现浇箱梁跨国道门洞支架设计及施工_secret.doc

现浇箱梁跨206国道支架门洞设计施一、工程概况xx高速公路AJ-02标由中交一公局七公司承建，其中K8+405分离立交桥左幅第21-23孔，右幅20-22孔为现浇箱梁，梁高2.3米，跨径组合为30+42+30，42m跨径跨越G206国道，国道宽12米，路面为沥表混凝土，与设计梁底净空为5.7米，本桥与国道交角为36度。二、施工方案门洞支架采用碗扣支架，支架施工考虑到必须保证原行车道路的交通安全和行车顺畅，同时满足施工安全方便，在原行车道上留2个机动车道和2个非机动车道，对支架进行设计，横杆采用30cm，支架顶端设I28b型的工字钢做为纵向承重梁，跨度为4米，净高4.7米，非机动车道净宽2米，净高3米，从箱梁底模至支架顶结构依次为1.5cm的竹胶板、1010cm的方木、I28b型的工字钢、I12型的工字钢、碗扣支架、30cm素砼条形基础、原行车路面，车道两侧条形基础的支架横杆按30cm的间距搭设，其余全部横杆按90cm搭设。支架顶横向安装I12型工字钢作为分配梁，中间用25钢筋连接，防止滑移，在I12型工字钢顶面纵桥向按50cm/根间距设置I28b型的工字钢作为承重梁，I28b型工字钢顶面横桥向按30cm间距铺1010cm的方木，方木两端开2cm深槽口，用铁丝在槽口处将方木绑扎在工字钢上，1.5cm厚的竹胶板用铁钉固定在方木上。非机动车道顶支架搭设与机动车道相同。三、门洞支架受力计算取一个框格单元(横桥向0.3m纵桥向4m)做受力分析。A、工字钢上各类荷载计算(1)、现浇箱梁自重按跨中截面E，计算E截面面积为10m2，则机动车上4m长度范围内箱梁重量为10425=1000KN，由此一个框格单元内箱梁自重N1=1000/100.3=30KN。(2)、竹胶板、木方、工字钢及支架自重，(木材、竹胶板容重按10KN/m3计，I28工字钢单位重47.888kg/m，I12工字钢单位重14kg/m)。竹胶板自重：N=0.340.01510=0.18KN方木自重 (每框格按横向14根方木计)：N=0.10.10.31410=0.42KNI28b型工字钢自重 (每框格内1根计)：N=447.88810/1000=1.92KNI12型工字钢自重：N=0.31410/1000=0.042KN支架自重按0.75KN/m2计：N=40.30.75=0.9KN计算方木时N2=0.18+0.42=0.6KN计算I28b型工字钢时N2=0.18+0.42+1.92=2.52KN计算I12型工字钢时N2=0.18+0.42+1.92+0.042=2.562KN计算支架时N2=0.18+0.42+1.92+0.042+0.9=3.462KN(3)、倾倒砼时产生的竖向荷载以2.0KN/m2计，N3=40.32=2.4KN(4)、振捣砼时产生振动荷载以2.0KN/m2计，N4=40.32=2.4KN(5)、施工人员和施工材料、机具运输和堆放荷载计算方木时，均匀荷载取2.5KN/m2，N5=40.32.5=3KN计算型钢和支架时，均布荷载取1.5KN/ m2，N5=40.31.5=1.8KN以上荷载组合：N总=(N1+N2)1.2+(N3+N4+N5)1.4 (其中1.2和1.4是荷载分项系数)。计算方木时N总=(30+0.6)1.2+(2.4+2.4+3)1.4=47.64KN计算I28b型型钢时，N总=(30+2.52)1.2+(2.4+2.4+1.8)1.4=47.942KN计算I12型钢时，N总=(30+2.562)1.2+(2.4+2.4+1.8)1.4=48.314KN计算支架时，N总=(30+3.462)1.2+(2.4+2.4+1.8)1.4=49.394KNB、方木计算单根方木承受荷载Q=N/L=47.64/14/0.3=11.34KN/m (L为单位框格内方木长度)。方木跨径即为I28b型工字钢间距l=500弯曲强度： Q=ql2/(10W)=13.065002/(101003/6)=2.0Mpa容许弯应力为=14.5Mpa，。