临时安全通道方案
1. 工程概况
本工程位于合肥市政务区潜山路与嘉和路交口,建设单位为华润置地(合肥)有限公司,监理单位为合肥市工程建设监理公司,施工单位为中国建筑第四工程局有限公司。
本工程为住宅楼项目,建筑面积为14.48万㎡,地下2层,建筑面积为3.28万m2;地上41层,建筑面积为11.2万 m2;剪力墙结构,建筑高度119米。
施工现场7#楼与20#楼之间有施工兼消防疏散通道,为方便施工人员进出施工楼号,保证行人安全;火灾发生时,作为快速疏散通道,保障作业人员生命安全。将搭设临时安全通道,待南侧地库施工需拆除安全通道时,再行拆除。 2. 安全通道设计 2.1安全通道布设方案
综合现场情况,确定采用钢管脚手架搭设总高度约8.m,宽4m的安全通道,平面定位如下图:
安全通道架体从地库底板上开始搭设,搭设至室外地面标高处时,满铺模板,作为人行通道,作为行人进入施工楼层的栈道(如上图绿色区域),在主楼区域的栈道上做防护棚,如上图(红色区域),防护棚顶共分上下两层硬防护,间距为0.8m,每层均满铺脚手板,且通道两侧用模板进行硬防护; 2.2安全通道材料
为了保证本通道的结构安全,所用的材料必须具有出场合格证明,并达到下列要求: 钢管:钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T 13793)或《低压流体输送用焊接钢管》 (GB/T 3092)中规定的3号普通钢管。采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管,考虑到市场实际供应情况,故按3.0计算。钢管的材质使用力学性适中、稳定的Q235A钢,其材质应符合《碳素结构钢》(GB/T 700)的相应规定。钢管表面平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。钢管外径、壁厚,允许偏差不大于-0.5mm,两端面切斜应不大于1.7mm。外表面锈蚀深度应≤0.5mm,弯曲变形和各种≤1.5mm杆件钢管端部弯曲≤5mm,立杆钢管弯曲变形当3m<L<4m时≤12mm,在4m<L<6.5时≤20mm;用作水平杆、斜杆的钢管弯形≤30mm 。超过规定值不得使用。严禁使用有明显变形、裂纹、压扁和严重锈蚀的钢管。
扣件:扣件采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB 15831)的规定,螺纹均应符合《普通螺纹》(GB198-81)的规定,在螺栓扭矩达65N·m时,不得发生破坏;严禁使用加工不合格、无出厂合格证、表面裂纹,变形,锈蚀的扣件,扣件活动部位应灵活转动,夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm,扣件表面应涂刷黄色防锈漆。
木脚手板应采用杉木或松木制作,其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GBJ 5)中Ⅱ级材质的规定。两端应各设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道。 3. 安全通道结构及搭设 3.1安全通道结构
本安全通道采用横向承重结构体系钢管格构柱横向间距4米,纵向间距3米。结构平面布置图如下图所示:
立杆布置示意图
第一道水平横杆(扫地杆)距立柱下端300mm,以上间距1500mm,顶部棚间距800mm。主要采用400*400的格构柱做承重杆件,通道中部沿通道走向每3米设置两根单立杆,水平杆与格构柱拉通。 3.2安全通道构造要求 3.2.1立杆
在竖立杆时,用单支6m钢管,不得采用对接钢管,禁止使用弯曲钢管。 3.2.2水平杆
横向水平杆长度宜用整根钢管,纵向水平杆长度宜采用6米长钢管搭设,大横杆置于双排立柱内侧,与立杆必须用直角扣件扣紧。
水平杆连接采用搭接,搭接长度不小于1000mm,并用不少于三个旋转扣件等间距扣牢,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
水平杆杆接头与相邻立杆距离不大于立杆纵距的1/3。同一水平和竖向相邻的两根水平杆的接头均应相互错开,不得出现在同一跨间内,相邻的水平间距部小于500mm。 3.2.3剪刀撑
剪刀撑与地面的倾角在45~60度之间,杆件搭接长度不小于1000mm,并用不少于三个旋转扣件等间距扣牢,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于200mm。 3.2.4排架斜杆
