2#140万吨/年XX装置辅助二标段安装工程

钢结构立柱脚手架技术方案及措施

XX安装工程有限公司

2020年2月26日

一、工程概况

     浙江石油化工有限公司4000万吨/年炼化一体化项目2#140万吨/年乙烯辅助安装工程，其中10-炉区炉前管廊框架高35.1m；91-装置管廊高27.5m；20-急冷区管廊高15m；40-冷区管廊高28.5m；70-废碱氧化区管廊高17.5m。脚手架搭设工作量大，钢结构分段安装，脚手架结合安装工作分段搭设，所以高空作业量大，交叉作业多，对脚手架搭设要求高。

     本技术方案仅适用于浙石化2#140万吨/年乙烯装置10-炉区；20-急冷区；40-冷区；70-废碱氧化去；91-装置管廊钢结构安装工程所需脚手架施工。 

2、编制依据：

本脚手架安全专项施工方案主要参考以下规范和标准：

2.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 （JGJ130-2001）

2.1《建筑施工安全检查标准》                 （JGJ59-99） 

2.3《钢管脚手架扣件》                       （GB15831-2006）

2.4《建筑结构荷载规范》                      GB50009—2012；

2.5《钢结构设计规范》                        GB50017-2003

2.6、《建筑地基基础设计规范》                 GB50007-2011

2.7、《石油化工建设工程施工安全技术规范》    （GB50484-2008）；

2.8、《建筑施工高处作业安全技术规范》         JGJ80-1991；

2.9、《建筑施工安全检查标准》                 JGJ59-99；

2.10、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011；

2.11、其它相关行业和地方标准；

2.12、业主其他HSE的有关规定。

2.13、设计图纸 

2.14、施工组织设计

二、材料准备

2.1钢管选用国标《直缝电焊钢管》（GB/T13793），质量符合国标碳素结构钢（GB/T700）Q235-B级钢要求。钢管上打孔的严禁使用，有严重锈蚀，弯曲，压扁或裂纹钢管不得采用。

2.2扣件采用可锻铸性材料制作，其材质符合国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，使用前进行质量检查，有裂缝，变形的严禁使用，扣件应做防锈处理，螺栓拧紧，扭力矩达65N.M时不得发生破坏。

扣件主要有三种形式，直角扣件用于连接扣紧两根垂直相交杆件；回转扣件用于连接两根呈任意角度相交的杆件；对接扣件，用于连接两根杆件的对接接长。

2.3脚手架材料规格

2.3.1立柱、横杆钢管规格：φ48×3.25，长度不大于6.2m，外径偏差小于-0.5mm,壁厚偏差小于-0.5mm，每根钢管最大质量不大于25Kg。

2.3.2跳板为无边框冲孔钢板，δ=2.5㎜,3000mm×250mm、2000×250mm。每块重量不大于30Kg。

三、钢结构抱柱井字架的搭设要求

3.1搭设准备

钢结构抱柱井字架搭设前，要对需搭设的部位进行了解，确定使用的材料规格和数量，明确固定支撑的固定方式和部位。

3.2材料验收要求

3.2.1钢管表面平直光滑，无裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛剌、压痕和深的划痕。

3.2.2钢管上严禁钻孔、焊接，钢管在使用前先涂刷防锈漆。

3.2.3扣件材质必须符合《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定。

3.2.4新扣件具有生产许可证，法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。对扣件质量有怀疑时，按现行国家规定标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定抽样检测。对不合格品禁止使用。

3.2.5旧扣件使用前，由脚手架施工单位自行检查，检查合格后书面形式将旧扣件数量以书面形式报安全科复查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺拴进行更换处理。经安全科复查合格并签字确认的旧扣件方可使用。

3.2.6构配件的允许偏差（新架杆及跳板由供应科联合质检科进行检查，旧架杆及跳板由安全科联合质检科进行检查）

3.4.1钢柱井字架搭设顺序

夯实地面及摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→设置小横杆并与立杆及扫地杆扣紧→安装第一步大横杆并与立杆扣紧→安装第一步小横杆→加设抱柱卸力点→安装第二步大横杆→安装第二步小横杆→加设抱柱卸力点→安装第三、第四步大小横杆→加斜拉撑→接立杆→安装上部大小横杆→加剪刀撑→铺设钢架板→设置护身栏杆→加设柱节分节卸力点，依次类推→设置必要防护措施。

