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公路连续梁施工安全控制技术分析

 论文栏目:施工安全论文     更新时间:2017/9/30 14:46:33   

【摘要】通过对南龙铁路双洋大桥,跨越S208公路连续梁施工三角挂篮荷载预压、行走、拆除,与省道正交搭设防护棚的受力验算及安全警示标志的合理设置等安全技术控制措施进行分析,确保跨越公路连续梁施工安全和省道交通畅通。

1工程概况

双洋大桥位于福建省漳平市双洋镇,双洋大桥DK162+121.05~DK162+225.71段桥跨布置为(3-32m)简支T梁;DK162+225.71~DK162+371.11段桥跨布置为(40m+64m+40m)连续梁;DK162+371.11~DK162+443.06段桥跨布置为(2-32m)简支T梁,桥梁全长322.010m,连续梁为箱梁,梁顶宽12.5m,梁底宽6.35m,连续梁跨越双洋河及S208省道。

2挂篮施工安全技术控制

2.1挂篮预压

2.1.1预压目的1)消除挂篮主桁、吊带及底篮的非弹性变形。2)测出挂篮各级荷载作用下的竖向位移,为桥面线形控制提供依据。3)检验挂篮整体受力情况和使用中的实际安全性能。2.1.2预压方案1)荷载设定预压试验时尽最大可能模拟混凝土浇筑时的受力状态,预压荷载按最重梁段施工荷载的1.2倍。本次采用混凝土预制块为加载物,加载的荷载强度与梁的荷载强度分布一致。由于本桥悬臂段1#块结构自重最大,预压以1#节段的工况进行预压。预压值如表1所示。2)预压顺序加载从支座向跨中依次按底板—腹板—顶板—翼缘板的顺序,按荷载分级递增、均匀分级原则进行对称预压,预压加载按30%—70%—100%—120%的顺序分4级进行。每级加载稳定后方,可进行下一级加载[1]。3)预压时间每级荷载施加后1h开始观测变形值,每6h观测1次,直至2次观测值平均值之差小于2mm,方可进行下一级,加载持荷时间不少于13h;满载1h后开始观测,保持每6h观测1次,直至连续12h观测值平均值之差小于2mm时方可卸载。卸载6h后进行观测,记录各点弹性恢复值[2]。4)试验结果(1)卸载完成后,精确测出各测点的标高,此标高减去加载平稳时的标高,即为挂篮的回弹值,余下的沉降值为挂篮系统不可恢复的塑性变形值。(2)箱梁各阶段立模标高=设计标高+预拱度+挂篮满载后弹性变形值。根据计算结果,对底模标高进行调整[3]。

2.2挂篮行走

每一梁段混凝土浇筑及预应力张拉完毕后,将挂篮沿行走轨道移至下一梁段,依次循环完成该梁段的施工内容。行走前施工负责人及专职安全员对已浇混凝土梁顶部的杂物进行清理,对底模、腹板及翼缘板模板进行加固检查,预防挂篮倾覆和高空坠物。

2.3挂篮拆除

箱梁中跨合拢段施工完毕后,挂篮退至1#块组织拆除作业。拆除顺序为:箱内拱顶支架→侧模系统→底模系统→主桁架,吊带系统及行走锚固系统在其过程中交叉操作。箱内拱顶支架采取拆零取出,侧模、底模系统及主桁架采取先退至墩位附近安全位置,再利用塔吊或卷扬机进行吊放,拆除顺序同安装顺序相反。

3连续梁下既有S208道路防护

本连续梁跨越S208省道1处,考虑道路路面宽以及车流量大等因素,本次施工时采用挂篮兜底包裹,下部搭设防护棚施工。

3.1防护棚架设计

防护棚采用与S208省道正交搭设,棚架净跨为8.55m、净高为5.6m,横向宽度为21.76m,满足车辆双向安全行车要求见,其立面图如图1所示。立柱采用准320mm钢管,下端与基础顶预埋钢板焊接。钢管柱顶部焊接1.6cm×45cm×45cm钢板作为纵梁平台,纵梁为I30a工字钢,纵梁顶上铺I20a工字钢做横梁,间距为1.0m,如图2所示。防护棚架两侧面基础采用21.76m×0.5m×0.6m的混凝土条形基础,强度等级C30,基础两端设混凝土防撞墩,宽度与基础宽度相同。钢柱与钢板、纵梁、纵梁与横梁之间均采用满焊焊接,焊缝高度不小于6mm。其上铺设竹夹板和2mm钢板封顶,防护棚顶部四周设置防护栏采用准16mm钢筋与横梁焊接,高度120cm,布置间距60cm,并全部悬挂安全立网。

