施工现场设施安全设计计算手册-操

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1、第七章操作平台与转料平台设计计算第一节移动式操作平台一、操作平台与移动式操作平台在施工现场.为了进行砌筑、装怖和粉刷等作业，需要搭设临时性操作平台，这种操 作平台在上面铺设平板.以供施工人员操作。操作平台可分为固定式与移动式两种，固定 才地炸皿厶且di 師倚希门才甸眇刚壬如I凶时拱得 曲丁学比晞时抵险 敘佐平 台，一般由坤 钢管用扣件进行搭设制作，其构造是普遍梁板构造形式，在现场组装，其 下部一般设置钢制轮子.可以在平地或楼面上移动，使用比较方便，属于半永久性施工机 具，施工完毕可以拆除，这种操作平台为了便于移动，达到轻便目的，操作平台而积不太 大,大都在10亦左右。操作平台四周还设置了防护栏

2、杆，登高垂直爬梯.施工比较方便。二. 移动式操作平台构造移动式操作平台所有立柱、梁与斜支撑均采用护8钢管，操作平台每一个侧面有3根 护8钢管立柱，上下共有三四道水平横向钢以达到减少立柱钢管长细比的目的.每一 个侧面均布设剪刀撐，在底部一道水平横向钢管处再布一道水平钢管剪刀撑，可以提高操 作平台抗侧移动力和整体稳定性在底部安置滚动滑轮，以便于操作平台能进行水平方向 移动。顶部铺设木板，木板由38钢管组成次梁承受荷载，次梁间距为350 400mm,次 梁两端支承在两边坪钢管主梁上，操作平台周边还布设栏杆，达到安全作业的冃的。布 设一道竖向梯子.供操作人员上下方便.详见图71。图71移动式操作平台(

3、)侧立面图；(6)正立面图(A)第一节移动式操作平台#三、操作平台计算1操作平台台面木板平台台面采用木板，厚20-30mm,由于上面荷载较小，一般不必对其进行强度计算。2. 次梁钢管次梁钢管布设间距为350- 400m叫 按均布荷载和集中荷载（活载）两个工况进行考 虑，采用两端简支的约束情况进行计算，取两者较大值进行抗弯能力计算，计算简图见图 72与图73。图7-2次梁计算简图（均布荷载）图73次梁计算简图（集中荷载）第一节移动式操作平台#第一节移动式操作平台3033.主梁由于次梁钢管间距布置较密，故主梁按均布荷载进行考虑由于操作平台四个侧面中 间均布设一根立柱钢管，故主梁可按两跨连续梁进行计

4、算，计算简图见图74。4主柱图74主變计算簡图（集中荷載）由于水平钢背（包括主梁）与主柱 之间连接采用扣件.可按较接考虑，W 此，可按轴心受压构件进行计算。按建 筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 （JGJ 130-2001）计算主柱钢管长细比和 稳定系数，按钢结构设计规范（GB 50017 2003）验算主柱钢管强度与稳 定性。四、实例现场设计移动式操作平台（图7-1）,操作平台的结构次梁、主梁与立柱均采用 8x3.0钢管，铺板用25mm木板，次梁计算跨度取30m.共布8根立柱钢管，每侧面 为3根立柱，木板密度取800kg/m3,次粱间距为400mm。1次梁木板自重： 钢管次梁； 恒载合计：

5、8kN/m3 xO. 025m xO. 4m x 1. 2 =0. lkN/m40N/mxl.2=0.05kN/mZ =0. 15kN/m施工活荷载： 荷载合计： 由图72可得:1. 5kN/mA xO. 4m x 1.4 二() 84kN/mZ =0. 99kN/m由图73可得:If = -x0.99 x3. 02 =L llkN - m第一节移动式操作平台305Af = -xO.15x3 +-xl.Ox3.0=0.919kN.m钢管受弯强度计算时取 = 1. llkNm册黑N皿25N/曲上述计算中.恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4。由上述可知，钢管弯曲强 度已略超过设计规范GB5

