福建跨高速公路大桥工程连续梁施工安全防护方案含详细计算书Word下载.docx
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3#墩墩位处于高速公路右侧山体边坡坡脚，该处植被较发育，夹杂灌草丛。
4#墩墩位位于农田地带，地势起伏较平坦开阔。
2.2.2工程地质特征
表层为粉质黏土，灰黄色，黄褐色，硬塑，σ0=150kPa，土石等级Ⅱ；
桥孔地层分类：
可塑；
其下依次为粗角砾土，黄褐色、灰黑色，中密，饱和，σ0=350kPa，土石等级Ⅲ；
软石；
云母石英片岩，褐黄色、灰褐色，W4，σ0=200kPa土石等级分类Ⅲ；
硬塑；
云母石英片岩，褐灰色、W3，σ0=400kPa，土石等级分类Ⅳ；
下伏基岩为云母石英片岩，青灰色夹灰白色，W2，σ0=600kPa，土石等级分类Ⅳ；
软石。
2.2.3地震动参数
地震动峰值加速度<
0.05g。
特征周期为0.35s。
2.2.4水文地质特征
水文成果（桥位处）：
F=1.4597km2，Q1%=37.586m/s。
2.2.5气候特征
XX雨量充沛，日照充足，夏长冬短，四季分明。
冬季少雨无严寒，春季阴湿多雨水，夏季炎热多台风，秋季天晴日照足。
全年平均气温在19～19.9℃，最热月（七月）平均气温为32～34℃，极端最高气温41.8℃，最冷月（一月）平均气温为9.7℃，最低气温零下9.7℃左右。
年平均降雨量为1653mm，多东南风，间有东北风和西南风，最大风速高达40m/s。
2.3工期安排
根据总体施组安排，3#、4#墩桩基础同时施工，承台及墩柱均共用一套模型，从2011年1月20日开始至2011年6月30日结束，共计162天；
梁体施工从2011年7月1日开始至2012年3月9日完成，共计251天，具体安排如下：
表2.3连续梁施工计划
序号
项目
施工时间段
天数
备注
1
平整场地、安全防护
2011.1.1～2011.1.19
19
2
钻孔桩施工
2011.1.20～2011.3.31
71
冲击钻施工按6天/根，考虑春节影响5天
3
基坑开挖及检桩
2011.4.1～2011.4.15
15
开挖及等强度10天，凿桩头3天，检桩1天
4
承台施工
2011.4.16～2011.5.15
30
每个承台15天（钢筋绑扎、冷却管安装6天，立模调整3天，浇筑混凝土1天，等强3天，拆模2天）
5
墩身、垫石施工
2011.5.16～2011.6.30
46
钢筋绑扎7天，立模调整2天，混凝土浇筑1天，等强、拆模7天；
垫石绑钢筋及立模1天，混凝土浇筑1天
6
0#块施工
2011.7.1～2011.8.15
场地硬化3天，支架搭设4天，预压5天，0#块外模安装调整8天，支座安装、钢筋绑扎、预应力管道安装10天，内模、端模安装调整2天，混凝土浇筑1天，等强5天，张拉压浆2天，拆模2天
7
1#块挂篮安装
2011.8.16～2011.9.30
45
从芹口特大桥调挂篮30天，挂篮安装9天，预压3天
8
1#～8#及10#块施工
2011.10.1～2012.1.28
120
1#～8#块每9天一段（钢筋绑扎1天，内模安装、混凝土浇筑1天，等强5天，张拉压浆1天，挂篮滑移、调模1天）；
10#块施工完成后等强期间拆除挂篮
9
边跨合拢段施工
2012.1.29～2012.2.17
20
支架安装、立模调整3天，钢筋绑扎、临时固结安装5天，混凝土浇筑1天，等强5天，张拉压浆2天，拆除临时固结落梁2天
10
中跨合拢段施工
2012.2.17～2012.3.9
立模调整1天，钢筋绑扎、临时固结安装2天，混凝土浇筑1天，等强并拆除挂篮5天，张拉压浆7天
