浅谈挂篮悬臂浇注施工跨越高速公路防护棚架搭设及防护方案

摘 要:本文结合施工实例，从棚架搭设方案、施工组织、主要结构受力计算方面，阐述了挂篮悬臂浇注施工跨越高速公路施工过程中保证施工安全和道路交通安全，有效防止不安全事故发生。

关键词:挂篮悬臂浇注施工; 高速公路; 棚架搭设; 施工组织;结构受力计算

Abstract: in this paper, combined with construction example, from the scaffolding erection scheme, construction organization, the main structure calculations, this paper expounds the hanging basket cantilever pouring construction across the highway construction process to ensure construction safety and traffic safety, prevent unsafe accidents.

Key words: the hanging basket cantilever pouring construction; Highway; The scaffolding erection; Construction organization; Structure calculation

中图分类号：TL372+.3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言

1、工程概况

某客运专线1#大桥桥长454.642m，孔跨结构：7×32+（60.8+100+60.8），共10跨，最大墩高约30m。梁部8#至10#墩(60+100+60)m连续梁上跨某高速公路，净高13.5米。设计为一联（60+100+60）m预应力混凝土连续梁。梁全长221.5m,计算跨度为60+100+60m，中支点处梁高7.85m，跨中10m直线段，及边跨15.75m直线段梁高为4.85m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75米。

箱梁顶宽12m，底宽6.7米，顶板厚度除梁端附近外均为40cm，底板厚度40～120cm,按直线线性变化，腹板厚60-80cm，80-100cm按折线变化。全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。

0#块梁段长14.0m。0#梁段、边跨现浇段在支架上灌注，其余梁段采用挂篮悬臂浇注施工。

2、跨高速公路棚洞架搭设及防护方案

2.1棚架设计以高速公路横断面为基准，采用两跨布置，在公路两侧及中央分隔带上设四处临时支墩。中央隔离带内设置两道临时支墩，8#和9#处的临时支墩设在高速公路的最外侧的车道上。中央分隔带处临时支墩不超出中央分隔带限界，为保护高速公路的路面混凝土及中央隔离带下面的各种通讯电缆，临时支墩的基础原则上不下挖基坑，采用地面上现浇混凝土底座以固结支墩底部。

2.2棚架结构：支墩基础采用长160cm×宽100cm×高100cmC30混凝土浇筑，立柱底部埋入现浇混凝土中。每个支墩采用直径为32.5cm的双钢管，间距为4米，每个支墩之间的钢管采用75mm*75cm角钢交叉连接。上部横梁采用I32a工字钢，纵梁采用I20工字钢，铺设间距为1m，其上再满铺10×10cm方木满铺并固定，方木上面铺设竹胶板。该棚架设置净高6m，净宽8.5m，保持超车道和一个行车道畅通。

3、棚架搭设方案

棚架施工前首先与与高速公路管理部门相关人员取得联系，对高速公路进行单侧部分车道封闭。中央隔离带支墩基础浇筑及支墩安装时临时封闭内侧超车道，外侧支墩基础浇筑及支墩安装时封闭最外侧一个车道。进行棚顶安装时临时封闭单向整幅车道。一侧棚架全部安装完毕后开通超车道和相邻的通行车道，然后再进行另一侧的棚架施工，封道顺序及部位与前幅相同。棚架主梁在起吊安装过程中，由专人指挥起吊安装作业，专职安全员在施工前方全程防护和警戒。

4、防护棚架主要结构受力计算

4.1基底承载力：

棚架支墩均设在高速公路混凝土路面上，路面承载力为：

P=1200KN/12/2/0.2=250KN/m2

4.2荷载计算：

支墩顶部总荷载计算：

工20a工字钢的单位重量为27.9kg/m

工32a工字钢的单位重量为52.7kg/m。

方木的密度取值为1.5*103kg/m3

竹胶板的单位面积重量取值30kg/m2

棚架顶部总荷载（单幅）计算：

G=(52.7*57*2+27.9*12*29+57*12*0.1*1.5*103+57*12*30)

*10/1000 =1388.37KN

根据棚架的结构可得：

每幅棚架底设置共14*2个支墩，每个支墩设两根螺旋钢管因此单幅棚架底部共有56根螺旋钢管支撑。

单根管柱所承实际重量为：P=1388.37/56=24.792KN

根据查阅材料的相关资料并计算得：

每根￠32.5cm螺旋钢管设计承重为：q=100KN

P

得出棚架结构支墩的承载力满足要求。

4.3棚架工字钢挠度计算：

4.3.1支墩顶部工32a工字钢强度计算：

查型钢资料得:

W=692×103mm3I=11075×104mm4E=2.1×105mp

作用在工字钢上的均布荷载为：

q=(F1+F2+F3+F4)/57/2×10/1000 =(57×12×0.02×1.5*103+57×12×0.1×1.5*103+29×12×27.9+57×2×52.7) /57/2×10/1000=12.18KN/m

