超高脚手架安全专项方案

一、工程概况新建1号高炉焦、矿槽是重钢环保搬迁炼铁项目1号高炉及配套工程重要配套实行之一，属于特殊构筑物，焦槽5个漏斗，矿槽12个漏斗，焦、矿槽料仓底板砼厚达1.5m，焦、矿槽环形深梁，其高度分别达到2.2m、2.5m，均为厚大构造，且层高达到9.5m，本工程采用满堂钢管脚手架支撑体系来传递上部荷载，为了保证整体均匀受力，超高脚手架不失稳，不绕屈变形破坏，特编制专项方案，对厚大板及深梁脚手架支支撑进行验算及加固解决，指引如何均匀分散增长施工加荷，保证万无一失。二、编制根据1、《建筑施工安全检查原则》JGJ59-99；2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-；3、《施工组织设计》。三、编制目满足构造荷载使用规定，保证支撑体系安全，避免支撑体系失稳垮塌。四、原材料准备1、木板：-50×300×mm：10m3，-50×300×3000：10m3，-50×300×4000：20m3。2、钢管：φ48×3.5mm，钢管各种规格型号共600t。3、扣件：6万颗。4、顶托：5000个。五、施工工艺流程铺木枋→摆放扫地杆（离地面100mm）→竖立杆→安横杆→加暂时斜杆→第二、三步横杆→接立杆→设剪刀撑→顶层横杆扫地杆：纵、横向均设扫地杆，离地控制在100～150mm，接头应采用对接且互相错开500以上。立杆：立杆纵横间距500mm，立杆用“十”字扣件与扫地杆连接牢固，立杆接长采用对接扣件，其接头应互相错开，立杆高度调节采用顶托来调节，使其立杆顶紧梁、板底模，不采用扣件抗滑力来传递竖向荷载，立杆应安设垂直，其垂直度偏差控制在架高1/400以内，且≤50mm。水平横杆：水平杆纵、横步距控制在1.00m，横杆接长采用对接扣件，且应互相错开，两根相邻纵向水平杆接头不适当设立在同步或同跨内且接头应在水平方向内错开500以上，各接头中心至近来主节点距离不适当不不大于纵距1/3；横杆安装平顺，一根杆两端高差应在±20mm，同步相邻两根横杆高差应在±10mm内。支撑加固：为了保证整体稳定性，设纵、横向斜撑，斜撑与地面成45°角，剪刀撑接长采用搭接，搭接长度1000mm，三个扣件连接；剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相横向水平杆件出端或立杆上，旋转扣件中心至主节点距离不不不大于150mm。六、方案选取1、厚大料仓底板：矿焦槽最厚底板1500mm，每个平方恒载便达3t以上，当按常规竖向钢管扣件搭接，依托扣件抗滑能力来承受荷载，按区格为500设立，不能满足施工荷载规定，而按竖向对接，每根钢管能承受1.5t竖向荷载，因而料仓底板范畴脚手架搭设按纵横间距500mm，步距1500mm，竖杆采用对接，顶层水平与立杆间采用双扣件抗滑移，扫脚杆离地150纵横设立，并按纵横mm设立与水平线成45°～60°角剪刀撑，剪刀撑从底到顶；2、料仓深梁：梁沿长向设立间距500mm双立杆，梁两侧立杆间距1000mm，顶层水平与立杆间采用双扣件抗滑移，中间加设双排顶杆，顶杆调节可采用顶托来调结，直接用钢管硬撑，为了避免杆件失稳和减少竖向挠度，纵横均设由厎究竟剪刀撑，其加固示意图如下：楼面-16×250×2000/50×300×2000木枋A/(②……⑦)B/（③……⑧）3、漏斗杆件支设：漏斗厚度300mm，每个平方恒载不大，杆件搭设按普通满堂脚手架搭设：竖杆纵横间距800mm,水平间距1500mm，离楼面100mm高满设纵横扫地杆；4、楼面加固办法按设计，3.18m、6.28m楼面设计荷载为6KN/m2,远不能达到料斗传来荷载，因而竖向杆不能直接立在楼面上，为了使上部荷载均匀分散传递，必要将力顶撑@500@500200宽木板传递到地基上，因而3.18m、6.28m脚手架搭设必要按照上部500mm增大一倍搭设，且相应立杆应尽量在同一垂直线上，6.28m以上脚手架钢管必要采用50mm×300mm木板或-16×250钢板支撑，楼面与垫板间，垫板与立杆间采用木塞塞紧，从而增长其整体受力。为了每一楼层间竖向杆件重要传力，固料仓下二层构造脚手架均不能拆除，当料仓混凝土浇注前及急剧增长荷载时，对3.18m下和6.28m层下框架柱主梁进行加固解决，即在梁下采用立杆加顶撑形式，顶紧梁上模板体系，并与原有竖杆相连，形成一种整体，其顶杆间距为500mm。当料仓环形深梁混凝土标号达到85％，方能拆除3.18m、6.28m层下支撑体系，当料仓环形深梁混凝土标号达到100％时，方能拆除料仓支撑体系，为了3.18(6.28)缩短料仓环形梁养护期，可对混凝土添加早强剂。七、内力计算由设计图纸可知，焦矿槽最厚板为1.5m，环形深梁最大断面为600×2500m，按最不利因素考虑，现对最厚板（1.50m）最大深梁（600×2500）进行支撑验算：（一）厚板高支撑架计算A、参数信息:1.脚手架参数横向间距或排距(m):0.50；纵距(m):0.50；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):9.50；采用钢管(mm):Φ48×3.5；扣件连接方式:双扣件，扣件抗滑承载力系数:0.90；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):1.500；倾倒混凝土荷载原则值(kN/m2):2.000；施工均布荷载原则值(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):13.0；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方间隔距离(mm):150.000；木方截面宽度(mm):50.00；木方截面高度(mm):100.00；图2楼板支撑架荷载计算单元B、模板支撑方木计算:方木按照简支梁计算，方木截面力学参数为本算例中，方木截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3；I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4；方木楞计算简图1.