超高層懸挑安全系統(tǒng)硬防護棚專項施工方案設計

星海灣金融商務區(qū)XH-3-AB地塊項目超高層懸挑安全硬防護棚專項施工方案編制人：王強生審核人：趙圣石審批人：沈兵某某某某二建〔集團〕2016年8月1日目錄TOC\o"1-3"\h\u16003一、編制說明與依據(jù) 332450二、工程概況 3257771、主要工程內容396782、項目總體情況320132三、防護棚的搭設形式 328920四、工字鋼懸挑3米時防護棚受力計算 611640〔一〕計算依據(jù)76065〔二〕計算參數(shù)89578〔三〕次梁方鋼管的計算 930016〔四〕主梁的計算 929754〔五〕上拉桿驗算 13965〔六〕錨固段與樓板連接計算 1627718五、防護棚的搭設1633931、施工準備1679022、防護棚搭設要求1716198六、防護棚的拆除181406七、防護棚的驗收與保護191783八、安全措施與要求20一、編制說明與依據(jù)1、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)X》2、《建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)X》3、《建筑施工安全檢查標準》4、《鋼結構設計規(guī)X》5、施工圖紙、本工程施工組織設計6、《建筑施工腳手架實用手冊》7、《建筑施工手冊》8、《混凝土結構設計規(guī)X》9、《鋼結構設計規(guī)X》10、《建筑結構荷載規(guī)X》二、工程概況1、主要工程內容本工程框架-核心筒結構，抗震設防烈度為7度，設計使用年限為50年，建設地址位于某某省某某市沙河口區(qū)星海灣會展路與某某路交接處東北側。工程總建筑面積146270㎡；地下2層，地下建筑面積20310㎡，地上51層，地上建筑面積125960㎡，建筑高度約m。2、項目總體情況工程名稱星海灣金融商務區(qū)XH-3-AB地塊項目工程地址某某沙河口區(qū)會展路與某某路交接處建設單位某某海通房地產開發(fā)建筑面積146270平方米質量監(jiān)視部門某某市質監(jiān)站設計單位某某建筑設計研究院監(jiān)理單位某某建實建設監(jiān)理總包單位某某某某二建集團承包X圍根底、主體、初裝修、安裝工程等主要功能與用途三、防護棚的搭設形式根據(jù)本工程的外架施工方案可知8層以下外部腳手架采用型鋼外懸挑式腳手架，每4層一次懸挑，塔樓8層以上采用集成式外架施工，下部主體施工完成的腳手架隨主體施工進度進展拆除。為防止上部施工過程中的墜物危害，本工程擬在塔樓第16層、28層、40層設置懸挑式防護棚。1、本工程防護大棚主梁擬采用16號工字鋼用于懸挑外架的主梁，為有效提高工字鋼的周轉使用率，此處采用16號工字鋼〕,擬設置工字鋼長5m，其懸挑3米，伸入樓層內2米。工字鋼主梁間距≤3m。工字鋼主梁布置圖見附件。2、在第16層、28層、40層結構處預埋“倒U〞型埋件，在工字鋼伸入預埋環(huán)后的根部設置兩個、結構邊處設置一個，防止懸挑工字鋼傾覆。3、外側安全防護欄桿立柱采用Φ48×3.5鋼管〔高度為1200mm〕，縱向布置在工字鋼上，間距2m；擬設置一道水平圍護欄桿高度600mm，防護欄桿外露面刷紅白油漆，安全防護欄桿上滿鋪一層密目安全網(wǎng)；在工字鋼梁上搭放40*40*3mm方鋼，間距與搭接長度均為500mm，方鋼上再鋪設一層2mm厚沖壓鋼板，搭接長度為200mm。