高架桥梁立柱无脚手架安全专项方案.docx

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高架桥梁立柱无脚手架安全专项方案

S6公路新建工程8标

立柱无脚手架安全

专项施工方案

编制：

审核：

上海城建（集团）公司

S6公路8标项目经理部

2011年4月

目录

1工程概况3

2编制依据4

3、立柱概况4

4、立柱无脚手架施工7

4.1方案概述7

4.2立柱施工工艺流程图7

4.3模板设计及验算8

4.4模板安装16

4.5操作平台设计及验算16

4.6操作平台的安装及拆除19

4.7登高设施20

5安全生产保证措施21

5.1安全生产保证体系21

5.2安全生产组织措施22

5.3安全生产措施24

6应急预案24

6.1应急领导小组24

6.2安全用电、防火预防措施及应急预案25

6.3高空作业防坠落措施及预案26

1工程概况

S6公路新建工程8标的工程范围是外环立交，主要包括主线S、N线，WS、SW、WN、SN、NS匝道。

表1-1立交匝道线路分布表

序号

线路

部位

长度（m）

备注

1

S主线

S主线（桥梁）

1853

2

S主线（道路）及拼接段

324.409

含地面桥1座

3

N主线

N主线（桥梁）

1376

4

N主线（道路）及拼接段

684.177

含地面桥1座

5

立交匝道

WS匝道（桥梁）

336.7

含连续钢箱梁2跨

6

SW匝道（桥梁）

949.8

含连续钢箱梁2跨

7

WN匝道（桥梁）

145

8

NS匝道

NS匝道（桥梁）

768.2

含蕴藻浜大桥（1座）

9

NS匝道（道路）及拼接段

512.061

含钢管拱桥1座

10

SN匝道

SN匝道（桥梁）

917

含蕴藻浜大桥（1座）

11

SN匝道（道路）及拼接段

516.646

桥梁部分主线上行线S线起讫点桩号为K9+592.293～SK11+445.112，全长约为1853m，其中跨现状S20外环线采用两跨（55+55）m跨径连续钢箱梁；

主线下行线起讫点桩号为K9+580.482~NK10+956.831，全长约为1376m；

WS匝道长336.7m；SW匝道长949.8m；WN匝道长145m；

SN匝道长917m，其中跨现状S20外环线采用两跨（56.125+52）m跨径连续钢箱梁，跨蕰藻浜采用挂篮法施工预应力连续箱梁，跨径组合为（55+90+55）m，桥宽13m；

NS匝道长768.2m，跨蕰藻浜采用挂篮法施工预应力连续箱梁，跨径组合为55+90+55，桥宽13m。

外环立交NW、EN、NE匝道及SN、NS、WN匝道余下部分为远期预留匝道，不包括在本次工程范围内。

地面道路部分分别位于桥梁落地点至外环线顺接处，其中上行线S线起讫点桩号为SK11+445.112～SK11+765.521，全长为324.409m（包括300m与外环线S20拼接段段）；主线下行线起讫点桩号为NK10+956.831~NK11+641.008，全长为684.177m（包括400m与外环线S20拼接段段），跨卢泾和浏中河采用地面桥，跨径分别为22m和42m；SN线起讫点桩号为SNK0+000～SNK0+206.646，全长为206.646m，以及与外环线S20拼接段长310m；NS线起讫点桩号为NSK1+765.858~NSK1+967.919，全长为202.061m，以及与外环线S20拼接段长325m。

