现浇箱梁满堂支架方案(最终)

省道S303线巴朗山隧道工程TJ1合同段

小魏家沟中桥

现浇箱梁满堂支架施工方案

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华通路桥集团有限公司巴朗山项目部

二○一三年三月

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目 录

1编制依据 .................................................................................... - 3 - 2工程概况 .................................................................................... - 3 - 3现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求 ...................................... - 3 - 4现浇箱梁支架验算.................................................................... - 3 - 4.1荷载计算 ........................................................................... - 4 - 4.1.1荷载分析 .................................................................. - 4 - 4.1.2荷载组合 .................................................................. - 4 - 4.1.3荷载计算 .................................................................. - 5 - 4.2结构检算 ........................................................................... - 6 - 4.2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算 ............ - 6 - 4.2.2箱梁底模下横桥向方木验算 ................................. - 9 - 4.2.3底模板计算 ............................................................ - 10 - 4.2.4侧模验算 ................................................................ - 11 - 4.2.5立杆底座和地基承载力计算 ............................... - 12 - 4.2.6支架变形 ................................................................ - 14 - 5支架搭设施工要求及技术措施 ............................................. - 15 -

5.1模板支架立杆、水平杆的构造应符合下列要求 . - 15 - 5.2满堂模板支架的支撑设置应符合下列规定 ......... - 16 - 5.3支架拆除要求 ........................................................... - 16 - 5.4支架预压及沉降观测 ............................................... - 17 - 6安全防护措施 .......................................................................... - 18 -

6.1安全防护措施 ........................................................... - 18 -

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小魏家沟中桥现浇箱梁满堂支架及模板施工方案

1编制依据

1.1省道S303线巴朗山隧道工程两阶段施工图设计文件

1.2 参考《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《混凝土工程模板与支架技术》、《路桥施工计算手册》、《桥梁支架安全施工手册》

2工程概况

小魏家沟中桥起止点桩号为K99+069～K99+163,设计为4-22m预应力连续箱梁，桥宽9m，桥长94m。计算跨度为4×22m，边支座中心线至梁端0. 5m，0#、4#桥台边支座横桥向中心距分别为4.85m、4.5m，中支座最大横桥向中心距4.80m。

箱梁顶宽9.0m，箱梁底宽5.5m。顶板厚度20～50 cm，腹板厚度40～80cm，底板厚度25～50cm。全桥在端支点设2个端横梁、中支点设3个中横梁，其中端支点端横梁厚100cm，中横梁厚150cm。采用满堂支架法现浇施工。

3现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求

采用扣件式钢管脚手架搭设，立杆配有可调托撑。立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设15×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，其中在墩顶端横梁间距为0.25m、在跨中部位间距为0.3m。模板用厚15mm的优质竹胶合板，横板边角用4cm厚木板进行加强，防止出现波浪形，影响外观。

采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×90cm支架结构体系，支架纵横均设置剪刀撑，其中纵横桥向斜撑每1.8m设一道。

4现浇箱梁支架验算

以墩顶端横梁最大截面预应力混凝土箱形连续梁处为例，对荷载进行计算及对

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其支架体系进行检算。

4.1荷载计算 4.1.1荷载分析

根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式： ⑴ q1—— 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

⑵ q2—— 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计

算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。

⑶ q3—— 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其

下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。

⑷ q4—— 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 ⑸ q5—— 新浇混凝土对侧模的压力。

⑹ q6—— 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。

⑺ q7—— 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：

满堂钢管支架自重 立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距 60cm×60cm×90cm 4.1.2荷载组合

模板、支架设计计算荷载组合 荷载组合 模板结构名称 强度计算 刚度检算 支架自重q7的计算值(kPa) 3.38 可编辑

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底模及支架系统计算 侧模计算 4.1.3荷载计算

⑴ 箱梁自重——q1计算

⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺ ⑸＋⑹ ⑴＋⑵＋⑺ ⑸ 根据现浇箱梁结构特点，取B－B截面（中支点横梁两侧）具有代表截面进行箱梁自重计算，并对截面下的支架体系进行检算，首先进行自重计算。

