甘谷驿至康家沟段康家沟事故应急水库工作桥脚手架专项施工方案

康家沟事故应急水库放水塔工作桥脚手架专项施工方案

                       批准：              

                       审核：              

                       编制：              

中国水电建设集团十五工程局有限公司

延安黄河引水工程施工总承包部

2016年8月

延安黄河引水工程甘谷驿至康家沟段

康家沟事故应急水库放水塔工作桥脚手架专项施工方案

1.概况

放水塔工作桥轴线与输水洞轴线成30°夹角，一端与放水塔高程978.00m平台相接，另一端延伸至右坝肩高程978.00m平台，按4级建筑物设计。共计两跨，总长40m，桥面净宽2.98m，总宽3.18m，桥面高程为978.00m，桥面两侧设置钢管栏杆防护。

工作桥下部由桥墩桩基、桥墩柱、桥墩盖梁、桥台和桥台盖梁组成。桥墩桩基共计2根，单长14m，桩径为1.0m，桩顶高程为968.38m，桩底高程为954.38m。桥墩柱共计2根，单高7.5m，墩柱直径为0.8m，中间部位设置系梁，系梁高0.62m，宽0.62m。桥墩盖梁尺寸为：长2.42m×宽1.4m×高0.7m，桥墩盖梁挡块尺寸为：高1.0m×宽1.4m×厚0.3m。桥台基础为M7.5浆砌石基础，第一层浆砌石基础结构尺寸为：长5.55m×宽3.90m×高0.5m，第二层浆砌石基础为倒斗形结构，高度为4.0m，底4.75m，宽3.1m，顶1.58m，宽0.90m。桥台盖梁尺寸为：长2.42m×宽0.9m×高0.6m。桥台挡块尺寸为：高1.0m×宽0.5m×厚0.25m。桥台背墙尺寸为：高1.40m×宽2.42m×厚0.4m。

工作桥上部结构由T梁、桥面铺装层、钢管防护栏杆组成。T梁共计4块，单块总长19.96m，腹板厚0.18m，翼板厚0.08m～0.14m，桥面铺装层厚0.08m，桥面钢管栏杆高度为1.2m。

桥墩柱基础桩基、桥墩柱、桩基系梁、桥墩系梁混凝土标号为C25，桥墩挡块、桥墩盖梁、桥台搭板、桥台挡块、桥台背墙、桥台盖梁、T梁、桥面铺装层混凝土标号为C30，抗冻标号为F200。

2.编制依据

（1）《延安黄河引水工程康家沟事故应急水库放水塔工作桥及消力池施工图图册》；

（2）延安黄河引水工程招投标文件；

（3）已批复的《甘谷驿至康家沟段总体施工组织设计》中国水电十五局[2015]技案第7工区11号；

（4）《建筑施工手册》第四版、《钢结构设计规范》GB50017-2003；

（5）《建筑结构荷载规范》GB50009-2012；

（6）《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》；

（7）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011；

（8）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；

（9）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；

（10）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011。

3.脚手架方案简述

3.1工作桥墩柱工作平台双排架

    工作桥墩柱钢筋及模板安装过程中的支立、固定以及施工人员工作平台采用Φ48.3mm壁厚3.6mm普通钢管搭设的扣件式双排非承重脚手架方案。

    脚手架搭设之前必须对搭设支架范围的工作桥墩柱周边基础进行处理，首先将搭设脚手架范围的基础面积水排干净，将被水浸泡的软土层清除并回填干土，采用2.8KW蛙式打夯机压实，然后浇筑一层5cm厚C15混凝土垫层，强度达到75%后搭设双排脚手架。

    脚手架横向水平杆靠墩柱混凝土结构面一端至墩柱混凝土结构面的距离按500mm控制。双排架横距为1.5m，纵距为1.5m（纵距个别部位根据现场情况进行微调，以不大于1.5m为宜），大横杆步距为1.2m。为确保支架的整体稳定性，直墙部位在每三排横向横杆和每三排竖向立杆各设置一道剪刀撑，塔身圆弧部位每两排横向横杆和每两排竖向立杆各设置一道剪刀撑。

    将竹夹板固定在施工面高程部位的双排架水平面作为工作平台，工作平台与地面搭设的爬梯连接。爬梯两侧必须设置牢固的手扶栏杆，确保人员上下工作面安全。

3.2工作桥T梁施工支撑满堂架

    工作桥T梁钢筋及模板安装过程中的支立、固定以及施工人员工作平台采用Φ48.3mm壁厚3.6mm普通钢管搭设的扣件式满堂支撑脚手架方案。

    满堂支撑脚手架既作为工作平台又作为工作桥T梁模板底部支撑体。脚手架搭设前在脚手架搭设范围破面开挖宽0.3m～0.4m宽平台并浇筑5cm厚C15素混凝土垫层，在平台位置满堂架范围也浇筑5cm厚C15素混凝土垫层。支架横杆步距为120cm，竖杆水平向间距（跨距）为50cm×50cm。为确保支架的整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排横向立杆各设置一道剪刀撑。将满堂架顶部工作平台与大坝右侧978.0m高程平台相连接，确保作业人员进入作业面通道所有保障。