三、跨高速公路施工防护措施
3.1总体防护措施
为了保证既有线的行车和产权单位的设备安全，在钻孔桩基施工前先于设备管理部门和产权单位进行联系，提前探明地埋光电缆的具体位置和数量，以便更好的对其进行改移或保护，同时也防止和杜绝了盲目施工造成重大安全事故。
对于侵占的排水沟采用临时改沟，待施工完毕再恢复。
钻孔桩施工过程中严格控制钻头冲程，确保振动对高速公路路基边坡的损伤。
同时加强对泥浆的监管，以防止对高速公路排水系统、设施等造成影响。
在4#墩承台施工过程中，为保证高速公路边坡稳定性，拟采取钢板桩加固基坑进行施工防护。
在挂蓝外侧设置安全防护，将挂蓝设计为封闭形式，确保施工时人员及材料安全；
对已经施工完毕的梁段，在两翼位置安装钢护栏，并安装防护网，另外当悬臂梁施工到高速公路上面时，设置防护棚架，防止施工时施工人员以及材料的坠落等。
悬臂梁浇筑到合拢段时，后浇筑完成的挂篮回退一定距离，先浇筑完毕（准备好前移）挂篮前移就位，进行合拢段施工。
施工完毕后，挂篮回退到高速公路范围外的0#块顶进行拆除。
挂篮回退时，提前与高速公路管理部门协商，局部需要限速或者绕行施工，确保高速公路的正常运营。
3.2钻孔桩施工防护
3#、4#墩桩基础共有钻孔桩22根，采用冲击钻施工。
为保护公路路基安全，现场只设计小型的泥浆循环池，并尽量远离公路结构物，所有泥浆均拉运到指定的弃碴场，不污染高速公路内的环境。
钻孔桩灌注过程中现场设置泥浆车，随时进行泥浆的抽运。
钻孔桩护筒打入深度根据实际地质情况确定，护筒底部打穿易坍塌土层，防止出现塌孔事故，特别是靠近公路路基边坡的桩基施工，施工过程中如出现特殊情况，立即上报高速公路管理中心，研究加固处理措施。
3.3承台施工防护
3#、4#主墩承台平面尺寸均为1230×
920cm，高300cm。
根据现场实际测量放样结果显示，4#主墩承台基坑侵占部分路基边坡。
因此，为保证高速公路行车的绝对安全，在4#墩承台基坑开挖前采用钢板桩进行加固防护。
3.3.1钢板桩安全检算
3.3.1.1地质资料
本墩位基坑开挖深度h=4.5m，从地质勘探资料显示，基础开挖处土层自上而下分别为素填土、粉质粘土及全风化硬塑花岗岩：
素填土重度γ=16.5KN/m2；
内摩擦角
，粘聚力
，层厚1.5m；
粉质粘土重度γ=18.8KN/m2；
，层厚2m；
花岗岩重度γ=20KN/m2；
，按层厚5.5m算；
考虑施工荷载，取地面均布荷载q=20KN/m2，
3.3.1.2结构参数
围堰钢板桩采用拉森Ⅲ型钢板桩，每延米桩墙的截面模量W=1600cm3，其截面宽400mm,高145mm，重60kg/m，允许应力取[δw]=180Mpa,桩长9m。
3.3.1.3钢板桩检算
3.3.1.3.1拉森桩入土深度计算
⑴开挖土层范围内土体力学指标取加权平均值。
平均黏聚力C=（1.5×
7+2×
12+5.5×
20）/9=16.06kPa；
平均重度γ=（1.5×
16.5+2×
18.8+5.5×
20）/9=19.15kN／m3；
平均内摩擦角ψ=（1.5×
12+2×
15+5.5×
20）/9=17.6。
；
则，Ka=
Kp=
yq=
式中：
Ka为主动土压力系数；
Kp为被动土压力系数。
主动土压力：
eAq=q·
Ka=10.8KN/m2,eAh=γhKa=46.53KN/m2
则，pb=eAq+eAh=57.33KN/m2
⑵钢板桩被动土压力修正系数K采用内插法求得：
K=1.50，钢板桩土压力强度等于0的点距挖土面的距离y。
y。
=
=1.32m
⑶按简支梁计算等值梁的支点反力。
eAc=γhcKa=15.51KN/m2
根据弯矩平衡条件，有∑Mc=0，