6、OOI7-2OO3中的规定值.由于操作平台属临时性.故这是允许 的，但施工时荷载不能超过以上所列荷载之值2. 主梁次梁作用在主梁上荷载为0. 99kN/m X3. Om/2 = 1. 5kN次梁在主梁上间距为0.4m,则化为均布荷载，= 75kN/m50.4m主梁计算简图见图7-4,按两跨连续梁计算支座弯矩最大，则=0. 125 x3. 75 x 1. 52 = 1.055kN m钢管受弯强度计算如下L=2Q8N/mm215N/mm3. 立柱钢管主梁两疥连续梁中间支点反力即为立柱钢TT的轴向力，则/V = 1.25gZ = 1.25 x3. 75 x3.0 = 14. lklM操作平台每侧面有

7、四道水平钢管，故每两道水平钢管之间长度为5. 2/3 = 1.73m,按JGJ1302001第5.3.3条计算立柱钢管计算长度：=1. 155 x 1. 55 x 1.73 =3. Im 钢管回转半径* = 15.8nunt贝4A =3100/15.8 =1.96査 JGJ1302001 附录 C 得:188按规范GR500172003中第511条公式（5111）计算立柱强度:=28 8N/mm2 215N/mm2按规范GB50017-2003中公式（5121）计算立柱钢管稳定性:d：馬=153. 4N/mm2 )图76转料平台结构图(a)平面图,(6)侧面图空K(用木J16号桶图77节点详图

8、第二节高层建筑施工转料平台设计计算 311三、转料平台计算数学模型1.规范规定(1) 悬挑式钢平台应按现行的相应规范进行设计，其结构构造应能防止左右晃动，计 算书及图纸应编入施工组织设计(2) 悬挑式钢平面的搁支点与上部拉结点，必须位于建筑物上.不得设置在脚手架等 施工设备上。(3) 斜拉杆或钢丝绳，构造上宜两边各设前后两道，两道中的毎一道均应做单道受力 计算。(4) 应设置4个经过验算的吊环。吊运平台时应使用卡环，不得使用塔吊吊钩直接钩 挂吊环。吊环应用甲类3号沸腾钢制作，Ft不得使用冷拉钢筋。(5) 钢平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，采取苴他方式时卡头的卡子不得 少于3个。建筑物锐

9、角利口处围系钢丝绳处应加衬软垫物，钢平台外口应略高于内口。/ 丁 S 9-9 rr4 A Azrt、X- tul r-T-tr&X亠亠 iW Lbvoj利十石Ztn阳勿衣JQLI刖疋刖叨irr：fT。(7) 钢平台吊装.需待横梁支撑点电焊固定.接好钢丝绳，调整完毕.经过检査验 收，方可松卸起重吊钩，上下操作C(8) 钢平台使用时，应有专人进行检査，发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换，焊缝脱 焊应及时修复。2计算悬挑式钢平台可以槽钢作次梁与主梁，上铺厚度不小于50mm的木板或钢板，并以螺 栓与横钢相固定。(1) 荷载恒荷载(水久荷载)屮的自重，次梁采用10槽钢时以100N/tn计，铺板以400N/m

10、2计; 主梁20槽钢，自重以260N/m计。施工活荷载(可变荷载)以1500 -2500N/m2计。(2) 次梁次梁承受均布荷载考虑，由计算简图78可得M产韧(7-1)式中M,弯矩最大值；q均布荷载设计值；A计算长度。次梁抗弯强度计算：(7-2)式中a.次梁抗弯强度 叭截面模*。(3) 主梁图78次梁计算简图按外侧主梁以钢丝绳吊点作支承点计算。为安全计，按规范JGJ80-91要求，里般第 二道钢丝绳不起作用，即里侧钢丝绳亦不起作用计算。次梁传递的恒荷载和施工活荷载, 町以化为均布荷载，与加上主梁自重的恒荷载，按图79i算，B点支座弯矩按悬臂梁计 算.AB段跨中弯矩不考虑悬臂按简支梁计算(偏于安

11、全)。Mb 亍?2百1|(7-3)M 屮=g-g2 式中%主梁B点弯矩；M中主梁跨中弯矩：的一主梁均布荷载；心、G见图79。B点支座力反力Rb尺厂寺必+必(7-4)钢丝绳与主梁之间夹角a (图79)(7-5)a = arctan 丁钢丝绳拉力Tsina(7-6)主梁16承受轴向力/V(7-7)N N 7cosa主梁属于压弯构件，应按规范GB50017-2003计算主梁强度与稳定性.由于主梁侧向 有次梁连接，故主梁只需计算平面内的稳定性，不必计算平面外的稳定。第三节 高层施工转料平台设计实例#主梁强度计算按下式计算(7-8)第三节 高层施工转料平台设计实例#第三节 高层施工转料平台设计实例315