4.工作桥脚手架施工

4.1脚手架材料选择

    （1）钢管脚手架，选用外径48.3mm，壁厚3.6mm，钢材强度等级Q235-A，钢管表面应平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，新钢管要有出厂合格证。脚手架施工前必须将入场钢管取样，送有相关国家资质的试验单位，进行钢管抗弯、抗拉等力学试验，试验结果满足设计要求后，方可在施工中使用。

    （2）本工程钢管脚手架的搭设使用可锻铸造扣件，应符合建设部《钢管脚手扣件标准》GB15831-2006的要求，由有扣件生产许可证的生产厂家提供，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷，扣件的规格应与钢管相匹配，贴和面应干整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于1mm。钢管螺栓拧紧力矩达65N.m时不得破坏。如使用旧扣件时，扣件必须取样送有相关国家资质的试验单位，进行扣件抗滑力等试验，试验结果满足设计要求后方可在施工中使用。

    （3）脚手板、脚手片采用符合有关要求，每块质量不宜大于30kg。

    （4）安全网采用密目式安全网，网目应满足2000目/100cm2，做耐贯穿试验不穿透，1.8×6m的单张网重量在8kg以上且小于15kg，颜色应满足环境效果要求，选用绿色。要求阻燃，使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证。

（5）连墙件采用钢管，其材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》（GB/T 700-2006）中Q235A钢的要求。

4.2脚手架搭设流程

    （1）双排脚手架施工流程

基础处理→材料配备→定位设置通长脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆（搁栅）→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。

    （2）满堂脚手架施工流程

    基础处理→安放垫板→安立杆→安扫地杆→安水平杆→铺临时脚手板→安上层立杆→安上层横杆→逐层支设到工作桥T梁底部。

4.2.1脚手架基础

    （1）工作桥墩柱双排脚手架基础

脚手架搭设前将基础面平整夯实，在搭设脚手架范围浇筑15cm厚C15垫层混凝土硬化，确保其承载力满足要求。

（2）工作桥T梁下部满堂支架基础

满堂架基础位于边坡部位的，采用人工在坡面开挖0.3m～0.4m宽（1:0.75坡面开挖0.3m宽平台，1:2坡面开挖0.4m宽平台），开挖至密实面后在平台上浇筑15cm厚C15素混凝土垫层硬化（详见附图）。搭设满堂支架前必须确认基础混凝土强度已达到75%后开始搭设满堂支架。搭设前在混凝土面铺设厚度50mm的0.2×3m木脚手板，之后在木脚手板上放置钢底座，钢底座上放置立杆，之后按设计的立杆间距进行放线定位，铺设木脚手板要平稳，不得悬空。

（3）立杆垫板或底座底面标高高于自然地坪50mm～100mm。

4.2.2脚手架搭设

    （1）工作桥墩柱双排脚手架

    1）立杆设置

脚手架立杆纵距1.5m，横距1.5m。脚手架里侧立杆距桥墩混凝土结构面距离为500mm，内立杆低于盖梁挡块450mm，外立杆高于挡块1.2m。立杆搭设要垂直，立杆搭设垂直度为1/400。

2）纵向水平杆、横向水平杆、脚手板的设置

纵向水平杆、横向水平杆步距（上下水平杆间距）为1.2m。

纵向水平杆设置

纵向水平杆设置在立杆内侧，单根长度不小于3跨。采用对接扣件连接，相邻接头交错布置，水平距离不小于500mm，距最近主节点的距离不应大于纵距的1/3。

横向水平杆设置

作业层上非主节点处的横向水平杆，根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。两端均采用直角扣件固定在纵向水平杆上。主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

3）脚手板设置

脚手架工作层满铺竹夹板：板宽为200mm。必须垂直墙面横向铺设，满铺到位，不留空位，不能满铺处必须采取有效的防护措施。脚手片须用铁丝双股并联绑扎，不少于4点，要求绑扎牢固，交接处平整，铺设时要选用完好无损的脚手片，发现有破损的要及时更换。

4）扫地杆设置

脚手架必须设置纵横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距离钢管底端不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

5）连墙件设置

桥墩柱需分三次浇筑，浇筑下部3.44m高和系梁时因条件，暂不设置连墙件，浇筑最上面3.44m高和桥台盖梁施工时根据要求设置连墙件。连墙件应靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm。应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，该处设置有困难时，应采用其他可靠措施固定。

本处连墙件优先采用菱形布置，局部菱形布置有困难时采用方形或矩形布置。脚手架下部暂不能设连墙件时应采取防倾覆措施。当搭设抛撑时，抛撑应采用通长杆件，并用旋转扣件固定在脚手架上，与地面的倾角应在45°～60°之间；连接点中心至主节点的距离不应大于300mm。抛撑在连墙件搭设后方可拆除。

6）剪刀撑与横向斜撑设置

本处双排脚手架必须设置剪刀撑与横向斜撑。每道剪刀撑跨越立杆的根数按表4-1控制。

表4-1                   剪刀撑跨越立杆的最多根数

7）斜道设置

双排脚手架高度大于6m，故采用之字形斜道，附着于外脚手架设置，主要用于施工人员上下脚手架行走通道，宽度按不小于1.0m、坡度按不大于1:3设置。拐弯处设置平台，平台宽度不小于斜道宽度。斜道两侧及平台外围必须设置栏杆及挡脚板，栏杆高度不小于1.2m，挡脚板高度不小于180mm。