跨中最大弯矩：M=qL2/24=12.18×42/24=8.12KN.m

（1）工字钢弯拉应力

σ=M/W=8.12×106/692×103=11.7MPa

得出纵向工字钢弯应力满足要求。

（2）工字钢挠度

f=qL4/384El=(12.18×44)/(384×2.1×105×11075×104)=0.001mm

得出支墩顶部工32a工字钢挠度满足要求。

4.3.2棚架顶工20a工字钢强度计算

横向为I20a工字钢，跨径按0.3m计算。

查型钢资料得:

W=237×103mm3I=2370×104mm4E=2.1×105mp

作用在工字钢上的均布荷载为：

q=(F1+F2+F3) =0.1×2×1500+0.02×2×1500+27.9

=3.879KN/m

跨中最大弯矩：M=qL2/8=3.879×102/24=16.16KN.m

（1）工字钢弯拉应力

σ=M/W=16.16×106/309×103=52.30MPa

得出纵向工字钢弯应力满足要求。

（2）工字钢挠度

f=qL4/384EI=(3.879×104)/(384×2.1×105×2370×10-4)=0.203mm

得出棚架顶部工字钢挠度满足要求。

5、防护棚架搭设施工组织

5.1项目部安全管理人员在交通协管人员的配合和协助下按照方案确定的公路防护标准对计划封闭的车道前方规定的距离设置明显的限速标志、改道标志、“前方施工”的警示标志和足够的锥形标。专职安全人员在封到起点进行现场通行车辆引导。

5.2测量人员在安全人员的配合下进入封闭的车道内进行墩位放线测量，测量人员及安全人员必须穿戴醒目的反光防护服。放线完毕后，施工人员及施工机具、模具等必须从安全范围进入施工区域进行现场施工作业。基础混凝土浇筑时，由混凝土输送泵车在8#墩处就位，泵送管跨公路浇筑，浇筑过程中由专人全程指挥泵送混凝土。

5.3支墩钢管吊装及主梁工字钢安装需要封闭单项整幅道路，吊车及材料运输车停放在封闭的高速公路内进行吊装。在施工前方200米位置打开高速公路中央隔离带，将封闭一侧的行车车辆改道行驶。在施工区域后方200米的位置打开高速公路中央隔离带将改道车辆恢复至原来的路线行驶。方向改移的弯道处均设置道路改向和慢行标志牌，并各安排1名现场安全员进行交通引导。两幅道路棚架搭设完毕后恢复左右车道各两个车道直行，中央隔离带恢复原来的封闭状态。

5.4单幅棚架搭设完毕后改搭另一幅棚架，施工方法及改道方法与前幅相同。

6、挂篮悬臂浇注施工的安全防护

6.1加强高空作业安全防护，高空作业人员必须系安全带，所有临边部位均要按照国标要求设置高度不小于1.2m的围护栏杆并挂网防护；上下爬梯必须固定牢固，边侧设置扶手并挂网防护；所有作业人员佩戴安全帽。

6.2加强职工教育，严禁随意向桥下抛洒物体，施工用材料或设备在已浇筑梁上摆放位置距梁边不小于2m，不使用的设备、材料或其他废弃物及时清运到桥下场地。

6.3对施工中使用的塔吊、卷扬机等机械设备，定期、不定期地检查、维修保养，保证有足够的安全系数。所有动力、照明电路按照规定的线路进行铺设，定时检查，确保安全。

6.4每节段施工前后，现场技术人员检查挂篮位置、前后吊带、挂架、锚杆等关键受力部位的情况，并填写挂篮检查报告，发现问题及时解决。

6.5在挂篮使用过程中，定期详细检查焊缝和螺栓的质量，保证正常使用，一旦出现异常，立即停止施工，全面系统地检查，发现问题，立即整改。

6.6挂篮安装就位时，保证挂篮的左右两侧前支腿同步，且采用刚性支垫，支垫面平整，距离两端为50cm的距离，误差不超过lcm。

6.7挂篮锚固连接器安装时，严格按照对中的原则进行，即16cm长连接器两端各接入8cm长精轧螺纹钢筋，受力均匀保证挂篮的安装稳定。

6.8分别在浇注前、浇注底板、腹板和顶板时观测标高、轴线及挠度等，并分项作好详细记录。每段箱梁施工后，整理出挠度曲线，保证箱梁施工的精度要求，控制挂篮移动前的最小降幅。

6.9挂篮的防火措施：梁体施工在梁体顶板及挂篮外侧配备灭火器，防止因梁体焊接火花而引起的起火；在进行钢筋焊接作业时，铺设防火石棉垫，以避免焊接施工火花点燃挂篮下的木板。

7、结束语

跨越高速公路挂篮悬臂浇注施工连续梁除了可行的施工方案，有力的安全防护措施，更需要有责任心的管理及施工人员，才能确保施工的顺利完成及高速公路运营安全。

参考文献：

[1] 中华人共和国铁道部。铁建设[2010]240号高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[2]余永祯，周世明等.建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.