施工场区高压线绝缘隔离防护体系施工设计研究

苏春波 吴 倩

（1.滨州市建筑施工安全监督站 山东 滨州 256600；2.山东万鑫建设有限公司 山东 淄博 255000）

1 工程概况

春申君临天下工程，地下车库建筑面积48000m2，车库基坑四周由于场地狭小， 办公室及职工宿舍只能搭设在10kV高压线正下方，经过实际测量高压线与临时房屋屋顶垂直距离为3.2m， 为满足 《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46－2005）4.1.6 条外电线路防护要求， 通过施工设计研究，确定在临时房屋屋顶满铺50mm 厚架空防护木板，作为绝缘隔离防护措施，并在临设南边做隔离防护支架。

2 材质技术性能

2.1 钢梁技术性能

会议室及办公室大开间无山墙区域设置16# 槽钢梁，且无锈蚀麻孔、弯曲等质量缺陷。

2.2 钢管技术性能

采用外径48mm，壁厚3.0mm 钢管，钢管应符合现行国家标准 《直缝电焊钢管》GB/T13793－2008 中规定的Q235 普通钢管技术性能要求。 不得使用有严重锈蚀、弯曲、压扁及裂纹的钢管。

2.3 扣件技术性能

采用可锻铸铁制作的扣件，其材质性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831-1995）的规定，不得有裂纹、气孔、舒松、砂眼等锻造缺陷，扣件的规格应与钢管相匹配，贴和面应平整，活动部位灵活。

2.4 木杆技术性能

防护隔离支架上部4.5m 高度范围采用杉木杆搭设，其大头直径≥120mm，小头直径≥80mm，侧向弯曲≤3mm/m，不得使用有腐朽、霉变、虫蛀、折裂、枯节的木材。 材质必须符合现行国家标准 《木结构设计规范》GB50005,TC13B 级材质强度规定。

2.5 防护木板技术性能

临时设施上部采用≥50mm 厚落叶松木板铺满做绝缘防护，不得使用有腐朽、霉变、虫蛀、折裂、枯节的木材。 材质必须符合现行国家标准 《木结构设计规范》GB50005,TC13B 级材质强度规定。

3 防护与隔离体系施工图

4 施工技术要点

4.1 立杆下地基施工方法

立杆下放置100*100 钢垫板， 并用直径14 膨胀螺栓与混凝土地面固定牢固，钢管与钢垫板焊接牢固。

4.2 支架体系搭设方法

按照支架体系施工布置图， 先搭设纵向外墙地面扫地杆、纵向水平杆和落地立杆及连墙件，然后搭设屋面板上部扫地杆、立杆、纵横向水平杆及卸载斜杆，并与落地部分支架连接牢固。

钢管立杆采用对接扣件接长，圆木立杆和水平杆采用搭接接长，其搭接长度应≥1.0m,采用双股12# 钢丝连接，钢管立杆与圆木立杆搭接≥1.5m, 立杆垂直度按≤L/500， 且≤40mm 控制。

4.3 竖向剪刀撑搭设

在南北纵墙落地支架上搭设与地面夹角为45°～60°的竖向连续剪刀撑，确保支架体系的整体稳定性。

4.4 扣件螺栓拧紧

用于支撑体系杆件连接的扣件螺栓均采用专用长臂扳手分两次拧紧，使其扭力矩达到40N·m 及其以上，并采用扭力矩电子测试仪监测。 经拧紧后有劈裂的扣件必须及时更换，并作废品标示处理。

4.5 防护木板铺设

防护木板采用50mm 厚落叶松木板铺设，并使其拼缝严实，表面平整，并采用四股12# 镀锌铁丝将木板与支架上部水平杆件连接牢固。

4.6 避雷引下线设置

采用Φ12 圆钢做避雷引下线， 沿落地钢管立杆设置，间距3.2m,上部与钢管立杆双面焊接，焊口长度≥10d（d 为引下线钢筋直径），下部埋入地下1.5m 与3 根成三角形布置的4m长度Φ48 埋地钢桩焊接连接，然后回填土夯实，并在避雷引下线埋地开槽区域， 地面以下200mm 处设置2 层1.5mm 厚度SBS 绝缘层。

4.7 塔吊控制

塔机运行过程， 吊斗高度在防护支架顶端高度以下时，吊斗外边缘距离防护支架东侧或西侧≮3m，吊斗高度在防护支架顶端高度以上时，吊斗外边缘距离防护支架≮2m，严禁撞击防护体系和防止吊物坠落破坏防护体系导致高压线损坏。