则，P0=70.16KN。
根据支点反力平衡条件，有∑Q=0，
=84.36KN。
⑷板桩墙上土压力强度等于0的点距离桩底距离x=
最小入土深度理论值to=yo+x=4.43m。
由于等值梁法计算是偏于安全的，因此选择9m长的拉森板桩是满足要求的。
3.3.1.3.2钢板桩稳定性验算
板桩入土深度除保证本身的稳定性外．还应保证基坑底部在施工期间不会出现隆起和管涌现象。
⑴坑底隆起验算：
抗隆起安全系数K=
≥1.2
q为地面均布荷载；
τ为地基土不排水剪切的抗剪强度,28kPa；
为平均重度；
h为开挖深度。
由验算结果可知。
坑底不会发生隆起现象。
⑵抗管涌验算：
抗管涌安全系数K=
≥1.5
h’为地下水位至坑底的距离,取3.6m；
t为最小入土深度，；
为土的浮重度，取9.15KN/m3；
为地下水的重度，取10KN/m3。
由验算结果可知，坑底不会发生管涌现象。
⑶钢板桩强度检算
钢板桩所受最大弯矩Mmax,最大弯矩处即为剪力为0处，设剪力等于0处距桩顶为x1，则
计算得：
x1=3.75m
Mmax=
钢板桩所受最大弯矩
<
[δw]=180Mpa
因此，满足要求。
⑷钢板桩围檩检算
因本工程为单层支撑，围檩所受荷载qk=Rc=84.36kN／m。
选用I36a工字钢，W=875cm3。
按简支梁计算，最大弯矩Mmax=ql2／8=84.36×
3.352／8=118.34kN·
m。
[δw]=180Mpa,满足要求。
⑸撑杆检算
由
得：
R=84.36×
（3.35+3.35）/2=282.61kN。
惯性半径
长细比λ=lo／i=3.35/0.14=23.3，查表《钢结构设计规范》附录C，按b类截面计算，系数取0.959，
自重弯矩Mmax=ql2／8=0.6×
92／8=6.08kN·
m
满足要求。
3.3.2承台基坑施工防护步骤
承台基坑开挖时，首先利用全站仪准确定出承台基坑中心线、轴线方向及四周护桩。
用白灰放出钢板桩施工边线，考虑施工操作空间，钢板桩围堰尺寸为承台设计尺寸周边再外放100cm。
整理、平整施工场地，压路机压实，留出足够场地用于堆放钢板桩、布设吊插机具。
钢板桩围堰选用拉森III型钢板桩，每根长9米，打桩机械采用50T履带吊配合DZ60型振动锤及200KW专用（三相220V）发电机施工。
钢板桩插打采用单独打入法，即从承台基坑的一角开始，按顺时针方向依次逐块打设钢板桩，直至打设完毕。
施工时，首先用改装挖机配合振动锤将钢板桩吊至插点插打，每根钢板桩一次打入。
因为第1、2号桩可以起样板导向作用，所以打入位置和方向要确保精度，1、2号桩每打入2米应测量一次，用经纬仪控制。
在钢板桩合龙时，视情况采用异型钢板桩在转角处合龙。
插打时，除在锁口内涂润滑油以减少锁口的摩阻力外，同时在锁口的下端打入木楔，防止沉入时泥沙堵塞锁口。
钢板桩打设完成以后，为加强钢板桩墙的整体刚度，沿钢板桩墙长度方向设置支撑围檩，支撑围檩采用I36a工字钢，横撑沿承台长度方向布一道，横撑采用I36a工字钢，围堰四个角采用I36a工字钢做斜撑。
基坑全断面开挖，主要采用机械开挖，人工配合修整。
如基坑内渗水较多，为防止基础被水浸泡，应在基坑一角设置一个集水坑，将基坑内积水汇集到集水坑用水泵排出坑外。
用机械开挖基坑，挖至坑底时，应保留约30cm厚度的底层，然后采用人工挖至基底标高，以确保准确开挖到设计标高。
若发生超挖时，严禁回填，超挖部分作为垫层处理。
3.4挂篮防护措施
悬灌梁在施工时，XX高速公路，梁部施工不占用行车道路，但对于施工中采用的挂篮的四周进行全面的封闭，封闭材料采用木板及围网等，具体可参见图3.4所示。