2编制依据

1.《S6公路新建工程8标施工图》

2.《S6公路新建工程8标施工招标文件第二卷技术规范》

3.《S6公路新建工程8标施工招标文件》

4.《S6公路新建工程8标施工招标补充文件》

5.《S6公路新建工程8标施工合同》

6.国家和交通部现行有关标准、规范、导则、规程、办法等，主要有：

（1）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

（2）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-2004）

（3）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）

（4）《混凝土结构施工质量验收规范》（GB50205－2001）

（5）《工程测量规范》（GB50026—2007）

（6）上海市地方标准《公路工程施工质量验收规范》DGJ08-119-2005

（7）《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003

7、施工安全管理规范、规程及规定

（1）《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001；

（2）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；

（3）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

（4）当地建筑主管部门及电力行业关于建筑施工现场安全管理的文件及规定。

8、业主下发的《安全、质量、文明施工控制要点》

3、立柱概况

表3-1立柱参数汇总表（不含蕴藻浜大桥）

类型

所在线路/数量

高度范围/m

合计

S

N

NS

SN

SW

WN

WS

A

16

7

3

3.835

~

12.547

23

B2

4

2

8.818

~

9.889

6

C

31

25

12

19

1

1

2.081

~

12.302

89

D1

15

24

4

0.847

~

11.37

43

D2

5

2

1

4.615

~

9.379

7

F

2

10.083

~

10.82

2

G

1

1

7.415

~

8.031

1

H

31

3

12

8.485

~

18.437

47

H1

2

2

1

1

2

1

1

3.429

~

10.876

10

J

3

6.73

~

8.352

3

M

6

6.177

~

8.727

6

哑铃型

8

8

~

10

蕴藻浜大桥

桩柱式

4

4

~

5

地面桥

桩柱式

4

4

~

5

管线桥

本标段高架桥及地面桥立柱共有14种类型，其中A型立柱为双柱墩加连系梁，立柱断面尺寸为1.50m*1.60m；B2型立柱为双柱墩加连系梁，立柱断面尺寸为1.80m*1.80m；C型立柱为双柱墩加连系梁，立柱断面尺寸为1.35m*1.50m；D1型立柱为单柱墩，立柱断面尺寸为1.50m*1.80m；F型立柱为单柱墩，立柱断面尺寸为2.00m*2.50m；G型立柱为单柱，截面尺寸为5.4*2.0m，H、H1型立柱下节柱为单柱墩，立柱断面尺寸为1.50m*1.80m，上节为3.66m高喇叭型立柱。

