某电厂冷却塔人字柱工程施工方案(附计算书).doc

人字柱施工方案

一、编制依据
《电力建设施工及验收技术规范（建筑工程篇）》SDJ69-87
《火电施工质量检验评定标准》（第一篇 建筑工程篇）（2004年4月30日发布，2004年6月1 日开始试行）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）
《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）
《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-2003）
《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-1988）
《建筑施工高处作业安全技术规程》（JGJ80-1991）
《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB 50222-95)
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB 50212-91)
《建筑施工手册》（第四版 缩印本）
《郑州燃气电站工程冷却塔施工图》
二、工程概况
人字柱及其支墩为现浇钢筋混凝土结构。支墩混凝土强度等级C25、抗冻等级D150、抗渗等级S6，水灰比≤0.5；人字柱混凝土强度等级为C30、抗冻等级为D200、抗渗等级为S8，水灰比≤0.5。柱直径为530mm，柱轴线长度为6.765m。人字柱共四十对，根部半径为38.679m，柱顶半径为36.565m，人字柱柱脚0.2m标高以下柱外表面涂凯顿百森T1防水涂料。
三、施工布置
3.1人字柱支墩
支墩采用18mm厚胶合板，50×100方木@300加肋，外部用φ48钢管斜撑加固。配制8套模板，周转使用。
人字柱支墩用母线条做圆角。
支墩混凝土浇筑后,用薄木条护角、塑料薄膜包裹，以防后续施工过程中碰撞损坏及
污染。
3.2人字柱排架搭拆
根据图纸给定的尺寸和角度，在水池底板上放出人字柱的竖向投影长度、下环梁的半径，以确定人字柱的柱顶投影位置。搭设沿圆弧方向的钢管排架作为人字柱模板的固定支撑体系。人字柱支撑系统采用六排钢管脚手架，其中高架约9米高，沿环向立杆纵距0.8m，沿径向立杆横距1.0m，排架的横杆步距1.5m，在±0.0至下环梁底标高之间的水平杆间距应根据现场放样为依据，以不与人字柱相碰为原则，斜撑要在人字柱倾斜的纵横两向反向架设，脚手架按≤15m的中心距并自下而上连续设置剪刀撑。如下图。
钢管支撑
人字柱钢筋
人字柱

脚手架搭设顺序：设置纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆……。
在脚手架立杆之上100～300mm处设纵向和横向扫地杆，并与立杆连接牢固。纵向扫地杆应处于横向扫地杆的上方，均与立杆扣接。
主接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。
立杆和横杆的对接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离≥500mm，应避免在纵向水平杆的跨中。
立杆和大小横杆的联结采用直角扣件。剪刀撑斜杆与地面的夹角为45º～60º。大横杆位于立杆内侧，小横杆应固定在立杆上，大横杆均固定在小横杆上。纵向水平杆设置
在立杆内侧，其长度大于3跨，均与横向水平杆扣接。
人字柱模板沿人字柱倾斜的两个方向必须合理设置支撑杆，支撑杆必须与模板下托杆垂直，间距控制在1m一道。每对人字柱之间应设足够的系杆连接。
剪刀撑的斜杆与水平面的交角宜在45º～60º之间，水平投影宽度应不小于2跨或4m和不大于4跨或8m。斜杆应与脚手架基本构架杆件加以可靠连接，且斜杆相邻连接点之间杆段的长细比不得大于60。
脚手架作业层距地面≥2.5m时在其外侧边缘必须设置挡护高度≥1.1m的栏杆，且栏杆间的净空高度应≤0.5m。
施工层满铺并固定架板。
脚手架外侧选用2000目安全网全封闭，首层设兜网，向上间隔两层设一道，施工层满铺架板，外侧设双道栏杆防护，刷黑白相间油漆，底部设18cm高挡脚板。
在冷却塔出水口处设进塔入口，搭架时留出通道位置。搭设方法如下图。除下弦平面外，应在其余的5个平面内的节间斜腹杆；斜腹杆宜采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150 mm。当斜腹杆在一跨内跨越两个步距时，宜在相交的纵向水平杆处增设一根横向水平杆，将斜腹杆固定在其伸出端上。斜腹杆宜采用通长杆件，当必须接长时，宜采用对接扣件连接，也可采用搭接，搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