4、在工字鋼上端頭焊接高度150mm直徑25鋼筋頭，作為最外側防護欄桿的位置固定點，防護欄桿設置1200mm高。5、護欄桿設置完成后在里側豎向設置竹膠板，外側涂刷黃黑色油漆，竹膠板與護欄采用14#鐵絲綁扎結實。6、工字鋼外挑端部設置斜拉桿1道與上層結構拉結固定，結構外側梁內設置高強螺栓并外露采用雙螺絲帽擰緊，斜拉桿規(guī)格為Φ20，水平距離同工字鋼間距，對工字鋼進展逐一卸荷；工字鋼與結構梁交界處焊接150mm長L63×60角鋼〔預防工字鋼滑移〕防護棚示意簡圖如下：節(jié)點eq\o\ac(○,1)節(jié)點eq\o\ac(○,2)四、工字鋼懸挑3米時防護棚受力計算〔一〕計算依據(jù)：《建筑施工安全檢查標準》〔JGJ59-2011〕和《鋼結構設計規(guī)X》〔GB50017-2014〕。(二)計算參數(shù)：懸挑式安全硬防護棚參照連續(xù)梁計算進展。防護大棚水平鋼梁的懸挑長度3.00m，插入結構錨固長度2.00m，懸挑水平鋼梁間距≤3.00m。水平鋼梁插入結構端點局部按照鉸接點計算。次梁采用，主梁采用16號工字鋼。次梁間距0.50m，連續(xù)布置在主梁工字鋼上。容許承載力均布荷載2.00kN/m2，最大落物沖擊荷載2.00kN。防護棚鋪設板采用2mm厚沖壓鋼板，其自重荷載取kN/m2。欄桿采用竹笆片，欄桿自重荷載取0.15kN/m。斜拉桿擬用Φ20mm圓鋼配花籃螺栓調節(jié)長度?！踩炒瘟悍戒摴苡嬎悖捍瘟悍戒摴茏畈焕奢d組合為沖壓鋼板傳下的荷載與落物作用在次梁方鋼管中部時的沖擊荷載共同作用。1、荷載計算0KN/m2×m2〔2〕最大容許均布荷載為：2KN/m2；Q2=2×0.5=1KN/m2〔3〕沖壓鋼板自重荷載： Q3=0.075KN/m2經(jīng)計算得到：×××〔0.15+×1=KN/m2、內力計算內力按照均布荷載Q作用下的簡支梁計算，內側鋼絲繩或花籃斜拉桿不計算：最大彎矩M的計算：ql2m2；3、落物沖擊荷載作用，次梁方鋼管考慮不利受力情況按簡支梁計算，最大彎矩為：M=0.25pl其中p——落物荷載設計值(kN/m)；經(jīng)計算得到M=0.25××1)×3=頂托梁的截面力學參數(shù)為：截面抵抗矩W=4990mm3；截面慣性矩I=99800mm4；4、次梁方鋼管抗彎強度計算抗彎計算強度f=0.94×1064990.0=N/mm22,滿足要求!〔四〕主梁的計算工字鋼主梁的內側鋼繩按照《建筑施工安全檢查標準》作為安全儲藏不參與內力的計算。主梁選擇16號工字鋼，其截面特性為：243；主梁工字鋼最不利荷載組合為次梁傳下的荷載與落物作用在工字鋼中部時的沖擊荷載共同作用。Q1(2)型鋼自重荷載Q2經(jīng)計算得到，靜荷載計算值:×(Q1+Q2×經(jīng)計算得到，各次梁集中荷載取次梁支座力，分別為：P1××1)××××7kNP2××1)××××3kNP3××1)××××3kNP4××1)××××3kNP5××1)××××3kNP6××1)××××3kNP7××1)××5/××3kNP8××1)××××3kNP9××1)××××5/2)=kN懸挑硬防護主梁按照集中荷載P和均布荷載q作用下的連續(xù)梁計算。