烟道外保温脚手架施工方案.docx
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烟道外保温脚手架施工方案
太钢炼铁厂450㎡烧结机
烟气脱硫脱硝工程
进、出口烟道保温
脚手架搭设
施
工
方
案
山西钢建安装工程公司管道分公司
2010年3月8日
烧结项目部
总工
批准
一．工程概况
二．编制依据
三．施工准备四．施工顺序及方法五．劳动力及施工机具配置六．关键工序参数
七．安全保证措施及安全保证体系
八．质量保证措施和质量体系
九．文明施工与环境保护措施
一、工程概况
太钢炼铁厂450㎡烧结机烟气脱硫脱硝工程主烟道管径大（D7300），安装高度高（32m），进行烟道外保温难度较大。
外线及区域内烟道保温工程中，圆形烟道采用岩棉+镀锌铁皮的形式保温，矩形烟道采用岩棉+压型彩钢板的形式保温，需要使用角钢（骨架）L40×4的14000m，压型钢板（0.4mm）5300㎡，镀锌铁皮（0.5mm）7500㎡，岩棉板（50～150mm）1450m3，烟道直径大，岩棉板采用钩钉固定。
保温脚手架搭设，主要是室外大烟道脚手架搭设，搭设高度高，风荷载系数大。
但考虑施工中脚手架只上人及吊装保温岩棉、镀锌铁皮等较轻物件，所以脚手架的计算按装修脚手架考虑。
吸收塔及解吸塔区域脚手架搭设在各层平台上，固定点多，多处可利用原用平台，搭设中只需注意扣件的紧固，纵横间距可根据施工需要适当调整。
下面着重介绍外线大烟道的脚手架搭设。
二、编制依据
《设备管道保温技术通则》GB4272-84；
《管道与设备绝热标准图集》K507—1～2、R418—1～2；
《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-97；
《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GBJ126-89；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）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-200）等规范。
太钢及日方的设计蓝图。
三、施工准备
1、组织施工队伍进入施工现场，熟悉图纸、焊接工艺。
对职工进行入场前的质量和安全教育、技术交底。
2、组织施工机具和设备进场，机具设备进场前检修完毕，保养良好。
3、熟悉施工现场，搭设好脚手架，准备吊装机具。
4、铺设施工电缆，设置配电箱，保证施工电源。
5、检查需保温管道的施工情况，办理完交接手续后方可焊接钩钉。
四、施工顺序及方法
（一）施工顺序：
脚手架搭设——工序交接——测量——焊接钩钉——设置角钢固定点——安装保温棉——隐蔽验收后安装镀锌铁皮。
（二）施工方法
1、脚手架搭设完毕且工序交接后，依据已安装完的风箱及烟道尺寸，标记好钩钉焊接位置。
2、钩钉的焊接；烟道保温钩钉根据图纸尺寸布置，焊接由设计规定的锁片钩钉。
主烟道及支管钩钉600*600梅花形布置，确保钩钉焊接牢固，杜绝虚焊，手无法掰动为准。
3、为保证保温铁皮安装完后成型美观，棱角突出，按照设计要求，烟道外壁加设固定角钢。
4、岩棉板安装；根据图纸要求，岩棉板采用δ=50～150mm，容重为120千克/立方米，保温材料的选用依据见下表，岩棉应见证取样，复检合格，满足下表技术要求后方可使用。
5、镀锌铁皮安装；在安装铁皮前，需报监办理隐蔽手续，办理完后方可安装镀锌铁皮。
镀锌铁皮在接口处搭接长度为100，用十字槽盘头自攻螺栓（ST6.3*15）固定。
在如耐磨弯头起弯点，排气管道与风箱支管衔接处。
铁皮用自攻螺栓固定在角钢上。
自攻螺栓间距一致（150mm），排列整齐。
如下图：
7、在安装过程中，应注意补偿器，挡板阀等部位不加外保温。
8、管道上标志的涂刷；根据太钢工管部2005为新炼钢下发的管道涂装颜色及标示执行。
喷涂标示清晰、不退色，介质名称和介质流向一应在标示上标明。
五、劳动力及施工机具配置
1、施工人员：
序号
工种名称
人数
备注
1
电工
1
2
架子工
10
3
安装人员
20
4
力工
16
5
焊工
3
2、机具组织：
名称
型号
数量
产地
制造年份
卷管机
2
起筋机
2
切割机
1
电焊机
3
压边机
1
自制
六、关键工序参数
（一）参数信息
1、脚手架参数
搭设尺寸为：
立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为1.50米，水平杆的步距为1.20米；立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6.5m，小横杆长度1.8m。
外线进、出口主烟道区域脚手架搭设大致分三部分进行，即主抽风机房南侧区域（东西向50m长）、增压风机区域（东西向50m长）、增压风机区域（南北向30m长）。
采用由东向西的顺序分段进行搭设保温，计算的脚手架为四排脚手架，搭设高度为36米，立杆采用单立管。
采用的钢管类型为Φ48×3.，5其质量符合现行国家标准规定。
横杆与立杆连接方式为双扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；
连墙件采用两步三跨，竖向间距3.00米，水平间距3.60米，采用
扣件连接，连墙件连接方式为双扣件，靠近支架部分与支架连接牢固。
2、活荷载参数
施工荷载均布参数（kN/m2）2.000；脚手架用途：
装修脚手架；同时施工层数：
2；
3、风荷载参数
山西省太原市地区，基本风压为0.40，风荷载高度变化系数μz为
0.84，风荷载体型系数μs为0.65，考虑风荷载；
4、静荷载参数每米立杆数承受的结构自重标准（kN/m2）：
0.1291；脚手板自重标准值（kN/m2）：
0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）：
