外脚手架方案1

脚手架方案

第一章． 工程概况

1．本工程为北大科技园孵化中心一期工程，采用全现浇框架---剪力墙结构。 2．本工程地下二层，地上主体十二层，高度45m，局部十四层。 3．建筑场地属Ⅱ类场地，基本风压为0.385kN/m2。

4．外装修为石材幕与玻璃幕相结合，干挂石材有保温时为160mm厚，无保温时为140mm厚；悬挑脚手架设置必须满足外装修的施工要求。

第二章． 材料配备

一． 悬挑构架材料的技术要求

1．钢管杆件

钢管外径48mm、壁厚3.5mm；其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中的规定。钢管上严禁打孔；

作为脚手架杆件使用的钢管必须进行防锈处理：即对购进的钢管先行除锈，然后内壁擦涂两道防锈漆，外壁涂防锈漆一道和面漆两道。 2．悬挑用工字钢和架子管扣件

铸铁不得有裂纹、气孔；不宜有疏松、沙眼或其他影响使用性能的铸造缺陷；并应将影响外观质量的粘沙、浇冒口残余、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净；扣件表面应进行防锈处理。

当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm；扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm；扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣件时接触良好。

悬挑用工字钢梁采用18号工字钢，其各项力学性能经查为：惯性矩1.66×107mm4，净截面抵抗矩1.85×105mm3，钢梁截面面积3.06×103mm2。悬挑工字钢与立杆的纵向间距相同,也按1.5m一跨布置,全部用量约420根左右。 3．脚手板

脚手板使用材质不低于国家Ⅱ等材标准的杉木或松木，不得有超过允许的变

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形和缺陷。

脚手板厚度不小于50mm，板宽200～300mm，重量不大于30kg；两端用12号镀锌钢丝捆紧，禁止使用有扭纹、破裂和横透疖的木板。

二．悬挑梁及杆配件用量

根据悬挑脚手架跨数、立柱总数、搭设高度、步距、立杆纵距概算杆配件用量如下表：

序次 1 2 计算项目 工字钢 长杆总长度 L 3 小横杆数 N1 4 直角扣件数 N2 5 对接扣件数 N3 6 旋转扣件数 N4 7

脚手板面积 S m2 1100 个 4800 个 15900 个 48280 根 12400 单位 m m 双排脚手架 340 63550 第三章． 脚手架设计方案

一． 构造形式和尺寸

外脚手架采用多层悬挑双排脚手架的型式，整个外脚手架分两次进行悬挑。一、二、三、四层结构施工时外脚手架从首层悬挑临时架子（详见方案），从第三层结构顶板上用18号工字钢进行悬挑外架的搭设。第一次悬挑从第三层顶板至第八层顶板，沿第九层楼板往上进行第二次悬挑，第二次悬挑至第十二层，最

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高处至第十四层。每两层均用架子管沿斜向上和水平方向进行悬挑，以达到层层卸荷的目的。悬挑工字钢与结构的连结采用在混凝土楼板上预埋两根φ16的圆钢，圆钢的每端锚固长度按规范的要求不小于20d即32cm，然后将工字钢套入其中。工字钢的另一端与钢丝绳联结，方法是在距工字钢端头10cm的中间位置处设置一直径14mm的孔，穿φ12圆钢焊成封闭拉环双面焊缝不少于6cm，然后将钢丝绳从中间穿过，钢丝绳的上端的作法是在埋件上焊接直径为16mm的圆钢，然后在将钢丝绳从中间穿过即可。预先在混凝土中埋好埋件，然后焊接套环。站立杆与工字钢的连接采用在工字钢上焊同径48的钢管短管，然后用一字扣件与站杆锁紧。为了减少工字钢荷载对混凝土梁的压应力，在工字钢与梁之间布置5cm×10cm的短木方，具体方法如下图： 1． 平面布置 立杆纵向间距为1.5m，横向间距为1.2m。内立杆距梁外皮均按300mm设置，如后附图所示。 3 2． 竖向布置

步距按1.5m考虑，卸料平台处另行处理（见附图）

二． 主要构造措施

1． 立杆 立杆采用483.5钢管；每根立杆底部设置在工字钢悬挑梁上。立杆的对接

扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，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小于500mm；各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3（400mm）；立杆顶端高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。 2． 纵、横向扫地杆

纵向扫地杆采用直角扣件固定在距工字钢上皮150mm处的立杆上。横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆上方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高出的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不低于1m。