3.5搭设

3.5.1根据各区域钢结构框最高点为35.1m。故架脚手架搭设最高点为36.6m，全部围柱搭设成井字型脚手架，并在上面铺设钢架板，并做好安全防护措施。

3.5.2钢结构一节柱安装并固定完成后开始搭设，待一节柱横梁及斜撑等附属结构安装并验收合格后从下至上逐层搭设。在每节柱子安装完成后均在柱节处设置卸力点，且节与节之间相连，以增加脚手架的稳定性。

3.5.3立杆间距按1.2m～1.5m搭设，大横杆间距1.6m～1.8m，作业层小横杆间距小于1m；脚手架搭设要利用已安装完的框架立柱进行加固，所有脚手架均设置扫地杆，以增加脚手架的稳定性。

3.5.4脚手架搭设前，立杆设置处地面找平并夯实，垫5cm厚的木板或槽钢，垫板易采用长度不小于2跨，在木板上设置钢管底座，然后竖立杆。

3.5.5脚手架搭设先摆放扫地杆，竖立杆并与扫地杆扣紧，设置小横杆并与立杆及扫地杆扣紧，安装第一步大横杆必须绕构筑物封闭操作，以保证脚手架的整体稳定性。第一步小横杆安装完后，逐层安装大小横杆。安装完3～4步大小横杆后，加设临时斜拉撑，斜拉撑与地面成60o角。

3.5.6相邻立杆的接头要相互错开，并不在同一步距内，其接头距大横杆的距离不大于步距的1/3。小横杆的设置要靠近立杆位置，与立杆连接；大横杆与小横杆要相互垂直，两头伸出大横杆10cm。大横杆设置在立杆内侧，同一排大横杆的水平偏差不能大于架子全长的1/300，不要大于5cm。井字架四面设置剪刀撑，剪刀撑斜杆要把下端扣紧在立杆上并距地不大于0.5m，上端扣紧在小横杆伸出头上。斜撑中间要增加2～4个扣结点。立杆搭接采用对接扣件，相邻两立杆的接头应错开0.5m以上，并不设在同一步距内。大横杆接头用对接扣件，相邻大横杆的接头要上下里外错开。

3.5.7钢架板要满铺，板要平、稳、严。用12#铁丝绑牢固。架板必须搭在小横杆上，端头超过小横杆不小于20cm，不得有探头板，在架子拐弯处脚手板应交错搭接。二步架以上要设置两道护腰栏杆。工作平台要设置1.2米高的防护栏杆。

3.5.8脚手架作业中产生的废弃物及时清理，材料摆放整齐。

3.5.9脚手架搭设完毕，应进行验收。验收合格后，挂合格证牌方可使用。

3.5.10在脚手架搭设过程中要及时设置生命线、拉撑杆，及时固定，防止脚手架倾覆，确保施工人员的生命安全。脚手板要在作业面两侧铺设不少于2块。

3.6拆除

3.6.1外架拆除前应由单位工程负责人召集有关人员对架子工程进行全面检查与签证确认。各项作业施工完毕后，脚手架方可拆除。

3.6.2拆除脚手架应设置警戒，悬挂醒目的警戒标志，禁止非操作人员通行和地面施工人员通行，并由专人负责警戒。

3.6.3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，避免意外事故发生。

3.6.4拆除顺序为：防护栏杆→剪刀撑→脚手板→连杆→大横杆→小横杆→立杆，自上而下拆除，后装先拆，一步一清。

3.6.5如遇强风、雨、雪等气候，不能进行脚手架拆除。

3.6.6拆卸的钢管与扣件应分类堆放，严禁高空抛掷。

3.6.7吊下的钢管与扣件运到地面时应及时按品种规格堆放整齐。

3.6.8脚手架拆除应按后装先拆，须轻卸轻装，避免损坏。

3.7架杆、扣件运输

3.7.1架杆、扣件运输时使用滑轮和φ20麻绳，从地面运至搭设高度，滑轮应固定牢固。架杆运输时使用φ20麻绳两端固定，使用麻袋运输扣件。

3.7.2剩余构配件应及时运至地面，严禁抛扔。运至地面的构件需及时检查、整修和保养。

四、技术质量要求

4.1脚手架钢管、钢架板严禁腐蚀、弯曲、压扁和裂缝，扣件应有出厂合格证，发现有脆裂、变形、滑丝的禁止使用。

4.2井字架高度在25m以上四面设置剪刀撑。剪刀撑是增加脚手架纵向钢度，阻止脚手架纵向倾斜，并有助于立杆的承载能力，剪刀撑设置在脚手架外侧，沿全高自上而下连续设置。