5 支架体系施工检查验收

严格按照 《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46－2005），《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130－2001），《木结构设计规范》（GB50005－2003）和《钢结构设计规范》（GB50017－2003）进行检查验收。

6 绝缘防护支架结构设计验算

6.1 设计参数

防护支架体系上满铺防护木板， 木板自重标准值：0.35kN/m2，高压线绝缘防护支架搭设最大高度H：4.0m；立杆纵距la：3.0m；立杆横距lb：2.7m，采用斜杆进行卸载将其跨度一分为二，横向水平杆跨度1.35m；水平杆最大步距h：2m；钢管均采用采用Φ48×3.0mm； 在6.0m 房间 （房间宽度大于3.0m，小于6.0m）中间立杆的下方设置16# 槽钢。在防护体系上方考虑1kN 的冲击荷载

6.2 南北向水平钢管承载力验算

6.2.1 强度验算

M1=0.107ql2+0.25Fl=0.107×1.134×1.352+0.25×1.5×1.35=0.727kN·m

钢管抗弯强度设计值f=205N/mm2

钢管强度满足要求!

6.2.2 挠度验算

结论：满足要求！

6.3 槽钢梁承载力计算

6.3.1 强度验算

槽钢钢梁按简支梁计算，计算跨度L=5.1m

6m 长16# 槽钢自重标准值:q1=0.172kN/m

槽钢梁最大弯矩Mmax=1/8ql2+0.25Fl =0.125×1.34×5.12

+0.25×1.5×5.1=6.27kN·m

槽钢梁抗弯强度满足要求！

6.3.2 挠度验算

槽钢梁的最大容许挠度值: 6200/250 =24.8mm；

最大变形ωmax= 10.26mm＜24.8mm，满足要求!

7 隔离防护支架结构设计验算

7.1 红皮云杉木立柱计算

7.1.1 风荷载计算

基本风压按山东淄博市50 年一遇风压值采用，ω0=0.4kN/m2。 防护支架计算高度H=8.5m，按地面粗糙度B 类，风压高度变化系数μz=1.0。

7.1.2 计算风荷载体形系数μs

单排架无遮拦体形系数：μst=1.2φ=1.2×0.16=0.192

7.1.3 无遮拦多排模板支撑架的体形系数计算

风荷载标准值ωk=μzμsω0=1.0×0.38×0.4=0.152kN/m2

7.1.4 风荷载产生的弯矩标准值计算

7.1.5 轴向力计算

平均直径0.1m 的云山圆木防护支架高度4.5m, 每米立杆分担自重标准值0.16kN/m。

轴向力按下列各式计算取最大值：0.9×1.35×[（0.16×4.5+0.35×3×1.5+ 1.4×（0.116/3）]=2.85kN；

7.1.6 立柱稳定性验算

按照长细比查表得到轴心受压立柱的稳定系数Φ=0.594；

立柱稳定性满足要求!

7.2 扣件式钢管立柱计算

7.2.1 风荷载计算

基本风压按山东淄博市50 年一遇风压值采用，ω0=0.4kN/m2。 防护支架计算高度H=5.5m，按地面粗糙度B 类，风压高度变化系数μz=1.0。

7.2.2 计算风荷载体形系数μs

单排架无遮拦体形系数：μst=1.2φ=1.2×0.067=0.08

7.2.3 无遮拦多排模板支撑架的体形系数计算

风荷载标准值ωk=μzμsω0=1.0×0.16×0.4=0.064kN/m2

7.2.4 风荷载产生的弯矩标准值计算

7.2.5 轴向力计算

0.9×1.35×[（0.21×4.5+0.35×3×1.5+ 1.4×（0.087/3）]=3.11kN；

7.2.6 立柱稳定性验算

按照长细比查表得到轴心受压立柱的稳定系数Φ=0.594；

立柱稳定性满足要求!

8 风荷载作用下架体抗倾覆验算

8.1 风荷载标准值计算

支架节点处的集中荷载设计值：ω=1.4×ωk×la×h=1.4×0.152×3×1.5=0.96kN

8.2 架体抗倾覆验算

架体自重作用下产生的抗倾覆力矩Mr1=（（8.5×2+1.5×7+3×7）×0.033+7×2×0.01）×4.2=7.3kN.m

防护体系自重产生的抗倾覆力矩Mr2=（0.35×3×5.1+（5.1×2+1×3）×0.033+6×0.01）×4.2=24.6KN.m

抗倾覆力矩Mr=7.3+24.6=31.9kN.m，M0＜Mr，抗倾覆验算满足要求。