3． 纵向水平杆

纵向水平杆设置在立杆内侧，长度不小于三跨（5m左右）；纵向水平杆接长采用对接扣件；上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，不同跨或不同步二个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm，接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3(500mm)。纵向水平杆作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在横向水平杆下方。 4． 横向水平杆

主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣紧且严禁拆除。靠墙一端的外伸长度不大于500mm。横向水平杆二端均应用直角扣件固定在纵向水平杆上。任何情况下均不得拆除作为基本构架结构杆件的小横杆。 5． 剪刀撑与横向斜撑

剪刀撑沿脚手架两端和转角处起，每7根立杆（6跨约9m）设一道，沿架高连续布置。斜杆与地面的倾角在45~60之间；斜杆接长采用搭接，搭接长度

不小于1m，采用不少于两个旋转扣件固定。剪刀撑的斜杆两端用旋转扣件与脚手架立杆或大横杆扣紧。在其中间加设2~4个扣结点。旋转扣件中心线至主节点

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距离不大于150mm。

同一节间由底至顶层呈之字型连续布置横向斜撑。除拐角设横向斜撑外，中间每隔6跨设一道。 6．连墙件

连墙件采用与柱子抱箍和设置拉环的形式， 连墙件应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，并靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；连墙件设置时，要确保杆件间的连接可靠。必须保持立杆的垂直度要求，避免拉固时产生变形。

连墙杆应水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不能采用上斜连接。拉环与外立架拉接。连墙件按三步两跨设置。

在搭设脚手架时连墙件应与其他杆件同步搭设，在拆除时，应在其它杆件拆到连墙件高度时最后拆除连墙件。最后一道连墙件拆除前，先设置抛撑再拆连墙杆，以确保稳定性。 7． 护挡和脚手板

护挡和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧，上拦杆上皮高度为1.2m，挡脚板高度取200mm，中栏杆居中设置。脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120~150mm；脚手板设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m，可采用二根横向水平杆支承，但应将脚手板二端与其可靠固定，严禁倾翻。严禁出现伸出小横杆以外大于20cm的探头板。

8．挑扩作业面

施工中遇有阳台、挑篷及其它突出墙角构造的限制，使内立杆距外墙面≥600mm时采用加设斜撑杆挑支构造向内扩宽作业面，如下图示：

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每层一挑，施工一个层高后，拆除转入上层，以节约钢筋和减少悬挑部分荷载，保证悬挑脚手架稳定性。设挑扩作业面的双排脚手架应适当加强连墙点设置。连墙点尽量设置在A点到B点的高度段内。

9．上人斜道

在东北角和东南角处，附着外脚手架设两处之字型斜道。斜道自上而下设连墙件，连墙件设置在斜道转向节点处或斜道的中部竖线上，脚手板支承跨度0.8m；脚手板顺铺，采用平接，接头部位用双横杆，间距200～300mm；斜道上每隔250～300mm设置防滑条一道。斜道两侧和休息平台设挡脚板和栏杆，栏杆高1.2m，挡脚板高200mm。

10．挑檐脚手架

遇屋顶檐口将脚手架向外挑出，如图示；防护栏杆高出檐口1.5m；斜杆与脚手架扣接点不少于3个；所有杆件绑扎必须用双钢丝扣。

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第四章． 设计计算书

初选脚手架的设计尺寸为：φ48×3.5钢管，立杆纵距La=1.5m，立杆横距Lb=1.2m，步距h=1.2m，连墙件为二步三跨，脚手板为木脚手板，内立杆距墙200mm，250 mm，470 mm不等。悬挑钢梁用18号工字钢。架子的安全与稳定性由两个因素所决定，一是架子管的稳定，二是悬挑钢梁的安全性。故对该施工外架的计算应分两个步骤进行：

架子管部分：

一．立杆稳定性计算 1．验算底部双杆截面

按照规范要求，多层悬挑外架一般不超过25m，本工程设计外架由第八层到第十四层最高不超过25m。为保险起见，计算时脚手架的高度取为25m，其它的计算参数确定如下表：

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序次 1 2 3 4 5 6 7 荷载计算： 1)恒载的标准值Gk

