懸挑外架施工方案 -

御_風(fēng)_而_行 2011-02-17

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懸挑外架施工方案

一、工程概況
中亨文化苑1#、3#住宅樓位于鄭州市經(jīng)七路北段，豐產(chǎn)路以南，均為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。
1#住宅樓地下一層設(shè)自行車(chē)庫(kù)和消防控制中心，4.800米層高。地上二十二層，標(biāo)準(zhǔn)層每層三戶(hù)。兩側(cè)戶(hù)型頂層為復(fù)式。二、三層住宅層高3.15m，其它住宅層為3m。建筑物總長(zhǎng)41.14m，總寬48.9m，建筑高度建69.30m，筑面積12656.23m2。
3＃樓工程建筑面積12912.57m2，其中地下室建筑面積為575.66m2，標(biāo)準(zhǔn)層總建筑面積為557.71m2。地下一層，地上二十二層，標(biāo)準(zhǔn)層四戶(hù)，其中兩戶(hù)為復(fù)式，兩側(cè)戶(hù)型頂層為復(fù)式住宅，層高為3.00m。建筑物總長(zhǎng)39.4m，總寬22.4m。建筑總高度為66.60m。
二、搭設(shè)及拆卸方案
1、本工程采用鋼管扣件式懸挑腳手架，架子寬900mm，步距1800mm，外架距離墻面300mm。
2、本工程外架設(shè)計(jì)為鋼管扣件式懸挑架，基本結(jié)構(gòu)分兩部分，一是主要受力的鋼管扣件式三角形支架，二是以三角形支架為支撐作為整個(gè)施工操作平臺(tái)的鋼管扣件式雙排腳手架體系，主要承擔(dān)施工恒載、活載及部分風(fēng)載，并將其傳遞到建筑物上。另外，在三角架支架以上二層梁平面按間距3.6m埋設(shè)φ14鋼筋吊環(huán)，用φ15鋼絲繩及夾子拉設(shè)三角架處的外架，起到加固作用。
3、三角架支撐是本外架的主要受力構(gòu)件，其搭設(shè)及加固必須嚴(yán)格按照三角架詳圖的要求進(jìn)行，不得隨意減少扣件及改變接頭位置。三角架斜撐桿中間必須加通長(zhǎng)封閉連桿，三角支架與雙排架的立桿一一對(duì)應(yīng)，同一三角支架的內(nèi)外斜撐桿端部必須分別布置在橫擔(dān)桿或小橫桿的兩側(cè)，并且同一根斜撐桿的兩端不能位于橫擔(dān)桿及小橫桿的同一側(cè)。
4、上部雙排腳手架的搭設(shè)同一般雙排腳手架，立桿步距與三角支架一一對(duì)應(yīng)。腳手架與結(jié)構(gòu)的拉結(jié)采用剛?cè)峤Y(jié)合方案，其中每單元第一步每根小橫桿都必須穿過(guò)結(jié)構(gòu)。
5、外架搭設(shè)的最大高度為七步架，結(jié)構(gòu)施工上翻時(shí)，每滿七步（4層）后，開(kāi)始搭設(shè)上一單元的懸挑結(jié)構(gòu)，且上下兩個(gè)單元的架子必須斷開(kāi)。待搭完4步或5步經(jīng)檢查無(wú)誤后拆除下一單元的架子（必須在木工拆模之后）。拆卸必須從上到下，不得上下同時(shí)進(jìn)行；每一單元的懸挑結(jié)構(gòu)不拆除，既可鋪竹笆后作為結(jié)構(gòu)防護(hù)，又可在裝修時(shí)，架子下翻，做為搭架的操作臺(tái)。
6、外用電梯處外架局部大橫桿要斷開(kāi)（在外用電梯安裝后），斷開(kāi)處加以封閉，此處端部所有拉結(jié)結(jié)構(gòu)均采用鋼管抱柱剛性拉結(jié)，并設(shè)置必要的橫向支撐。
7、整個(gè)外架沿全高用安全網(wǎng)密封，鋪笆及設(shè)擋腳板。外架與結(jié)構(gòu)墻體之間每三層用腳手板封閉，特別是緊靠斜撐根部，一定要封閉嚴(yán)密。安全網(wǎng)接頭處用細(xì)鐵絲連接，最下部包住縱向水平桿，防止落物。外架所用鋼管均涂刷黃色油漆。在每層樓面處外架用20cm高黃、黑油漆涂刷的斜條板固定在外架周?chē)?，并且在電梯處?biāo)明樓面標(biāo)高。
8、護(hù)欄板、踢腳線、墊笆每步架設(shè)置，墊笆均用鐵絲與鋼管緊固，接頭在小橫桿上。
9、懸挑結(jié)構(gòu)的橫擔(dān)管端部的樓板內(nèi)預(yù)埋φ14的鋼筋環(huán)，并在鋼筋環(huán)的內(nèi)側(cè)在橫擔(dān)管上加兩個(gè)阻滑扣件，外側(cè)設(shè)一個(gè)阻滑扣件。