① B-B截面（中支点横梁两侧）处q1计算

根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=10.3885-0.775*2=8.84m2,则： q1 ＝

WγcA268.84=＝37.62kPa B6.11B 取1.2的安全系数，则q1＝37.62×1.2＝45.14kPa

注：B—— 箱梁底宽，取6.11m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

⑵ 新浇混凝土对侧模的压力——q5计算

因现浇箱梁采取水平分层以每层25cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=18℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力

q5=PmKrh

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K为外加剂修正数，取掺外加剂K=1.2 当V/t=1.2/18=0.067＞0.035

h=1.53+3.8V/t=1.53+3.8*0.067=1.78m q5=PmKrh1.2251.7853.4KPa 4.2结构检算

4.2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算

本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算。 ⑴ 中支点横隔梁两侧B-B截面处

在中支点横梁，钢管扣件式支架体系采用60×60×90cm的布置结构，如图：

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①、立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为90cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=35.7kN（路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N］=35.7kN）。

立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×45.14=16.25KN

NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN

ΣNQK=0.6×0.6(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+3.38)=2.297KN

则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（16.25+0.36）+0.85×1.4×2.297= 22.67KN＜［N］＝35.7kN，强度满足要求。

②、立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。

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Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。 长细比λ＝L/i。

L—水平步距，L＝0.9m。

于是，λ＝L/i＝57，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.829。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距； MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38 us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：us=1.2 w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN La—立杆纵距0.6m； h—立杆步距0.9m，

故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.0536KN

W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得： W=5.08×103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝22.67×103/（0.829×489）+0.0536×106/（5.08×103）＝66.47 KN/mm2≤f＝205KN/mm2 计算结果说明支架是安全稳定的。

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4.2.2箱梁底模下横桥向方木验算

本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm方木，方木横桥向跨度在中支点截面处按L＝60cm进行受力计算。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松等力

q(KN/m)底模下横桥向方木受力简图q(KN/m)尺寸单位：cm学性能优于杉木的木材均可使用。

0.10.12Sm＝1.2510－4m3

80.10.13Im＝8.33106m4

12方木材质为杉木，［δw］=11MPa［δτ］=17MPa E=9000MPa⑴ 中支点B-B截面处

按中支点截面处3米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝60cm进行验算。 ① 方木间距计算

q＝(q1+ q2+ q3+ q4)×B＝(45.14+1.0+2.5+2)×3=151.92kN/m M＝(1/8) qL2=(1/8)×151.92×0.62＝6.8kN·m W=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3

则： n= M/( W×［δw］)=6.8/(0.000167×11000×0.9)=4.1(取整数n＝4

根)

d＝B/(n-1)=3/3=1m

注：0.9为方木的不均匀折减系数。

经计算，方木间距小于1m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，

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方木间距d取0.3m，则n＝3/0.3＝10。 ② 每根方木挠度计算

方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4 则方木最大挠度：

fmax=(5/384)×

［［(qL4)/(EI)］］=(5/384)×=5.54×10-4m＜(265.8×0.64)/(12×9×106×8.33×10-6×0.9)l/400=0.6/400=1.5×10-3m (挠度满足要求) ③ 每根方木抗剪计算

QSmqlSm265.80.61.2510－4τ=＝1.11 MPa＜［τ］=1.7MPa

nImb122Imb1228.3310－60.10.9符合要求。

4.2.3底模板计算

箱梁底模采用竹胶板，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化（偏于安全）如下图：

竹胶板底模及支撑系统简图q(kN/m) 25（30）

（或30）2510×10cm横桥向方木底模验算简图q(kN/m)尺寸单位：cm可编辑 -------------精选文档-----------------

通过前面计算，横桥向方木布置间距分别为0.3m和0.25m时最不利位置，则有：

竹胶板弹性模量E＝5000MPa

方木的惯性矩I=(bh3)/12=(1.0×0.0153)/12=2.8125×10-7m4 ⑴ 5－5截面处底模板计算 ① 模板厚度计算

q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(83.1+1.0+2.5+2)×0.25=22.15kN/m