排架内斜杆与立杆连接,搭设时将斜杆的一头扣在立杆上,另一头扣在上层顶棚钢杆中部,中间与下层顶棚钢杆相交处也用扣件扣紧,间距1.5米。
3.2.5脚手板
脚手板纵向铺设,连接处应尽量选在承重排架处。采用对接平铺,对接处下侧设两根纵向杆,脚手板外伸长度为130~150mm,脚手板下的纵向钢管间距不大于400mm。 3.3安全通道搭设及验收 3.3.1搭设顺序
搭设前的准备工作(材料准备、场地清理、安全技术交底等)→根据图示位置确定通道位置线→铺设木垫板放置横向扫地杆→根据立杆间距逐根竖立杆→安装第一道大纵向杆→安装第一道小纵向杆→安装第二道横杆→安装第二道大纵向杆→安装第二道小纵向杆→加设临时抛撑(上端与第二道横杆扣牢)→安装第一、二道之间斜杆→……→安装第四、五道横纵、杆(不设小纵向杆)→安装四、五道大纵向杆间竖向稳定杆并加设斜杆→搭设第二道木板并铺设密目网→搭设第一道木板并铺设密目网→加设两端剪刀撑→结构验收→张贴标语。 3.3.2搭设注意事项
因本通道是现场重要的施工和消防通道,故搭设要由工程部统一指挥,确定合适的搭设时间。准备充足的人力物力在规定的时间内完成搭设。搭设过程中两侧拉警戒线,并设专人看守,尽量避免有人通过。若必须有人通过应由看管人员通知上方施工人员,待无隐患后才可通过。通过时必须佩带安全帽,并注意头顶上方情况。
搭设之前对进场的钢管以及配件进行严格的检查,禁止使用不和规格和质量不合格的杆配件。
搭设前清扫现场,处理立柱下方垫木部分路面的突出及凹陷。平整度应达到5mm/m。 通道的搭设必须统一交底后作业,必须统一指挥,严格按上述搭设程序进行。 通道应按“一”字形从一端开始并向另一端延伸搭设,搭设过程中随立随校正后予以固定。
剪力撑、斜杆等整体接结杆件应随搭设的架子及时设置。 木跳板应铺平、铺稳,并用14#铁丝绑扎固定,防止木跳板移动。
工人在架上进行搭设作业时,作业面上需铺设临时脚手板并固定,工人必须戴好安全帽和佩挂安全带,不得单人进行较重杆件和易失衡、脱手、碰接、滑跌等不安全作业。
在搭设过程不得随意改变通道结构,减少配件设置和对立杆、纵距作100mm以上的构架尺寸放大。 3.3.3安全通道的验收
钢管立柱下垫木放置完毕后,应由有关人员检查验收,合格后方可进行搭设。.在搭设过程中,由安全员随时进行检查。指出搭设过程中不符合要求部分并及时整改。
搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工。严禁无证上岗操作。
在脚手架搭设完成前,严禁拆除第一、二、三道纵向通长大横杆及临时抛撑。待搭设完成并经过验收合格后方可拆除。 4.通道的安全措施
通道两侧采用旧模板全封闭,上、下两层棚顶脚手板上均设安全网。并在棚顶外侧、四周用安全标语布包裹。
通道门口挂置“安全通道”示牌,并悬挂相应的安全警示牌。 5.成品保护
在使用中注意成品保护。任何人严禁随意拆除结构杆件,破坏通道结构。 本通道仅为人行通道,通道上禁止用手推车拉货,一切车辆禁止驶通道。 塔吊调货时,通道四角派人看守,防止刮碰到通道立柱。 风雨后,及时组织人员对通道进行检查,若有损坏及时修缮。 6.安全生产与文明施工
通道搭设过程中四周拉警戒线,搭设通道的架子工必须持证上岗,按规定佩带安全帽、安全带。
搭设时派专人看守,防止人员通过,若必须通过时应有看护人员通知施工人员,待无安全隐患时方可允许人员通过,并必须佩带安全帽。
施工完毕后打扫现场垃圾,收回剩余剩余材料入库。在通道出入口设标语牌。 禁止人员在通道内逗留,通道内严禁堆放任何物品,严禁在人行栈道上堆放钢管、扣件等较重物体。 7.架体受力验算
由于此安全通道仅作为人行通道,行人荷载按照0.5KN/m2考虑,为便于计算,将此荷载计入防护防护材料自重,即验算中将防护防护材料自重取值为1.0KN/m2。计算书中规定防护棚开间方向为横向,进深方向为纵向,验算如下:
防护棚计算书
一、搭设参数 立杆纵距la(mm) 立杆步距h(mm) 防护层层数n 2600 1500 2 立杆横距lb(mm) 防护棚高度H(mm) 上下防护层间距h1(mm) 3600 9000 800 斜撑与立杆连接点到地面的距离h2(mm) 水平钢管间距a(mm) 纵向外侧防护布置方式 扣件连接方式 立杆布置 立杆计算长度系数μ1 6000 顶层水平钢管搭设方式 横向斜撑与顶层防护层连接点到立杆的距离l1(mm) 钢管类型 扣件抗滑移折减系数 格构柱截面边长a1(mm) 斜撑计算长度系数μ2 钢管沿纵向搭设 2000 Ф48×3 0.8 400 1.3 400 剪刀撑 单扣件 格构柱 1.3 计算简图: 扣件钢管防护棚_正面图 扣件钢管防护棚_侧面图