斜道脚手板采用顺铺，接头采用搭接，下面的板头必须压住上面的板头，板头的凸棱处采用三角木填顺。每隔250mm～300mm设置一根防滑木条，木条厚度为20mm～30mm。

    （2）工作桥T梁下部满堂脚手架

    塔内满堂脚手架主要作为工作桥T梁、桥面混凝土浇筑过程中水平底模板的支撑结构。

    1）立杆设置

立杆纵距0.5m，横距0.5m。脚手架最里层立杆距放水塔塔筒内壁500mm。底部采用木板作为垫板，长度不小于2跨、厚度不小于50mm、宽度不小于200mm，立杆搭设垂直度为1/400。

立杆接长接头必须采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度不应超过0.5m。

2）纵、横向水平杆的设置

纵、横向水平杆步距（上下水平杆间距）为1.2m，长度不小于3跨。

采用对接扣件连接，两根相邻纵、横向水平杆的接头不应设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3。本处脚手架采用竹串片脚手板，故纵向水平杆作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

3）扫地杆设置

    脚手架必须设置纵横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距离钢管底端不大于200mm处的立杆上，将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。立杆基础在坡面上的，根据现场实际情况在立杆基础部位加设扫地杆。

4）剪刀撑设置

本处满堂支撑架必须设置竖向剪刀撑与水平剪刀撑。在架体外侧周边及内部纵、横向每3m～3.2m由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度为3m～3.2m。在竖向剪刀撑顶部交点平面设置水平剪刀撑，水平剪刀撑至架体底水平面距离与水平剪刀撑宽度为3m～5m。

竖向剪刀撑斜杆与地面的倾角为45°～60°，水平剪刀撑与支架纵（横）向夹角为45°～60°，剪刀撑斜杆的接长采用对接接长，对接扣件应交错布置，两根相邻剪刀撑斜杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根斜杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

剪刀撑采用旋转扣件固定在与之相交的水平杆或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150mm。

5）可调底座、可调拖撑设置

可调底座、可调拖撑螺杆伸出长度不超过300mm，插入立杆内的长度不得小于150mm。

6）上下满堂支架通道设置

将满堂支架顶部作业平台采用模板或竹夹板与大坝右坝坡高程978.00m平台相连接。作业人员通过放水塔进口右侧冲沟内的简易道路到达右坝坡高程978.00m平台，然后通过平台与满堂支架工作平台间的连接通道到达满堂支架工作平台。

4.3脚手架拆除

    脚手架拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差大于两步时，必须增设连墙件加固。

    从脚手架顶部开始拆除，先自脚手架一端开始拆除顶部的扶手和栏杆柱，再拆除脚踏板依次拆除扶梯、交叉杆、取出驳芯。当一步脚手架拆除后再拆除一步脚手架，直至基底。脚手架与建筑物间的联结杆不得提前拆除。拆除连接部位时，将先将销座上的销板和卡钩上的锁片扳至开启位置，不可硬拉，严禁敲击而损坏部位。拆下的钢管及扣件，将小心向下运送，严禁抛掷。运至地面的构配件必须按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）的规定及时检查、整修与保养，并应按品种、规格分别存放。

5.脚手架计算书

5.1双排架计算

5.1.1计算参数

（1）脚手架设计规格

搭设高度：6.88m，立杆横距lb：1.2m，立杆纵距la：1.5m，步距h：1.2m。

（2）钢管计算参数

脚手架选用的钢管规格为φ48.3mm×3.6mm钢管，其计算参数为：

截面模量W：5260mm3，截面积A：506mm2，立杆基础支撑面积0.25㎡，钢材的弹性模量E：206000N/mm2,回转半径i：15.9mm，截面惯性距I：127100mm4。

5.1.2纵向、横向水平杆等抗弯强度和连接扣件等抗滑承载力计算

    （1）纵向、横向水平杆的抗弯强度计算

（1）

式中：σ—弯曲正应力；

      M —弯矩设计值（N·mm），按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）第5.2.2条规定计算；

      W=5260mm3—截面模量（mm³）

      F=205N/mm2—钢材的抗弯强度设计值（N/mm2）

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）第5.2.2条规定，纵向、横向水平杆弯矩设计值，应按下式计算：

（2）

式中：MGK —脚手板自重产生的弯矩标准值（kN·m）；

      MQK  —施工荷载产生的弯矩标准值（kN·m）。

1）纵向水平杆的抗弯强度计算

将纵向水平杆简化为连续三跨梁来计算简图如下：

   荷载计算

恒荷载（脚手板自重）计算：

竹串片脚手板的规格为2.0m×0.3m，自重标准值为350N/m2

竹串片脚手板自重：350×lb÷3=175N/m

钢管自重：39.7N/m

小计：g= 175N/m+ 39.7N/m=214.70N/m

活荷载（施工）计算 ：

本处脚手架主要用作施工过程中的工作平台，根据 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）中的分类，确定为结构脚手架，根据该规范表4.2.2中施工均布荷载标准值可知，本处脚手架施工均布活荷载P=3000N/㎡

