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

1、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，0=150kPa，土石等级；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，0=350kPa，土石等级；软石；云母石英片岩，褐黄色、灰褐色，W4，0=200kPa 土石等级分类；硬塑；云母石英片岩，褐灰色、W3，0=400kPa，土石等级分类；下伏基岩为云母石英片岩，青灰色夹灰白色，W2，0=600kPa，土石等级分类；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

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1919.9，最热月（七月）平均气温为3234，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

3、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2011.1.12011.1.19192钻孔桩施工2011.1.202011.3.3171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2011.4.12011.4.1515开挖及等强度10天，凿桩头3天，检桩1天4承台施工2011.4.162011.5.1530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2011.5.162011.6.3046钢筋绑扎7天，立模调整2天，

4、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60#块施工2011.7.12011.8.15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71#块挂篮安装2011.8.162011.9.3045从芹口特大桥调挂篮30天，挂篮安装9天，预压3天81#8#及10#块施工2011.10.12012.1.281201#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

5、篮9边跨合拢段施工2012.1.292012.2.1720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2012.2.172012.3.9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

6、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

7、。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1230920cm，高

8、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=16.5KN/m2；内摩擦角，粘聚力，层厚1.5m；粉质粘土重度=18.8KN/m2；，层厚2m；花岗岩重度=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型钢板桩，每延米桩墙的截面模

9、量W=1600cm3，其截面宽400mm,高145mm，重60kg/m，允许应力取w=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 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=（1.57+212+5.520）/9=16.06kPa；平均重度=（1.516.5+218.8+5.520）/9=19.15kNm3；平均内摩擦角=（1.512+215+5.520）/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=qKa=10.8 KN/m2,eAh=hKa=46.53 KN/m2则，pb=

10、eAq+eAh=57.33 KN/m2 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 按简支梁计算等值梁的支点反力。eAc=hcKa=15.51KN/m2根据弯矩平衡条件，有Mc=0，则，P0=70.16 KN。根据支点反力平衡条件，有Q=0，=84.36 KN。 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

11、起和管涌现象。 坑底隆起验算：抗隆起安全系数K=1.2q为地面均布荷载； 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。 抗管涌验算：抗管涌安全系数K=1.5h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10 KN/m3。由验算结果可知，坑底不会发生管涌现象。 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=3.75mMmax=钢板桩所受最大弯矩w=180Mpa因此，满足要求。 钢板桩围檩检算因本工程

12、为单层支撑，围檩所受荷载qk=Rc=84.36kNm。选用I36a工字钢，W=875cm3。按简支梁计算，最大弯矩Mmax=ql28=84.363.3528=118.34kNm。w=180Mpa,满足要求。 撑杆检算由得：R=84.36（3.35+3.35）/2=282.61kN。惯性半径,长细比=loi=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=ql28=0.6928=6.08kNm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

13、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

14、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

15、。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10c

16、m*10cm，长度为7m的方木，方木的外侧垂直于底模纵梁方向按照3050cm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48mm钢管搭设防护栏杆，竖直向钢管的高度80100cm，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

17、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400mm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

18、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：50cm50cm，厚度8mm，四角打18孔，钢板底部焊接两根几字形16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：60cm100cm2cm，四角打18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16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

19、，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= 1001.21.2/6=24.0cm3

20、；截面惯性矩I= 1001.2/12=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

21、面性质：d10mm Ix15800cm4 A=76.48cm2 Wx875cm3 Sx515cm3E2.1105N/mm2 G0.6kN/m 170Mpa 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40010mm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=8.7

22、kN。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。5.2.2.5 40010mm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40010mm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

23、可知:=2，则:，查表可知:=0.736则:st=0.736100=73.6MPaPcr=Ast=12252.210-673.6106=901.8KN钢管柱所受的最大压力为:Pmax=Rmax+G自=246.5+5120.8310/1000=252.5KNPcr5.2.2.6 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=10.80.6m）；基础顶与高速公路路面顶平齐，预埋钢板尺寸为0.50.50.01m，钢板与钢管采用螺栓连接。由桥规知：因此，满足受力

24、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=321m）。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50050010mm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

25、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