10、每天至少有兩名架子工專(zhuān)職對(duì)架子進(jìn)行檢查、維護(hù)，對(duì)不合乎要求的地方及時(shí)按要求處理，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)匯報(bào)。
11、上人爬梯：在腳手架內(nèi)設(shè)置兩個(gè)爬梯，大樓南面、北面各設(shè)一個(gè)，寬度同腳手架寬度，斜度50度左右，用鋼管搭設(shè)而成。
12、其他要求根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。
三、施工安全體系
（一）管理要素
1、項(xiàng)目各工種統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，實(shí)行全員安全管理，任何人發(fā)現(xiàn)安全隱患要及時(shí)提出。
2、嚴(yán)格按照腳手架的操作技術(shù)規(guī)程、規(guī)范施工。
3、在安全與質(zhì)量、進(jìn)度等方面發(fā)生沖突時(shí)，一定要堅(jiān)持“安全第一”。
4、加強(qiáng)管理，杜絕違章作業(yè)。
（二）安全技術(shù)措施
1、安全施工措施
①架子上的操作人員必須穿好防滑鞋及掛好安全帶；
②架上作業(yè)人員應(yīng)作好分工配合；
③作業(yè)人員應(yīng)帶工具袋；
④搭設(shè)材料應(yīng)隨搭設(shè)進(jìn)度，隨用隨上以免防止不當(dāng)?shù)袈鋫?；⑤每次施工前，架上材料?yīng)全部用完或剩余的卸下，不得留存
于作業(yè)面上，已搭好的架子應(yīng)形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)的要臨時(shí)加固；
⑥在搭設(shè)過(guò)程，地面的配合人員應(yīng)避開(kāi)可能落物的區(qū)域；
⑦在搭設(shè)腳手架時(shí)不得使用不合格材料；
⑧配有專(zhuān)人指揮，作業(yè)人員必須服從統(tǒng)一指揮；
2、安全使用措施
①本外架在結(jié)構(gòu)施工時(shí)最多只允許兩個(gè)施工層同時(shí)施工，裝修施工時(shí)也不得超過(guò)三個(gè)施工層；
②外架上嚴(yán)禁堆放模板、鋼管以及任何重量大或數(shù)量多、可能影響外架安全的材料；
③本外架不得作為結(jié)構(gòu)施工的支撐使用，外墻、外邊梁的所有荷載均不允許傳遞到外架上；
④對(duì)外架腳手板上的施工垃圾必須隨施工隨時(shí)清理，清理時(shí)不得直接向下拋扔；
⑤在作業(yè)面上進(jìn)行電焊作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取可靠的防火措施；并設(shè)專(zhuān)人看護(hù)，并在架子所在樓層內(nèi)設(shè)置消防專(zhuān)用水桶兩個(gè)，及滅火器兩個(gè)。
⑥不得任意拆除腳手架的基本構(gòu)件及連墻桿，因作業(yè)需要必須不得已拆除時(shí)必須經(jīng)得施工負(fù)責(zé)人及專(zhuān)職安全員同意，并采取可靠的彌補(bǔ)加固措施；
⑦當(dāng)作業(yè)面的高度不夠而需要墊高時(shí)，應(yīng)采取可靠的墊高方法，墊高不得超過(guò)0.5m。
3、安全管理措施
①做到文明施工，且符合安全、衛(wèi)生，防火要求；
②腳手架搭設(shè)安全必須經(jīng)有關(guān)部門(mén)驗(yàn)收合格方可使用，并在使用期間安排專(zhuān)人維護(hù)保養(yǎng)；
③施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行逐級(jí)安全技術(shù)交底制度，班組長(zhǎng)每天對(duì)工人進(jìn)行施工搭設(shè)要求、作業(yè)環(huán)境的安全交底；；
④加強(qiáng)工人的季節(jié)性勞動(dòng)保護(hù)工作；
⑤建立外架安全管理小組。
四、質(zhì)量保證措施
⒈ 腳手架的搭設(shè)、拆除，嚴(yán)格按方案執(zhí)行；
⒉ 每周進(jìn)行安全生產(chǎn)，質(zhì)量保證總結(jié)會(huì)議；
⒊ 教育職工樹(shù)立“百年大計(jì)，質(zhì)量第一”的思想，強(qiáng)化意識(shí)；
⒋ 搭設(shè)、拆卸等，施工前有關(guān)班組長(zhǎng)及工人應(yīng)熟悉本方案，做好技術(shù)交底，并認(rèn)真檢查執(zhí)行情況；