ql222.150.2520.173KNm 则：Mmax=88模板需要的截面模量：W=

M0.1733.207105m2

3[W]0.90.96.010模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：

6W63.207105 h=0.0139m13.9mm

b1因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 ② 模板刚度验算

fmax=

ql422.150.254＝4.810－4m67128EI1285102.812510＜0.9×0.25/400m=6.25×10-3m

故，挠度满足要求。 4.2.4侧模验算

根据前面计算，分别按10×10cm方木以25cm和30cm的间距布置，以侧模最不利荷载部位进行模板计算，则有：

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⑴ 10×10cm方木以间距30cm布置 ① 模板厚度计算

q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)×0.3=16.41kN/m

ql216.410.320.185KNm 则：Mmax=88模板需要的截面模量：W=

M0.18553.42610m2

3[W]0.90.96.010模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：

6W63.426105 h=0.0143m14.3mm

b1因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 ② 模板刚度验算

ql416.410.34－4＝7.3810m＜0.9×0.3/400m=7.5×10-3m fmax=67128EI1285102.812510⑵ 10×10cm方木以间距25cm布置 4.2.5立杆底座和地基承载力计算

⑴ 立杆承受荷载计算

60(90)cm60(90）cm可编辑

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在中支点两侧立杆的间距为60×60cm，每根立杆上荷载为：

N＝a×b×q＝ a×b×(q１+q2+q3+q4+q7)

＝ 0.6×0.6×(４５.１４+1.0+1.0+2.0+３.３８)=１８.９１kN ⑵ 立杆底托验算

立杆底托验算： N≤Rd

通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为：

N＝a×b×q＝ a×b×(q1+q2+q3+q4+q7)

＝ 0.6×0.6×(４５.１４+1.0+1.0+2.0+３.３８)=１８.９１kN

底托承载力（抗压）设计值，一般取Rd =40KN; 得：１８.９１KN＜40KN 立杆底托符合要求。 ⑵ 立杆地基承载力验算

地基薄弱地段分层换填隧道弃渣并碾压密实，根据经验及试验，地基承载力达到[fk]= 200～250Kpa（参考《建筑施工计算手册》。

立杆地基承载力验算：

N≤K·fAdk

式中： N——为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；

Ad——为立杆底座面积Ad=15cm×15cm=225cm2；

按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力：

N18.91840KPa＜Ad0.0225f＝5800KPa，底拖下砼基础承载力满足要求。

cd底托坐落在15cm砼层上，按照力传递面积计算：

2A(20.15tg4515）0.2025m2

fk为地基承载力标准值；

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试验锤fk(Kpa3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 105 145 190 235 280 325 370 435 515 600 680 K调整系数；混凝土基础系数为1.0 按照最不利荷载考虑：

N18.91KN=93.38KPa≤K·[fk]=1.0×235KPa A0.2025m2经过计算，地基处理要求贯入试验垂击数必须达到11下。

将混凝土作为刚性结构，按照间距60×60cm布置，在1平方米面积上地基最大承载力F为:

F＝a×b×q＝ a×b×(q1+q2+q3+q4+q7)

＝ 1.0×1.0×(４５.１４+1.0+1.0+2.0+３.３８)=５２.５２kN，即５２.５２kpa．

则，F＝５２.５２kpa＜[fk]=1.0×235Kpa 经过地基处理后，可以满足要求。 4.2.6支架变形

支架变形量值F的计算：F＝f1＋f2＋f3 ①f1为支架在荷载作用下的弹性变形量

由上计算每根钢管受力为１８.９１KN，φ48mm×3.5㎜钢管的截面积为489mm2。

于是f1=б×L/E

б＝１８.９１÷489×103＝３８.６７N/mm2 ， 则f1＝３８.６７×10÷（2.06×105）＝１.８８mm。 ②f2为支架在荷载作用下的非弹性变形量

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支架在荷载作用下的非弹性变形f2包括杆件接头的挤压压缩δ1和方木对方木压缩δ2两部分，分别取经验值为2mm、3mm，即f2＝δ1＋δ2＝5mm。