每个冷却塔设一个梯道供人员上下。梯道宽度为1米，坡度为1：3；拐角处设置休息平台，梯道两侧均设置两道防护栏杆，高度1.2米，第一道栏杆距离梯道垂直距离为0.6米，底部设置18cm高挡脚板；梯道脚手板底部应设置横向水平支托杆，间距为500mm，梯道脚手板上设置防滑木条，间距为300mm；梯道应清除通道中的障碍，确保人员上下
安全。
拆架前全面检查拟拆脚手架，进行安全技术交底后，才准开始工作。拆架时，周围设围栏和标志，划出工作禁区，禁止人员进入，并设专人看护，拆除顺序为从上而下一步一清，不准上下同时作业。
3.3钢筋工程
3.3.1支墩：在环基施工时已插入人字柱支墩的钢筋，本次主要绑其箍筋。
3.3.2人字柱：
3.3.2.1浇筑人字柱支墩混凝土之前，应利用排架将人字柱钢筋插入。插钢筋时，应将钢筋中部向上起拱2～3cm。
人字柱上口通过排架上标高处的弧型钢管上从底板引线来控制，以后严格按此标记穿线绑扎钢筋。人字柱钢筋内侧设φ12@2000加劲箍,加劲箍与人字柱主筋点焊，以控制主筋间距和相互之间的变形、移位等，用水泥砂浆垫块保证钢筋保护层的厚度，人字柱箍筋绑扎完毕后固定在排架上。
3.3.2.2钢筋露天堆放时，必须架空堆放，避免钢筋受雨雪侵蚀。保证钢筋骨架或网片绑扎位置、尺寸准确，防止钢筋保护层不足。
钢筋不能紧贴模板；模板拼缝应严密，振捣时不能漏浆；混凝土浇筑前应检查钢筋位置并固定好，避免产生位移，防止露筋。
钢筋复试合格后，根据图纸编制出钢筋下料单，经审核无误后交钢筋工下料。钢筋表面应洁净，油渍、漆污和用锤敲击时能剥落的浮皮、铁锈等应清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。成型的钢筋做好标识分类堆放整齐。
人字柱钢筋与支墩上的钢筋用铁丝绑扎固定，保证人字柱钢筋根部位置正确。人字柱钢筋的连接采用闪光对焊，其连接质量必须经抽样检查合格。同一截面接头数量不超过25%。钢筋对焊前应清除钢筋端头约150mm范围内的铁锈、污泥等。如钢筋端头有弯曲，应予调直或切除。焊接完毕后，应待接头处由白红色变成黑红色才能松开夹具，平稳地取出钢筋，以免引起接头弯曲。焊接场地应有防风、防雨措施，以免接头区骤然冷却，发生脆裂。
3.4模板工程
3.4.1人字柱支墩浇筑混凝土时，暂不浇筑人字柱周围60mm以内支墩的保护层。人字柱模板支好后该范围内用低标号砂浆以防止人字柱浇筑时发生漏浆。人字柱拆模后用
与支墩同标号的砂浆补齐该保护层并加强养护防止出现裂缝。
3.4.2人字柱模板采用半圆形定型钢模，模板连结采用M12螺栓。模板制作时环肋、面板下料采用等离子切割法，确保下料精度为零偏差。焊接必须牢固，焊缝应均匀，焊缝尺寸应符合设计要求，焊接应清除干净，不得有夹渣、气孔、咬肉、裂纹等缺陷，防锈漆应涂刷均匀，不得有流坠、皱皮等现象。
3.4.3支设人字柱模板前必须进行清理并涂刷无色水性隔离剂，在模板组合时模板之间采用螺栓连接。拼装模板时，在模板底部用砂浆找平，垫双面胶带，然后安装上部模板。
模板进场后应试拼装，以消除模板制作加工过程中产生的误差，试拼合格后进行编号，以防止错用。
首先在同标高纵向斜下顺直放两根钢管，沿挂设的人字柱中心线和底模受力方向先将上下端部及中部加固好，中部向上起拱2‰，然后再铺底模。模板半径应放大15～20mm。
模板拼装时，缝内压入1.2mm厚硬质橡胶条，螺栓紧固后，橡胶条厚度为0.8～1.2mm，起到密封和紧固的作用。钢模板变形特别是边框、要及时修整平直。钢模板间嵌缝不能用油毡、塑料布、水泥袋等，防止接缝不严。
人字柱柱箍采用Φ48×5.3钢管，间距不大于300mm。
3.4.4拆底模时要保证混凝土的强度不低于90%，每拆一节随即加垫木用钢管支撑住底面，对于上侧面的模板在拆除时，要保证混凝土不因拆模而损伤混凝土表面。拆模后及时养护，养护时间不少于14d。为防止筒壁施工时落灰污染人字柱表面,采用塑料薄膜包裹进行保护。
3.5混凝土工程
3.5.1人字柱混凝土结构采用镜面混凝土施工工艺，混凝土采用商品混凝土，混凝土地面运输采用混凝土搅拌运输车；混凝土浇筑采用汽车泵。混凝土中应掺入减水剂以改善和易性，减少气泡。
3.5.2人字柱混凝土应对称成对浇筑，相邻两柱高度差不宜超过0.5m。人字柱顶模中部留设一节模板暂不支设作为混凝土振捣孔，当混凝土浇筑至此部位时再行封堵。浇筑混凝土时，应选用有经验的混凝土工，采用快插慢拔的振捣方法分层浇筑，每500mm高振捣一次。振捣上层时应插入下层5cm左右。必须保证上下分层的混凝土振捣密实，防止漏振。与环梁接口处应比环梁底最高点高出20～30mm，以保证人字柱与环梁间接缝严密。高出环梁的混凝土要在环梁支模前凿除完毕。
3.5.3设专人看模，发现模板或排架有位移、变形现象时应及时采取加固措施。
3.5.4 人字柱浇筑时每个人字柱都要制作一组混凝土同条件养护试块，以检查混凝土质量和确定拆模时间。人字柱混凝土初凝后及时养护并用塑料布包裹保护。
混凝土配合比应准确，严格控制水灰比，投料要准，搅拌均匀，和易性好；模板表面应光滑、洁净，不得粘有干硬的水泥浆等杂物；模板拼缝要严密，防止造成蜂窝、麻面。
四、质量标准
现浇钢筋混凝土结构的允许偏差
序号
项目
部位
允许偏差（㎜）
1
半径偏差
斜支柱（下）
±20
2
斜支柱（上）
±25
4
标高偏差
基础标高
-10
6
截面尺寸偏差
斜支柱
+10；-5
7
预埋铁件位移
10