二、荷载设计 防护层防护材料类型 脚手板 栏杆、木脚手板挡板 0.2 防护层防护材料自重标准值gk1(kN/m2) 栏杆与挡脚板自重标准值gk2(kN/m) 高空坠落物最大荷载标准值Pk(kN) 1 栏杆与挡脚板类型 纵向外侧防护荷载标准值gk3(kN/m) 三、纵向水平杆验算 钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 钢管弹性模量E(N/mm2) 承载力使用极限状态 格构柱
0.14 1 205 钢管截面惯性矩I(mm4) 钢管截面抵抗矩W(mm3) 107800 206000 4490 q=1.2(gk1×a+0.033) =1.2×(1×0.4+0.033)=0.52kN/m p=1.4Pk=1.4×1=1.4kN 正常使用极限状态
格构柱
q1=gk1×a+0.033 =1×0.4+0.033=0.433kN/m p1=Pk =1 kN 1、抗弯验算
Mmax=0.679 kN·m
σ=Mmax/W=0.679×106/4490=151.297N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、挠度验算 νmax=8.403 mm
[ν]=min[max{a1,la,l2-a1}/150,10] = min[max{400,2600,800-400}/150,10] =10mm
νmax≤[ν] 满足要求! 3、支座反力计算 承载力使用极限状态 Rmax=3.178 kN 四、横向水平杆验算 钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 钢管弹性模量E(N/mm2) 承载力使用极限状态 格构柱:
F=1.2(gk1a+0.033)(la+ a1)/2=1.2×(1×0.4+0.033)×(2.6+0.4)/2=0.78 kN p=1.4Pk=1.4×1=1.4 kN 正常使用极限状态 格构柱:
F1=(gk1a+0.033)(la+ a1)/2=(1×0.4+0.033)×(2.6+0.4)/2=0.65 kN p1=Pk=1 kN 计算简图如下:
205 钢管截面惯性矩I(mm4) 钢管截面抵抗矩W(mm3) 107800 206000 4490 1、抗弯验算
σ=Mmax/W=0.619×106/4490=137.939N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、挠度验算
νmax=3.41mm≤[ν]=min[max(l1-a1, lb, a1)/150,10] = min[max(2000-400, 3600, 400)/150,10] =10mm
满足要求! 3、支座反力计算 承载力使用极限状态 Rmax=4.146 kN 五、扣件抗滑承载力验算 扣件连接方式 单扣件 扣件抗滑移折减系数 0.8 Rmax =4.146 kN≤Rc =0.8×8=6.4 kN 满足要求! 六、斜撑稳定性验算 斜撑计算长度系数μ2 钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 钢管弹性模量E(N/mm2) 1.3 205 钢管截面惯性矩I(mm4) 钢管截面抵抗矩W(mm3) 107800 206000 4490 α1=arctan( l1/(H-h2))=arctan(2000/(9000-6000))=33.69° 第1层防护层传递给斜撑荷载计算 (1)横向斜撑验算 承载力使用极限状态 格构柱:
F=1.2(gk1a+0.033)(la+ a1)/2=1.2×(1×0.4+0.033)×(2.6+0.4)/2=0.78 kN p=1.4Pk=1.4×1=1.4 kN 横向斜撑计算简图如下:
横向斜撑最大支座反力:R2max =3.303 kN 横向斜撑轴向力:
N21= R2max/cosα1=3.303/cos33.69°=3.97 kN N=N21=3.97 kN
斜撑自由长度:h= h1/cosα1=0.8/cos33.69°=0.961 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×0.961=1.25 m 长细比λ= l0/i=1249.92/15.9=78.612≤250 满足要求!