4.3脚手架搭设至3～4步高度时，四面加设斜支撑，支撑与地面成60o。以增加井字架的稳固性。

4.4脚手架沿构筑物周围连续、同步搭设，形成封闭结构。以保证脚手架的整体牢固性。脚手架立杆垂直度不大于脚手架高度的1/200；同时偏差不大于10cm。

五、安全管理

5.1脚手架搭设前，技术人员要对作业人员进行技术方案交底，施工人员按照方案对所用各类材料进行检查，确认材料合格后方可使用。

5.2脚手架搭设人员需经过专业安全技术培训，考试合格，持特种作业证上岗；脚手架使用人员严格按照规范要求使用脚手架。

5.3项目安全部门负责对脚手架搭设的日常监督管理和脚手架的验收和挂牌。

5.4架子工必须经过体检，凡患有高血压，癫痫病，晕高或视力不够以及不适合登高作业的，不得从事登高架设作业。

5.5正确使用个人安全防护用品，不准穿硬底鞋，必须着装灵活（紧身紧袖），在高处作业时佩带安全带，并与已搭好的立、横杆挂牢，穿防滑鞋，作业时精神集中，互相呼应，统一指挥，严禁打闹玩笑，酒后上班。

5.6脚手架搭设人员必须熟悉施工要求，要进行安全环境技术交底，能识别本岗位存在风险，并能有效的做好防护工作，应急情况下会报警、会简单自救。

5.7施工期间应由专职安全负责人进行检查，发现不安全因素及时督促整改。

5.8施工中严禁乱扔材料及工具，上下垂直运送材料时，应互相配合，绑牢吊稳。

5.9风力六级及其以上强风、高温、大雨、大雪、大雾等恶劣天气，应停止高处作业。风、雨、雪过后要进行检查，发现倾斜下沉、松扣、崩扣要及时修复，合格后方可使用。

5.10脚手架要结合工程进度搭设，搭设未完的脚手架，在离开岗位时，不得留有未固定构件和不安全因素、隐患、确保架子稳定。

5.11搭设脚手架时，其附近及下方不得有人作业。

5.12脚手架搭设时的外电防护，脚手架外侧边缘与外电架空线路的边缘最小安全距离不得小于下表。搭拆脚手架时宜断电作业。

5.14钢脚手架板材质应符合有关规定，钢板厚度不小于2mm。

5.15动火作业或设备制造使用脚手架必须采用钢质架杆，铺设钢质脚手板（有特除要求除外）。

5.16脚手架基础处要做好排水措施，以防积水脚手架下沉。

5.17搭设脚手架时，应设置供操作人员上下使用的安全扶梯，悬挂安全网。以上安全措施不经同意随便拆除，不准在安全网内放物品。

六、脚手架搭设计算说明书

（一）、参数信息:

1.基本参数

立杆横向间距或排距la(m):1.20，立杆步距h(m)：1.70；

立杆纵向间距lb(m):1.20，脚手架计算高度H(m)：40；

立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0.10，平台底钢管间距离(mm)：300.00；

钢管类型(mm):Φ48×3.5，扣件连接方式：双扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；

2.荷载参数

脚手板自重(kN/m2):0.200；

栏杆自重(kN/m):0.100；

材料堆放最大荷载(kN/m2):1.000；

施工均布荷载(kN/m2):1.000；

3.地基参数

地基土类型:碎石土；地基承载力标准值(kPa):300.00；

立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。

4.风荷载参数

本工程地处乌鲁木齐市，基本风压0.54kN/m2；

荷载高度变化系数μz为1.216，风荷载体型系数μs为0.286；

施工操作平台计算中考虑风荷载作用。

（二）、纵向支撑钢管计算:

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为

截面抵抗矩W=5.08cm3；

截面惯性矩I=12.19cm4；

纵向钢管计算简图

1.荷载的计算：

(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：

q11=0.1+0.2×0.3=0.16kN/m；

(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：

q12=1×0.3=0.3kN/m；

(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：

p1=1×0.3=0.3kN/m

2.强度验算:

