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主厂房土建工程垂直运输专项施工方案

1、本工程主厂房区域包括：汽机房、除氧煤仓间框架、炉前低封结构等。

除氧煤仓间BC跨13.5m，高50.9m，分0m、5m、9m、13.2m、17.5m、35.8m、共六层，内有电动给水泵基础、高低加热器、除氧水箱、磨煤机基础、煤斗大梁、输煤皮带层等。

主厂房轴外及轴18米外为厂区8米宽道路，施工道路通畅，轴外为接原老主厂房。临时设施区由业主指定在轴外厂区道路对面，场地为一长108米，窄边宽11米、宽边43米。施工用水用电在轴一侧，与轴外的河南火电一公司施工单位共用电缆和水管。

3、在土建上部工程施工期间垂直运输内容包括：人员、钢管、钢筋、大模板、脚手片、零星工器具、砼、钢梁、埋件等。其中人员，零星工具由“之”字形斜道负责运输；砼主要由砼泵车输送，局部配以物料提升机；大量的材料主要由塔吊负责运输。

4、根据总体施工进度，主厂房土建施工主要集中在2003年9月至2004年2月NB／T 20313-2014标准下载，在时间上两台机组处于连续、交错施工状态；同时，锅炉房钢结构吊装及集控楼土建施工也基本同步；所以整个现场在平面上空间上土建施工与安装施工都处于高度交叉状态。

5、主厂房区域工程量巨大，高空作业工期长，施工环境错综复杂，受垂直运输条件制约明显，尤其是塔吊、井架、脚手架的布置合理与否将影响整个工程的开展，所以在上部结构施工以前，必须认真审图，了解各方面情况，根据总体施工组织设计详细编制本方案，对垂直运输及架子搭设作专项指导。

二、主要设备及材料投入

根据以往同类机组工程经验，结合本工程的实际需要，主厂房区域拟投入如下垂直运输设备：

砼固定泵2台（含φ125泵管300m）

物料提升机（2t）1座

塔吊（QT5012）2座

φ48×3.5钢管600t

密目式安全网10000m2

脚手片（1.0×1.5m）6000张

3.1根据本工程施工场地狭小而工程进度紧张的特点，土建施工布置二台QT5012塔吊，保证该塔吊能覆盖整个主厂房，又能满足土建施工的起吊能力，同时塔吊基础的布置要尽量减少对施工的影响；两台塔吊一台安装于主厂房长方向轴外侧，靠近轴线，另一台安装于主厂房轴外靠轴，利用与锅炉房间距7米通道安装，塔吊附作以、轴框架附作，框架施工时应埋好附作埋件。

3.2另外，在3~4轴轴外架子外侧布置一座物料提升机，高55米，主要负责除氧煤仓间上部施工时零星材料工具的运输。

3.3砼泵布置在临时设施区靠施工区一侧，管道过公路采取下埋方式。主要原则是就位方便，不影响交通。

3.4外架子布置一般距施工建筑物300~500mm，宽1.5米，本工程拟在A轴外侧、B轴内侧、C轴外侧、汽机基座外侧周布置双排脚手架，所有脚手架与模板承重架连成整体，且每层脚手架之间互相连通，形成安全、方便的空间操作面。

3.5塔吊及脚手架平面布置见附图1。

4.1关于塔吊（QT5012型）

最大幅度50m，最小幅度2.5m

（1）塔吊布置在CD轴之间，主要矛盾是在锅炉房开吊后与安装的吊机互相干扰，影响正常施工，且安全隐患较重，但由于工期较紧，不考虑两台塔吊将不能按时完成土建工程，故本工程安装在此的塔吊考虑在锅炉吊装前拆除，拆除后此段垂直运输利用提升机辅助工作。

其工作状态的尺寸关系立面图见附图2。

塔吊基础为独立的钢筋混凝土基础，基础地耐力不小于180Kpa，施工时若遇到地耐力不够，一是下挖到标准持力层，二是作地基处理。

塔吊的起重量在5~1.2t范围内，吊装钢筋、模板、砼等材料时，可由操作室的电子称控制起吊重量，限制最大行程的最大重量，满足安全要求。在吊装钢梁时固其重量及距离均为固定值，需通过计算确定安全值。

