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合成氨装置二氧化碳吸收塔防腐保温脚手架专项施工方案

宁夏石化45/80大化肥项目

CO2吸收塔防腐保温脚手架施工方案

中国石油天然气第六建设公司

道路基层施工方案2.1脚手架搭设设计 1

2.4地基处理准备 3

3.2搭设详细步骤 3

第4章脚手架构造要求 4

4.5脚手板、挡脚板 5

5.1吸收塔外架计算 6

第6章质量保证措施 13

6．1脚手架工程质量保证措施及控制要点 13

6.2脚手架验收管理 14

第7章脚手架拆除 14

7.1脚手架拆除前准备措施 14

7.2脚手架拆除安全技术措施 15

第8章HSE保障措施 15

8.1HSE保证措施 15

8.2主要应急及防护措施 17

8.4项目应急组织机构 18

8.5工作危险性分析（JHA）表 19

合成氨装置CO2吸收塔C1601位于合成氨装置内。吸收塔为钢制非标设备，总高度为58.5米。吸收塔外部形状为下圆锥上圆筒形，圆锥段下端最大直径约为6.7m，上端最小直径为3m。

塔东侧有较多钢格板平台，上面分布有众多直径不同的管线与管线支架，塔体要全部进行防腐保温，施工脚手架拟采用外多边形双排架，搭设高度48.5m。

本方案适用于中国石油宁夏石化公司45/80大化肥项目合成氨装置CO2吸收塔C1601防腐保温工程施工。

宁夏石化45/80大化肥项目合成氨装置CO2吸收塔C1601施工图纸。

2.1.1吸收塔全高度都要进行防腐保温，脚手架搭设采用外双排架，搭设高度48.5m。

2.1.2吸收塔外部沿塔周长搭设多边形双排落地脚手架，立杆排距为0.8m，内排立杆纵距为1.4m，外排立杆纵距为1.9m，立杆步距为1.8m，内排立杆直接支撑在塔底裙座上，底端距塔底端外壁0.2m，东侧脚手架遇到平台处断开并在平台上重新搭设。

2.2.1脚手架搭设拆除均由专业脚手架施工队伍负责施工，并配备脚手架工长负责组织实施。

2.2.2脚手架所需材料、劳动力计划均由脚手架工长负责编制、计划，材料员负责组织材料进场。技术交底安全交底工作由脚手架工长负责，主管工程师审核技术交底，安全员审核安全交底。

2.2.3搭设阶段需架子工10名，维护阶段需架子工2名，拆除阶段需脚手架工8名。所有架子工均需持证上岗。搭设阶段安排1名测量放线工弹线配合。

本工程脚手架所用的钢管、扣件、脚手板、密目式安全网由本公司提供。脚手架需要的主要材料计划如下表:

Ф48×3.5×6000

Ф48×3.5×3000

Ф48×3.5×2000

扣件采用可锻铸铁制作的扣件，其质量应符合国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，并有出厂合格证。扣件在螺栓拧紧扭矩达65N·m时，不得发生破坏。

安全网：采用每10cm×10cm=100cm2不少于2300目的密目安全网。

钢管和扣件必须经取样检验合格后方能使用。

吸收塔周边均为混凝土地坪，固不需要处理。

搭、拆架子所需机具主要有钢管切割机、架子扳手、吊线、安全带等。

施工前应由架子施工员按施工方案及规范要求向架子队组作好技术交底，并有书面记录，人员变动后要重新交底。

排放纵向扫地杆→竖立杆→将纵向扫地杆与立杆扣接→安装横向扫地杆→安装纵向水平杆→安装横向水平杆→安装剪刀撑→铺设脚手板和挡脚板→挂安全网→架体检查验收。

3.2.1第一步架体搭设

立杆放置铁垫板上临时固定→搭设纵向水平杆（小横杆）→搭设横向水平杆（大横杆）→铺设脚手板。在搭设架体时，操作人员配戴好安全带。

3.2.2每搭完一层脚手架后，均应按质量要求进行步距、纵距、横距及立杆的垂直度的校正。

3.2.3立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接，相邻两根立杆的接头位置应错开布置在不同的步距内，并应错开500mm。立杆接头与相邻的纵向水平杆距离不大于步距的1/3。