③f3为支架地基沉降量计算：

支架地基沉降量按《GBJ7-89规范》推荐地基最终沉降量公式计算： f3=Ssi1nP0(ziaizi1ai1) ESi地基最终沉降量计算

压缩层范围内各土层压缩模量加权平均值ESP为：

ESP7.01.56.21.56.6N/mm2

3因4i1n故支架变形量值F为:F＝f1＋f2＋f3=3.28+5+6.31=14.59mm。

5支架搭设施工要求及技术措施

现浇箱梁支架采用满堂扣件钢管脚手架搭设。支架顶部设置顶托，顶托上设纵梁和横梁，其上铺设梁体模板。支架纵横向设置剪刀撑，以增加其整体稳定性。支架采用同种型号钢管进行搭设，剪刀撑、纵向和横向水平杆等同步搭设。

上报监理检查，经监理同意后，进行支架预压：按箱梁重量120%、模板重量及施工荷载组合，确定压载系数，采用砂袋均匀布设堆压于支架上进行堆载预压，预压前在底模和地基上布好沉降观测点，对支架预压及沉降观测。

5.1模板支架立杆、水平杆的构造应符合下列要求 (1)每根立杆底部应设置底座或垫板。

(2) 严格按照设计尺寸搭设，立杆步距不得大于设计要求，并应设置纵横水平拉

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杆。

(3) 确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求。 (4)钢管脚手架要排列整齐和顺直，并要及时设好纵横水平拉杆、剪刀撑等。 (5)确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的。

5.2满堂模板支架的支撑设置应符合下列规定 (1)立杆应按设计纵横向间距设置，不得改变间距。 (2)剪刀撑应纵横设置，按设计间距布置，不得遗漏。 (3)满堂模板支架剪刀撑应由底至顶连续布置。

(4)支架拼装时要求随时检查横杆水平和立杆垂直度外，还应随时注意水平框的直角度，不致使脚手架偏扭，立杆垂直度偏差小于0.25％，顶部绝对偏差小于0.05m。

5.3支架拆除要求

(1)支模的拆除必须经验算复核并符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）及其它有关规定，严格控制拆模时间，拆模前必须有拆模申请及经审批。

(2)质检拆除时应遵循先上后下，后搭先拆，一步一清的原则，部件拆除的顺序与安装顺序相反，严禁上下同时进行，拆除时应采用可靠的安全措施。

(3)卸料时应由作业人员将各配件逐次传递到地面，严禁抛掷。

(4)运至地面的构配件应及时检查、整修与保养，清除杆件及螺纹上的沾污物，变形严重的，送回修整；配件经检查、修正后，按品种、规格分类存放，妥善保管。

(5)拆除杆件时，要互相告知，协调作业，已松开连接的杆部件要及时拆除运出，避免发生误扶误靠。

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5.4支架预压及沉降观测

支架搭设完后，为保证箱梁浇注混凝土后满足设计的外形尺寸及拱度要求，采取对支架预压的方法以消除变形，具体做法如下：

⑴、设置沉降观测点

支架搭设、立模作业程序完成后，每跨向1/4跨、1/2跨、3/4跨、及前后两支点处设置支架沉降观测截面，每个观测截面沿横向对称设置3个观测点，从而形成一个沉降观测网。

观测点采用吊尺法测量，即在观测点位箱梁底模底部打入一铁钉，测量时将钢卷尺吊在铁钉上进行观测。另外对应于支架沉降观测截面，在地基处理后的基础混凝土表面同样设置地基沉降观测点，以测量在预压过程中的地基沉降量。