通过如下示意图可知塔吊高度比建筑物高6m可满足施工要求，即：下沉1m+吊钩1m+钢丝绳2.5.m+材料1m+安全距离0.5m。

根据国家建筑行业2000新规定，施工现场不允许使用脚手架钢管搭设的井架，必须采用通用的物料提升机。本工程将投入1台同时使用。

物料提升机由厂家负责安装，经试运行合格后投入使用，本方案仅考虑位置布置。

5.1与垂直运输密切相关的还有“之”字形斜道、外架、满堂架以及悬挑架等。使整个空间与地面有效连接，形成安全、便捷的工作面。

5.2搭设采用φ48×3.5普通钢管扣件，通道或操作平台采用规格为1.0×1.5m的竹制脚手片铺设而成。

5.3斜道及外架的搭设

5.3.1“之”字形斜道立杆共8个，内立杆4个与外架共用，其基础必须回填夯实，碎石修平，并放枕木垫铁片，确保立杆不变形不下沉。对于斜道高度大于30m，则25m以下立杆采用双立杆加强，并且三面加剪刀撑。

5.3.2斜道宽1.5m，拐弯处设置平台，脚手片必须满铺，斜面每隔300mm绑一道3cm×3cm木条子或Φ25钢筋作防滑条，外侧边用脚手片封闭围护，栏杆高度在1.1m左右。

5.3.3斜道一般挨着外架布置，人员进出频繁，所以在斜道进口处要搭设安全防护棚；斜道除与正在施工的外架操作层连通外，其余各层均要封闭。

5.3.4斜道的搭设进度应与外架子一致，即随着工程结构的升高而逐步升高。合并在外架验收并挂牌后投入使用。

5.3.5外架宽1.5m，距柱边0.4m，立杆纵距1.6m，步高1.8m，所有外架均与承重架连成一整体，故不另设墙拉杆，但是在结构形成后需要拆除承重架而暂时保留外架时，必须按有关安全规范设置刚性连墙杆。

5.3.6所有外架基层必须回填塘渣夯实，碎石修平，然后放道木，纵横向均塔设扫地杆，剪刀撑按每10m一道，夹角450～600，剪刀撑搭接采用三点扣，接头错开，对于架高超过30m的，则25m以下采用双立杆加固，同时对其荷载架体稳定性进行验算。

5.3.7外架两侧均设扶手栏杆及扫地杆，外侧栏杆涂刷红白相间的油漆以醒目，外侧还采用密目式安全网进行封闭。

5.3.8外架立杆布置均匀，立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余必须采用对接扣件连接，其相邻接头错开至少一个步距即1.8m，立杆垂直度控制在1/1000，为减轻外架荷载，对于不在操作面范围的脚手片及纵肋钢管均予拆除，同时要控制外架的临时堆荷不大于2.7kN/m2，确保有较大的安全储备。

5.3.9操作层脚手片必须满铺，每张脚手片四个角点均用大于1.2mm直径的渡锌铁丝固定在纵向水平杆上，确保在施工过程中脚手片不位移、打滑。

外架局部布置如下图示：

5.3.10基础及地下设施施工时，架空运输道的搭设方法与外架基本相似，只是由于运输道一般高度不超过10m，所以立杆纵向间距可放大到2m，地基要求也没那么高，只要垫40mm厚的木板即可，栏杆按要求搭设，也没必要围密目式安全网。

5.3.10框架施工时高空作业除外架可堆物外，主要的工作面是框架间的满堂架。它以承重架为基础，另加斜杆支撑，面铺脚手片而成，如下图示，每间承重控制在4吨以内，且要均匀分布。

5.3.11另外便于各施工层吊物，可在外架适当部位搭设悬挑架（吊物平台），如下图示，放重控制在0.5吨以内。

5.3.12因施工通道需穿过外架子，所以要在6~7轴A轴架子底部开设门洞。门洞尺寸要求宽4.8米高5.6米，搭设如下图示：

门洞除按上图进行加固外，在5米层还要加斜撑卸荷，外架的连墙杆加密，确保整体外架的稳定性。门洞口还要搭设同样尺寸的安全防护棚。

5.3.13外架搭设完毕后，每隔30米设置一个接地线，接地桩用L63角钢插入地面下2.5米，接地电阻≤4Ω。架子经项目部有关部门验收并挂牌后投入使用。

5.4.1承重架是指支撑砼梁板底模的架子，它的构造和外架子基本类似，也由立杆、纵横水平杆、扫地杆、剪刀撑等组成的稳定架体。承重架分条形承重架和满堂承重架两种。

5.4.2承重架立杆间距主要由荷载决定，重要结构部位的承重架要有计算书。为便于施工，步距一般设为1.2~1.8米。

5.4.3结合本工程实际，除氧煤仓间承重架立杆间距设为800mm，立杆顶高比梁板底要低120mm。立杆接长一般采用对接，对于梁底长度凑不上的可采用倒挂搭接接长，接扣不少于2个。