3.2.4纵向水平杆应设置在立杆内侧，纵向水平杆接长采用对接扣件连接，接头应交错布置，两根相邻纵向杆的接头应错开布置在不同步或不同跨间内，不同步或不同跨两个相邻的接头在水平方向错开的距离不小于立杆距离500mm。各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3。

3.2.5架子的施工层必须满铺脚手板；吸收塔外架脚手板采用搭接铺设，接头设置在横向连接杆上，搭接长度不小于200mm，脚手板伸出横向连接杆100～150mm。

架体在搭设完毕后由项目部质检、安全组织有关单位进行检查。每个搭设单位进行分段验收，并作好验收记录。合格后方可投入使用，不合格的部位要进行整改合格后方可使用。

吸收塔外架内排立杆纵向扫地杆设置在距离吸收塔裙座顶200mm处，并错开吸收塔基础的地脚螺栓，外排立杆总向扫地杆设置在距离地面200mm处。

纵向水平杆设置在立杆内侧，长度为多边形架体外一个边长，并伸出多边形角立杆外不小于200mm。

本工程使用铁脚手板，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

横向水平杆均设置在纵向水平杆与立杆交接的节点处，采用直角扣件与立杆连接，设置在纵向水平上面。

吸收塔外架多边形角立杆处的横杆，每隔一个步距设置一根横杆与吸收塔外壁焊接连接，焊缝沿杆件周长方向满焊，作为外架与吸收塔的连接杆件。平台处设置一根横杆与吸收塔外壁焊接连接，作为平台脚手板的支撑杆。

吸收塔内架每隔一个步距设置四根水平横杆，一端与井字型架体四个角立杆和中心立杆采用直角扣件连接，另一端与吸收塔内壁焊接连接，做为架体与吸收塔的连接杆件。内架平台处不设置此连接杆。

吸收塔内架平台处每隔500mm设置一根水平横杆，水平横杆采用直角扣件与纵向水平杆连接，支承在纵向水平杆上，作为平台支撑杆件。

吸收塔内架立杆支撑在吸收塔基础混凝土面上，立杆底设置木垫板，垫板必须平整。

吸收塔外架外排立杆设置在混凝土地坪上。内排立杆设置在吸收塔底部裙座上。

立杆均设置纵横向扫地杆，横向扫地杆均应设置在纵向扫地杆的下方，采用直角扣件与立杆连接，当遇到钢平台时立杆进行断开，从平台上重新生根。

立杆接长必须用对接扣件，相邻立杆的对接扣件不得设置在同一步距内。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应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不宜大于步距的1/3。

脚手架顶端应设置栏杆，栏杆高处平台1200mm。

吸收塔外架在多边形架体的多个外立面均设置垂直剪刀撑，剪刀撑每两个步距的高度内设置一道，沿架体全高布设。

剪刀撑斜杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。

作业层脚手板应铺满、铺稳。脚手板应设置在四根横向水平杆上（大横杆）。脚手板的铺设可对接平铺，也可搭接铺设，搭接时接头必须支在横向水平杆上。作业层端部脚手板探头长度取100mm，板长两端应与支承杆可靠固定。

施工作业层必须在立杆内侧设180mm高踢脚板，底层脚手板要用胶合板铺设，防护要到边，防止石头等物品掉下伤人。

架子的施工层必须满铺脚手板，脚手板铺设必须用8号铁线绑牢，不得有空隙及探头板，架体与吸收塔之间的缝隙用木板封盖。

安全网要使用市建委认可的品牌。网与网之间必须严密，采用尼龙绳绕孔眼与钢管拉结牢固。

螺栓拧紧扭力矩不应小于
，且不应大于
。

主节点处固定横向水平杆、直角扣件的中心点距离立杆不得大于150mm。对接扣件开口应朝上或朝内。各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

上人爬梯使用吸收塔上的爬梯进行上下。

吸收塔外脚手架搭设为多边形双排架，脚手架计算按钢管落地双排脚手架计算。

双排脚手架搭设高度为50m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：横距Lb为0.8m，纵距La为1.4m，大小横杆的步距为1.8m；

内排架距离塔体长度为0.20m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为1根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件使用钢管与塔体上的平台栏杆等稳定件进行连接；

施工均布活荷载标准值:2.000kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；

本工程地处宁夏银川市，基本风压0.57kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.693；

每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1278；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.110；