12、(7-9)(7-10)式中人一与截面模量相应的截面塑性发展系数.取值105 ；N主梁轴向力；叭主梁最大弯矩；久一主梁截面面积；敗一主梁截面模量；/钢材抗压、抗弯强度。主梁稳定性按下式计算：旦+_汕*（ 17 8 霜） 式中 N所计算构件段范围内的轴心压力；心一参数,心韻；钱一弯矩作用平而内的轴心受压构件稳定系数； Mx所计算构件段范围内的最大弯矩； %,在弯矩作用平面内对絞大受压纤维的毛截面模戢； 仏一等效弯矩系数，取值为10。（4）钢丝绳钢丝绳拉力按公式（76）计算，按下式验算钢丝绳的安全系数K 耳 WK式中F钢丝绳的破断拉力，取钢丝绳的破断拉力总和乘以换算系数0.85；K 作吊索用钢丝绳的

13、法定安全系数，定为10。四、转料平台结构构造措施各节点构造应满足规范JGJ80T1和GB500172003要求.现将规范JGJ80-91中附 图5. 2列举如下（见图7-l0）oO25A3锅川环T&BL1206X37-21.510厚创板与20焊按14(H)1110011500L 500 1r tf -r N1 IROXIIOO*W/亠3一/1j电焊连絃口7777久5WIO *f 16 1：U1400 1100比心杠戛竝沁T貝屮心)11制面图图710悬挑式钢平台(单位；mm)第三节高层施工转料平台设计实例一、转料平台设计图转料平台平面见图76 (a),侧面图见图76 (6),节点大样见图77。转

14、料平台台面采用5nun厚花纹钢板.便于重复使用和较强抗冲击能力，次梁采用 10,主梁采用16槽钢，钢丝绳采用6x37的24.00101规格，钢丝绳两端吊环为Q235 钢Q20.槽钢类型为热轧普通槽钢，不采用轻型槽钢。二. 钢板钢板自重1. 2 x5mm x78kN/m3 =0. 468kN/m:活载1.4 x 1. 2 x2. 5kN/m2 = 4. 2kN/m2X =4. 67kN/m2钢板宽lm截面模量IF = 4-xlOOOx52 =4. 17 xlO3mm3 o钢板承受弯矩M=0.1 x4. 67 x0.62=0. 168kN - m钢板抗弯能力M0. 168 xlO6匸9齐=0.9x

15、4 17 x 10二44. 8N/mm2 W215N/mm第三节 高层施工转料平台设计实例#以上计算中，活荷载取2.5kN/n?,恒荷载分项系数为1.2,活荷载分项系数为14, 动力系数取12。钢板传来荷载 次梁10自垂三、次梁4. 67kN/m2 xO. 6m =2. 8kN/m0. lkN/mx 1.2=0. 12kN/mI =2.92kN/mI 2700250 = 250M = x2. 92 x2. 72 =2. 66kN m应力a 七 負学严 74. 4N/mm2 215N/mm20.9x39.7 xlO3挠度纫=3ME/ =5 x2.92 x27004= 384x206xl0Jxl9

16、8.3xl0=495rnmw槽钢10 参数:/-198. 3cm4； IT = 39.7cm3 =215N/mm2 ； = 206 x 103N/mm=10. 8 mm次梁10强度与挠度满足规范要求。1!主梁第三节 高层施工转料平台设计实例#第三节 高层施工转料平台设计实例317钢板与活载次梁7根总重= 0.2kN/m24. 67kN/m20. lkN/mx12x2.7 x74. 2m x2. 7I =4. 87kN/m2化为线荷载 主梁16自重栏杆直4. 87 x2. 7/2 =6. 57kN m0. 2kN/m1 2kM/mZ =7.97kN/m8.0kN mAf支=x8 x0. 62 =

17、 1. 44kN mM中=x 8 x 3. 62 =12. 96 to13kN m o在图79中.支点B反力为Rb =8.0x(3.6/2+0.6) =!9.2kN楼层高为3000mm3 0a=arctan=39.83. nsina =0. 64,cosa = 0. 768钢丝绳拉力TT = 4?-=7=30kNsina 0.64主梁16承受轴向压力/VN = Tcosa =30 xO. 768 =23kN故主梁16是属于压弯构件，按钢结构设计规范(GB500172003)中第52章 讣算主梁的强度与稳定性。1. 强度计算按规范GB5OO172003中公式(5.2.1),即本章公式(78)计算