活荷载q=P×lb÷4= 3000N/㎡×1.5m÷4=1125N/m

强度验算                 

荷载作用下的弯矩M计算

M=0.1×（g×1.2+q×1.4）×la2

 =0.1×（214.7×1.2+1125×1.4）×1.52=412.344N·m

大横杆强度验算： =412334N·mm/5260mm3=78.39N/mm2≤[f]=205N/mm2

可知大横杆强度满足要求。

    挠度验算

根据JGJ 130-2011规范，挠度应符合下式规定：

v≤[v]

式中：v—挠度（mm）；

  [v]—容许挠度，按JGJ 130-2011规范表5.1.8采用，[v]=la/150=10mm。

v=0.677×（g×1.2+q×1.4）×la4/（100×E×I）

 =0.677×（412.344N/m×1.2/1000+1125N/m×1.4/1000）×（1500mm）4/（100×206000N/mm2×127100mm4）=2.71mm≤[v]=10mm

可知大横杆挠度满足要求。

荷载作用下的中间支座反力的计算

荷载作用下的中间支座反力按下式计算：

R=1.1×（g×1.2+q×1.4）×la

  =1.1×（214.7N/m×1.2/1000+1125N/m×1.4/1000）×1500mm=3023.856N

    2）横向水平杆的抗弯强度计算

横向水平杆只考虑纵向水平杆产生的集中力作用，计算简图如下：

    .抗弯强度验算

    计算集中力R作用下的弯距M

集中力R到支座的距离c=lb/4=1200/4=300mm

M=R×c=3023.856N×300mm/1000=907.16N·m

纵向水平杆的验算： =907160N·mm/5260mm3=172.46N/mm2≤[f]=205N/mm2

可知纵向水平杆抗弯强度满足要求。

.挠度验算

v=R×c×（3lb2-4c2）/（24×E×I）

 =907.16N×375mm×（3×15002-4×3752）/（24×206000N/mm2×127100mm4）

 =3.46mm

按JGJ 130-2011规范表5.1.8可知，[v]=la/150=10mm

可知：v=3.46mm≤[v]=10mm，满足要求。

    （2）纵、横向水平杆和立杆间连接扣件的抗滑承载力计算

根据JGJ 130-2011规范第5.2.5条要求，纵、横向水平杆与立杆连接时，其扣件抗滑承载力应符合下式规定：

R≤Rc

式中：R—纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

  RC—扣件抗滑承载力设计值，应按JGJ 130-2011规范表 5.1.7 采用，即Rc=8000N。

根据实际的受力情况可知：R1=0.5×R=0.5×3023.856N=1511.93N

则横向水平杆和立杆间的扣件受力是：

R1+R=907.16N+3023.856N=3931.02N≤Rc=8000N

可知横向水平杆和立杆间连接扣件的抗滑承载力满足要求。

已知纵向水平杆荷载作用下的中间支座反力R3023.856N≤Rc=8000N

可知纵向水平杆和立杆间连接扣件的抗滑承载力满足要求。

5.1.3立杆的稳定性计算

（1）不考虑风荷载时立杆的稳定性计算

根据JGJ 130-2011规范第5.2.6条和《建筑施工计算手册》7.2扣件式钢管脚手架计算公式要求，立杆的稳定性不考虑风荷载时，按下列公式要求计算：

    其中                     

式中：N—计算立杆段的轴向力设计值（格构式压杆的轴心压力）（N）；

 NG1K—脚手架自重产生的轴力，高为一步距，宽为一个纵距的脚手架，自重由《建筑施工计算手册》表7-4查得，NGK1=0.380KN；

 NG2K—脚手架附件及物品自重产生的轴力，一个纵距脚手架的附件及物品重查《建筑施工计算手册》表7-5可知与本工程脚手架不符，本处竹串片脚手板自重标准值为0.35KN/㎡，栏杆、竹串片脚手板挡板自重标准值为0.17KN/m，安全网自重标准值取0.049KN/m，可知脚手架附件及物品自重产生的轴力如下：

竹串片脚手板自重：0.35KN/㎡×la×lb=0.35×1.5×1.5=0.7875KN

栏杆及挡板自重：0.17KN/m×la=0.17×1.5=0.255KN

安全网自重：0.049KN/m×la×h=0.049×1.5×1.2=0.0882KN

可知：NG2K=1.1307KN；

 NQK—一个纵距内脚手架施工荷载标准值产生的轴力；

 n1—脚手架的步距数，n1=23；

 φ—轴心受压构件稳定系数，根据长细比由JGJ 130-2011规范附录A表A.0.6取值；λ为长细比，；其中：l0为计算长度（mm），应按JGJ 130-2011规范第5.2.规定计算，l0=kμh，根据JGJ 130-2011规范5.2.8可知k取值1.155，μ取值1.6，h为1200mm；i为截面回转半径（mm），可按本规范附录B表B.0.1采用，i=1.59cm=15.9mm；可知长细比为： =kμh/i=1.155×1.6×1200/15.9=139.47；查规范附录表可知φ=0.353；