模板安装允许偏差
序号
项目
部位
允许偏差（㎜）
1
半径偏差
斜支柱（下）
±10
2
斜支柱（上）
±15
3
标高偏差
斜支柱（环梁底）
±15
4
截面尺寸
斜支柱
±5
5
模板拼缝
钢模板
±2
6
木模板
±3
注：模板安装的半径偏差不包括安装时的半径放大尺寸。

钢筋绑扎允许偏差
序号
项目
部位
允许偏差（㎜）
1
钢筋间距偏差
斜支柱主筋
±10
2
斜支柱箍筋
±20
5
保护层厚度偏差
斜支柱
±5

五、质量保证措施
6.1测量工作任务重大，应精心计算认真施工，测量人员定期进行复核。
6.2流态混凝土不宜久振，防止离析及形成表面裂纹。
6.3严把材料质量关，所有原材料都必须有产品合格证，对钢筋、水泥等主要原材料必须按规定取样，复试合格后才能使用。
施工用的木材、钢模、钢管、扣件等必须符合有关质量技术要求，不合格品严禁使用。
6.4坚持三检制、测量放线复核制，未经专职质量检查员、监理人员会签不得进行下步施工，严格执行施工技术交底制度，特别是施工前工长进行技术、质量、安全的详细书面交底。
6.5 运用奖罚制度，保证质量控制体系的有效运行，保证各项质量责任制的贯彻执行。
六、施工进度控制措施
7.1由总调度主抓现场施工进度计划并督促实施，项目部各部门加强协调、密切配合，紧紧围绕冷却塔施工进度计划安排开展工作。
7.2 充分发挥员工的积极性，提高劳动生产率，在资金上做到专款专用，配置合理，调动一切积极因素，开展队与队、班与班、组与组的劳动竞赛，对完成计划好的予以奖励，对完成差的予以批评和处罚，并限期予以整改。采取有效措施，在保证质量的前提下，加快施工进度。
7.3合理安排劳动力，定期召开现场协调会，确保工程按计划实施。
7.4严格执行检验标准，避免因质量问题造成的停工或返工现象影响总工期。
七、安全控制措施
1.钢管排架搭设前由施工员向作业人员详细交底。