主要作用是严防施工过程中有物体坠落。
在下横梁两侧的底模纵梁，最外侧各有两根，从最外侧底模纵梁边缘起，自上而下挂聚乙烯密目网（网目密度不低于800目／100cm2），外侧用安全防护网罩住，密目网及安全网要与顶底部底模纵梁、顶部挂篮横梁等绑扎牢固，防止自行脱落。
施工时，将底模与已经成型的梁段结合约10cm左右，尽量将模板前移，以加强前部的工作面。
确保钢筋工程、混凝土工程以及预应力张拉等的工作面。
不足的部分，在底模前端纵梁上铺设10cm*10cm，长度为7m的方木，方木的外侧垂直于底模纵梁方向按照30～50cm间隔铺设长度为50cm左右10cm*10cm截面积的方木，形成底部支撑骨架，其上再铺设5cm厚的木脚板，形成工作面。
底模底部结合两侧以及前端的防护情况，在下横梁以及底模纵梁上设置一些吊点，用木板、篷布及安全防护网组合成防护吊棚将下部封严。
要求防护网有足够的强度，并且施工时安全防护网的各个挂点要牢固，施工时要有专人随时检查，随时进行调整。
对于已经成型的梁端，在设计的钢栏杆位置，用φ48mm钢管搭设防护栏杆，竖直向钢管的高度80～100cm，间距为1.2m，并在其内侧安装防护密目网，在其外侧适当的位置挂防护网，加强防护措施，确保施工安全。
图3.4挂篮施工防护图
3.5防护棚架设置
3.5.1布置形式及时间
3.5.1.1主体结构形式
防护棚架主体采用Φ400mm钢管立柱与I36a工字钢搭设，上部满铺1220*2440*12mm竹胶板，棚架限高5.5m，延线路方向设置两跨，每跨14.5m，总跨度29m，防护棚顶面沿线路大里程方向设置1%的纵向排水坡，延高速公路方向总长30m，设置棚架两侧设置防撞墩及限高、限宽标志，详见附图二《连续梁中跨与高速公路位置关系图》及附图三《棚架结构图》。
防护棚架立柱采用直径400mm壁厚1cm的钢管柱，布置三排，分别位于高速公路两侧护栏处及中央绿化带顶部，纵向间距按3m布置；
顶部沿纵向铺设I36a工字钢，横向用I36a工字钢跨过，斜向间距0.6m。
棚顶部满铺12mm厚竹胶板防护。
两侧土路肩处钢管柱基座中预埋钢板，钢板尺寸为：
50cm×
50cm，厚度8mm，四角打φ18孔，钢板底部焊接两根几字形φ16钢筋；
中间隔离带处钢管柱基座采用骑马凳式卡在隔离带水泥墩上，钢板尺寸为：
60cm×
100cm×
2cm，四角打φ18孔，隔离带上部在夯实土层后，铺设塑料薄膜，再浇筑40cm厚，100cm长的C20的混凝土，钢板固定采用四角预埋φ16钢筋（其中50cm预埋在土层中）待钢板安装后搭接固定，钢板预埋时应保证顶部平整。
钢管柱与基础采用螺栓联接。
3.5.1.2布置时间
根据工期安排，防护棚架从中跨施工1#块时开始设置，施工结束后及时拆除。
计划布置时间2011年8月至2012年3月底，共计8个月。
3.5.2防护棚安全检算
3.5.2.1设计荷载
永久荷载标准值：
竹胶板自重：
0.2kN/m；
I36a工字钢自重：
0.6kN/m；
可变荷载标准值：
按吊装时施工人员及设备集中荷载2.5kN进行验算。
由于施工期间天气状况良好、无大风及雪灾、在施工范围内汽车减速行驶，因此，雪荷载、风荷载及气流均不计。
3.5.2.2竹胶板强度检算
竹胶合板厚度为12mm，垂直间距0.47m，故按简支跨0.47m计算,验算跨中最不利抗弯强度和挠度。
取单位宽度1m的面板作为计算单元。
面板的截面抵抗矩W=100×
1.2×
1.2/6=24.0cm3；
截面惯性矩I=100×
1.2/12=14.4cm4；
1.荷载计算
面板抗弯强度设计值f=12.5N/mm2；
由于施工时所有荷载不会加载于同一块竹胶板，故面板强度满足要求!