   A—脚手架内外排立杆的毛截面之和（mm2），按JGJ 130-2011规范附录B表

B.0.1采用，A=5.06cm2=506mm2；

   KA—与立杆截面有关的调整系数，当内外排立杆均采用单根时，KA=0.85；

   KH—与脚手架高度有关的调整系数，本处脚手架总高度小于25m，故KH=0.8；

   H—脚手架高度（m），本处H=24.4m；

   f—钢管的抗弯、抗压强度设计值，查JGJ 130-2011规范表5.1.6可知f=205N/mm2。

由以上参数和公式计算立杆的轴向力设计值如下：

=1.2×（20×380+1130.7）+1.4×570=11274.84N

根据相关参数和公式可知：

11274.84/(0.353×506)=63.12N/mm2＜KA·KH·f=0.85×0.8×205=139.4Nmm2

由上可知本处脚手架立杆稳定性在不考虑风荷载的情况下，满足要求。

（2）考虑风荷载时立杆的稳定性计算

根据JGJ 130-2011规范第5.2.6条和《建筑施工计算手册》7.2扣件式钢管脚手架计算公式要求，立杆的稳定性考虑风荷载时，按下列公式要求计算：

式中：N—计算立杆段的轴向力设计值（N），根据5.1.3条第（1）部分可知N=11274.84N；

     φ—轴心受压构件稳定系数，根据5.1.3条第（1）部分可知φ=0.353；

 A—立杆的截面面积（mm2），按JGJ 130-2011规范附录B表B.0.1采用，A=5.06cm2=506mm2；

 Mw—计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩（N·mm）；

    W—截面模量（mm3），按JGJ130-2011规范附录B表B.0.1取值为5260mm3；

KA、KH、f与5.1.3条第（1）部分取值一致。

根据JGJ130-2011规范相关公式计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩：

①风荷载标准值计算

根据JGJ130-2011规范4.2.5条要求，风荷载标准值（kN/㎡）按下列公式计算：

ωk=µz·µs·wo

式中：µz为风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》GB50009 -2012第8.2.1条规定，取值为2.91；µs为脚手架风荷载体型系数，按JGJ130-2011规范表 4.2.6 的规定采用，取值µs=1.0φ，φ为挡风系数，故µs=1.0φ=1.2An/Aw（An为挡风面积；Aw为迎风面积），本处脚手架为圆筒式密目网全封闭脚手架，即An=Aw，可知µs=1.0φ=1.2An/Aw=1.2；wo 为基本风压值（kN/m2），按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 附表 E.5 的规定采用，取重现期 n=10 对应的风压值，本处取值0.25kN/m2。

由此可知风荷载标准值：ωk=µz·µs·wo=2.91×1.2×0.25=0.873kN/m2

②立杆段由风荷载设计值产生的弯矩Mw（N·mm）计算

根据JGJ130-2011规范第5.2.9条要求，Mw按下列公式计算：

其中：Mwk为风荷载产生的弯矩标准值（KN·m）；ωk为风荷载标准值（KN·m2）；la为立杆纵距，取值1.5m；h为横杆步距，取值1.2m；

        =(0.9×1.4×0.000873×1500×1200×1200)/10=237595.68N·mm

③考虑风荷载时立杆的稳定性验算如下

根据前述已知条件和相关公式可知：

63.12N/mm2+(237595.68N·mm/5260mm3)=108.29N/mm2

KA·KH·f=0.85×0.8×205=139.4Nmm2

由上可知： 108.29N/mm2＜KA·KH·f=139.4Nmm2，可知立杆在风荷载作用下稳定性满足要求。

5.1.4连墙件的强度、稳定性和连接强度计算

（1）连墙件的强度、稳定性计算

本处双排脚手架采用φ=48.3mm、厚度为3.6mm钢管作为连墙件，其竖向间距H1=3h=3×1.2=3.6m，水平间距L1=3la=3×1.5=4.5m。根据JGJ130-2011规范5.2.12要求，连墙件的强度、稳定性按下列公式要求计算：

强度：     稳定： 

其中：Nl=Nlw+No         Nlw=1.4·ωk·Aw     

式中：σ—连墙件应力值（N/mm2）；

      Ac—连墙件的净截面面积（mm2），按JGJ 130-2011规范附录B表B.0.1采用，Ac=5.06cm2=506mm2；

      A—连墙件的毛截面面积（mm2），本处双排架共计约56个连墙件，故A=28336mm2；

      Nl—连墙件轴向力设计值（N）；

      Nlw—风荷载产生的连墙件轴向力设计值，按JGJ130-2011规范第 5.2.13 条的规定计算；

      No—连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力。单排架取2kN，双排架取 3kN，本处No=3KN；