J型立柱为花瓶瓶型，截面尺寸为1.75*2.5m，蕴藻浜大桥主墩哑铃型尺寸为6.5m*3.0m，管线桥及地面桥为桩柱式的立柱，立柱直径为800~1000mm。

NS11\NS12\NS13为门式墩，门式墩立柱截面尺寸为1.5*.6m，系梁为11.9m，离地高度3m。

主要几种立柱的构造如图3-1，3-2，3-3。

图3-1G型立柱构造图

图3-2C型立柱断面图

图3-3H型立柱断面图

4、立柱无脚手架施工

4.1方案概述

本工程立柱施工四周不搭设脚手架，提供施工工效，节约钢管周材。

立柱钢筋施工采用“模块化”施工，立柱的钢筋在工厂直接加工制作成整体，在浇筑承台前，将立柱钢筋整体安装，模板安装时，将模板在地面拼装完成后，再分段整体套入。

立柱砼浇筑时，在模板顶部四周安装操作平台，操作平台四周设置钢管及绿网围护，人员上下采用登高作业平台车辅助。

4.2立柱施工工艺流程图

施工准备

立柱钢筋工厂加工模块

立柱钢筋笼运输至现场

吊装立柱钢筋

立柱顶操作平台拆除

立柱模板拆除

砼薄膜养护

图4-1墩柱施工工艺流程图

4.3模板设计及验算

墩柱模板采用分段拼装整体式大型钢模板，模板由厂内定制加工，确保其平整度在0.5mm范围内。

矩形墩柱模板为4片式，采用6mm钢面板，背焊两层型钢骨架；立柱脚部对拉螺杆采用直径25的精轧螺纹钢。

C型立柱模板整体拼装图

立柱上下口拼装模板图

1、墩柱模板基本参数

墩柱模板的截面宽度B=1500mm，

墩柱模板的截面高度H=1350mm，

墩柱模板的计算高度L=6000mm，

柱箍间距计算跨度d=1000mm。

墩柱模板竖楞截面宽度48mm，高度100mm，间距300mm。

柱箍采用轧制槽钢[14#，每道柱箍2根钢箍，间距1000mm。

柱箍是墩柱模板的横向支撑构件，其受力状态为受弯杆件，应按受弯杆件进行计算。

墩柱模板计算简图

2、墩柱模板荷载标准值计算

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中

——混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

　t——新浇混凝土的初凝时间，为0时（表示无资料）取200/（T+15），取5.714h；

T——混凝土的入模温度，取20.000℃；

V——混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取3.000m；

1——外加剂影响修正系数，取1.000；

2——混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=40.540kN/m2

实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=40.000kN/m2

倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4.000kN/m2。

3、墩柱模板面板的计算

面板直接承受模板传递的荷载，应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算，计算如下：

面板计算简图

1）.面板抗弯强度计算

支座最大弯矩计算公式

跨中最大弯矩计算公式

其中q——强度设计荷载（kN/m）；

q=（1.2×40.00+1.4×4.00）×1.00=53.60kN/m

　　d——竖楞的距离，d=300mm；

经过计算得到最大弯矩M=0.10×53.600×0.30×0.30=0.482kN.M

面板截面抵抗矩W=1000.0×6.0×6.0/6=6000.0mm3

经过计算得到f=M/W=0.482×106/6000.0=80.400N/mm2

面板的抗弯计算强度小于190.0N/mm2,满足要求!

2）.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6qd

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.6×0.300×53.600=9.648kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×9648/（2×1000×6）=2.412N/mm2

　　截面抗剪强度设计值[T]=110.00N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求!

3）.面板挠度计算

最大挠度计算公式

其中q——混凝土侧压力的标准值，q=40.000×1.000=40.000kN/m；

　　E——面板的弹性模量，取206000.0N/mm2；

　　I——面板截面惯性矩I=1000.0×6.0×6.0×6.0/12=18000.0mm4；

经过计算得到v=0.677×（40.000×1.00）×300.04/（100×206000.0×18000.0）=0.592mm

[v]面板最大允许挠度，[v]=300.000/250=1.20mm；

面板的最大挠度满足要求!

4、竖楞槽钢的计算

竖楞槽钢直接承受模板传递的荷载，应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算，计算如下

竖楞槽钢计算简图

1）.竖楞槽钢抗弯强度计算

支座最大弯矩计算公式

跨中最大弯矩计算公式

其中q——强度设计荷载（kN/m）；

q=（1.2×40.00+1.4×4.00）×0.30=16.08kN/m

　　d为柱箍的距离，d=1000mm；

经过计算得到最大弯矩M=0.10×16.080×1.00×1.00=1.608kN.M

竖楞槽钢截面抵抗矩W=48.0×100.0×100.0/6=80000.0mm3

经过计算得到f=M/W=1.608×106/80000.0=20.100N/mm2

竖楞槽钢的抗弯计算强度小于190.0N/mm2,满足要求!

2）.竖楞槽钢抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6qd

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.6×1.000×16.080=9.648kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×9648/（2×48×100）=3.015N/mm2

　　截面抗剪强度设计值[T]=110.00N/mm2

竖楞槽钢抗剪强度计算满足要求!

3）.竖楞槽钢挠度计算

最大挠度计算公式

其中q——混凝土侧压力的标准值，q=40.000×0.300=12.000kN/m；

　　E——竖楞槽钢的弹性模量，取206000.0N/mm2；

　　I——竖楞槽钢截面惯性矩I=48.0×100.0×100.0×100.0/12=4000000.3mm4；

经过计算得到v=0.677×（40.000×0.30）×1000.04/（100×206000.0×4000000.3）=0.099mm

[v]竖楞槽钢最大允许挠度，[v]=1000.000/250=4.00mm；

竖楞槽钢的最大挠度满足要求!

5、B方向柱箍的计算

本算例中，柱箍采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

钢柱箍的规格:

轧制槽钢[14#；

钢柱箍截面抵抗矩W=87.10cm3；

钢柱箍截面惯性矩I=609.00cm4；

B方向柱箍计算简图

其中P——竖楞槽钢传递到柱箍的集中荷载（kN）；

P=（1.2×40.00+1.4×4.00）×0.30×1.00=16.08kN

经过连续梁的计算得到

B方向柱箍剪力图（kN）

B方向柱箍弯矩图（kN.m）

B方向柱箍变形图（kN.m）

最大弯矩M=20.904kN.m

最大支座力N=40.200kN

最大变形v=2.565mm

1）.柱箍抗弯强度计算

柱箍截面抗弯强度计算公式

其中Mx——柱箍杆件的最大弯矩设计值,Mx=20.90kN.m；

x——截面塑性发展系数,为1.05；

　　W——弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩,W=174.20cm3；

柱箍的抗弯强度设计值（N/mm2）:

[f]=205.000

B边柱箍的抗弯强度计算值f=120.00N/mm2；

B边柱箍的抗弯强度验算满足要求!