⒌ 堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，最大限度地減少事故
隱患發(fā)生；
⒍ 在施工過(guò)程中，應(yīng)堅(jiān)持邊施工、邊自檢、互檢的制度，有問(wèn)
題及時(shí)改正，保證施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量要求；
⒎ 堅(jiān)持獎(jiǎng)罰嚴(yán)明的質(zhì)量管理制度。對(duì)質(zhì)量好的要進(jìn)行精神和物質(zhì)的表彰和獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)質(zhì)量不好的，必須查明原因，訂出改進(jìn)措施并落實(shí)。對(duì)責(zé)任人視情況給予懲罰。
五、安全管理制度
1、員工要熱愛(ài)本職工作，提高業(yè)務(wù)水平及操作技能。能提出改進(jìn)安全工作的意見(jiàn)，搞好安全生產(chǎn)。
2、遵守勞動(dòng)紀(jì)律，服從領(lǐng)導(dǎo)和安全、質(zhì)量檢查人員的指揮。工作時(shí)，思想集中，堅(jiān)守崗位。嚴(yán)禁酒后上架作業(yè)。
3、嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，不得違章指揮和違章作業(yè)，對(duì)違章指揮的指令有權(quán)拒絕，并有責(zé)任制止他人違章作業(yè)。
4、按作業(yè)要求正確穿戴個(gè)人防護(hù)用品，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須戴安全帽。
5、在施工現(xiàn)場(chǎng)行走需要注意安全，不準(zhǔn)攀登腳手架。
6、正確使用防護(hù)裝置和防護(hù)設(shè)施，不準(zhǔn)隨意拆除和挪動(dòng)各種防護(hù)裝置，防護(hù)設(shè)施和警告，安全標(biāo)志等。
六、計(jì)算書(shū)
1、外架參數(shù)：
立桿橫距b=1.05m，縱距L=1.20m內(nèi)立桿距墻b1=0.3m，平均步距h0=1.65m，最大步距h=1.75m，滿鋪竹笆腳手架七層，竹笆護(hù)欄七層。同時(shí)施工層數(shù)為兩層，一次最大搭設(shè)高度為七步架。
鋼管為熱軋Q235鋼，正截面容許應(yīng)力[б]=215N/mm2，抗剪容許應(yīng)力[τ]=125N/mm2，鋼管截面抵抗矩ω=5080mm3，有效截面面積A=489mm2，截面慣性半徑i=15.8mm，a類(lèi)截面，E=2.06×108N/mm2。
2、荷載計(jì)算
鋼管φ48×3.5mm，重量38.5N/m，扣件：對(duì)接扣件18.5N/只，十字扣件13.5N/只，轉(zhuǎn)角扣件14.5N/只。
竹笆腳手、護(hù)欄、安全網(wǎng)重量取350N/m2。
施工荷載為活載，取定3000N/m2。
（1）恒載標(biāo)準(zhǔn)值：
（a）一縱距內(nèi)全高鋼管重量：
qk1=[（6×1.2+2×1.65+1.5）×7+2.5+4×3.1]×38.5=3810N
（b）一縱距內(nèi)全高全部扣件重量：關(guān)鍵部位取雙扣件
qk2=（6×13.5+2×18.5）×7+6×14.5=920N
（c）一縱距內(nèi)竹笆安全網(wǎng)重量：
qk3=350×1.2×1.05×7=3100N
（d）恒載標(biāo)準(zhǔn)值小計(jì)：
qk=3810+920+3100=7.83KN
（2）施工活載：兩層同時(shí)施工
gk=3×2×1.2×1.05=7.56KN
（3）風(fēng)荷載：W取0.2KN/m2。
（4）荷載設(shè)計(jì)值：荷載分項(xiàng)系數(shù)恒載取1.2，活載取1.4。
   恒載：Q=7.83×1.2=9.4KN
活載：Q=7.56×1.4=10.6KN
另外在驗(yàn)算大、小橫桿時(shí)，分別對(duì)鋼管扣件及施工活載乘上上述分項(xiàng)系數(shù)。
3、三角支架平臺(tái)受力分析及桿件內(nèi)力計(jì)算：（見(jiàn)圖1）