懸挑主梁計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到：主梁支撐梁剪力圖(kN)主梁支撐梁彎矩圖(kN.m)主梁支撐梁變形圖(mm)外側花籃斜拉桿最大彎矩Mmax落物沖擊荷載作用，次梁鋼管考慮不利受力情況按簡支梁計算，最大彎矩為：M=0.25pl其中p——落物荷載設計值(kN/m)；經(jīng)計算得到M=0.25××1)×6=由于落物沖擊荷載作用，外側鋼絲繩拉結位置向上支撐力為kN其中γx——截面塑性開展系數(shù)，取1.05；[f]——2；N——由于花籃斜拉桿作用，在工字鋼內產生的軸向壓力。由受力簡圖可得：N＝〔+0.5〕/tg45°=13.86KN經(jīng)過計算得到強度σ=〔+2.1〕×106+13.86×1000/2610.0=9N/mm2主梁的抗彎強度計算強度小于[f]，滿足要求!其中φb——均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數(shù)，查《鋼結構設計規(guī)X》附錄B得到：φb由于φb大于0.6，按照《鋼結構設計規(guī)X》(GB50017-2014)附錄B其值用φb'經(jīng)過計算得到強度σ=〔+2.1〕×106×141000.00)=N/mm2；主梁的穩(wěn)定性計算σ＜[f],滿足要求!〔五〕上拉桿件驗算上拉桿材料類型鋼筋上拉桿截面類型20上拉桿截面積A(cm2)上拉桿截面慣性矩I(cm4)245上拉桿截面抵抗矩W(cm3)49上拉桿材料抗拉強度設計值f(N/mm2)205上拉桿彈性模量E(N/mm2)206000吊耳板厚S(mm)10吊耳板寬LDP(mm)70吊耳板高L(mm)100吊耳板圓周外半徑R(mm)35吊孔直徑D(mm)22吊耳板許用拉應力[σ](N/mm2)160吊耳板許用剪應力[τ](N/mm2)160螺栓抗拉強度設計值ftb(N/mm2)170螺栓抗剪強度設計值fvb(N/mm2)140吊耳板螺栓直徑d(mm)18螺栓個數(shù)n1鋼拉桿與吊耳板焊縫厚度hr1(mm)10鋼拉桿與吊耳板焊縫長度lx1(mm)100鋼拉桿與建筑物連接螺栓直徑d(mm)18螺栓個數(shù)n2鋼拉桿焊縫厚度hr2(mm)10鋼拉桿焊縫長度lx2(mm)100角焊縫強度設計值ftw(N/mm2)160上拉桿件角度計算：α1=arctanL1/L2=arctan(5000/1050)≈78°上拉桿件支座力：RS1=nzR1=1×主梁軸向力：NSZ1=RS1/tanα18°=kN上拉桿件軸向力：NS1=RS1/sinα18°=14.14kN上拉桿件的最大軸向拉力NS=max[NS1...NSi軸心受拉穩(wěn)定性計算：σ=NS×103/314.2=45N/mm2≤×2符合要求！1、上拉桿與主梁連接點計算1〕螺栓抗拉驗算由上式計算可得錨固螺栓最大軸向拉力Ns單個螺栓受拉承載力設計值Ntb×ftb××170×(π×d2×170××182螺栓所受拉力：Nt=Ns≤符合要求！2〕螺栓抗剪驗算單個螺栓受剪承載力設計值Nvb×fvb××140×(π×d2×140××182螺栓所受剪力：Nv=Ns/n=7.305/1=7.305kN≤符合要求！3〕吊耳板計算吊耳板吊耳板吊索方向的最大拉應力與剪應力：σL〔τL〕=NS×103/[10×(2×35-22)]2≤[σ]=160N/mm2符合要求！4〕角焊縫計算σf=NS/(hr1×lx1×103/(10×2≤βfftw×2正面角焊縫的強度設計值增大系數(shù)β符合要求！2、上拉桿與建筑物連接點計算由上式計算可得上拉桿與建筑物連接點最大軸向拉力Ns上拉桿與建筑物連接點角度α2=90°-78°=12°螺栓所受最大拉力Nt=Ns×cosα2×cos12°螺栓所受最大剪力Nv=Ns×sinα2×sin12°=kN1〕螺栓抗拉驗算單個螺栓受拉承載力設計值Ntb×ftb××170×(π×d2×170××182螺栓所受拉力：Nt=Ns≤符合要求！