跨线桥梁主梁高空作业双层防护施工工法.pdf

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1、跨线桥梁主梁高空作业双层防护跨线桥梁主梁高空作业双层防护施工工法施工工法目 录目 录 1、前言.12、工法特点.13、适用范围.24、工艺原理.25、施工工艺流程及操作要点.25.1 施工工艺流程.25.2 操作要点.36、材料与设备.76.1 材料.76.2 设备.87、质量控制.87.1 技术规范.87.2 质量控制指标.87.3 质量保证措施.98、安全措施.99、环保措施.1010、资源节约.1011、效益分析.1011.1 经济效益分析.1011.2 社会效益.1112、应用实例.111跨线桥梁主梁高空作业双层防护施工工法跨线桥梁主梁高空作业双层防护施工工法 1、前言、前言 现代立体

2、化综合交通体系慢慢推行，新建桥梁需跨越既有线，在确保既有线正常运营条件下，桥梁施工存在着一定施工风险。根据既有线施工安全管理规定，新建桥梁跨既有线施工期间，必须采用有效的措施对既有线进行安全防护。传统的安全防护装置选用固定式落地防护棚与移动式落地防护棚，在新建桥梁净空较高时，高空坠物由于水平初速度与风载作用，坠物经过高空偏移或碰撞弹射后，坠物面范围变大，固定式防护棚防护范围有限，不利于既有线安全运营。为消除这一风险因素，落地防护棚搭设需覆盖坠物面，因此造成防护棚安装时间长、钢材用量大等问题，在跨铁路施工防护棚架时，需在天窗点内施工，影响施工工期，并增加了施工成本。中交第二航务工程局有限公司在承

3、建的兰州南绕城高速公路西固黄河特大桥建设过程中，研究提出了“移动防护平台+落地防护棚架”的双层安防系统，并于该桥主梁（3#-7#节段）高空跨线施工过程中进行实践与总结，形成跨线桥梁主梁高空作业双层防护施工工法。“一种跨既有线桥梁施工组合防护装置”已获得了国家实用新型专利（专利号：ZL 2017 2 0593750.3），本工法于 2018 年 4 月 20 日被评为中交二航局企业工法；2017 年 12 月 20 日，本工法关键技术经中国公路建设行业协会鉴定，达到国内先进水平，并获得了“2017 年度中国公路建设行业协会科技进步三等奖”。本工法成功应用于兰州南绕城高速公路西固黄河特大桥跨兰新铁

4、路和 109国道主梁施工中，获得了良好的经济与社会效益。2、工法特点、工法特点 2.0.1 安全可靠。梁下移动防护平台可随上部结构施工任意部位进行同步防护，在主梁施工节段与落地防护棚架对主梁实现全方位防护，保障既有线运营安全。2.0.2 易安拆。梁下移动防护平台结构轻盈，分 3 节段安拆，工程量小，施2工方便；相比传统防护方式，落地防护棚架减少了安拆时间。2.0.3 经济性好。相比搭设大跨度落地防护棚，增设梁下移动防护平台，双层防护系统总体较少了材料成本投入，同时安拆过程中减少了人工及设备投入。2.0.4 不影响既有线路运营。在远离运营线路处进行移动防护平台的安拆，不影响既有线路运营，落地防护

5、棚架安拆降低了对运营线路的影响，确保了车辆的安全通行。3、适用范围、适用范围 本工法适用于跨线桥梁主梁高空防护结构施工。4、工艺原理、工艺原理 4.0.1 高空坠物由于水平初速度与风载作用，坠物面较大，通过在新建桥梁主梁下设置移动防护平台，并增设附着于梁底的轨道及防护平台的行走机构，实现安全防护随施工部位同步进行，将坠物风险扼制在源头。4.0.2 落地防护棚搭设覆盖新建桥梁与既有线相交投影面，竹胶板设置与防护棚面板上，对高空坠物起缓冲作用；护栏布置于落地防护棚顶两侧，并在其悬挂密目网，与既有线垂直，防止坠物反弹入既有线。4.0.3 跨既有线桥梁主梁施工过程中，梁下移动防护平台可随上部结构施工任