3.2防护棚荷载分析

为安全考虑,对防护棚的影响载荷和受力进行验算。参照《建筑结构荷载规范》(GB50009—2006),计算防护棚架强度时的荷载设计值,取其标准值乘以下列相应的分项系数:(1)永久荷载的分项系数,取1.2;(2)计算结构倾覆稳定时,取0.9;(3)可变荷载的分项系数,取1.4。计算构件变形(挠度)时的荷载设计值,各类荷载分项系数,均取1.0。

3.3设计荷载

3.3.1风荷载根据《铁路桥涵设计基本规范》(TB1002.1—2005)风荷载计算,由于立柱为圆型钢管,因此,风载体系数K1取为0.8,当高度在20m左右时K2取为1.0。一般平坦地考虑时K3取为1.0。3.3.2道路行车产生的风荷载S208省道设计行车时速60km/h,车辆通过时气流速度10m/s考虑,根据《铁路桥涵设计基本规范》(TB1002.1—2005)4.4.1规定,对车辆通行产生的基本风压进行计算。3.3.3施工人员荷载为清除防护棚架上坠物,最大容许2个人在上面行走。施工人员自重按75kg/人考虑,以施工人员荷载F1=0.15kN同时作用于结构最不利位置。3.3.4高空坠物由于挂蓝和模板等大的施工机有拉保险绳等安全措施。因此,只考虑掉下来频率较高,其中以钢管居多,并且在掉下来的钢管中,自重最大为25kg,长6m。3.3.5综合荷载将以上荷载分别按照竖向荷载和水平荷载分别组合,其中竖向荷载分为静荷载和动荷载,静荷载主要为结构自重,动荷载主要为施工人员荷载和坠物荷载。

3.4受力计算

3.4.1纵梁I30a工字钢及横梁I20a工字钢受力计算1)防护棚采用纵梁I30a工字钢、横梁I20a工字钢,选择纵向、横向工字钢跨中最薄弱部位进行荷载计算。因跨中为最不利位置,可简化模型,考虑受集中荷载为施工人员作业及高空坠物。2)对纵梁、横梁长度范围内跨中最大弯矩值和支座处最大剪力值的内力进行计算。3)根据最大弯矩、剪力计算最大正应力、剪应力和最大挠度对防护棚的强度及刚度进行验算。4)分别考虑1.1和1.2系数的安全储备,Q235工字钢弯曲正应力、支座最大剪应力及切应力均小于抗弯、抗剪设计值,跨中挠度值小于挠度允许值,满足安全使用要求。3.4.2立柱计算1)强度验算荷载组合以单根钢管柱的竖向压力即纵梁验算时2支点的反力和墩柱本身的自重,分别考虑1.1和1.2系数的安全贮备,Q235无缝钢管最大弯曲正应力和切应力小于抗弯、抗剪设计值,满足安全使用要求。2)整体稳定性验算立柱采用准320mm钢管为非细小杆,对立杆柔度和立杆临界力进行计算,立杆的临界力远大于实际受力,故立杆稳定,能满足施工安全要求。

4结语

通过对南龙铁路双洋大桥连续梁(40m+64m+40m)跨S208省道,悬跨8节段、边跨现浇,边跨合拢施工中,对三角挂篮在1#块预压、行走、拆除及防护管棚设计验算等过程进行安全技术控制,安全顺利完成了双洋大桥跨越双洋河和S208省道连续梁施工任务,在跨越河流、公路连续梁挂篮施工和安全管理等方面积累了宝贵的管理经验,为类似工程提供参考。

【参考文献】

【1】黎锐峥,王慧.法国《典型路面结构设计手册》应用解析[J].科技创新与应用,2014(24):229.

【2】江正荣.建筑施工计算手册[K].北京:中国建筑工业出版社,2007.

【3】周水兴.路桥施工计算手册[K].北京:人民交通出版社,2001.

作者:杨伟 单位:中国葛洲坝集团第五工程有限公司

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