上海电力安装第一工程公司 上海 200090
摘要：上海临港燃气电厂一期工程4×400MW级燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉岛范围内管道保温采用陶瓷纤维毯，规格为25、38、50mm，保护层为铝板或玻璃布。锅炉岛高、中、低锅筒保温采用硅酸铝纤维毯，规格为25、38mm，保护层1mm铝板。由于保温安装工期紧，工作量大，并属于高空安装，一般需从锅炉底部起，直至锅炉顶部搭设大量脚手架，存在着脚手架搭设时间长、脚手架消耗量多这两大弊端。
关键词：锅炉 吊装式 脚手架
一、前言
根据原有锅炉脚手架搭设存在的脚手架搭设时间长、脚手架消耗量两大弊端进行改进。为解决这两大弊端，通过前期准备、设计和制造新型的模块式吊装式脚手架，无需占用锅炉施工工期，只需安排少量人工在空余场地内进行脚手架拼装，就能完成吊装式脚手架的组装工作，然后通过吊装机械将其从锅炉顶部吊入锅炉内部，并与锅炉顶部横梁进行可靠连接后，就能完成锅炉所需脚手架的搭设。
二、在前期准备方面
通过对锅炉图纸的大量翻阅及平均安装人员的数量统计，初步确定专用吊脚手架的外形尺寸、脚手架层面布置等因素。并根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2001第8.1.1~8.1.5条进行脚手架的制作标准。
三、在脚手架设计方面
分析脚手架的受力，通过对脚手架抗拉、抗弯、抗剪切应力以及其他机构应力的计算，最终确定专用吊脚手架的选材、尺寸及拼装焊接工艺，并拟画出吊脚手制作图纸。
在安全方面考虑到施工人员的安全，将吊脚手架搭设为“内爬式”， 并在每两层脚手架（即4米）处设置临时盖板，防止施工人员在攀爬脚手架时发生的意外坠落。
新型吊装式脚手架相关计算：
1、立杆计算
1.1 脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1k
脚手形式为：双排架，步距h=1.8m，纵距la=1m，横距lb=1.05m，脚手架搭设高度H=12m。
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查附录A，表A-1得：gk=0.1395kN/m
NG1k= gk *H=1.674 kN
1.2 构配件自重标准值产生的轴向力NG2k
竹脚手板自重标准值：0.35 kN/m2
栏杆、挡脚板自重标准值：0.14 kN/m
最多搭设层数：7层
NG2k= 7(0.35*1.5*1.05+0.14*1.5*2)=4.533kN
1.3 施工荷载标准值产生的轴向力ΣNQk
按施工用均布活载：2KN/m2
允许同时作业的施工层面为：2层
ΣNQk=3*2*1.5*1.05/2=4.2 kN
1.4 风荷载标准值产生的立杆段弯矩Mw
风荷载标准值ωk=0.7μz?μs?ωo=0.7*1.8*(1.0*0.08)*0.55=0.05544 KN/m2
Mw=0.85*1.4*ωk*la*h2/10=0. 031 KN?m
1.5 脚手管的截面特性Φ48*3.5
计算长度l0=kμh=1.155*1.50*1.8=3.12m
长细比λ= l0/i=312/1.58=198
稳定系数ψ=0.184
截面积A=489mm2
截面模量W=5080mm3
1.6 不组合风荷载时立杆的稳定性计算
N1=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4ΣNQk
=1.2(1.764+4.533)+1.4*4.2=13.328 kN
σ1=N/(ΨA)=13328/(0.184*489)=148.13N/mm2<f=205 N/mm2
1.7 组合风荷载时立杆的稳定性计算
N2=1.2(NG1k+ NG2k)+0.85*1.4ΣNQk
=1.2(3.744+3.885)+0.85*1.4*4.725=12.554 kN
σ2=N/(ΨA)+ Mw /W=12554/(0.184*489)+31000/5080
=145.63N/mm2<f=205 N/mm2
1.8 结论：立杆稳定性满足要求
2 连墙件的计算
2.1 连墙件轴向力设计值Nl
风荷载标准值ωk=0.7μz?μs?ωo=0.7*1.8*(1.0*0.08)*0.8=0.081KN/m2（考虑非工作状态下的基本风压800N/m2）
