；

截面尺寸：

b=58mm,h=140mm,t=9.5mm。

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0.30kN/m2；

Q1=0.30×0.50=0.15kN/m；

（2）、型钢自重标准值：

本例采用14a号槽钢槽口水平[，标准值为0.14kN/m

Q2=0.14kN/m

（3）、活荷载计算

1）施工荷载标准值：

取2.00kN/m2

Q3=2.00kN/m2

2）最大堆放材料荷载P：

10.00kN

荷载组合

Q=1.2×（0.15+0.14）+1.4×2.00×0.50=1.75kN/m

P=1.4×10.00=14.00kN

2.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：

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=（1.75×2.502/8）×（1-（0.002/2.502））2+14.00×2.50/4=10.12kN·m。

最大支座力计算公式:

R=[P+q（l+2m）]/2

经计算得出:

R=（14.00+1.75×（2.50+2×0.00））/2=9.19kN

3.抗弯强度验算

次梁应力：

σ=M/γxWx≤[f]

其中γx--截面塑性发展系数，取1.05；

[f]--钢材的抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

次梁槽钢的最大应力计算值σ=1.01×104/（1.05×80.50）=119.70N/mm2；

次梁槽钢的最大应力计算值σ=119.703N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

4.整体稳定性验算

σ=M/φbWx≤[f]

其中，φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

φb=（570tb/lh）×（235/fy）

经过计算得到φb=570×9.50×58.00×235/（2500.00×140.00×235.0）=0.90；

由于φb大于0.6，按照下面公式调整：

φb'=1.07-0.282/φb≤1.0

得到φb'=0.756；

次梁槽钢的稳定性验算σ=1.01×104/（0.756×80.500）=166.31N/mm2；

次梁槽钢的稳定性验算σ=166.311N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

5.3、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16a号槽钢槽口水平[，其截面特性为：

面积A=21.95cm2；

惯性距Ix=866.2cm4；

转动惯量Wx=108.3cm3；

回转半径ix=6.28cm；

截面尺寸，b=63mm,h=160mm,t=10mm；

1.荷载验算

（1）栏杆与挡脚手板自重标准值：

本例采用竹串片脚手板挡板，标准值为0.14kN/m；Q1=0.14kN/m；

（2）槽钢自重荷载Q2=0.17kN/m

静荷载设计值q=1.2×（Q1+Q2）=1.2×（0.14+0.17）=0.37kN/m；

次梁传递的集中荷载取次梁支座力R；

2.内力验算

悬挑卸料平台示意图

悬挑卸料平台水平钢梁计算简图

悬挑水平钢梁支撑梁剪力图（kN）

悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图（kN·m）

悬挑水平钢梁支撑梁变形图（mm）

从左至右各支座反力：

R[1]=12.333kN；

R[2]=31.039kN；

R[3]=-18.846kN。

最大支座反力为Rmax=31.039kN；

最大弯矩Mmax=9.469kN·m；

最大挠度ν=0.042mm。

3.抗弯强度验算

σ=M/（γxWx）+N/A≤[f]

其中γx--截面塑性发展系数，取1.05；

[f]--钢材抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

主梁槽钢的最大应力计算值σ=9.469×106/1.05/108300.0+3.62×104/2195.000=99.771N/mm2；

主梁槽钢的最大应力计算值99.771N/mm2小于主梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2，满足要求!

4.整体稳定性验算

σ=M/（φbWx）≤[f]

其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

φb=（570tb/lh）×（235/fy）

φb=570×10.0×63.0×235/（4500.0×160.0×235.0）=0.499；

主梁槽钢的稳定性验算σ=9.469×106/（0.499×108300.00）=175.31N/mm2；

主梁槽钢的稳定性验算σ=175.31N/mm2小于[f]=205.00,满足要求!

5.4、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=RUisinθi

其中RCi--水平钢梁的垂直支坐反力（kN）；

RUi--拉钢绳的轴力（kN）；

θi--拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角；

sinθi=Sin（ArcTan（3/（0.5+3））=0.651；

根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：

RUi=RCi/sinθi；

RUi=12.333/0.651=18.95kN；

5.5、钢丝拉绳的强度验算:

选择6×37钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1850MPa，直径19.5mm。

[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Fg＝261KN；

α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。

α＝0.82；

K--钢丝绳使用安全系数。

K＝10。

得到：

[Fg]=21.402KN>Ru＝18.95KN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

5.6、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=18950.245N。

拉环强度计算公式为：

σ=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=[18950.2×4/（3.142×50.00×2）]1/2=15.5mm。

实际拉环选用直径D=16mm的HPB235的钢筋制作即可。

选择混凝土梁内预埋钢筋直径为20。