5.4.4汽机基座的梁板现浇构件属超大型，它的承重架搭设立杆间距为450mm，立杆接长必须采用对接，平面布置见附图3。

6.1脚手架拆除是项技术、安全要求很高的工作，必须填写拆架申请，由项目部审批后才能进行，并且要做好班组的技术安全交底。

6.2#3机主厂房脚手架工程量主要有除氧煤仓间框架、A列柱、汽机基座、炉前低封结构等。

6.3.1承重架的拆除要在砼结构强度达100%才进行，如因工程需要确要提前拆除的，则要多做一组砼抗压试块，在拆底模前一天送试验室试压，根据强度结果及结构部位经分析批准后才能进行。

6.3.2架子拆除前检查架体的结构类型，先拆除一些附属架体，如临时挑架、临时过道等。

6.3.3承重架拆除要统一指挥，由上而下同步进行，切忌底下拆空，导致架体失稳而坍塌，承重架拆除时注意外架的连墙杆不要误拆，每层每个柱子均要与外架拉接。承重架拆除要先于外架，这样便于施工人员的安全行走以及拆卸材料的安全堆放。

6.3.4所有拆卸的材料不准直接扔下，必须堆放整齐由塔吊吊运下来，对于吊不到的则逐层传递下来。当天拆除的材料当天要清理完并拉运至指定点。

6.3.5施工人员在拆卸操作时，要前后呼应互相督促，确保安全施工；施工区域用安全警戒线围起来，并安排监护人员职守，以免无关人员入内。

6.4.2拆除顺序是先拆除一些附属架体，如临时挑架、临时过道、安全网、宣传标语等，再由上至下逐层拆除，严禁上下同步进行。

6.4.3所有拆卸的材料不准直接扔下，必须堆放整齐由塔吊吊运下来，对于吊不到的则逐层传递下来。当天拆除的材料当天要清理完并拉运至指定点。

6.4.4连墙杆与外架应同步拆除，架子工做拆除工作要固定，2~4人为一小组，互相配合，要保持精神饱满，严禁疲劳作业，坚持安全第一的原则。

6.4.5拆卸材料堆放在可靠位置，由吊机起重工指挥绑扎起吊，起重工同时还起到对拆架施工人员的安全监护作用。

七、安全、文明施工措施

7.1关于QT5012塔吊

7.1.1设置专用配电箱，并由专人负责；每座塔吊配制司机2名起重指挥4名，必须经培训持证上岗，严禁无证操作。

7.1.2安装、拆卸要另行编制作业指导书，由专业队伍施工，要有可靠的安全保证措施。

7.1.3成立塔机维护管理小组，每天由塔机司机检查刹车、跑车、机动设备限位装置、电路的运行状况，发现问题及时汇报及时停修。每天开吊前必须经试运行后方可使用。

7.1.4钢丝绳不得有锈蚀、断丝、变形现象，一般每6个月换一根钢丝绳，夜间作业必须保持充足的照明，且要在塔机司机的视野之内作业，并与起重指挥保持正常的无线电对讲机联系。

7.1.5对于单吊重量超过2.3吨的材料则要注意其吊点位置不能超过允许距离。

7.1.6对材料的捆绑，吊点的选择必须由起重工操作，对于扣件等散件材料，则专门制作两个1m×1m×0.75m的铁箱吊装。

7.1.7塔吊在使用过程中要注意周围环境的变化，其回转范围内有否障碍物。

7.1.8必须有安全可靠的接地装置，且接地电阻≤4Ω。

7.2.1外架地基必须分层夯实，设计承载力达10t/m2以上，做好地表雨水的排除工作，即在外围适当位置做30cm×40cm（深）的排水沟，以防止地基土流失而造成架子下沉变形。