依照《规范》规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；

最大弯矩计算公式如下:

最大支座力计算公式如下:

均布荷载：q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.16+1.2×0.3=0.552kN/m；

均布活载：q2=1.4×0.3=0.42kN/m；

最大弯距Mmax=0.1×0.552×1.22+0.117×0.42×1.22=0.15kN.m；

最大支座力N=1.1×0.552×1.2+1.2×0.42×1.2=1.333kN；

最大应力σ=Mmax/W=0.15×106/(5080)=29.577N/mm2；

纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

纵向钢管的计算应力29.577N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算:

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；

计算公式如下:

均布恒载:

q=q11+q12=0.46kN/m；

均布活载：

p=0.3kN/m；

ν=(0.677×0.46+0.990×0.3)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.502mm；

纵向钢管的最大挠度为0.502mm小于纵向钢管的最大容许挠度1200/150与10mm，满足要求！

（三）、横向支撑钢管计算:

支撑钢管按照集中荷载作用下的二跨连续梁计算；

集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P=1.333kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

支撑钢管计算变形图(mm)

支撑钢管计算剪力图(kN)

最大弯矩Mmax=0.6kN.m；

最大变形Vmax=2.425mm；

最大支座力Qmax=5.834kN；

最大应力σ=118.135N/mm2；

横向钢管的计算应力118.135N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

支撑钢管的最大挠度为2.425mm小于支撑钢管的最大容许挠度1200/150与10mm，满足要求！

（四）、扣件抗滑移的计算:

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。

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN；

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=5.834kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

（五）、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算:

作用于支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架的自重(kN)：

NG1=0.12×17=2.047kN；

(2)栏杆的自重(kN)：

NG2=0.1×1.2=0.12kN；

(3)脚手板自重(kN)：

NG3=0.2×1.2×1.2=0.288kN；

(4)堆放荷载(kN)：

NG4=1×1.2×1.2=1.44kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.5kN；

2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=1×1.2×1.2=1.44kN；

3.立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.5+1.4×1.44=6.69kN；

（六）、立杆的稳定性验算:

立杆的稳定性计算公式:

组合风荷载：

其中N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=6.69kN；

φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径(cm)：i=1.58cm；

A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.cm2；

W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；

σ-------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

L0----计算长度(m)；

KH----高度调整系数:KH=1/(1+0.005×(17-4))=0.939；

MW----风荷载产生的弯矩值

Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.131×1.2×1.72/10=0.054kN·m；

其中Wk为风荷载标准值

Wk=0.7μzμsWo=0.7×1.216×0.286×0.54=0.131kN/m2；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算

l0=k1μh(1)

l0=h+2a(2)

k1----计算长度附加系数，取值为1.163；

μ----计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；μ=1.73；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；

公式(1)的计算结果：

立杆计算长度L0=k1μh=1.163×1.73×1.7=3.42m；

杆件长细比超过JGJ130-2001第14页表5.1.9规定，lo/i=kμh/i=1.0×1.73×1.7×103/15.8=206>210，满足要求！

公式(2)的计算结果：

L0/i=1900/15.8=120；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.452；

钢管立杆受压应力计算值；σ=66.76/(0.452×4×0.939)+0.054×106/5.08×103=42.913N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=42.913N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算

l0=k1k2(h+2a)(3)

k2--计算长度附加系数，按照表2取值1.039；

公式(3)的计算结果：

L0/i=2295.878/15.8=145；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.328；

钢管立杆受压应力计算值；σ=66.76/(0.328×4×0.939)+0.054×106/5.08×103=55.099N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=55.099N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

（七）、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=fgk×kc=300kPa；

其中，地基承载力标准值：fgk=300kPa；

脚手架地基承载力调整系数：kc=1；

立杆基础底面的平均压力：p=N/A=33.45kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=6.69kN；

基础底面面积：A=0.2m2。

p=33.45≤fg=300kPa。地基承载力满足要求！

七、HSE因素工作危险性分析及控制措施

HSE因素工作危险性分析表（JHA）

HSE因素工作危险性分析表（JHA）

项目（单位）名称: 2#140万吨/年乙烯装置   单项工程（作业）名称：钢柱抱柱井字架脚手架搭设  日期：2020年 2  月26日   编号：001