荷载计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q1=25.000×0.150×1.500=5.625kN/m；(2)模板自重线荷载(kN/m):q2=0.350×0.150=0.053kN/m；(3)活荷载为施工荷载原则值与振倒混凝土时产生荷载(kN)：p1=(1.000+2.000)×0.500×0.150=0.225kN；2.强度计算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载计算值最不利分派弯矩和，计算公式如下:均布荷载q=1.2×(5.625+0.053)=6.813kN/m；集中荷载p=1.4×0.225=0.315kN；最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0.315×0.500/4+6.813×0.5002/8=0.252kN.m；最大支座力N=P/2+ql/2=0.315/2+6.81×30.500/2=1.861kN；截面应力σ=M/w=0.252×106/83.333×103=3.027N/mm2；方木计算强度为3.027小13.0N/mm2,满足规定!3.抗剪计算：最大剪力计算公式如下:Q=ql/2+P/2截面抗剪强度必要满足:T=3Q/2bh[T]其中最大剪力：Q=0.500×6.813/2+0.315/2=1.861kN；截面抗剪强度计算值T=3×1860.750/(2×50.000×100.000)=0.558N/mm2；截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；方木抗剪强度为0.558不大于1.300，满足规定!4.挠度计算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载计算值最不利分派挠度和，计算公式如均布荷载q=q1+q2=5.625+0.053=5.678kN/m；集中荷载p=0.225kN；最大变形V=5×5.678×500.0004/(384×9500.000×4166666.67)+225.000×500.0003/(48×9500.000×4166666.67)=0.132mm；方木最大挠度0.132不大于500.000/250,满足规定!C、木方支撑钢管计算:支撑钢管按照集中荷载作用下三跨持续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=6.813×0.500+0.315=3.722kN；支撑钢管计算简图下: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=0.626kN.m；最大变形Vmax=0.395mm；最大支座力Qmax=13.535kN；截面应力σ=0.626×106/5080.000=123.313N/mm2；支撑钢管计算强度不大于205.000N/mm2,满足规定!支撑钢管最大挠度不大于500.000/150与10mm,满足规定!D、扣件抗滑移计算:按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.90，该工程实际旋转双扣件承载力取值为14.40kN。纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值R=13.535kN；R14.40kN,因此双扣件抗滑承载力设计计算满足规定！E、模板支架荷载原则值(轴力):作用于模板支架荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载原则值涉及如下内容：(1)脚手架自重(kN)：NG1=0.129×9.500=1.226kN；钢管自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重原则值。(2)模板自重(kN)：NG2=0.350×0.500×0.500=0.088kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.000×1.500×0.500×0.500=9.375kN；经计算得到，静荷载原则值NG=NG1+NG2+NG3=10.689kN；2.活荷载为施工荷载原则值与振倒混凝土时产生荷载。经计算得到，活荷载原则值NQ=(1.000+2.000)×0.500×0.500=0.750kN；3.不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ=13.877kN；F、立杆稳定性计算:其中N----立杆轴心压力设计值(kN)：N=13.877kN；σ----轴心受压立杆稳定系数,由长细比lo/i查表得到；i----计算立杆截面回转半径(cm)：i=1.58cm；立杆稳定性计算公式:A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.89cm2；W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；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长度；a=0.100m；公式(1)计算成果：立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945m；Lo/i=2945.250/15.800=186.000；由长细比Lo/i成果查表得到轴心受压立杆稳定系数φ=0.207；钢管立杆受压强度计算值；σ=13876.740/（0.207×489.000）=137.091N/mm2；立杆稳定性计算σ=137.091N/mm2不大于[f]=205.000满足规定！公式(2)计算成果：立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+0.100×2=1.700m；Lo/i=1700.000/15.800=108.000；由长细比Lo/i成果查表得到轴心受压立杆稳定系数φ=0.530；钢管立杆受压强度计算值；σ=13876.740/（0.53×489.）=53.543N/mm2；立杆稳定性计算σ=53.543N/mm2不大于[f]=205.000满足规定！如果考虑到高支撑架安全因素，适当由公式(3)计算lo=k1k2(h+2a)(3)k1--计算长度附加系数按照