Nlw=1.4?ωk?Aw=1.4*0.081*(2*1.8)*(3*2)=2.45 KN
Nl= Nlw +N0=2.45+5.0=7.45KN
2.2 连墙杆稳定承载力验算
脚手架距离墙l n=40cm
细长比λ=l n/ i=40/1.58=26
稳定系数ψ=0.930
σ=N/(ΨA)=7450/(0.930*489)=16.38N/m m 2<f=205 N/mm2
2.3 结论：连墙杆稳定性满足要求
3 立杆支撑横梁计算
3.1 受力分析
P1=P2=P3=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4ΣNQk=1.2(1.746+ 4.533)+1.4×4.2=13.328kN
计算得：R1=R4=13.328kN;R2=R3=6.664kN
最大剪力 V=6.664kN
最大弯矩 M=3.433kN?m
3.2 截面特性
支撑横梁采用双拼#10槽钢，查表得：
截面积 A=127.4×2=254mm2
抗弯模量 W=39700×2=79400 mm3
惯性矩 I=198300×2=396600 mm4
静距 S=23500×2=47000 mm3
腹板厚 t=5.3×2=10.6mm
3.3 强度校核
弯应力σ= M/W=3.433×106 ÷79400=43.24N/m m 2<f=160N/mm2
剪应力τ=(V?S)/(I?t)=(6664?47000)/(396600?10.6)=74.50 N/m m 2<f=90N/mm2
4 顶部搁置横梁计算
4.1 受力分析
脚手架总重：G1=(NG1k+ NG2k)?6=（1.264+4.533）?6=37.784kN
吊架总重：G2=13kN
施工载荷总重：G3=ΣNQk ?6=4.2?6=25.2kN
P1=P2 =[1.2(G1+ G2)+1.4 G3]/4=24.055kN
计算得：R1=R2=24.055kN
最大剪力 V=24.055kN
最大弯矩 M=31.057kN?m
4.2 截面特性
支撑横梁采用双拼#16工字钢，查表得：
截面积 A=2611×2=5222mm2
抗弯模量 W=140900×2=281800mm3
惯性矩 I=11270000×2=22540000mm4
静距 S=80800×2=1616000 mm3
腹板厚 t=6×2=12mm
4.3 强度校核
弯应力σ= M/W=31.507×106 ÷281800=111.81N/m m 2<f=160N/mm2
剪应力τ=(V?S)/(I?t)=(24055?1616000)/(22540000?12)=14.37N/m m 2<f=90N/mm2
5 千斤绳强度计算。
起吊钢丝绳 19.5mm–6×37+1-170 16m/根 2根，共作四头，最大起重量为5t。钢丝绳破断拉力Q＝19.6t。单头受力S＝N/4×2÷√3＝1.44t。故钢丝绳安全倍数K＝Q/S＝13.6＞6。符合要求。
四、在吊脚手架制作方面
派专业技术人员对制作人员进行交底，并全程监控专用吊脚手架的选材、拼装及焊接过程，在脚手架完成后进行125%负载试验，最后由履带吊将其吊装上锅炉顶部横梁后焊接牢固。
由于吊脚手架的搭设工作全部在地面完成，并由吊车进行吊装工作，相对传统的炉膛脚手架搭设，大幅度减少了高空作业，从而有效避免了施工人员高空坠落这一安全隐患。
本次吊装式脚手架双排脚手架的构造：步距h=1.8米，纵距la=1米，横距lb=1.05米。
五、总结
本次专用吊脚手可在同类型锅炉重复使用，吊脚手架的制作并不影响锅炉安装进度，可在空余时间制作。在脚手架耗材方面：专用吊脚手架相比传统脚手架的脚手架及扣件耗材量大大减少。在安全施工方面：专用吊脚手架可在地面搭设，吊机吊装，吊脚手架的高空安装及拆除所需要的工时极少。因此，使用吊脚手架可大量减少脚手架搭设人员在高空施工作业的人数，并有效缩短脚手架搭设人员在高空作业的时间，成功避免了高空坠落这个重大危险源。
论文作者:徐劲光
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/5
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