2）.柱箍挠度计算

经过计算得到v=2.565mm

[v]柱箍最大允许挠度，[v]=1500.000/400=3.75mm；

柱箍的最大挠度满足要求!

6、H方向柱箍的计算

H方向柱箍计算简图

其中P——竖楞槽钢传递到柱箍的集中荷载（kN）；

P=（1.2×40.00+1.4×4.00）×0.30×1.00=16.08kN

经过连续梁的计算得到

H方向柱箍剪力图（kN）

H方向柱箍弯矩图（kN.m）

H方向柱箍变形图（kN.m）

最大弯矩M=17.889kN.m

最大支座力N=40.200kN

最大变形v=1.837mm

1）.柱箍抗弯强度计算

柱箍截面抗弯强度计算公式

f=M/W<[f]

其中M——柱箍杆件的最大弯矩设计值,M=17.89kN.m；

　　W——弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩,W=174.20cm3；

柱箍的抗弯强度设计值（N/mm2）:

[f]=205.000

H边柱箍的抗弯强度计算值f=102.69N/mm2；

H边柱箍的抗弯强度验算满足要求!

2）.柱箍挠度计算

经过计算得到v=1.837mm

[v]柱箍最大允许挠度，[v]=1350.000/400=3.38mm；

柱箍的最大挠度满足要求!

4.4模板安装

立柱模板在地面拼装完成后，采用25t的汽车吊分段整体吊装安装。

立柱模板安装

4.5操作平台设计及验算

立柱混凝土浇筑时时的操作平台，采用在立柱模板顶部用槽钢悬挑施工平台，平台斜撑采用10#槽钢，横杆和纵杆采用8#槽钢，斜杆与纵杆的连接采用M12螺栓连接，面板采用1.5cm的竹胶板，并用铁丝固定，四周围护采用扣件式钢管及绿目网，钢管围护高度不小于1.2m，走道平台宽度为0.9m。

围护底部设置18cm的挡脚板，并用黑黄间隔油漆涂抹。

平台设计荷载不小于300kg/m2.

立柱模板板顶部操作平台

无支架施工操作平台

10号槽钢几何参数

8号槽钢几何参数

操作平台构件验算，杆件计算长度取最不利。

1）纵向杆件计算：

纵向的杆件为用8#槽钢，计算长度取3m。

施工及人员荷载：

400kg/m2；

构件自重：

0.08KN/m

Q=1.2*0.08+1.4*0.4*0.5*1=0.38KN/m

M=ql2/8=0.38*32/8=0.42KN

σ=M/W=0.42*106/5.79*103=70.7MPa<[σ]=170MPa，强度满足要求！

2）横向杆件计算：

横向的杆件为用8#槽钢，计算长度取1m。

施工及人员荷载：

0.4KN/m2；

构件自重：

0.08KN/m

Q=1.2*0.08+1.4*0.4*1*2=1.22KN/m

M=ql2/8=1.22*12/8=0.15KN

σ=M/W=0.15*106/5.79*103=125.9MPa<[σ]=170MPa，强度满足要求！

3）斜撑杆件计算：

斜撑的杆件为用10#槽钢，角度为30度。

构件自重荷载为：

37.5*0.10+9*0.1=3.9KN

施工及人员荷载：

0.4*10.5=4.2KN.