2〕螺栓抗剪驗算單個螺栓受剪承載力設計值Nvb×fvb××140×(π×d2×140××182螺栓所受剪力：Nv=Ns≤符合要求！3〕角焊縫計算σf=NS/(hr2×lx2×103/(10×2≤βfftw×2正面角焊縫的強度設計值增大系數(shù)β符合要求！〔六〕錨固段與樓板連接計算水平鋼梁與樓板壓點采用U型鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強度計算如下：水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)受力R=4.46kN水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)強度計算公式為其中[f]為拉環(huán)鋼筋抗拉強度，每個拉環(huán)按照兩個截面計算，按照《混凝土結構設計規(guī)X》9.7.6規(guī)定[f]=65N/mm2；所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)最小直徑D=[4461××65×2)]1/2=mm實際施工中預埋吊環(huán)采用HRB300E直徑16的鋼筋，能夠滿足要求。根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)X》，U型鋼筋拉環(huán)按如下方式進展預埋：五、防護棚的搭設1、施工準備技術人員應熟悉圖紙，熟悉各個部位與高度的結構變化，項目部應組織必要的物料進場，其中包括φ48×3.5mm鋼管、對接扣件、直角扣件、旋轉扣件和安全網(wǎng)等，以備外腳手架搭設使用；有關作業(yè)班組應織足夠的作業(yè)人員，準備外腳手架的搭設；同時在施工前，應當組織有關技術人員和安質人員對作業(yè)班組進展作業(yè)前技術、安全交底。架子工必須具備國家標準《特種作業(yè)人員安全技術考核管理規(guī)如此》的條件，經(jīng)過培訓、考核、取得安全操作證并經(jīng)體檢合格后方可從事腳手架安裝、拆除作業(yè)。2、防護棚搭設要求〔1〕搭設的根本要求是：橫平豎直、整齊清晰、圖形一致、平豎通順連接結實，受荷安全、有安全操作空間、不變形、不搖晃?！?〕防護棚的搭設嚴格遵守以下施工流程：下層主梁→下層根部次梁鋼管網(wǎng)架→鋼絲繩→密目網(wǎng)→架板鋪設→模板鋪設→外沿欄桿→擋腳板鋪設〔3〕防護棚的搭設除了按順序搭設處，還得注意如下事項：EQ\o\ac(○,1)按照規(guī)定的構造方案和尺寸進展搭設；EQ\o\ac(○,2)與時與結構拉結或臨時支頂，以確保搭設過程的安全；EQ\o\ac(○,3)擰緊扣件〔擰緊和程度要適當：≤60N·m〕；EQ\o\ac(○,4)有變形的桿件和不合格的扣件〔有長度、扣接不緊等〕不能使用；EQ\o\ac(○,5)搭設工人必須佩掛安全；EQ\o\ac(○,6)隨時校正桿件的垂直和偏差防止偏差過大；EQ\o\ac(○,7)沒有完成的防護棚，在每日收工時，一定要確保鋼管網(wǎng)架穩(wěn)定，以免發(fā)生意外；EQ\o\ac(○,8)防護棚的下側均要滿掛安全網(wǎng)，網(wǎng)邊沿與橫桿或建筑物要結實的扎結，固定點的間距應不大于50cm，邊沿投擋板，相臨兩網(wǎng)之間的拼接要嚴密?！?