0.110；安全设施与安全网（kN/m2）：
0.005；脚手板铺设层数：
2；脚手板类别：
竹串片脚手板；栏杆挡板类别：
栏杆冲压钢；
5、地基参数地基土类型：
碎石土；地基承载力标准值（kN/m2）：
500.00；基础底面扩展面积（m2）：
0.09；基础降低系数：
1.00。
（二）小横杆的计算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。
按照小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。
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=0.3501×.200/3=0.140kN/m；活荷载标准值：
Q=2.000×1.200/3=0.800kN/m；荷载的计算值：
q=1.2×0.038+1.20×.140+1.40×.800=1.334kN/m；
小横杆计算简图
2、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：
最大弯矩Mqmax=1.334×2.0002/8=0.667kN.m；
=Mqmax/W=131.307N/mm2；
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求！
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荷载标准值
q=0.038+0.140+0.800=0.978kN/m；
最大挠度V=5.0×0.978×2000.04（/384×2.060×105×121900.0）=8.117
mm；
小横杆的最大挠度小于2000.0/150=13.333与10mm，满足要求！
（3）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，小横杆在大横杆的上面。
1、荷载值计算
小横杆的自重标准值：
P1=0.0382×.000=0.077kN；
脚手板的荷载标准值：
P2=0.3502×.000×1.200/3=0.280kN；活荷载标准值：
Q=2.000×2.000×1.200/3=1.600kN；荷载的计算值：
P=（1.2×0.077+1.20×.280+1.41×.600）/2=1.334kN；
大横杆计算简图
2、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：
M1max=0.08×0.038×1.200×1.2002=0.005
kN.m；
集中荷载最大弯矩计算公式如下：
集中荷载最大弯矩计算：
M2max=0.267×1.334×1.200=0.427kN.m；
M=M1max+M2max=0.005+0.427=0.433kN.m抗弯强度：
σ=0.433×106/5080.0=85.187N/m；m2大横杆的抗弯强度σ=85.187小于[f]=205.0N/mm2；
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，单位：
mm
均布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：
0.021mm；
集中荷载最大挠度计算公式如下
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：
P=（0.077+0.280+1.600）/2=0.978kN
V=1.883×0.978×1200.03/（100×2.060×105×121900.）=1.268
mm；
最大挠度和：
V=Vmax+Vpmax=0.021+1.268=1.289mm；大横杆的最大挠度小于1200.0/150=8.0或者10mm,满足要求！
（四）扣件抗滑力的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，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12.80kN；
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；横杆的自重标准值：
P1=0.0381×.200=0.046kN；脚手板的荷载标准值：
P2=0.3502×.000×1.200/2=0.420kN；活荷载标准值：
Q=2.0002×.000×1.200/2=2.400kN；
荷载的计算值：
R=1.2×（0.046+0.420）+1.4×2.400=3.919kN；R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
（五）脚手架荷载标准值作用于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：
1、每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.1291
NG1=0.129×15.000=1.937kN；
2、脚手板的自重标准值（kN/㎡）；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35
NG2=0.350×1×1.200×（2.000+0.3）/2=0.483kN；
3、栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆冲压钢，标准值为0.11
NG3=0.110×1×1.200/2=0.066kN；
4、吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/㎡）；0.005