轴心受压构件的稳定系数计算:
斜撑计算长度l0=kμ2h=1.155*1.300*0.961=1.444m 长细比λ= l0/i =1444/15.9=90.80 φ= 0.661
σ= N/(φA) =3969.66/(0.661×424)=14.1N/mm2 σ≤[f]=205N/mm2 满足要求!
第2层防护层传递给斜撑荷载计算 (1)横向斜撑验算 承载力使用极限状态 格构柱:
F=1.2(gk1a+0.033)(la+ a1)/2=1.2×(1×0.4+0.033)×(2.6+0.4)/2=0.78 kN 横向斜撑计算简图如下:
横向斜撑最大支座反力:R2max =2.662 kN 横向斜撑轴向力:
N22= R2max/cosα1=2.662/cos33.69°=3.199 kN N=N21+N22=7.169 kN
斜撑自由长度:h= (H-(n-1)h1-h2)/cosα1=(9-(2-1)×0.8-6)/cos33.69°=2.4 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×2.4=3.437 m 长细比λ= l0/i=3437.29/15.9=216.182≤250 满足要求!
轴心受压构件的稳定系数计算:
斜撑计算长度l0=kμ2h=1.155*1.300*2.4=3.970m 长细比λ= l0/i =3970/15.9=249.69 φ= 0.118
σ= N/(φA) =7168.762/(0.118×424)=143.284N/mm2 σ≤[f]=205N/mm2 满足要求! 七、立杆稳定性验算 立杆布置 钢管截面惯性矩I(mm4) 钢管截面抵抗矩W(mm3) 钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 立杆荷载计算
1、防护棚结构自重NG1k 钢管长度:
L=n[(la+ a1) ((lb+2a1)/a+1)/2+ lb]+2( l12+(H- h2)2)0.5+4H=2×[(2.6+0.4)×((3.6+2×0.4)/0.4+1)/2+3.6]+2×(22+(9-6)2)0.5+4×9=86.411m
扣件数量:
m=2n[((lb+2a1)/a-3)/2+1×4]=2×2×[((3.6+2×0.4)/0.4-3)/2+1×4]=32个 NG1k=0.033L+0.015m=0.033×86.41+0.015×32=3.357kN 2、防护棚构配件自重NG2k
防护层防护材料自重标准值NG2k1=n×gk1×(la+ a1)×(lb+ 2a1)/2=2×1×(2.6+0.4)×(3.6+2×0.4)/2=13.2 kN
栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2=gk2×(la+ a1)=0.14×(2.6+0.4)=0.42 kN 纵向外侧防护自重标准值NG2k3=gk3×(la+ a1)=0.2×(2.6+0.4)=0.6 kN NG2k= NG2k1+ NG2k2+ NG2k3=13.2+0.42+0.6=14.22 kN
经计算得到,静荷载标准值:NGk= NG1k + NG2k=3.357+14.22=17.577 kN 3、冲击荷载标准值NQk NQk=Pk=1 kN
立杆荷载设计值:N=1.2NGk+ 1.4NQk=1.2×17.577+ 1.4×1=22.493 kN 立杆的稳定性验算
格构柱 107800 立杆计算长度系数μ1 立杆截面回转半径i(mm) 立杆截面面积A(mm2) 1.3 4490 15.9 205 424 1、立杆长细比验算
立杆自由长度h取立杆步距1.5m
立杆计算长度l0=kμ1h=1×1.3×1.5=1.95m 长细比λ= l0/i=1950/15.9=122.2≤210 满足要求!
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμ2h=1.155*1.300*1.500=2.252m 长细比λ= l0/i =2252/15.9=141.65 φ= 0.344
2、立杆稳定性验算
σ= N/4/(φA) =22492.988/4/(0.344×424)=38.553N/mm2 σ≤[f]=205N/mm2 满足要求!