单根斜杆的荷载：

F=（1.2*3.9+1.4*4.2）/6=1.76KN

立杆的平台的夹角30度：

立杆轴力为P=1.76*1.73=3.1KN

计算长度为：

L=1.6*2=3.2m。

λ=320/1.41=227，Φ=0.157

σ=P/ΦA=3.1*103/0.157*1270=15.4MPa<[σ]=170MPa，强度满足要求！

4）连接处的螺栓抗剪计算：

构件与模板的连接处，采用M12螺栓连接。

M12螺栓的面积：

A=113mm2

σ=P/A=3.1*103/113=27.4MPa<[σ]=140MPa,螺栓抗剪强度满足要求！

4.6操作平台的安装及拆除

立柱模板顶的操作平台，在地面完成立柱柱帽段的平台安装，系梁段部分，待系梁模板安装后，再进行安装，安装时采用螺栓将柱帽两端平台杆件进行连接。

柱帽模板地面拼装

平台杆件制作

操作平台地面安装及验收

柱帽及操作平台整体吊装

系梁模板安装（有系梁柱）

连接系梁段操作平台

砼浇筑

立柱顶操作平台拆除

立柱模板拆除

4.7登高设施

（1）立柱施工登高采用专业的高空作业平台车，平台车每次可上3人。

根据立柱施工进度，每3个立柱可配1台升降车，并随工程进度相应增加设备。

（2）根据立柱的高度，将选用600系列臂式高空作业平台车，平台参数见下表：

（3）升降车操作人员应经过培训，方能操作。

（4）进行登高作业的人员，应佩戴安全带，安全带应设置防坠器，每个立柱施工时应至少配备2套安全带。

5安全生产保证措施

5.1安全生产保证体系

1、项目安全控制坚持“安全第一，预防为主”的方针，项目经理部建立安全管理体系和安全生产责任制。

实施施工现场安全生产保证体系标准，保证项目安全管理目标的实现。

2、建立“公司→项目部→施工队伍”三级安全管理网络，落实安全生产责任制，落实安保体系，明确各级安全管理职责，指导广大施工人员进行工程的全部过程的安全管理、工作的安全管理、全员参与的安全管理，使得每个施工人员在施工中真正做到“不伤害他人、不被他人伤害及不伤害自己”的三不伤害原则。

图5-1安全管理网络图

5.2安全生产组织措施

5.2.1建立安全责任制度

项目实行安全生产三级管理，即：

一级管理由项目经理负责，二级管理由专职安全员负责，三级管理由工区负责人负责，各作业点设安全监督岗。

落实各级管理人员和操作人员的安全生产责任制，做到纵向到底，横向到边，各自作好本岗位的安全工作。

施工现场（工地）应成立以项目经理为安全生产第一责任者的工地安全生产管理小组，坚持“安全第一、预防为主”的方针，落实谁生产、谁负责的原则。

项目经理对工程施工安全负全面责任。

施工技术负责人对施工安全负技术责任。

工地应建立由工地领导成员（包括施工员、班组长等）轮流安全值班制度，做安全值班记录。

并检查督促班组安全制度的执行。

同时，还要建立和健全工地安全生产责任制，落实安全技术交底制度、加强安全宣传教育、定期开展安全检查活动、安全设施验收和事故报告等管理制度。

5.2.2建立安全管理规章制度及建立安全教育制度

1.安全管理规章制度

进入施工现场，必须遵守安全生产规章制度。

服从施工负责人和安全检查人员的管理。

按照作业要求正确穿戴好个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽，在没有防护设施的高空、悬崖和陡坡施工必须系安全带，水上作业要穿救生衣，高空及水上作业不得穿硬底和带钉易滑的鞋，严禁赤脚或穿拖鞋进入施工现场。

不准从高处向下抛掷任何材料和物品。

工作时思想集中，坚守岗位，对有特殊要求的工种必须贯彻持证上岗制度。

严禁酒后上班，严禁在禁止烟火场所吸烟和用火，严禁带小孩进入施工现场打闹和开玩笑，严禁任意拆除和挪动各种防护装置和警告、安全标志。

严禁非有关操作人员擅自操作机械设备，严禁擅自攀登脚手架。

严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，对违章作业的指令有权拒绝，并有责任制止他人违章作业。

2.实施安全教育制度

建立经常性的安全教育和培训考核制度。

对新工人（包括合同工、临时工、分包单位人员、学徒工、实习和代培训人员）必须进行上岗三级安全教育，使其熟悉本单位的一般安全常识和本工种的安全技术知识，要学习安全制度和严禁事项以及有关操作规程、设备性能等知识，对必须持证上岗的工种须经考试或考核合格领取操作证后，方可进入操作岗位。

对电工、焊工、架子工、机操工、起重工及各种机动车辆司机等特