18、主梁强度 16 槽钢参数：I = 866. 2cm4IF =10 8.3cmJit =6. 28cm4 =21. 95cm2/=215N/mm2E=206xl03N/mm223 x 10321.95xl0213x10 &+ 1. 05 x 108.3 xlO3= 10.5 + 114.3 = 124. 8N/mm2 36x1()5= 12.6 + 116. 1 = 128. 7N/mm2 215N/mm2五. 钢丝绳钢丝绳的拉力为30kN,选用6 x37的024.0规格钢丝绳，抗拉强度为1850N/mm2, 钢丝绳破断拉力为390kN,规格6x37钢丝绳换算系数。査文献49得a=0.82,安全

19、系数 取10时，允许拉力为190j30kNia T-r-八.rpAT吊环选用Q235钢“20钢筋，截面积4=314mm2,允许抗拉能力T =314 x2 x215N/mm2 = 135kN钢丝绳拉力r = 30kN,安全系数K = 135/30 =4. 5O焊接验算：钢绳下节点，应穿绑在$20钢环上，角R 0 =42-45% $20焊在16a槽钢取板上, 腹板厚6mm,焊缝髙取5mm,焊缝长取100mm,按角焊缝核算，得式中n轴向拉力；-焊缝长度；t焊缝髙度；/.焊缝抗拉强度.取160N/mm2e钢丝绳拉力为 30kN, lm = 100mm. f=5mm,贝lj=咖/后 w 160N/mm2

20、100 x5施工现场实际焊缝长度取160mm。第四节 转料平台制作安装施工方案一、工程概况本工程由主楼、裙楼组成，建筑面积37560m2,主楼30层，钢筋混凝土框架剪力境结 构，竖直运输采用2台塔吊和2台施工电梯.设4座上料平台，以解决进岀料问题，随搂 层需要安装。详见图76与图77。二、准备工作1. 材料(1) 钢材：Q235号钢，钢材应附有质星证明书并应符合设计要求及国家标准的规定。 钢材断口不得有分层及表面锈蚀、麻点。钢材送公司试验室进行材料试验和可焊性试验。(2) 电悍条：使用的电焊条E4315或E4316.直径如2.必须有出厂合格证书。施 焊前应经过烘焙，严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的

21、焊条。2. 焊接机具采用电焊机BX3300型2台。三、制作技术交底1. 按转料平台图纸槽钢型号与长度下料，可采用氧割或锯切，其公溢定为2rnnio2. 焊接(1) 施工必须有合格证。安排持证上岗的焊工所担任的焊接工作应与焊工的技术水平 相适应，并有一年以上经验，(2) 焊接前应复査组装质量和焊缝区的处理情况，修整后方能施焊。焊前应对所焊杆件进行清理，除去油污、锈蚀、浮水及氧化铁尊，在沿焊缝两侧不少 于20nm范围之内露出金属光泽。(3) 焊接工艺：1) 焊条直径为3.2mmo2) 根据槽钢的厚度和以往施工经验，焊接电流暂定为160200A,现场焊工进行试 焊后吋自行调整焊接电流。焊接电流过大，

22、焊接容易咬肉、飞溅、焊条烧红。焊接电流过 小.电弧不易稳定.不易焊透和发生夹渣，焊接效率也低.应在现场由焊工进行焊接试 验，求出最佳焊接电流。3) 焊接速度：要求尊速焊接，保证焊缝厚度、宽度均匀一致，从面罩内看熔池中铁 水与熔渣保持等距离(2-4mm)为宜。4) 焊接电弧长度：根据所用焊条的牌号不同而确定.一般要求电弧长度稳定不变, 酸性焊条以4mm长为宜，碱性焊条以23mm为宜。5) 焊条角度：根据两焊件的厚度确定焊条的角度，焊条角度有两个方向，第-是悍 条与焊接前进方向的夹角为6075。；第二是焊条与焊件左右夹角，有两种情况：当两焊 件厚度相等时，焊条与焊件的夹角均为45。，当两焊件厚度不