      φ—连墙件的稳定系数，根据连墙件长细比λ=l/i=300/15.9=18.9（l为脚手架内侧立杆距离墙面距离，本处l=300mm；i为连墙件回转半径，i=15.9mm）按JGJ130-2011规范附录 A 表 A.0.6 取值，本处φ=0.949；

      f—连墙件钢材的强度设计值（N/mm2），应按JGJ130-2011规范表 5.1.6 采用,f=205N/mm2；

      ωk—风荷载标准值，本处取值0.25kN/m2=0.00025N/mm2；

      Aw—单个连墙件所覆盖的脚手架外侧面的迎风面积，本处Aw=H1×L1=3.6×4.5=16.2㎡=16200000mm2；

①风荷载产生的连墙件轴向力设计值计算

根据上述公式，风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw计算如下：

Nlw=1.4·ωk·Aw=1.4×0.00025×16200000=5670N

②连墙件轴向力设计值计算

根据上述公式和计算结果，连墙件轴向力设计值Nl计算如下：

Nl=Nlw+No=5670+3000=8670N

③连墙件强度计算

根据上述公式和参数，可知： 8670/506=17.13N/mm2＜0.85f=174.25N/mm2

可知连墙件强度满足要求。

④连墙件稳定性计算

根数上述公式和参数，可知：

8670/(0.949×28336)=0.32N/mm2＜0.85f=174.25N/mm2

可知连墙件稳定性满足要求。

    （2）连墙件的连接强度计算

根据《建筑施工计算手册》7.2扣件式钢管脚手架计算公式要求，连墙件与脚手架及主体结构的连接强度按下式计算：

其中：Nt（Nc）=1.4H1L1ωk

式中：Nt（Nc）—风荷载作用对连墙点处产生的拉力或压力；

      ωk—风荷载标准值，本处取值为0.25kN/m2=0.00025N/mm2；

      H1、L1—连墙件的竖向及水平间距，分别为3.6m和4.5m；

      —连墙件的抗压或抗拉设计承载力，采用扣件时取值为6KN/只；

根据上述公式和参数可知：

Nt（Nc）=1.4H1L1ωk=5670N＜=6000N

可知连墙件的连接强度满足要求。

5.1.5立杆地基承载力计算

本处双排脚手架立杆底部采用木板作为垫板，长度不小于2跨、厚度不小于50mm、宽度不小于200mm。确定用长4.5m宽0.3m厚度0.05m的木板作为垫板。

根据《建筑施工计算手册》7.4扣件式钢管脚手架立杆底座和地基承载力验算要求，按下列公式计算：

    式中：N—脚手架立杆传至基础顶面的轴心力设计值，根据前述计算数据，本处N=11274.84N；

      Rd—底座承载力（抗压）设计值，一般取40KN；

      Ad—立杆基础的计算底面积，根据《建筑施工计算手册》7.4和现场实际情况要求，Ad=1/n(a×b)=1/2(4.5×0.3)=0.675㎡（n每块垫板上的立杆数，本处n=2），根据《建筑施工计算手册》7.4要求，Ad的取值确定为0.25㎡；

      fk—地基承载力标准值，按《建筑施工计算手册》“5.1地基土承载力的计算”有关部分取用，本处立杆基础在混凝土上，故fk=130KPa；

      K—调整系数，碎石土、砂土、回填土取0.4；黏土取0.5；岩石、混凝土取1.0；本处脚手架立杆基础在混凝土垫层上，故K=1.0。

根据上述参数和公式，脚手架立杆地基承载力验算如下：

11.27/0.25=45.08KPa＜K·fk=1.0×130=130KPa

由上可知，本处双排脚手架立杆地基承载力满足要求。

5.2满堂脚手架计算

5.2.1相关参数

（1）钢管外径φ=48.3mm，壁厚3.6mm；

（2）满堂支撑架立杆纵横距为0.5m，水平杆步距为1.2m；

（3）满堂支撑架扫地杆距地面距离为0.2m；

（4）立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点长度为0.1m；

5.2.2立杆轴向力设计值计算

（1）恒荷载

纵向水平杆自重：39.7N/m×la×4=39.7×0.5×4=79.40N

横向水平杆自重：39.7N/m×(lb+a)×1=39.7×(0.5+0)×1=19.85N

扣件自重：15N/只×6=90N

可知恒荷载总量为：79.40N+19.85N+90N=1.25N

（2）施工荷载

作业层上的人员及设备荷载标准值：1.0KN/㎡

混凝土振捣时产生的荷载标准值：2.0KN/㎡

支撑架上部的模板自重：自重标准值为1.1KN/㎡

支撑架上部的钢筋及混凝土自重：自重标准值为25KN/㎡

根据上述条件可知立杆一纵向、一横向范围施工活荷载总量如下：

（1.0KN/㎡+2.0KN/㎡+1.1KN/㎡+25KN/㎡）×la×lb=29.1×0.5×0.5=7275N

    （3）立杆自重

    立杆自重：39.7N/m×H=39.7×23=913.1N

（4）立杆段轴向力设计值N计算

根据JGJ130-2011规范第5.4.4条要求，立杆段轴向力设计值N，按下列公式计算：

本处满堂架主要是放水塔检修平台混凝土支撑架，在封闭的塔筒内部，故不需考虑风荷载的影响，仅计算组合风荷载情况下的轴向力。

N=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK

式中：ΣNGK—永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（N），根据前述荷载计算，本处ΣNGK=1.25+913.1=1102.35N；