2.使用的钢管、扣件、脚手板、安全网等检查合格后方可使用。
3.特种作业人员必须持证上岗。
4.六级及六级以上大风和雾雨天应停止脚手架作业。
5.施工人员及检查人员进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业要系好安全带。严禁穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋或带钉的鞋。严禁酒后进入现场。
6.脚手架搭设时确保构架的尺寸、杆件的垂直度和水平度，各节点构造和紧固程度符合设计要求。
7.脚手架搭设途中，架上不得集中（超载）堆置杆件材料。作业层上不得超载，严禁悬挂起重设备。脚手架的构配件质量与搭设质量必须经检查验收合格后方准使用。脚手架使用期间严禁拆除主节点处的纵横向水平杆、纵横向扫地杆。脚手架拆除必须设立警戒区，悬挂警戒标志，专人指挥，按顺序先后依次拆除，严禁野蛮施工，乱动、乱抛。
8. 脚手板搭接时，搭接长度不小于200mm，对接时接头下面应设二根小横杆，保证板端距小横杆不大于200 mm。
特殊部位的脚手架（如上人马道等）在其出入口处加挂安全标志牌。
9.配备专职安全员，建立健全安全管理制度和安全保证体系。施工队伍进场后要对全体施工人员进行安全教育、劳动纪律、项目管理制度教育。施工员在工程施工前应对施工人员进行安全技术交底。
10.施工现场周围设围栏或明显警告牌。出入口派专人值守，无作业票或未戴安全帽者，不得入内。凡在安全警戒区之内的临建设施，均应搭设安全隔离层，并应满足防火要求。
11.混凝土工使用振动器时应穿绝缘胶鞋，戴绝缘手套。拆模应按“先支后拆、后支先拆”的顺序进行，拆除的模板、支撑、配件等应及时运出集中堆放。
12.禁止高空抛物。夜间施工要有充分的照明。
13.临时用电线路必须动力、照明分离设置（从总配电箱起），分设动力配电箱和照明配电箱。配电箱内必须装备与用电容量匹配并符合性能质量标准的漏电保护器。
14.现场机械设备的使用必须严格执行有关安全操作规程。机械设备要挂设安全操作牌并定期维护。现场用电要严格执行安全用电责任制，实行三相五线制，用电设备做到一机一闸一保护。
15.电线不得在脚手架上随意缠绕。发现电线有破皮、漏电情况及时通知电工处理。

16. 保证钢筋机具的正常使用，现场消防设施齐全有效，且摆放位置适宜。
17. 施工现场道路以及脚手架板、通道应及时清理积水和霜雪，并采取防滑措施，施工机械及车辆用水应保温，无防冻措施的机械、车辆不使用时应将水箱存水放尽。
18. 防护隔离设施、防护栏杆、安全网等安全设施严禁随意拆除和移动，必须拆除或移动时，应征得工程技术人员同意，工作完毕后立即恢复原状。
八、人字柱排架及人字柱模板加固计算书
（一）人字柱排架计算书
主要考虑下环梁支承稳定承载力和验算。
1.计算依据：
（1）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
（2）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
（3）郑州燃气发电工程冷却塔施工图纸等
2.脚手架的计算参数
搭设高度H0=9米（取最大高度，6排），步距h=1.5米，立杆纵距la=0.8米，立杆横距lb=1.0米，连墙件为3步3跨设置，脚手板为木架板，按同时铺设6排计算，同时作业层数n1=1。
脚手架材质选用φ48×3.5钢管，截面面积A=489mm2，截面模量W=5.08×103 mm3，回转半径i=15.8mm，抗压、抗弯强度设计值f=205N/mm2，基本风压值ω0=0.45 kN/m2，计算时忽略雪荷载等。
3.下环梁一板混凝土自重1.3×0.6×24=18.7kN/m
施工荷载1kN/m
4.几何不可变杆系模板支架的稳定承载力计算
组合风载按下式粗算立杆轴力的设计值
N＇=1.2×1.1（N＇G1k+ N G2k+ NQk）
式中 1.2—荷载分项系数
1.1—考虑风载的系数
N＇G1k—粗算模板支架自重标准值在立杆中产生的轴力（kN），
取N＇G1k=0.038nH0
0.038—φ48×3.5钢管单位自重（kN/m）
n—考虑横杆和斜杆设置的系数，取3.0（h>杆距l）
H0—搭设高度
N G2k—其他自重（恒载）标准值在立杆中产生的轴力（kN）
NQk—施工荷载（活载）标准值在立杆中产生的轴力（kN）
则N＇=1.2×1.1（0.038×3.0×9+ 18.7+ 1）
=27.4 kN/m
Rd≥1.2 N＇=1.2×27.4=32.88 kN/m