根据公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)规定，对于结构支架受载后挠曲的杆件，其弹性挠度不得超过相应结构跨度的L/400，即f=500/400=1.25mm。f=5ql4/(384EI)=513.63004/(384101031004/12)=0.013mm。ff，刚度满足施工要求。C、I28b型工字钢受力计算查路桥施工计算手册附表得，I28b型工字钢惯性矩I=7480cm4，截面系数W=534cm3，钢材弹性模量E=2.1105Mpa。钢筋材容许应力取=140Mpa。单根I28b型钢承受荷载挠度算成线荷载Q=N/L=47.942/4=11.985KN/m。弯曲强度= ql2/(10W)=11.98540002/(10103534)=35.91Mpa刚度计算 f=4000/400=10mmf=5ql4/3842.11057480104=3.0mm所以ff，刚度满足施工要求。D、I12工字钢受力计算查路桥施工计算手册附表得，I12工字钢惯性矩I=436cm4，截面系数W=72.7cm3，钢材弹性模量E=2.1105Mpa。钢筋材容许应力取=140Mpa。单根I28型钢承受荷载N=48.314KN，最大弯曲Mmax：Mmax=0.267NL=0.26748.3140.3=3.87KNM。弯曲强度= Mmax/W=3.87106/(72.7103)=53.23Mpa钢材容许应力取=140Mpa，挠度f=1.883NL2/(100EI)=1.883483143002/(1002.1105436104)=0.000089mm容许挠度f=l/400=300/400=0.75mm所以ff，刚度满足施工要求。E、支架验算在荷载最不利处，单根立杆承受竖向荷载为N=49.394KN，单根立杆截面积(572-522)3.14/4=428mm2。钢材容许应力取=140Mpa。(1)、支架单根立杆承载能力= A=140428/1000=59.92KN。所以NN，满足承载要求。(2)、立杆稳定性验算，立杆之间的交叉杆高度H=1.2m。长细比： =L/I=1200 / (572-522) /4 =62.2，查路桥施工计算手册附表3-26得=0.759。所以NN，满足稳定性要求。四、施工安保设计方案在桥梁的施工中，为保障施工作业过程中G206线的通车安全，应对施工路段进行交通安全控制，提醒驾驶人员注意并对危险提出警告，通过施工安全组织控制，选择恰当的交通安全设施，使得驾驶人员在行驶过程中始终保持与路面有效的信息的联系。(一)、交通安全标志及配套安全设施设置的原则根据交通流车辆的组成和车速确定所封闭区域大小，设置合理的绕行线或路指示标志，尽可能的减少对交通及公路通行能力的影响，减少延误，提高施工区的安全性。(二)、施工控制区标志及配套安全设施设置方法桥梁跨线施工区域为所要设置的交通管理区域，即为本次施工安保设计的交通控制区，该区域设置分为警告区、过渡区、缓冲区、工作区、终止区。1、各控制区设置要求和方法：警告区：从作业控制区起点设置施工标志到过渡区之间的路段，用以警告车辆驾驶员已经进入施工作业路段，按照交通标志调整行车状态，警告区长度不得小于1000m，警告区内每隔一定距离应设置相关标志，第一个警告标志至下一个警告标志的间距不得小于300m，警告区设置限速标志、前方施工标志等标示牌。过渡区：为保证车辆平稳安全地从桥梁下方车道通过，当车辆行驶至过渡区时，速度应小于20km/h，过渡区域设立强制性减速板，迫使车辆行驶到该处时强制减速，安全通过施工区段。缓冲区：该段设置是为了行车和施工区域提供缓冲保护，是为了考虑驾驶人员的判断失误，有可能直接从过渡区闯入施工作业区，造成人员伤亡和设备的损坏，缓冲区提供一个缓冲路段，给失误车辆有调整行车状态的余地，避免发生更严重的事故，以及车辆能否通过桥梁施工区段的门架提供一个检验过道，在缓冲区内不准堆放东西，也不准施工人员在其中活动，该区与作业区间距在150m，在缓冲区段，车速已降至20km/h以下，此处设立一个车辆预行简易门架，其宽度高度与桥梁区的门架相同。