      ΣNQK—可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（N），根据前述荷载计算，本处ΣNQK=7275N。

可知立杆段轴向力设计值：

N=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK=1.2×1102.35+1.4×7275=11507.82N

5.2.3立杆计算长度计算

根据JGJ130-2011规范第5.4.6条要求，满堂支撑架立杆的计算长度按下式计算，取整体稳定计算结果最不利值：

顶部立杆段：l0=kµ1（h+2a）

非顶部立杆段：l0=kµ2h 

式中：k—满堂支撑架计算长度附加系数，应按JGJ130-2011规范表5.4.6采用，本处k=1.155；

  h—步距，本处h=1.2m；

  a—立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度，本处a=0.1m；

  µ1、µ2—考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数，普通型构造应按JGJ130-2011规范附录C表 C-2、C-4 采用；加强型构造应按本规范附录C表C-3、C-5采用，本处µ1=1.546，µ2=2.022（附录表中无本处满堂架规格，取最接近的值）

由上述参数可知立杆计算长度如下：

顶部立杆段：l0=kµ1（h+2a）=1.155×1.546×（1.2+2×0.1）=2.5m

非顶部立杆段：l0=kµ2h=1.155×2.022×1.2=2.802m

5.2.4立杆稳定性计算

本处满堂支撑架搭设在放水塔塔筒内，故立杆稳定性计算无需考虑风荷载影响，仅计算不考虑风荷载时立杆的稳定性。根据JGJ 130-2011规范第5.2.6条和《建筑施工计算手册》7.2扣件式钢管脚手架计算公式要求，立杆的稳定性不考虑风荷载时，按下列公式要求计算：

    式中：N—计算立杆段的轴向力设计值（格构式压杆的轴心压力）（N），根据前述计算结果N=11507.82N；

    φ—轴心受压构件稳定系数，根据长细比由JGJ 130-2011规范附录A表A.0.6取值；λ为长细比，；其中：l0为计算长度（mm），根据前述计算结果顶部立杆段l0=2.5m=2500mm，非顶部立杆段l0=2.802m=2802mm；i为截面回转半径（mm），按本规范附录B表B.0.1采用，i=1.59cm=15.9mm；根据前述公式可知长细比：顶部立杆段长细比=2500/15.9=157.23，非顶部立杆段长细比=2802/15.9=176.23；据此查规范附录表可知顶部立杆段φ=0.284，非顶部立杆段φ=0.230；

    A—脚手架立杆的毛截面之和（mm2），按JGJ 130-2011规范附录B表B.0.1采用，A=5.06cm2=506mm2；

KA—与立杆截面有关的调整系数，当内外排立杆均采用单根时，KA=0.85；

KH—与脚手架高度有关的调整系数，本处脚手架总高度小于25m，故KH=0.8；

f—钢管的抗弯、抗压强度设计值，查JGJ 130-2011规范表5.1.6可知f=205N/mm2。

根据相关参数和公式可知：

顶部立杆段稳定性： 11507.82/(0.284×506)=80.08N/mm2＜KA·KH·f=0.85×0.8×205=139.4Nmm2

非顶部立杆段稳定性： 11507.82/(0.230×506)=98.88N/mm2＜KA·KH·f=0.85×0.8×205=139.4Nmm2

由上可知本处满堂支撑脚手架顶部和非顶部立杆稳定性在不考虑风荷载的情况下，均满足要求。

5.2.5立杆地基承载力计算

    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 = 200 kpa； 

    其中，地基承载力标准值：fgk= 200kpa；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=46.03kpa ；

    其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N =11.507kN；基础底面面积：A=0.25m2 。

    p=46.03≤ fg=200 kpa。地基承载力满足要求。

6.施工计划

    脚手架施工依据工作桥墩柱、T梁等施工进度情况及时组织实施。

7.资源投入计划

7.1人员投入计划

表7-1                          人员投入计划

表7-2                     主要施工设备投入计划

8.1构配件检查与验收

8.1.1新钢管的检查必须符合下列要求

（1）租用或新购钢管必须要有产品合格证。

（2）须有质量检验报告，钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属材料  室温拉伸试验方法》GB/T 228的有关规定，其质量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）第3.1.1条的规定。

（3）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。

（4）钢管外径、壁厚、端面等的偏差，应分别符合表8-1的规定。

（5）钢管应涂有防锈漆。

8.1.2旧钢管的检查必须符合下列要求

（1）表面锈蚀深度应符合表8-1序号3的规定。锈蚀检查必须每年一次。检查时，应在锈蚀严重的钢管中抽取三根，在每根锈蚀严重的部位横向截断取样检查，当锈蚀深度超过规定值时不得使用。

（2）钢管弯曲变形必须符合表8-1序号4的规定。

8.1.3扣件验收必须符合下列要求

（1）扣件必须要有生产许可证、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，按照现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB 15831的规定抽样检测。

（2）新、旧扣件均应进行防锈处理。

（3）扣件的技术要求必须符合国家标准《钢管脚手架扣件》GB 15831的相关规定。

（4）扣件进入施工现场必须检查合格证，并进行抽样复试，技术性能必须符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB 15831的相关规定。扣件在使用前必须逐个挑选，有裂缝、变形、螺栓出现滑丝的严禁使用。