⑵、加载预压及卸载

支架加载预压采用砂袋法进行。箱梁的底腹板和翼板模板铺设完成后，在翼板模板边缘堆积砂袋。砂袋的总重量为箱梁自重的120%。

加载采取分级进行，使加载过程尽量符合浇混凝土的状态。本桥加载可分三级进行，每级加载为总压载量的1/3，共加载3次。第一次加载模拟箱梁底板、腹板钢筋绑扎完成，钢绞线及各种模板和加固措施安装完毕后的荷载；第二次加载模拟底板、腹板砼浇筑安装完成后的荷载；第三次加载模拟顶板砼浇筑完成后的荷载。

全部加载后，不可立即卸载，需等压一段时间（一般24～72h）并在地基沉降稳定后，再逐级卸载，卸载后再观测1次，卸载前后的差值可认为是地基及支架的弹性变形，在安装箱梁底模时设预拱度以消除之。卸载完成后即可按加载顺序浇筑混凝土。

⑶、沉降观测

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沉降观测应贯穿于加载及卸载的整个过程，在开始加载前必须进行首次观测，作为沉降观测的零点，接着加上第一次荷载，加载后立即再观测，得出施加第一次荷载后的瞬间沉降；施加第二次荷载前再观测，然后施加第二次荷载并立即观测，得出施加第二次荷载后的瞬间沉降；施加第三次荷载前再观测，然后施加第三次荷载并立即观测，观测工作在预压时间内一直进行，一直到沉降趋于稳定。加载及卸载必须在整个预压范围内分级进行，在一个连续的预压范围内不得分成几段后逐段一次加载或卸载到位。每级加载及卸载均应进行测量并详细记录，预压结束卸载完成后，根据沉降观测记录，结合预拱度计算，确定模板高度。

实施过程：

① 准确计算各施工区段的箱梁、模板、支架自重，以确定各施工区段的加载重量。

① 根据试验数据，绘制纵、横向的弹性变形和非弹性变形图，确定弹性变形调整值。

③ 加载试验结束后，请有关人员进行检查，确定安全，可行性签证后，方可进行下道工序施工。

6安全防护措施 6.1安全防护措施

为杜绝重大事故和人身伤亡事故的发生，把一般安全事故减少到最低限度，确保施工的顺利进行，特制定如下防护措施：

(1)成立以项目经理为组长的安全管理、协调小组，严格执行项目经理部制订的相关管理制度，加强对工人的安全教育，提高职工的安全生产素质，并设专职安全员。

(2)利用各种宣传工具，采取多种教育形式，使职工牢固树立“安全第一”的思

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想，不断强化安全意识，建立安全保证体系，使安全管理制度化，教育经常化。在下达生产任务时，必须同时下达安全技术措施。检查工作时，必须同时检查安全技术措施执行情况。总结工作时，必须同时总结安全生产情况，提出安全生产要求，把安全生产贯穿到施工的全过程。

(3)认真坚持执行定期安全教育、安全讲话、安全检查制度，设立安全监督岗，充分发挥安全人员的作用，对发现的事故隐患和危及工程、人身安全的事项，作到立即处理，做出记录，限期改正，落实到人。

(4)架子作业人员必须佩戴安全带并站稳把牢，在架子上传递,放置杆件时应注意失衡闪失；剪刀撑及其它整体性拉杆应随架子高度的上升及时安装,以确保整架稳定；搭设中应统一指挥,协调作业；确保支架结构的尺寸。杆件的垂直度和水平度,各节点构造和紧固程度符合施工规范要求；禁止使用材质,规格不符合要求的杆配件。

(5)起重指挥应站在能够照顾全面的地点,信号要统一、准确；严禁任何人员在起重臂和吊起的重物下面停留或行走；起重物件应使用交互捻制的钢丝绳,有打结、变形、断丝和锈蚀的钢丝绳应及时按规定降低使用标准或报废；起吊物件应合理设置溜绳。

(6)搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。在脚手架上进行电、气焊作业时，有防火措施和专人看守。

(7)当有六级以上大风和雨天气时停止脚手架的搭设和拆除作业，雨后穿防滑鞋作业。

(8)脚手架搭设时地面设有围栏和警戒标志，并有专人看守，严禁非操作人员入内。

(9)支架拆除设专人指挥，施工人员统一有序进行，并配好相应的安装全防护用

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