6、意部位同步防护，在主梁施工节段与落地防护棚架形成双重防护，实现主梁跨线施工的全方位安全防护，保证施工期间营业线的正常运行。5、施工工艺流程及操作要点、施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 3施工准备双层防护系统设计排架基础施工排架桩安装落地防护棚架上部结构安装移动防护平台轨道梁安装移动防护平台安装主梁施工双层防护系统拆除双层防护系统同步防护图图 5.1-1 施工工艺流程图施工工艺流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 双层防护系统设计 1.移动防护平台设计移动防护平台包括防护平台、轨道、行走系统、悬挂系统。平台悬挂于行走轨道上，通过电机驱动行走，轨道安装时借用钢梁检查

7、车轨道的固定螺栓孔。平台包括纵梁，横梁、分配梁，纵梁下弦杆之间搭设分配梁、钢筋网及竹胶板形成防护平台。移动防护平台纵横断面、立面图见 5.2-1、5.2-2 和 5.2-3。图图 5.2-1 移动防护平台纵断面图移动防护平台纵断面图 4图图 5.2-2 移动防护平台横断面图移动防护平台横断面图 图图 5.2-3 移动防护平台平面图移动防护平台平面图 2.跨公路落地防护棚架设计跨公路落地防护棚架包括条形基础、钢管排架桩、主横梁、纵梁、分配梁、防护面层。跨公路防护棚架平面图、横断面见 5.2-4、5.2-5。图图 5.2-4 跨公路防护棚架平面图跨公路防护棚架平面图 图图 5.2-5 跨公路防护棚

8、架横断面图跨公路防护棚架横断面图 5.2.2 施工准备 提前编制跨既有线施工方案并报相关管理单位审批。根据防护系统结构图纸综合考虑施工机械设备、材料及现场施工条件，全面组织现场准备工作，包括对现场施工作业人员进行技术交底、测量定位，并设定专职的交通组织人员。5.2.3 排架基础施工 5排架桩条形基础施工前应复核地基承载力，基础立模浇筑前检查预埋件与钢筋焊接定位。5.2.4 排架桩安装 排架桩安装时应进行桩位、桩顶高程及桩身垂直度检验。5.2.5 落地防护棚架上部结构安装 跨公路施工防护棚架上部结构时，设专人进行交通导流，设专人指挥吊装作业。5.2.6 移动防护平台轨道梁安装 轨道梁应与主梁保持

9、平行，保证连接质量及轨道间距，轨道拼接处保持平顺，轨道梁安装见图 5.2-6。图图 5.2-6 轨道梁安装图轨道梁安装图 5.2.7 移动防护平台安装 在非涉铁梁节段下进行移动防护平台组装，将悬挂吊梁两端吊住贝雷片上桁杆，通过垫板与高强螺栓将其固定；在每组纵梁下桁杆顶部安装分配梁；在分配梁上铺装钢板网，竹胶板铺装于钢板网上，形成阻挡坠物平台。栏杆安装在平台边缘位置，形成临边防护，平台分三节段进行吊装，上端电机小车夹住轨道梁下翼缘，滚动面在轨道梁下翼缘顶面，通过电机驱动整体结构沿轨道梁移动。移动防护棚架安装步骤见图 5.2-75.2-9。6 图图 5.2-7 移动防护平台安装步骤一移动防护平台安

10、装步骤一 图图 5.2-8 移动防护平台安装步骤二移动防护平台安装步骤二 图图 5.2-9 移动防护平台安装步骤三移动防护平台安装步骤三 5.2.8 主梁施工 跨既有线主梁节段施工过程中，由“移动防护平台+落地防护棚架”组成的双层安防系统实现施工过程中全防护，防护步骤如图 5.2-10 所示。7 图图 5.2-10 移动防护平台防护步骤移动防护平台防护步骤 5.2.9 双层防护系统拆除 移动防护平台至非涉铁梁节段下，分三节段采用卷扬机下放，同时落地防护棚架从上至下依次拆除。6、材料与设备、材料与设备 6.1 材料材料 表表 6.1-1 主要材料计划表主要材料计划表 序号 材料名称 规格 用途