23、等时，焊条与较厚焊件一侧 的夹角应大于焊条与较薄焊件一侧的夹角。6) 起焊：在焊缝起焊点前方15-20mm处的焊道内引燃电弧，将电弧拉长45mm, 对母材进行预热后带回到起焊点把焊池填满到要求的厚度后方可开始向前施焊。悍接过 程中由于换焊条等因素而停弧再行施焊，其接头方法与起焊方法同。只是要先把熔池上的 焊渣清除干净后方可引焊。7) 收弧：每条焊缝焊到末尾时应将弧坑填满后往焊接方向的反方向带弧，使弧坑甩 在焊道里边，以防弧坑咬肉。清渣：整条焊缝焊完后清除熔渣，经焊工自检确无问题后方可转移地点继续焊接。314 第七章操作平台与转料平台设计计算(4) 焊接质量标准：1) 主控项目 焊条的牌号、性能

24、、接头中使用的钢筋、钢板、型钢均应符合设计要求。检查出厂 证明及焊条烘焙记录。 焊丄必须经考试合格。检査焊工合格证及考核日期。2) 一般项目 焊缝外观应全部检查，普通碳索钢结构钢应在焊缝冷却到工作地点温度以后进行。 焊缝表面焊波应均匀，不得有裂缝、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷, 焊接区还不得有飞溅物。 焊缝外观标准满足钢结构施工质蚩验收规范(GB5O2O5-2OOI) II级焊缝质最 标准要求。(5) 焊接注意事项：1) 严禁在焊缝外母材上打火引弧。2) 防止焊接质鱼通病发生：裂纹：为防止裂纹产生，应选择合理的炸接工艺参数和次序，应该一头焊完再焊另一 头如发现有裂纹应铲除重新焊接咬边

25、：应选用合适的电流，避免电流过大，电弧拉得过长.控制好焊条的角度和运弧 的方法。气孔：焊条按规定温度和时间进行烘焙，焊接区域必须清理干净.焊接过程中，可适 当加大焊接电流.降低焊接速度，使熔池中的气体完全逸出。夹渣：多层施焊应层层将焊渣清除干净.操作中应注意焊渣的流动方向，特别是采用 械性焊条时，必须使焊渣留在熔池后面。四. 吊装采用塔吊吊装就位方法。在吊装起吊前，应设专人检査转料平台与主体结构连接全部 卸除，卜.料平台吊装就位后，应将其所有与主体连接的部位进行全而检査，确认完全符合 设计要求后才能卸去塔吊的吊縄，确保安全C五、注意事项1. 转料平台一侧应立牌，注明该转料平台的承重載，如注明本

26、转料平台最大载重量为 l.7t切勿超载。2. 转料平台每次搬移时，应检査转料平台是否有过大的变形，焊缝是否存在细小裂缝 等现象。上下吊环是否存在不正常现象。3. 转料平台吊至上一吊点，应检査转料平台与主体连接节点是否符合设计要求，如图 76中三个节点、图77节点详图。4. 转料平台每侧两道钢丝绳拉紧程度是否接近，是否存在一根紧、一根松的情况，否 则应用倒链进行调整。5. 转料平台的栏杆是否牢靠，在吊运中是否碰坏。转料平台在建筑物垂直方向上，即上下两个位置应错开，以免妨碍塔吊吊运重物。第四节 转料平台制作安装施工方案3156. 转料平台不能吊挂在阳台等部位，因为阳台等部位结构安全度偏小，应挂靠在

27、主体 结构大梁尊部位。&转料平台不能与外脚手架连接，因为转料平台存在动倚载，对外脚手架有不利 影响。9. 转料平台的吊环应采用Q234钢制作。钢丝绳与吊环之间要用卡环连接，不得将吊 钩直接钩挂吊环。穿进吊环钢丝绳用卡头连接固定时，卡子不得少于3只。10. 转料平台转移到新的地点.在松卸塔吊吊钩前应检査各部位，转料平台搭置在主 体大梁上是否稳定可靠，钢丝绳是否卡紧，待一切检査可行后，方可松卸塔吊吊钩。11转料平台外口边应略高于内口边，不可向外倾斜。12. 转料平台外侧三面均应设置围护栏杆，当吊运构件超长时，超过转料平台长度, 应将端部防护格栅门打开，待该构件运入建筑物楼内后，立即关闭防护格栅门。13. 在止式使用转料平台前，应对作业人员进行一次安全技术交底，讲解使用转料平 台应注意的事项及转料平台上作业人员与塔吊司机如何保持联系，防止意外事故发生。