5.根据H0和粗算的N＇值，查施工手册5-89用插入法得
1.9=h+2×0.2
h=1.5m
取步距1.5m
6.按纵距0.8m、横距1.0m、步距1.5m计算荷载：
筒壁模板使用定型钢模，模板自重0.55×2=1.1 kN/m.
筒壁使用胶木板，本计算书取自重与筒壁模板一样，即0.55 kN/m.
三角架自重1 kN/m.
冲击荷载2 kN/m.
NG1k=1.1+0.55+1=2.65kN/m.
NQk=1+2=3 kN/m.
风载标准值：ωk=0.7μz·μs·ω0
式中 μz—风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》并用插入法得9m为0.74
μs—脚手架风荷载体型系数，全封闭式为1.2
则ωk=0.7×0.74×1.2×0.45=0.28 kN/m2
风荷载在立杆计算段产生的最大弯矩，取跨度为h（步距，mm）的三跨梁的最大弯矩值（kN·mm），即

由上述计算知，材料抗力Rd=32.88 kN，则N=32.39 kN≤Rd=3.88kN。
验算合格。
（二）人字柱模板加固计算书
人字柱模板采用专用圆形钢模，每块长度1500mm，混凝土自重24kN/m3强度等级C30,坍落度16cm，采用汽车泵泵送入模，浇筑速度2m/h，混凝土温度10℃，用插入式振捣器振捣。钢材抗拉强度设计值Q235钢为215N/m2。
1.混凝土侧压力
（1）侧压力标准值:按施工手册公式（8-6）和（8-7）计算

取两者中较小值，即F2=48kN/m2.
式中 F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）
γc—新浇筑混凝土的重力密度（kN/m3）
t0—新浇筑混凝土的初凝时间，假设混凝土温度为T=10℃，则
V—混凝土的浇筑速度，取2m/h
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土项面的总高度（m）
β1—外加剂影响修正系数，掺加具有缓凝作用的外加剂时取1.2
β2—混凝土坍落度影响修正系数，取1.15
混凝土侧压力设计值：
F= F2×分项系数×折减系数=48×1.2×0.85=48.96 kN/m2.
（3）使用导管倾倒混凝土时产生的水平荷载
查表8-66为2 kN/m2.
荷载设计值为2×1.4×0.85=2.38 kN/m2.
（4）按表8-69进行荷载组合
F＇=48.96+2.38=51.34 kN/m2.
2.柱截面φ530mm,选用φ48×5.3钢管作柱箍，柱箍间距l1=500 mm，验算其强度和刚度。
（1）计算简图

V=F＇·l1×0.85×3.14×0.53/2
式中 V--柱箍AB所承受的集中荷载设计值（kN）
F＇--侧压力和倾倒混凝土荷载（kN/m2）
0.85--折减系数
则 V=51.34×0.85×0.5×3.14×0.53/2
=18.16kN
=18160N
（2）强度验算
查施工手册“2 常用结构计算”中钢结构计算公式得：

式中 N—柱箍承受的轴向拉力设计值（N）
An—柱箍杆件净截面面积（mm2）
Mx—柱箍杆件最大弯矩设计值（N·mm）

γx—弯矩作用平面内，截面塑性发展系数，因受振动荷载，取γx=1.0
Wnx—弯矩作用平面内，受拉纤维净截面抵抗矩（mm3）
f —柱箍钢杆件抗拉强度设计值（N/mm2），f =215N/mm2
由于钢模板面板肋高为58.75mm，故：
l2=530+58.75×2=647.5mm
l1=500mm

An—查施工手册表8-7，φ48×5.3钢管为489mm2
Wnx—查施工手册表8-7，φ48×5.3钢管为5.08×103mm3
则
（不可）
（3）取l1=300mm，则
V=51.34×0.85×0.3×3.14×0.53/2
=10.89 kN
=10890N
N=5445N/m

(可)
（4）挠度计算
查施工手册表8-73：

式中 [w]—柱箍杆件允许挠度
E—柱箍杆件弹性模量,E=2.05×105N/mm2
I—弯矩作用平面内柱箍杆件惯性矩，查表8-7得I=12.19×104mm4
（可）