〕搭設的一般規(guī)定EQ\o\ac(○,1)架子工應熟悉圖紙，熟悉現(xiàn)場具體情況，了解技術交底意圖和施工操作方法，并將符合要求的鋼管、扣件等材料運至現(xiàn)場，分類存放，搭設前去除障礙物。EQ\o\ac(○,2)架子工作業(yè)時，必須佩帶好安全帽、系好安全帶，嚴禁穿高跟鞋、拖鞋或硬底帶釘易滑鞋作業(yè)，工具與零件應放在工具包內，服從指揮，集中思想、相互配合，拆除下來的材料不亂拋、亂扔。腳手架作業(yè)下方不準站人，架子工不準在鋼管網(wǎng)架上非工作停留。EQ\o\ac(○,3)凡遇六級以上大風或下雨天氣時，不得進展作業(yè)。雨后作業(yè)應待管架上雨吹干后進展，防止滑落。EQ\o\ac(○,4)在靠近電源處拆除腳手架時，必須將電源先切斷或嚴密防護，必要時變更位置后方可進展作業(yè)，不允許將電源線拉在腳手架止，以防止漏電傷人。EQ\o\ac(○,5)不在防護棚上附裝機械設備、拉纜風繩等。EQ\o\ac(○,6)搭設防護棚必須嚴格按照規(guī)X要求選用材料，對于壓扁、彎曲、銹蝕和有裂縫的鋼管與不合格的構件，嚴禁使用，扣件螺栓應滿足正常狀況下的扭力矩要求。六、防護棚的拆除1.在防護棚拆除前應作好以下工作:(1)對防護棚進展安全檢查，確認不存在嚴重隱患。如存在影響拆除防護棚安全的隱患，應先對防護棚進展修整和加固，以保證防護棚的拆除過程中不發(fā)生危險；(2)在拆防護棚時，應先去除鋪設層上的垃圾雜物，去除時嚴禁高空向下拋擲，大塊的裝入容器內由垂直運輸設備向下運送，能用掃帚集中的集中裝入容器內運下。(3)防護棚在拆除前，應先明確拆除X圍、數(shù)量、時間和拆除順序、方法、物件垂直運輸設備的數(shù)量，拆除的安全措施和警戒區(qū)域。2.嚴格遵循拆除順序，由后搭者先拆、先搭者后拆，同一部位拆除順序是：鋪設層→次梁鋼管→主梁工字鋼。3.拆除防護棚時，下部的出入口必須停止使用，對此除監(jiān)護人員要特別注意外，還應在出入口處置明顯的停用標志和圍欄，此裝置必須內外雙面都加以設置；4.在拆除的防護棚周圍，于墜落X圍明顯“禁止入內〞字樣的標志，并有專人監(jiān)護，以保證拆腳手架時無其他人員入內；5.防護棚人工拆除，拆除的材料應與時吊運，嚴禁集中堆放材料過多，應做到有一小吊就吊一次，拆除作業(yè)不應過多人員參加，最多兩組人，從不同方向進展，但兩組人的必須按同一步驟進展。6.防護棚拆除時遇大風、大雨、大霧天應停止作業(yè)；7.拆除時操作人員要系好安全帶，穿軟底防滑鞋、扎裹腿。8.防護棚拆除過程中，不中途換人，如必須換人，如此應該在安全技術交底中交代清楚。七、防護棚的驗收與保護1.防護棚在投入使用之前必須進展驗收，合格后方準使用。主要檢查主梁工字鋼與鋼絲繩的連接，各鋼管連接卡扣的緊固，探頭板固定措施，鋪設層的完整性，防護棚的防雷接地。2.在檢查驗收過程中，要特別注意扣件的緊固程度，扣件并不是擰得緊越好。對于擰緊力矩大于60N·m的扣件，要認真檢查有無裂縫、變形，如果發(fā)現(xiàn)有上述弊病應立即調換，調上的扣件的螺栓應緊固在40~60N·m。3.防護棚在驗收合格通過投入使用后，必須對其進展日常的保養(yǎng)和定期的全面檢查和整修，才能保證其安全使用。防護棚日常的保養(yǎng)和維修必須每天進展一次，定期的維護保養(yǎng)一般每月進展一次。所以要求作業(yè)隊防護棚