11、1 排架桩 820 x10 落地防护棚架下部结构 2 平联 426 x6 落地防护棚架下部结构 3 主横梁 2HM588x300 落地防护棚架 4 贝雷及风撑 321 型 落地防护棚架及移动防护平台纵梁 5 新制横梁 28+38 x4 移动防护平台 86 分配梁 1 工 12.6 落地防护棚架 7 分配梁 2 工 28a 移动防护平台 8 钢板 t=10mm 防护棚面板 9 钢板网 PB3x46x2000 x6000 移动防护平台面层 10 竹胶板 t=20mm 防护棚及梁下移动防护平台面板 12 行走系统/移动防护平台行走机构 13 混凝土 C30 防护棚架条形基础 6.2 设备设备 表表

12、6.2-1 主要施工机械设备主要施工机械设备 序号 设备名称 型号规格 单位 数量 用途 1 卷扬机 10t 台 4 梁下移动防护平台安拆 2 汽车吊 25t 台 2 落地防护棚架安拆 7、质量控制、质量控制 7.1 技术规范技术规范 7.1.1公路桥涵施工技术规范（JTG F502011）；7.1.2钢结构工程施工质量验收规范（GB 50205-2001）；7.1.3钢结构设计规范（GB50017-2017）；7.1.4公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2017）；7.1.5铁路营业线施工安全管理办法（铁运2012280 号）。7.2 质量控制指标质量控制指标 7.2.1 排架桩条

13、形基础要求下卧基础极限承载力满足设计要求；若不满足，则需要对地基进行换填并分层碾压。7.2.2 条形基础施工时，需注意预埋排架桩柱脚预埋件。预埋件与基础钢筋一起定位焊接，并保证安装精度。7.2.3 吊装焊接排架桩时，要保持排架桩对准桩位，应检查桩位的偏差及桩的倾斜度，桩位偏差小于 20mm，倾斜度小于 1%，若偏位和倾斜过大，需纠正。7.2.4 排架桩桩顶处理后应平整，无卷曲、撕裂、不圆等外观缺陷，桩顶标高严格按照图纸要求控制。7.2.5 施工中所有焊缝必须饱满，不得有裂纹、夹渣、气泡等缺陷。焊接完9成，经检查合格后，方可继续施工。7.3 质量保证措施质量保证措施 7.3.1 建立质量保证体系

14、，并按照体系要求进行职能分工，责任落实到人；同时制定奖惩办法，调动各级人员的积极性，从而使质量目标得以实现。7.3.2 编制质量计划，设置质量控制点。设置施工专职质检员，做好各工序的质检工作，要求上一道工序不合格，不允许进入下一道工序施工。7.3.3 现场统一管理，认真做好质量检查制度，根据设计图纸、文件及施工规范的要求，实施全方位、全过程的跟踪检验和控制。7.3.4 钢材、焊条等原材料进厂时应有质量保证书，保证资料齐全，对进厂材料进行复验检查，试验合格后使用。7.3.5 特种作业人员需持证上岗。8、安全措施、安全措施 8.0.1 施工前，根据现场结合危险源识别，制定相应的安全技术措施，并纳入

15、施工组织设计和专项施工方案。8.0.2 落地防护棚架施工时，专人指挥。在支架处设置防撞墩，贴反光标，焊接施工时，采取措施进行交通隔离。8.0.3 建立健全安全保证体系和以预防为主的安全保证方针，设置现场专职安全管理员及责任人。8.0.4 施工电源及高低压配电装置由专职人员负责运行与维护。建立施工消防管理制度，防火安全责任制，及易燃易爆物品的管理办法。8.0.5 移动防护平台运行期间，定期进行维护，特别对于行走系统和悬吊系统，定期检修。8.0.6 施工前必须对施工队伍进行详细书面的安全交底，交底内容必须有针对性，并注明施工中应注意的事宜与禁止事项。8.0.7 落地防护棚架安拆时，起重操作人员应体