Gk=Hi(gk1＋gk3)＋n1Lagk2

式中Hi—立杆截面以上的架高（m）

gk1—以每米架高计的构架基本结构杆部件的自重计算基数（kN/m） gk2—以每米立杆纵距La计的作业层面材料的自重计算基数（kN/m） gk3—以每米架高计的外立面整体拉结杆件和防护材料的自重计算 基数

n1—同时存在的作业层设置数

由《施工手册》中表5-7查得gk1=0.1427kN/m；由表5-14查得gk2=0.3484kN/m；由表5-15查得gk3=0.0768kN/m。 则有：

a. 用于结构作业时，

Gk=25×(0.1427＋0.0768)＋1.5×0.3484 =6.0101kN

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参数名称 搭设高度 步距 立杆纵距 立杆横距 立杆截面积 立杆截面抵抗矩 立杆回转半径 符号 H H La Lb A W I 参数值 序次 8 9 10 参数名称 挡风面积 迎风面积 基本风压 符号 An Aw W0 fc Hw Lw Ad 参数值 25m 1.2m 1.5m 1.2m 489㎜2 5.08×103㎜3 2.7㎡ 2.7㎡ 0.385kN/m2 0.205kN/mm2 2.7m 11 钢材抗压强度设计值 12 13 连墙件竖距 连墙件横距 4.5m 15.8㎜ 14 立杆基础截面积 0.5㎡ b. 用于装修作业时，

Gk=25×(0.1427＋0.0768)＋2×1.5×0.3484 =6.5327kN

2)活载（作业层施工荷载）的标准值Q k

Q k=n1Laqk

由《施工手册》中表5-16查得q k=1.8kN/m(结构作业时)和qk=1.2kN/m(装修作业时)；则有： 用于结构作业时，

Q k=1.5×1.8=2.7kN

用于装修作业时，

Q k=2×1.5×1.2=3.6kN

3)风荷载的标准值Wk

Wk=Lawk wk=0.7μsμzw0

=An/Aw=2.7/2.7=1

查表5-6得μs=1.3φ=1.3；由《建筑结构荷载规范》表6.2.1中查得μz=0.80（离地面5m）。则有：

wk=0.7×1.3×0.8×0.385=0.28 Wk=1.5×0.28=0.42 4)脚手架整体稳定性验算 ①确定材料强度附加分项系数γ因组合风荷载，取γ

m’

m’=1.5607

②计算轴心力设计值N’

N’=1.2(NGK+NQK) 将GK和QK的数值代入得到： 用于结构作业时，N’=1.2（6.0101+2.7）=10.452kN 用于装修作业时，N’=1.2（6.5327+3.6）=12.160kN ③计算风荷载弯矩MW MW=0.12qwkh2 式中qwk即Wk，h为步距,则:

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MW=0.12×0.42×1.22=73kNmm

④确定稳定系数φ

查表5-20（用插入法）得μ=1.53，λ=μh/I=1.53×1.2/0.0316=58.1 由表5-22查得φ=0.825 ⑤验算稳定：

N'MWfcAW0.9'

m 将fc和'm的数值代入上式，得到：

fc.205kN0.9'0m0.91.56070.146mm2

用于结构作业时，

N'MW10.452730.02014fc.146kNAW0.82548910.161030.9'0mmm2

用于装修作业时，

N'MW12.16073037327fc0.146kNAW0.82548910.161030.0.9'mmm2

因此，与工字钢交接处钢管的底部截面验算满足立杆整体稳定性要求。

二．扣件抗滑承载力计算

由《施工手册》查表得直角旋转扣件的承载力设计值Rc8kN

脚手板自重标准值0.35kN/m2,施工荷载标准值为3kN/m2（结构作业时）。纵横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值：

R0.351.51.231.51.23.015kNR22C8kN

满足要求。

三．连墙件计算

连墙件按三步两跨设置，连墙件的作用覆盖面积SwLwhw

风荷载引起的连墙件轴压力设计值为：

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Nw1.4SWwK1.40.2552.74.54.338kN

由脚手架平面外变形在连墙件中引起的轴压力NS取5kN。 连墙件所受的轴压力为：

NlNWNS4.33859.3382

M12螺栓强度

f3.1460.20523.17kNNl9.388kNf23.17kN

满足要求。

横向水平杆、纵向水平杆、脚手板因为在控制跨度和控制荷载内，故可不计算。

悬挑钢梁部分：

悬挑钢梁的计算可以分两步进行：首先计算钢梁在楼板外部分的受力情况，然后再计算钢梁在楼板内的受力情况。 一．钢梁楼板外的受力

受力简图先假设按楼板内的受力稳定，钢梁在楼板内的部分在拉环、楼板混凝土、抗滑钢筋的共同作用之下看作刚性固定点，则外部受力的简图如下图所示： （1）钢丝绳的力为N，架子管的立杆传到钢梁上的力为F，则钢梁最远端的位移应等同与在荷载F作用下产生的位移与N作用下产生的位移之差，也等于钢丝绳的延长距离在反力方向上的投影，于是可得到：

pzNz （1-1）

式中 ΔP—钢挑梁外端在荷载作用下产生的位移（mm） δ— 端部在外力作用下的变形模量（mm/N） Nz—钢梁外端在钢丝绳的作用下的垂直分力（N） ΔNz—钢丝绳的拉长距离在反力方向上的投影（mm） zNlcEAccos