7.2.2架子搭设垂直度控制在1/1000以内，其搭设必须严格按高层建筑外架搭设标准进行操作。架子搭设对平整度控制必须拉麻线卷尺，对垂直度控制必须挂线锤。架子工必须经培训合格并持证上岗。上岗前还需进行体检，主要看是否符合上高空作业的条件。

7.2.3剪刀撑的设置不但数量上符合规范，要求每个交叉点均匀对称分布，剪刀撑搭接要有三个扣件，搭接长度不小于80cm，各搭接点要相互错开。

7.2.4外架外侧设密目式安全网，所有小横杆伸出架外统一为15cm，且所有栏杆钢管统一刷红白相间油漆，做到外观整齐、漂亮，内在安全、可靠。

7.2.5外架所有进出口的地方另设剪刀撑加强，门口顶设双层脚手片防护棚。

7.2.6泵管架不得直接拉结在外架上，必须与框架梁柱拉接，防止外架振动变形。

7.2.7外架搭设好后必须经验收合格并挂牌后方可投入使用，外架的搭设与拆除必须有安全技术交底。

7.2.8施工操作层脚手片必须满铺，脚手片绑扎点不少于2点，外架与建筑物间的空隙需铺设木板或用栏杆隔开。

7.2.9外架尽量连成整体，提高稳定性，且要每30m设一接地装置，接地电阻≤4Ω。

8.1本计算公式摘自《建筑施工手册》第三版（中国建筑工业出版社出版），故有关通用荷载取值也相应套用。

8.2本工程外架最高为B、C排，高50m，故只要验算该处的稳定性，就可代表其他的安全性。

8.3对于架高在30m以内者，只要搭设符合规范，无需进行计算。

8.4需验算外架的已知条件：

1、材料采用φ48×3.5钢管截面积A=4.89×102mm2惯性矩I=12.19×104mm4抵抗矩W=5.0×103mm3回转半径I=15.8mm重量3.84kg/m，扣件采用可锻铸铁制造，单重约1.32kg，脚手片1.5m×1m为竹制，单重约16kg。安全网1.8m×6m为密目式阻燃安全网，单重约10kg。

2、外架高50m，宽1.5m，步高1.8m，纵向立杆距1.6m，25m以下采用双立杆加固，操作层5层满铺脚手片，整片外架外侧拉设密目式安全网，剪刀撑按每10m设置一道。

本工程土质较好，且外架基础采用塘渣分层夯实回填，碎石平整后垫放道木，有很好的地基承载力，（可达15T/m2以上）故不予验算。

另外本工程的外架与框架承重架体系整体相连，具有足够的抗倾覆力，墙体拉接杆此处不予验算。

其他方面，本工程外架也不存在局部失稳状态，单杆件受荷状态符合规范，也没有特殊要求，故也不予验算单杆的抗弯和挠度。

所以本工程只要验算构架的整体稳定性，即立杆的承载能力是否符合安全要求。

基本公式：0.9(N’/φA+Mw/W)≤fc/r’a①

式中：N’为组合风载时立杆轴心力设计值（KN）

N’=1.2(NGK+NQK)

NGK为脚手架自重在立杆轴心产生的轴心力（KN）

NQK为施工荷载组合风荷载在立杆产生的轴心力（KN）

φ为轴心受压杆件的稳定系数，查表得0.211

A立杆的计算载面面积，查表得4.89×102mm2

最大弯矩Mw=0.12·quk·h2=388800×quk

=388800·ln×ωK=Ln·ωk·3.9×105

Ln为纵向矩（mm）ωk为标准风压值取0.5KN/m2

W截面抵抗矩为5.0×103mm3

fc为抗压强度设计值，查表得0.205KN/mm2

r’a为材料强度分项系数，查表得1.5607

简化后得：NGK+NQK≤9.87kN　　 ②

经计算本工程每1m宽计算单位中

　　　　　　　钢管303×3.84kg=1164kg

扣件108×1.32kg=143kg

脚手片５×16kg=80kg

安全网50m2×1.0kg=50kg

即NGK=1/2（1164+143+80+50）=718.5kg=7.19KN

外架横距1.5m，连续作业层考虑2层查表得NQK=1.5KN

代入②式得7.19+1.5=8.69≤9.87满足要求

安全系数为9.87÷8.69=1.13

从上述计算可知本工程外架搭设方案满足安全要求。

九、满堂操作架搭设计算书

9.1已知条件：框架层高10米，轴线距为12米×14米，中间搭设满堂架，其平面尺寸为7.5米×10米，四周支承于承重架主立杆，中间由一排立杆和5排斜撑杆支承，（如图1示）材料钢管φ48×3.5，普通铸铁绑轧头，面铺1米×1.5米脚手片而成。钢管自重3.84kg/张。