安全设施与安全网(kN/m2):0.005；

脚手板类别:冲压钢脚手板；栏杆挡板类别:冲压钢脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；

脚手板铺设总层数:1；

地基土类型:混凝土地面；地基承载力标准值(kPa):120.00；

立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。

5.1.2大横杆的计算

大横杆的自重标准值:P1=0.035kN/m；

脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m；

活荷载标准值:Q=2×1.05/(2+1)=0.7kN/m；

静荷载的设计值:q1=1.2×0.035+1.2×0.105=0.168kN/m；

活荷载的设计值:q2=1.4×0.7=0.98kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.168×1.52+0.10×0.98×1.52=0.251kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max(0.251×106,0.296×106)/4730=62.579N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=62.579N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI

其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.035+0.105=0.14kN/m；

活荷载标准值:q2=Q=0.7kN/m；

最大挠度计算值为：ν=0.677×0.14×15004/(100×2.06×105×113600)+0.990×0.7×15004/(100×2.06×105×113600)=1.705mm；

大横杆的最大挠度1.705mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

5.1.3小横杆的计算

大横杆的自重标准值：p1=0.035×1.5=0.053kN；

脚手板的自重标准值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN；

活荷载标准值：Q=2×1.05×1.5/(2+1)=1.050kN；

集中荷载的设计值:P=1.2×(0.053+0.158)+1.4×1.05=1.723kN；

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=ql2/8

Mqmax=1.2×0.035×1.052/8=0.006kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=1.723×1.05/3=0.603kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.609kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.609×106/4730=128.712N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=128.712N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.035×10504/(384×2.06×105×113600)=0.024mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.053+0.158+1.05=1.261kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.213=2.237mm；

小横杆的最大挠度为2.237mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！

5.1.4扣件抗滑力的计算

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):

大横杆的自重标准值:P1=0.035×1.5×2/2=0.053kN；

小横杆的自重标准值:P2=0.035×1.05/2=0.019kN；

脚手板的自重标准值:P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；

活荷载标准值:Q=2×1.05×1.5/2=1.575kN；

荷载的设计值:R=1.2×(0.053+0.019+0.236)+1.4×1.575=2.575kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

5.1.5脚手架立杆荷载计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：

(1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m

NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.035/1.80]×50.00=7.715kN；

(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NG2=0.3×13×1.5×(1.05+0.2)/2=3.802kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m

NG3=0.15×13×1.5/2=1.462kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×50=0.375kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=13.355kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值

NQ=2×1.05×1.5×2/2=3.15kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×13.355+0.85×1.4×3.15=19.774kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×13.355+1.4×3.15=20.436kN；

5.1.6立杆的稳定性计算

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.4×0.74×0.693=0.144kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.144×1.5×1.82/10=0.083kN·m；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：N=19.774×11/50=4.350kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)≤[f]

立杆的轴心压力设计值：N=20.436×11/50=4.496kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；

计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.118m；

长细比:L0/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.188

立杆净截面面积：A=4.5cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.73cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=4350.39/(0.188×450)+83043.609/4730=68.98N/mm2；

立杆稳定性计算σ=68.98N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

σ=4495.92/(0.188×450)=53.143N/mm2；

立杆稳定性计算σ=53.143N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2GB／T 38630-2020标准下载，满足要求！

6．1脚手架工程质量保证措施及控制要点

1）施工过程要严格按照ISO9000质量体系运行，全体施工人员应明确各自的质量责任。

2）施工前对施工人员进行技术交底，使他们熟悉每个工序的施工要点和质量要求。

3）脚手架搭设前，必须使地面平整，并夯实好回填土。同时要做到不积水不沉陷，如立杆支撑在地面上，必须在每根立杆底部铺垫木垫板，以保证架体整体稳定性。

4）搭设用的钢管不能锈蚀及弯曲，且钢管和扣件要符合规范要求。

5）严格按审批通过的施工方案进行脚手架搭设。

6）扣件的紧固程度宜在40~50N.m,并不大于65N.m，对接扣件的抗拉承载力为3KN。对接扣件安装时其开口应向内，以防进雨，直角扣件安装时开口不得向下赣榆县青口镇东关路多层砖混结构建筑施工组织设计，以保证安全。

7）各杆件端头伸出扣件盖板边缘不小于100mm。