式中 N—钢绳内力（N）

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lc—钢绳长度（mm）

E—钢丝绳的弹性模量（N/mm2） Ac—钢丝绳的截面面积（mm2） α—钢丝绳与墙面的夹角N=Nz/cosα 按结构力学公式，在不考虑钢丝绳拉力的情况下：

pFl3Fla2(lla3)3EI2EI 式中 F—集中荷载（N）

l—钢挑梁长度（mm），为2100mm E—钢挑梁的弹性模量（N/mm2）

I—钢挑梁的惯性矩（mm4）

la—内侧的集中荷载与墙面的距离（mm），为800mm δ=

l33EI

将上述各式代入式（1-1），得

3laFl3Fla(l)3 Nz3EI2EIlc （1-2）

l3EAc3EI 12

Ny=N·sinα （1-3） 验算挑梁拉弯强度：

NAnMxrxwnxMyrywnyf （1-4）

式中 N—轴心拉力（N） An—钢梁截面面积（mm2）

Mx，My—绕x轴y轴的弯矩（N·mm）

本工程中由上部脚手架传下的力F=1.216×104N，考虑安全系数的作用，取安全系数为1.5，则计算时F=1.5×1.22×104=1.83×104N 挑梁工字钢的验算：

钢梁采用18号工字钢，查GB706-88可知：惯性矩Ix=1.66×107mm4，净面积抵抗矩Wx=1.85×105mm3，截面面积A=3.06×103mm2。

钢丝绳采用φ10的绞丝绳，其截面面积A=89.45mm2，其长度l0=

210023400210023996mm3，E=2.1×105N/mm2，则有：

210037 3x32.11051.66108.86104(mm/N)

p Nz1.831032.110541500371.8310430052(150030037)6.234(mm)1.66106.23422.1101.66100.5710(N)4

37162.1105

89.4548.86104 N0.5710cos0.57103400399640.67310(N)4

NyNSIN0.673104210039963.5310(N)3

按结构力学公式，钢挑梁最大的弯矩：

Mmax(1.83102.4210740.673410)21001.831064460010.98103.51810(Nmm)7

钢挑梁的最大内应力：

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3.53103.0610333.51810751.21.85101.1541.584102159.6(N/mm2)

159.6≤215N/mm2

钢丝绳的强度验算应按下列式子进行：

NAn4MxrxWnxMyryWnyf （1-7）

本工程中

2.1410113.041.89102N/mm2f1.5710N/mm32满足要求。

钢丝绳的一端穿过焊在埋件的两个拉环中，拉环采用16的钢筋，其抗拉强度大于钢丝绳的抗拉强度，故只需验算其焊缝的强度即可： fNhelwfwf （1-8）

式中 N—平行于焊缝长度方向的轴力，此处取NZ和Ny的较大 值1.96×104N。 he—焊缝的有效厚度（mm） lw—焊缝的有效长度（mm）

f—沿焊缝长度方向的剪应力（N/mm2）

fwf—焊缝的抗剪设计强度（N/mm2）

本工程中的单个拉环的焊缝有效长度为100mm，有效厚度取为5mm，查施工手册231页表2-68得焊缝的设计强度为125N/mm2，则有： 二．钢梁楼板内的受力

刚挑梁在水平方向受到的分力有使其沿水平方向向里运动的趋势，所以在工字钢的后部楼板混凝土上插入两根直径18mm的螺纹钢筋，为满足工字钢不水平移动的条件，需验算钢筋的拉剪强度：

1.96104f2100519.6125N/mm2

满足要求。

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Ny/nAfv （1-5）

式中 Ny—轴向拉力（N） n—钢筋根数

—锚筋的剪应力（N/mm2）

fv—锚筋的抗剪设计强度（N/mm2）

A—锚筋的截面面积（mm2）

工字钢的底部混凝土受到工字钢的巨大压力，因此还需要计算其是否能够满足要求：

Fl1.5fcAln （1-6）

式中 Fl—局部荷载设计值（N）

fc—混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2） Aln—混凝土局部承压净面积（mm2） β—混凝土受压净面积（mm2）