8.1.4脚手板的检查必须符合下列要求

本处脚手架所用的脚手板主要是竹脚手板，检查必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）第3.3.4条的规定。

8.1.5可调拖撑的检查必须符合下列要求

    （1）必须要有产品质量合格证，其质量必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）第3.4条的规定。

    （2）必须要有质量检验报告，可调拖撑抗压承载力必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）第5.1.7条的规定。

（3）可调拖撑支托板厚不小于5mm，变形不大于1mm。

（4）严禁使用有裂缝的支托板、螺母。

8.1.6构配件允许偏差必须符合表8-1的规定

表8-1                         构配件允许偏差

8.2.1脚手架及其地基基础的检查与验收

脚手架及其地基基础必须在下列阶段进行检查与验收：

①基础完工后及脚手架搭设前；

②作业层上施加荷载前；

③每搭设完6m～8m高度后；

④达到设计高度后；

⑤遇有六级强风及以上风或大雨后，冻结地区解冻后；

⑥停工超过一个月。

8.2.2脚手架必须符合下列技术文件要求

脚手架的检查和验收必须符合下列技术文件的规定：

①《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）第8.2.3条～第8.2.5条的规定；

②报批的专项施工方案要求；

③技术交底文件要求；

④《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）附录D表D（构配件质量检查表）。

8.2.3脚手架使用中的检查

    脚手架使用中，必须定期检查下列内容：

    ①杆件的设置和连接，连墙件、支撑、门洞桁架等的构造应符合本规范和专项施工方案的要求；

    ②地基应无积水，底座应无松动，立杆应无悬空；

    ③扣件螺栓应无松动；

④高度在 24m 以上的双排、满堂脚手架，其立杆的沉降与垂直度的偏差必须符合表4-2项次 1、2 的规定；高度在20m以上的满堂支撑架，其立杆的沉降与垂直度的偏差必须符合表4-2项次1、3的规定；

⑤安全防护措施必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）要求；

⑥不得超载使用。

8.2.4脚手架搭设过程中的检查

    脚手架搭设过程中的技术要求、允许偏差与检验方法，必须符合表4-2的规定。

8.2.5安装后的扣件检查

安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩必须采用扭力扳手检查，抽样方法必须按随机原则进行。抽样检查数目与质量判定标准按表8-2的规定确定。不合格的必须重新拧紧至合格。

表8-2            扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准

（1）脚手架安装与拆除人员必须是经考核合格的专业架子工，必须持证上岗。

（2）搭拆脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

（3）脚手架的构配件质量与搭设质量必须按照本方案第8节的规定进行检查验收，确认合格后使用。

（4）钢管上严禁打孔。

（5）作业层上的施工荷载必须要符合设计要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在架体上；严禁悬挂起重设备，严禁拆除或移动架体上安全防护设施。

（6）满堂支撑架在使用过程中，必须设专人监护施工，当出现异常情况时，必须立即停止施工，并迅速撤离作业面上人员。在采取确保安全措施后，查明原因、做出判断和处理。

（7）满堂支架顶部的实际荷载不得超过设计规定。

（8）当有六级强风及以上风、浓雾、雨或雪天气时必须停止脚手架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业必须要有防滑措施，并及时扫除积雪。

（9）夜间不得进行脚手架搭设和拆除作业。

（10）在搭设过程中应由安全员、架子班长等进行检查、验收和签证。脚手架的安全检查与维护，必须严格按照本方案第8节的规定进行。

（11）塔外双排脚手架上的脚手板必须铺设牢靠、严实，并用安全网双层兜底。施工层以下每隔10m必须用安全网封闭。

（12）塔外双排脚手架沿架体外围必须用密目式安全网封闭，密目式安全网必须设置在脚手架外立杆的内侧，并与架体绑扎牢固。

（13）在脚手架使用期间严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆和纵、横向扫地杆；严禁拆除连墙杆。

（14）在脚手架使用过程中开挖脚手架基础下的设备基础或管沟时，必须对脚手架采取加固措施。

（15）满堂支撑架在安装过程中，必须采取防倾覆的临时固定措施。

（16）在脚手架上进行电、气焊作业时，必须要有防火措施和专人看守。

（17）工地临时用电线路的架势及脚手架接地、避雷措施等，必须按现行行业标准《施工现场临时用地安全技术规范》（JGJ 46）的有关规定执行。

（18）搭拆脚手架时，地面必须设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。

    （19）脚手架的基础必须经过硬化处理满足承载力要求，做到不积水、不沉陷。

（20）脚手架支搭完毕后，经项目部安全环保部和监理部联合验收，合格后方可使用。任何班组长和个人，未经同意不得任意拆除脚手架部件。

10.附件

（1）《康家沟事故应急水库放水塔工作桥满堂支架纵断面示意图》

（2）《康家沟事故应急水库放水塔工作桥满堂支架横断面示意图》

                                     中国水电建设集团十五工程局有限公司

                                        延安黄河引水工程施工总承包部

                                              2016年8月4日