NG4=0.005×1.200×15.000=0.090kN；经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.575kN；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=2.000×2.000×1.200×1/2=2.400kN；风荷载标准值应按照以下公式计算其中Wo--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》
GB50009-2001）的规定采用：
Wo=0.400kN/m2；
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=0.840；
Us--风荷载体型系数：
Us=0.649；经计算得到，风荷载标准值
Wk=0.70×.400×0.840×0.649=0.153kN/m2；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=1.22×.575+1.42×.400=6.451kN；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=1.22×.575+0.851×.4×2.400=5.947kN；
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=0.8501.×4×0.153×1.200×1.5002/10=0.049kN.m；
（六）立杆的稳定性计算不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：
立杆的轴心压力设计值：
N=6.451kN；计算立杆的截面回转半径：
i=1.58cm；计算长度附加系数：
K=1.155；计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：
U=1.600
计算长度，由公式lo=kuh确定：
lo=2.772m；
Lo/i=175.000；
轴心受压立杆的稳定系数φ，由长细比lo/i的结果查表得到：
φ=0.232；
立杆净截面面积：
A=4.89cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205.000N/mm2；σ=6451.000（/0.232×489.000）=56.860N/mm2；立杆稳定性计算σ=56.860小于[f]=205.000N/mm2满足要
求！
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值：
N=5.947kN；计算立杆的截面回转半径：
i=1.58cm；计算长度附加系数：
K=1.155；计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：
U=1.600计算长度，由公式lo=kuh确定：
lo=2.772m；
Lo/i=175.000；
轴心受压立杆的稳定系数φ，由长细比lo/i的结果查表得到：
φ=0.232
立杆净截面面积：
A=4.89cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205.000N/mm2；
σ=5946.600/（0.232×489.000）+49044.774/5080.0=0062.071N/mm2；
立杆稳定性计算σ=62.071小于[f]=205.000N/mm2满足要求！
（7）最大搭设高度的计算不考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架
可搭设高度按照下式计算：
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：
NG2K=NG2+NG3+NG4=0.639kN；
活荷载标准值：
NQ=2.400kN；每米立杆承受的结构自重标准值：
Gk=0.129kN/m；
Hs=[0.2324×.890×10-4×205.000×103-（1.2×0.639+1.4×2.400）]/（1.2×0.129）=123.483m；脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：
[H]=123.483/（1+0.001×123.483）=109.911m；
[H]=109.911和50比较取较小值。
得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架
可搭设高度按照下式计算：
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：
NG2K=NG2+NG3+NG4=0.639kN；活荷载标准值：
NQ=2.400kN；每米立杆承受的结构自重标准值：
Gk=0.129kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：
Mwk=Mw/（1.4×0.85）
=0.049/（1.4×0.85）=0.041kN.m；
Hs=（0.2324×.890×10-4×205.000×10-3-（1.20×.639+0.851×.4×（2.400+0.232×4.890×0.041/5.080）））/（1.2×0.129）=119.667m；脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：
[H]=119.667/（1+0.001×119.667）=106.877m；
[H]=106.877和50比较取较小值。
经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