9.2计算在施工过程中的允许堆放荷载。

解：根据现场搭设使用情况，该支撑系统主要薄弱环节是水平杆的受弯强度及斜撑的稳定性验算。计算公式套用《建筑施工手册》缩印本第二版及有关资料。

9.2.1水平杆抗弯计算

取2米宽满堂架作为计算单元，经简化其受力简图如2示：

水平杆跨中最大弯距Mmax≤Wn×f——①

其中Wn为钢管净截面抵抗矩

F为钢管强度设计值，查表得215N/mm2

查计算表得Mmax=0.2188qL2=0.2188×q×15002=492300q

代入公式①得:492300q≤215×5077.8

q≤2.218(N/mm)=2218(N/m)

化成面荷载得q’≤2218N/m÷2m÷10N/kg=110kg/m2

扣除搭设材料自重10kg/m2,

即施工最大允许荷载为100kg/m2。

9.2.2斜撑杆稳定性验算

经简化其受力简图如3示:

F/(φAef)≤f——②

集中荷载F由满堂架线荷载q转化,

查表得:F=1.0qL1=1.0×2217×1.5=3325.5N

Φ为稳定系数由长细比λ可查表而得

长细比λ=l0/I=3900÷15.8=246.8

代入公式②得:3325.5/(0.121×489)=56.2≤f=215成立

即经斜撑杆稳定性验算满堂架施工荷载控制在100kg/m2是安全的.

本工程煤仓间的煤斗梁及粉斗梁截面较大，分别为700×2600（高）和700×3100（高），梁两侧还有300×600的挑耳，重量非常大。其承重架的搭设必须通过计算来确定，以确保安全施工。

本计算以较重的粉斗梁为例来确定架子搭设参数，煤斗梁承重架的搭设也按该计算参数执行。先设定搭设参数如下图示，进行构件的安全验算。

10.1荷载计算（取0.6米计算单元）

①钢筋砼梁自重：（0.7×3.1+0.64×0.35+0.3×0.6×2）×0.6×2.5＝4.13吨

②模板及支撑重：（3.1×2+1.65）×0.6×0.05=0.236吨

③施工活荷载重：0.9×0.6×0.25=0.135吨

④架体自重：（8.28×4+2×5+0.6×4×5）×4.1/1000+1.32×44/1000=0.284吨

组合荷载1.2×（①+②）+1.4×③=（4.13+0.236）×1.2+0.135×1.4=54.3KN

化成线荷载：q=54.3÷0.9=60.3KN/m

将荷载图一分解成荷载图二和荷载图三，分别查表得出内力分配系数

代如计算式RA=0.05ql+qb/3

RA=RD=0.05×60.3×0.5+60.3×0.2/3=5.53KN

NB=RB+④=21.62+0.284×10=24.46KN

基本公式：NB/(φAef)≤f

Φ为稳定系数由长细比λ可查表而得

长细比λ=l0/i=1.8×1800÷15.8=205

钢管截面抵抗矩Aef=4.89×102

代入计算式：24460/（0.551×4.89×102）=90.8≤f=215N/mm2

10.3横杆抗弯强度验算

M为跨内最大弯矩，由计算简图一，查出内力分配系数得；

M=0.07ql2=0.07×60.3×0.52=1.055KN.m

W为钢管截面模量，查表得5.08cm3

代入公式：1.055×106÷（5.08×103）=207N/mm2≤215N/mm2

葫芦岛某工程拆除施工组织设计即横杆抗弯强度满足要求

10.4扣件抗滑承载力验算

最大杆件荷载RB=21.62KN

单个扣件抗滑承载力设计值为8KN，根据搭设说明，另加2个抗滑扣件，则共由3个扣件承受：3×8=24KN≥21.62KN

即扣件抗滑承载力满足要求

10.5其他框架梁的承重架同样经计算控制搭设参数，此处不作描述。

附图一：主厂房外架及垂直运输机械平面布置图

NB／T 31138-2018 高原风力发电机组电气控制设备结构防腐技术要求附图二：塔吊工作状态关系图

附图三：汽机基座承重架平面布置图