鋼管沿軸向的鋼度遠(yuǎn)大于其橫向剛度，因而，對(duì)與板拉結(jié)的小橫桿而言，三角支架剛度可視為無(wú)限大，將該處視為完全鉸接，相應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化后的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)下，各處支壓力及桿件內(nèi)力亦如圖所示。
計(jì)算時(shí)，N1、N2、N3、N4為內(nèi)外立桿均分荷載的情況。N11、N21、N31、N41為考慮內(nèi)外立桿承受荷載按內(nèi)：外=0.64：0.36比例進(jìn)行分配的情況。

R11=-R31=5.52KN             R1=-R3=6.33KN
R21=R2=20KN                R2=2N0=20KN
N11=8KN                   N1=11.1KN
N21=12.9KN                N2=10.1KN
N31=-3.5KN                N3=-4.83KN
N41=R81=-5.42KN          N4=R8=-6.33KN
4、扣件抗滑移能力：
取單扣件抗滑移能力設(shè)計(jì)值q=6KN時(shí)，由上述桿件內(nèi)力值可看出，23桿、14桿，桿件均至少需求個(gè)扣件。另外節(jié)點(diǎn)小橫桿亦必須加強(qiáng)以保證有一定的安全儲(chǔ)備，實(shí)際處理時(shí)采用加雙扣件的方式。
5、立桿驗(yàn)算
取首步架對(duì)內(nèi)外立桿荷載取最大值驗(yàn)算，立桿兩端在大橫桿的約束下，介于“兩端鉸支”到“兩端固定”之間。
其計(jì)算長(zhǎng)度L0=μ1×h，根據(jù)《高層建筑施工手冊(cè)》（中國(guó)建筑工業(yè)出版社）中提供的計(jì)算方法計(jì)算。對(duì)本外架有a1=h/2L=1.75/2.4=0.729查表（見(jiàn)施工手冊(cè)）
利用插入法，得μ1=0.767則L0=0.767×1.75=1.35m，可推出
長(zhǎng)細(xì)比λ0=L0/I=87
又L11=h=1750mm，可得λh=Lh/I=111
M0=N0×e0=N0×（53+H/2000）=N0×60mm
式中：M0——N0在立桿端部產(chǎn)生的等效彎矩；
H——外架一次搭設(shè)高度，取H=13200mm，H/2000為H/2高度處垂直度搭設(shè)偏差。
立桿承載能力由穩(wěn)定性控制，利用鋼結(jié)構(gòu)壓彎構(gòu)件公式：
N/φA+βmM/rω（1-0.8N/NE）＜[σ]=215N/mm2       （1）
式中：N——軸心壓力（N）；M——等效彎矩（N.m）；
βm——等效彎矩系數(shù)； φ——軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；
r——截面塑性發(fā)展系數(shù)，鋼管取1.15； NE——?dú)W拉臨界力。
考慮將立桿上下相鄰的小橫桿跳桿布置，附加彎矩產(chǎn)生反向曲率。（見(jiàn)圖2）相應(yīng)βm=0.65+0.35×（M0/-M0）=0.3＜0.4 取βm=0.4
鋼管φ48×3.5，a類(lèi)截面，由λ=37查表
得  ψ=0.736，
NEO=π2EA/λ2=132.1KN
取動(dòng)力系數(shù)1.2
利用（1）計(jì)算：
mm2＜215N/mm2
立桿滿足要求。
6、斜撐桿驗(yàn)算：
斜撐桿受力情況類(lèi)似于立桿，但兩端約束條件可視為“兩端鉸支”，取μ1=1.0，即桿件計(jì)算長(zhǎng)度即為桿件實(shí)際長(zhǎng)度，考慮動(dòng)力系數(shù)1.2
（1）外斜撐：
L1=L14=3100mm    取N1=11.10KN，則
M1= N1e1=11.1×0.053=0.59KN.m
λ1=L1/I=3100/15.8=197  查表得對(duì)應(yīng)ψ1=0.205
NE1=π2EA/λ2=25.8KN
取兩端彎矩反向曲率，由上述計(jì)算知βm=0.4，則
穩(wěn)定性套用式計(jì)算（1）：
      + =207N/mm2＜215N/mm2
滿足要求。
（2）內(nèi)斜撐：
取N2=12.9KN             M2=12.9×0.053=0.648KN.M
  L2=2020mm             λ2=L2/I=128
查表得對(duì)應(yīng)NE2=π2×EA/λ2=31.2KN    ψ=0.445
其余參數(shù)同上