本工程中工字钢的锚筋采用两根18钢筋，A=201.1mm，代入（1-5）中：

8.65710201.13Ny8.657103N，n=2，

2

/20.02210N/mm32fv满足要求。

2.14×104 ≤1.5×94×2000×30=8.46×106N，满足要求。

由于伸入梁内的工字钢为0.9m，故假定其在外架力F和拉环力N作用下保持稳定，则受力图为上图所示，支点为混凝土楼板边（事实上距板边内的一部分混凝土也承受压力，但为了计算方便暂取板边为支点，因此实际中的N值应小于后面所算的结果）。 15 由静力学得：

(1200+800)NZ+900N=（800+1200+800）F=2800×1.83×104 ∴N=4.43×104N

N由两个Φ16的拉环提供，其拉应力为： =

4.43104201455.09N/mm2≤215N/mm2（施工手册230页表2-67），满足。

由以上计算知，该方案能够满足安全生产的要求，可以在施工中实施。

第五章． 脚手架施工

一.脚手架搭设

1、 搭设作业程序

搭设工字钢和焊管 自角部起依次向两边竖立底立杆,底端与纵向扫地杆扣接固定后、装设横向扫地杆并与立杆固定(固定立杆底端前，吊线确定立杆垂直)，每边竖起3-4根立杆后，装设第一步纵向平杆（与立杆扣接固定）和横向平杆（小横杆靠近立杆并与纵向平杆扣接固定），校正立杆垂直平杆水平后，拧紧扣件螺栓，形成构架起始段 依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完毕，交圈后，全面检查构架质量和是否符合设计要求 设置连墙件

搭设第二步、第三步 随搭设过程设置 连墙件及剪刀撑 装设作业层间横杆、铺脚手板、装设作业层栏杆、挡脚板及采取围护、

封闭措施。

2、搭设作业注意事项

1）、底立杆采用不同长度钢管作为立杆（3-6m杆）。搭设立杆的垂直偏差不大于架高的1/300（17mm），并同时控制其绝对偏差值不大于100mm。同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/250，且不大于50mm。 2）、严禁将外径51mm与外径48mm 的钢管混合使用。

3）、开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况查处拆除；连墙件与剪刀撑要及时设置，不得滞后两步。 4）、杆件端部伸出扣件长度为100-150mm。 5）、顶排连墙件之上的架高不得超过两步。

6）、剪刀撑的斜杆与构架杆件之间连接不得少于三道，斜杆的对接或搭接接头部

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位有一道连接。

7）、周边脚手架的纵向平杆必须在角部交圈，交汇形成的小错台处脚手板固定牢固。

8）作业层的栏杆与挡脚板设置在立杆内侧，满足对接、搭接要求。 二．脚手架使用规定

（1）、在架板上堆放的标准砖不得多于单排立码3层；砂浆和容器总重不得大于1.5kN施工设备单重不得大于1kN，使用人力在架上搬运和安装的重量不得大于2.5kN。

（2）、作业人员在架上的最大作业高度以可以进行正常操作为度，禁止在架板上加垫器物或单块脚手板以增加操作高度。

（3）、在作业中，禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件。确因操作要求需要临时拆除时，必须经主管人员同意，采取相应弥补措施，并在作业完毕后，及时恢复。 三．

拆除

（1）在工程完工后，拆除架子管前必须完成以下工作：

〈1〉全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求。 〈2〉根据检查结果，补充完善施工组织设计中的拆除顺序，经主管部门批准

方可实施。

〈3〉拆除安全技术措施，应由单位工程负责人逐级进行技术交底。 〈4〉清除脚手架上杂物及地面障碍物。 （2）拆除必须符合以下要求：

〈1〉拆除顺序应逐层由上而下进行，严禁上下同时作业。

〈2〉所有连墙件应随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再

拆除脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应临时增设连墙件加固。

〈3〉当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度（约6.5m）时，应先在适当

位置搭临时抛撑加固，后拆连墙件。

〈4〉当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应先设置

连墙件和横向支撑加固。

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（3）卸料必须符合以下要求：

〈1〉各构配件必须及时分段及时集中运至地面，严禁抛扔。

〈2〉运至地面的构配件必须按规定的要求及时检查整修与保养，并按品种、

规格随时码放，置于干燥通风处，防止锈蚀。

〈3〉拆除脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作

人员入内。

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