（8）立杆的地基承载力计算立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgkK×c=500.000kN/m2；其中，地基承载力标准值：
fgk=500.000kN/m2；脚手架地基承载力调整系数：
kc=1.000；立杆基础底面的平均压力，p=N/A=66.073kN/m2；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：
N=5.947kN；基础底面面积（m2）：
A=0.090m2。
p=66.073≤fg=500.000kN/m，2地基承载力的计算满足要求！
七、安全保证措施及安全保证体系
1、施工阶段，作业班组需要每日进行安全技术交底，把安全工作落实到每个人。
施工班组的自有专职安全负责人员必须按照要求穿戴劳保用品，如蓝色安全帽、红色袖标等，在整个施工过程中随时进行现场安全监督、检查、纠正。
2、施工人员进入现场必须戴好安全帽，穿好劳保鞋等安全防护用品，
2米以上作业时必须系挂好安全带（必要时拉设安全绳）。
现场进行材料倒运等使用吊车时，指挥人员精力要集中，指挥信号必须要清晰，准确，注意周围环境防止伤害现场作业人员及设备。
3、各工种必须严格执行本工种的安全规程，特殊工种必须持证上岗（焊工、架子工、起重工、电工等随身携带操作证），以备随时检查。
4、施工现场所有的临时电源和移动电动工具必须设置有效的漏电保护开关，施工用电实施三相五线制，三级用电两级保护，用电设备接地（零线）良好。
使用符合规定的电源配电箱，主电源线必须架空或埋地铺设，不得随意铺于地面上，配电箱内由专业电工进行布线，合理配置用电负荷，并保证配电箱有可靠接地线。
5、每台用电设备必须有专用的开关，实行“一机一闸”，严禁一闸多用。
电焊机大量使用，提前计算用电负荷，防止过载。
电焊机一、二次线接驳可靠无裸露，电焊机防护罩齐全，接地良好。
配电箱及电焊机等用电设备露天放置必须搭设防雨棚。
6、氧气瓶、乙炔瓶摆放距离不得小于5m，并距离明火10m以上，并设专人看管，压力表齐全灵敏，乙炔瓶配有回火防止器，作业前检查气带是否存在漏气、老化等，不符合使用要求的及时进行更换。
现场动火作业前必须确认区域内有无易燃易爆物品，发现隐患的及时清理、隔离或遮盖等，并设专人配备灭火器负责现场监护。
7、保温脚手架搭设安全措施：
⑴脚手架的搭设顺序为：
现场勘查——平整场地夯实——铺垫板和底座——立杆——扫地杆——小横杆——架设临时斜撑杆——连墙杆——剪刀撑——栏杆——铺设脚手板。
⑵钢管外径48mm厚3.5m，其材质都有合格证。
扣件应采用KT33-8的要求，所有扣件应有出厂合格证。
⑶搭设场地应平整夯实，确保立杆有稳固可靠的基地，每根立杆底部应设置底座和100×50通长木枋或垫铁。
进行放线定位铺设立杆底座，并确保位置准确、铺放平稳。
⑷连墙件和剪力撑应及时设置，不得滞后超过2步。
立杆必须与建筑物有可靠的连接，连墙件竖向间距6m，呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，对于转角时应增设一道连墙件。
外侧立杆整个长度和高度上连续设置剪力撑，剪力撑与地面倾角为45°~60°，宽度为9m。
斜杆的接长采用搭接，搭接长度不应小于1m，采用不少于2个旋转扣件固定。
剪力撑的两端除用旋转扣件与立杆或大横杆扣紧外，中间还要增加2~4个扣接点，与之相交的立杆或大横杆扣紧，除布置剪力撑外，脚手架两端及拐角设置横向斜撑，中间宜每隔6跨设置一道。
横向支撑应在同一节间，由底至顶之字型连续设置。
在铺设脚手板的操作层上必须吊设二道护栏和一道挡脚板。
⑸脚手架底部必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应用直角扣件固定在距垫铁块表面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
⑹脚手架的操作面必须满铺脚手板，离墙面距离不得大于20cm，不
得有空隙、探头板和飞跳板。
脚手板对接处必须设双排小横杆，两小横杆间距不得大于30cm。
脚手板一般应设置在三根以上小横杆上，当脚手板长度小于2m时，可采用两根小横杆，并应将脚手板两端与其可靠固定，以防倾翻。
脚手板平铺，应铺满铺稳，靠墙一侧离墙面距离不应大于150mm，拐角要交圈，不得有探头板。
⑺架体与主体拉接必须按规定执行（垂直不超过4米，水平不超过7米，设拉接点）架子应分层搭设。
无厂房遮挡及空旷处的脚手架在高度35m处设置四道揽风绳，揽风绳使用2×ф13.的5钢丝绳，固定在其它管道支架或钢结构体上，对称两揽风绳用同一着力点，35m处的揽风绳倾斜角为45度。
⑻搭设人员凡有高血压，心脏病等不适于高处作业者不得上架操作。
⑼搭设人员必须戴好安全帽，佩好安全带，工具零件放在工具袋内，穿好防滑鞋，袖口、裤口要扎紧。
⑽架子工在操作时必须将安全带栓在可靠的保险部位。
架子工安全带可低挂高用，凡不戴安全带者以违章作业处理。
⑾拆除脚手架时应按后搭先拆的顺序自上而下逐步拆除一步一清，不得上下同时作业，拆除大横杆，剪刀撑时应先拆中间扣再拆两头扣，由中间操作人向下递杆。
⑿脚手架的拆除必须严格执行拆除方案，按技术交底安全生产。
拆除脚手架应设置警戒，张挂醒目的警戒标志，禁止非操作人员通行和地面施工人员能行，并有专人负责警戒。
长立杆、斜杆的拆除应由二人配合进行，不宜单独作业，下班时应检查是否牢固，必要时应加设临时固定支撑，防止意外。
⒀架子搭设前应由工程技术人员编制施工方案，方案要全面并报经公司技术处审批。
⒁架子搭设完成后，要经施工负责人组织有关人员对架子进行验收，验收合格后才能交付使用，并定期或不定期的对脚手架进行检查。
8、高处保温作业安全技术措施：
⑴高处作业人员必须持证上岗且身体健康，双眼视力不低于1.0，无
听觉障碍，无血压高、癫痫、心脏病等不适于高处作业的病症。
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