2.挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，故其作用效应的线荷载计算如下：
面板最大容许挠度值:
面板弹性模量:
E=4500N/mm2；
3.5.2.3横跨I36a工字钢强度计算
I36a工字钢斜交于XX高速方向摆放，每跨的跨度为14.5m，斜间距为0.6m，其上满铺12mm厚竹胶板。
计算荷载包括了竹胶板的自重和I36a工字钢的自重。
考虑1.5的安全系数后，工字钢承受的均布荷载q=1.2kN/m。
工字钢I36a截面性质：
d＝10mmIx＝15800cm4A=76.48cm2Wx＝875cm3Sx＝515cm3
E＝2.1×
105N/mm2G＝0.6kN/m[σ]＝170Mpa[τ]＝100MPa
计算简图如下：
图2剪力分布图
图3弯矩分布图
根据上述图示分析，工字钢的弯矩分布图如图3所示，跨中附近的最大负弯矩为31.54kN.m，最大剪力为8.7kN。
1.应力计算
3.5.2.4纵向I36a工字钢强度计算
单孔钢管柱之间工字钢横跨高速公路方向摆放6榀，跨度为14.5m。
沿高速公路纵向每隔3m设Φ400×
10mm钢管立柱。
计算荷载包括了横跨I36a工字钢自重和12mm厚竹胶板，换算得到纵向I36a工字钢承受的上部集中力F=8.7kN。
纵向I36a工字钢最大负弯矩为0.67kN.m，最大剪力为0.9kN。
根据上述图示分析，工字钢的弯矩分布图如图3所示，跨中附近的最大负弯矩为15.66kN.m，最大剪力为17.4kN。
5.2.2.5φ400×
10mm钢管柱的强度计算
由于纵、横向I36a工字钢通过点焊连接，纵向I36a工字钢卡在钢管柱凹槽内，保证其不发生面外失稳，不需要对其进行稳定计算。
根据上述计算得到钢管柱最大竖向反力为Nmax=18.3kN，该力即为中间立柱的最大轴向力。
1.构件的应力
2.结构的稳定计算
φ400×
10mm钢管柱的长度为5m，已知钢管柱d=380mm；
D=400mm
将钢管柱简化为一端固定,一端自由的压杆,查表可知:
μ=2，则:
，查表可知:
ψ=0.736
则:
［σ］st=ψ［σ］=0.736×
100=73.6MPa
Pcr=A［σ］st=12252.2×
10-6×
73.6×
106=901.8KN
钢管柱所受的最大压力为:
Pmax=Rmax+G自=246.5+5×
120.83×
10/1000=252.5KN＜Pcr
5.2.2.6立柱基础检算
立柱基础分别置于XX高速公路两侧土路肩及中央隔离带。
基础施工前采用静力触探对基底的承载能力进行测定，确保承载力不小于250KPa。
取两侧立柱基础为检算对象（横断面尺寸：
长×
宽×
高=1×
0.8×
0.6m）；
基础顶与高速公路路面顶平齐，预埋钢板尺寸为0.5×
0.5×
0.01m，钢板与钢管采用螺栓连接。
由《桥规》知：
因此，满足受力要求。
但是，考虑到基础地处于土路肩上，为防止雨水冲刷等造成影响，保证立柱稳定，钢管立柱基础采用浇筑成整体条形基础（横断面尺寸：
高=32×
1m）。
3.5.3防护棚施工步骤
3.5.3.1钢管支撑的基础施工
先施工高速公路两侧土路肩处的钢管柱支撑混凝土基础，施工时不影响交通行车。
施工前先放样出基础位置，采用人工开挖基坑后夯实基底，木板支立模型，灌注C20混凝土，并在基础内预埋500×
500×
10mm钢板、M16地脚螺栓，以备将来与钢管柱底部焊接钢板连接。
施工位于中央分隔带的钢管支撑基础时，先人工开挖4个探坑，探明地下管线的具体位置；
以便开挖时保护中央分隔带下的地下管线。
人工开挖条形基础基坑，开挖后及时对基底进行夯实处理。
基坑施工完后立即铺设塑料薄膜灌注混凝土并预埋钢板。
在进行混凝土基础的施工过程中需短时间封闭右半幅车道，采取交通导流措施，所有右行车辆导流到左半幅车道进行行车，按规定设置交通管制标志信号。
3.5.3.2钢管柱的安装
钢管柱基础施工完成后，等混凝土强度达到要求后，利用25T吊车安装钢管立柱。
钢管柱之间采用[12.6槽钢作为剪刀撑加固。
每排钢管柱顶面各设置一道I36a工字钢支撑梁，钢管柱顶开槽，槽口尺寸以支撑梁能嵌入钢管柱为宜。
钢管柱与纵向工字钢、横向工字钢与纵向工字钢之间通过焊接连结牢固，保证整体稳定性。
钢管柱与基础采用预埋地脚螺栓连接，吊装中央分隔带的钢管柱需要占用高速公路的右半幅车道。
封闭右半幅车道、右半幅车辆禁止通行，所有右行车辆导流到左半幅车道进行行车，按规定设置交通管制标志信号。
并在钢管柱粘贴反光膜，施工时做好安全防护工作。
3.5.3.3横跨梁的拼装及架设
待所有的钢管柱安装完成后进行横跨I36a工字钢的架设，由一台25T吊车配合进行左、右幅横跨梁的架设：
架设右半幅横跨梁时，吊车占用右半幅车道，同时封闭右半幅车道，右半幅车道所有车辆禁止通行，所有右行车辆导流到左半幅车道进行行车。
架设左半幅横跨梁时，吊车占用左半幅车道，同时封闭左半幅车道，左半幅车道所有车辆禁止通行。
所有左行车辆导流到右半幅车道进行行车。
3.5.3.4安装横跨梁上附
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