穩(wěn)定性套用式（1）計(jì)算：
=151.1N/mm2＜215N/mm2，滿足要求。
由計(jì)算結(jié)果知，內(nèi)外斜撐桿按設(shè)計(jì)基本無(wú)問(wèn)題。
7、小橫桿驗(yàn)算：（計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4）
（1）跨中正截面承載力驗(yàn)算：根據(jù)受荷面積，求取P=2.85KN
可推出跨中彎矩Mmax=1KN.m
σ=Mmax/ω=1.0×106/5080=197N/mm2＜215N/mm2
滿足要求。
（2）端部正截面承載力驗(yàn)算：
由于斜撐桿支點(diǎn)與立桿作用點(diǎn)因扣件連接產(chǎn)生的偏心，將在小橫桿端部產(chǎn)生彎矩，該彎矩的大小與偏心矩有關(guān)，實(shí)際搭設(shè)時(shí)必須對(duì)偏心矩進(jìn)行控制，最大允許偏心矩為：
emax=Mmax/1.2N。
Mmax=215×5080=1.09KN.m可推出
emax =91mm
實(shí)際搭設(shè)時(shí)以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。
（3）端部抗剪承載力驗(yàn)算：
由前計(jì)算取Vmax=1.2×12.8=15.4KN
按圓環(huán)形薄壁截面驗(yàn)算：
τmax=2Vmax/A=63N/mm2＜125N/mm2
滿足要求。
8、大橫桿驗(yàn)算：（見(jiàn)圖3）
本方案最短大橫桿只有一跨，按簡(jiǎn)支驗(yàn)算，其余大橫桿為連續(xù)梁，較簡(jiǎn)支有利，可不驗(yàn)算。
考慮恒載均布，活載集中在跨中，由前述荷載計(jì)算可求得：
q=0.265kN/m          p=2.52kN
可得 Mmax=0.804kN.m
      Mmax/ω=158N/mm2＜215N/mm2
即大橫桿滿足要求。
9、1號(hào)和2號(hào)節(jié)點(diǎn)橫擔(dān)桿驗(yàn)算：
斜撐桿將在橫擔(dān)桿上產(chǎn)生彎矩和剪力，彎矩與斜撐作用點(diǎn)到砼墻的距離有關(guān)，對(duì)該距離進(jìn)行控制將能夠滿足要求。
最大允許距離為：
Cmax=Mmax/N                Mmax=215×5080=1.09KN.m
N取大值并考慮動(dòng)力系數(shù)1.2為1.2×12.9=15.5KN
可得：          Cmax=70mm
實(shí)際搭設(shè)時(shí)將扣件緊貼砼墻面，將能夠滿足要求。
斜撐桿在橫擔(dān)桿上產(chǎn)生的剪力將為  Vmax=1.2×12.8=15.4KN
則，薄壁截面考慮τmax=2Vmax/A=63N/mm2＜125N/mm2
滿足要求。
10、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：（見(jiàn)圖5）
外架的整體穩(wěn)定安裝軸心受壓格構(gòu)式壓桿進(jìn)行驗(yàn)算，并考慮風(fēng)荷載產(chǎn)生的水平作用。
格構(gòu)式壓桿由相鄰連墻拉結(jié)點(diǎn)間的一個(gè)單元的水平桿件和立桿組成，本外架取豎向兩步架的一倍立桿縱距為一個(gè)單元，利用《高層建筑施工手冊(cè)》（中國(guó)建工出版社）中提供的簡(jiǎn)易計(jì)算方法驗(yàn)算。相應(yīng)水平及豎向荷載見(jiàn)附圖：
風(fēng)載分項(xiàng)系數(shù)取1.4
q=1.4LW=1.4×2.4×0.2=0.68KN/m
M=qh2/8=1.04KN.m
M/2bA=1.02N/mm2
N=1.2×40=48KN
計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)ψ：
λ=2×3.5/1.05=6.67
λ0=μλ
由b=1.05，h=3.5查表得
μ=25  則λ0=167查表得
ψ=0.253
N/4ψA=97N/mm2
97+1.02=98.02N/mm2
雙排架Ka=0.7，又架子高度小于25米，取Kh=0.8，則
Km×Kh×σ=0.7×0.8×215=120.4N/mm2＞98.02N/mm2
即整體穩(wěn)定性滿足要求。
整個(gè)外架在上述條件下能夠滿足施工要求。

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