并派专职人员看护和指挥交通。作业区：是桥梁施工作业路段，也是施工作业人员工作活动的地方，为保证通行安全，在工作区与开放交通的的车道之间设置明确的隔离装置，此处设立一个用钢管 和碗扣搭设的满堂式支架，支架两侧门洞净宽为3.5米，净高4.5米，保证G206线车辆的正常通行，门架前后两端设置明显的路栏(表面是反光材料)，路栏上标注“施工地段、车辆慢行”，晚间要在路栏上加设施工警示灯。桥跨外缘挂设安全网兜，防止桥上落物，桥梁上部结构施工时，机械设备不得伸出安全网外。桥梁跨线两桥墩基础施工时，其公路两侧的基础开挖不得同时施工，必顺保证一个桥墩基础施工完成并且基坑回填后，方可以施工开挖另一桥墩基础。公路两则桥墩的基础在开挖过程中，应对靠路基一侧的基坑进行防护，防止基坑崩塌，损害路基。公路两侧桥墩基础施工时，应在基坑四周设立隔离设施，并竖立警告标志牌，夜间安设警示灯，防止行人或车辆误行。终止区：设置于工作区下游调整车辆行驶状态，是解除交通管制的分界，可设立变更车道标志，终止区的长度不应小于30m，在终止区的末端应设置对向车辆相应的标志，对向来驶车辆行驶的车道设置顺序同上。2、各控制区交通标志设置规定(1)、交通控制区内设置的交通标志的位置，应符合下列规定：作业区在右侧车道时，应将交通标志设在公路右侧路肩上和作业区边界的左侧。作业区在左侧车道时，应将交通标志设在作业区边界的右侧。(2)、禁令标志：禁止通行标志设在上游过渡区的前方，禁止超车标志设在禁止超车路段的起点处。限制速度标志，设在限制车速路段的起点。(3)、警告标志：前方施工标志应设在警告区的起点处，前方车道变窄标志应设在车道变窄处前方至少200米处。(4)、指示标志：前方转弯、单向行驶标志，应设在需要直行、转弯或单向行驶路段的前方200米。(5)、安保设计示意图、门架示意图（后附）。3、各控制区交通标志设置注意事项(1)、施工作业允许单车道车辆行驶，为保证车辆的通行安全，需要指挥车辆交替通行，指挥交替通行采用人工指挥和交通指示标志指挥。(2)、夜间施工时必顺现场配备照明设施，施工段区域前后悬挂夜间警示灯。(3)、对于一天中上午7-9时和下午17-19时，一般为车流和人流的高峰期，夜间行车是驾驶疲劳期，要增加交通疏导指挥人员。(4)、该段有处施工处于弯道段，在施工时，必顺将警告区最前面的施工标志牌施置于弯道的上游，使车辆驾驶员在到达弯道前就能知道前方有施工作业控制区。(5)、施工单位要建立安全领导小组，对施工期间的道路交通安全进行全期段的检查和管理，把隐患消除在萌芽之中。(6)、所有的施工临时安全设施，在工程结束后必须予以拆除，对公路原有设施造成损害的，应进行还原和修补，由公路管理部门进行验收合格后方可通车行驶。五、安全防范及应急措施从历年的施工区段交通事故分析可知，每一种事故都由一定的原因造成的，有施工人员的人为原因，也有驾驶人员的自身因素，从理论上讲只要事先针对产生事故的多种原因加以防范，理应可以杜绝事故的发生，然而，事故统计的事实表明，无论道路等级多高，汽车性能及技术状态多好，交通安全管理的设备和手段多科学，每年仍然发生很多施工区交通安全事故，这是施工区交通安全事故发生具有偶然性，也具有难以避免性，因此必顺建立道路交通事故处理及救援体系，以项目经理为第一责任人，项目领导班子成员组成的领导小组模式。救援体系是为了减少事故发生后的损失和安全隐患近一步扩大，因此必需作到以下几点措施：1、特殊季节与夜间施工安全处理措施，雨天要注意道路的排水，防止道路的积水影响行车安全，科季应严格做好路面的防冻和铲除积雪工作，防止行车打滑，夜间或雨天道路交通设专职人员和通讯设备指挥交通，疏导车辆，实行交通管制。通车路段的路面经常清扫干净，以防止车辆碾压飞石伤人或雨后泥泞影响通行安全。2、重车在该路段行驶时抛锚或损坏时，积极给予驾驶人员热情帮助，及时牵引车辆到安全