16、检合格，并进行安全教育、考核及复检，严格按照特种作业人员安全技术考核管理规定 且考核合格获取操作证后方能持证上岗。根据作业环境特点，对危险性大、环境复杂的吊装作业编制安全专项方案，起重设备定期进行检查。108.0.8 在工程现场周围显目位置处设置警告、危险标志等安全标志和标识牌。8.0.9 移动平台拼接操作人员必须按规定配置安全带、安全帽、防滑鞋等个人劳动保护用品。高空拆除梁下移动平台时，小型零件应用接料桶吊运，严禁抛扔。物件要及时运转，严防高空坠物。9、环保措施、环保措施 9.0.1 施工过程中，应严格遵守国家及地方有关环境保护的法律、法规，防止对附近周边造成环境污染。9.0.2 建立工地环

17、保制度，对全体施工人员进行环保教育，使作业人员从思想上认识环保的重要性。9.0.3 采取有效措施控制现场的各种垃圾、噪声、振动对周围环境的污染和危害。禁止使用一次性塑料餐具，防止白色污染。10、资源节约、资源节约 10.0.1 梁下移动防护平台结构轻盈，减少防护结构材料成本投入。10.0.2 该双层防护系统较传统防护方式减少了落地防护架的防护范围，且节省了工期，降低了人工及机械投入。11、效益分析、效益分析 11.1 经济效益分析经济效益分析 与传统的跨既有线施工安全防护措施相比，“移动防护平台+落地防护棚架”的双层安防系统结构轻巧可靠，安拆方便，施工安全，减少材料成本投入，减少了天窗点作业，

18、降低了对既有线的运营影响，加快了施工进度，降低了生产成本。其经济对比分析如见表 11.1-1。表表 11.1-1 双层防护系统与常规防护措施经济效益对比表双层防护系统与常规防护措施经济效益对比表 序序号号 项目项目 单位单位 传统方法传统方法数量数量 创新方创新方法数量法数量 传统方法成传统方法成本（万元）本（万元）创新方法成创新方法成本（万元）本（万元）节约成本（工节约成本（工期（万元）期（万元）备注备注 1 排架桩 t 114 81 51.3 36.5 14.8 2 连接器 t 89.6 64 40.4 28.8 11.6 3 主横梁 t 46.5 33.2 20.9 14.9 6 4 贝

19、雷及风撑 t 218.4 167 12.2 9.4 2.8 租赁 115 分配梁 1 t 30.5 21.8 13.7 9.8 3.9 6 分配梁 2 t/23.6/10.6-10.6 7 钢板 t 231 165 104 74.3 29.7 8 钢板网 t/3.90/1.8-1.8 9 竹胶板 m2 2940 2490 8.8 7.5 1.3 10 行走系统 t/7.20/3.2-3.2 11 新制横梁 t/4/1.8-1.8 12 混凝土 m3 256 183 9.7 7 2.7 13 需天窗点 个（90分钟）18/90 0 90 14 工期 d 63 63 0 合计合计 145.4 综上

20、所述，采用本工法产生了直接经济效益 145.4 万元。11.2 社会效益社会效益 双层防护系统共同作用，保证了施工期间人员及设备的安全，同时降低了对运营线路的影响，确保了车辆的安全通行，降低了施工成本，使跨既有线主梁节段高效率低风险地完成施工，促进了当地的经济发展，增加了该地区的交通实力，取得了良好的社会效益。12、应用实例、应用实例 由中交第二航务工程局有限公司承建的兰州南绕城高速 LRN14 合同段，该合同段位于兰州市西固区，路线总体走向由南向北，斜跨黄河，在黄河南岸位于西固区上岸门村西约 500 米，北岸位于西固区柴家台村西，距离柴家峡水电站下游约 1.8Km。兰州南绕城高速公路控制性工程西固黄河特大桥全桥总长 1003 米，是一座主跨 360 米的双塔三跨半漂浮体系斜拉桥，跨越黄河、兰新铁路和西新公路。主墩处于黄河堤岸且临近营业线，主梁 3#7#节段位于公铁营业线上方，净空 69m，主梁采用工字钢-混凝土结合梁。2016 年 4 月2016 年 6 月，该工程跨线桥梁主梁高空施工过程中，利用该工法保证了既有线的安全运营且加快了现场施工进度，获得了成功的应用。