跨高速公路安全防护棚架施工组织.doc

跨高速公路安全防护棚架施工组织科工程科技跨高速公路安全防护棚架施工组织黄忠睦(中国中铁上海工程局第一工程有限公司,广东广州510435)摘要:通过介绍武广客专线流溪河特大桥跨广清高速公路棚架防护施工,阐述了跨高速公路施工组织,交通疏导,安全防护等施工技术.关键词:跨高速公路;棚架;施工组织;安全控制l工程概况武广客运专线新广州站流溪河特大桥l89#192#墩跨广清高速公路,与高速公路斜交角度为28.,上部结构为(7O+125+7【)】m连续梁,梁底距高速公路路面最小净高约13m,190#,191#主墩在公路两侧边坡坡脚外,距离公路路基边线最小距离均在13m内.连续粱采用挂篮悬臂法进行施工,在o块上安装挂篮施工标准节段,再施工边跨现浇段,边跨合拢后中跨合拢,再把挂篮平移同伽块附近后拆除.为保证连续粱主跨悬臂施工期间桥下高速公路行车安全及车辆顺利,快捷通行,采用搭设棚架的方式进行安全防护,如何存高速公路上进行防护棚架的施工组织将是一个十分关键的问题.2棚架设计为确保施工期间落物危及行车安全,在施工影响区域搭设棚架进行防护,单幅棚架尺寸为65*(10.914.8)6.27m,采用426mm8ram钢管作立柱支架,立柱高度为6m,纵向间距为5m,横向间距10.914.8m,立柱与砼基础预埋钢板焊接,I25b工字钢为主梁,与公路行车方向平行,上铺间距为1.33m的I20b工字钢次梁与高速公路线路方向垂直,满铺4em厚的木板,木板间用铆钉连接.棚架立柱内侧贴高强反光膜.在木板上满铺白铁皮,铆钉连接,设置l%的横坡,确保雨水及施工废水流至行车道外,顶部1.5m高范围采用密目式防护网进行四面围护,避免连续梁施工时杂物坠落回弹危及行车安全.棚架净空大于6m,大于高速公路各入口最大限高5.Om,故不设限高架,但需在江高,聚龙,庆丰,朝阳收费站设置限高5m的禁令标志,提示上高速的车辆驾驶人员,绕道行驶.防护棚架布置图见图1.3棚架施工棚架搭设作业需上高速公路行车道作业,施工前向路政,交警部门申请临时封闭部分车道,采取适当的交通疏导措施.棚架施工顺序分为5步:(1)搭设清远方向土路肩处棚架立柱;(2)中央分隔带棚架立柱;(3)吊装清远方向硼架纵横梁;(4)搭没广州方向土路肩处棚架立柱;f5)搭设广州方向棚架纵横梁.3.1棚架基础施工棚架立柱基础采用C30砼,基础设置在广清高速公路中央分隔带护栏处和波形护栏外侧土路肩上.3-2棚架立柱及工字钢主梁的安装基础施工完后,安装棚架立柱.棚架立柱先制作成型,棚架立拄吊装就位后,将钢管与基础预埋钢板焊接或螺栓连接,采用10槽钢作为剪刀撑将纵向钢管立柱焊接连成整体,增谴五,0.,.?一0图1防护棚架布置图一叁州:l图2搭设(拆除)清远方向土路肩棚架立柱交通疏导图蠹费图3搭设(拆除)中央分隔带棚架立柱交通疏导图0,嚼-识蝴荣专一二llll;.以/I诒他I1;41镰-_.Lj秘(lli图4吊装(拆除)清远方向工字钢梁交通疏导图0图5搭设(拆除)广州方向棚架立柱交通疏导图加立往稳定性.钢管安装就位后,安装棚架工字向内逐片解除与纵梁的联系后,横移到工字钢钢主梁,T字钢底面与钢管顶面钢板焊接.横粱的最外侧吊到施:【场地以外.横梁拆除后3.3工字钢次梁的拼装与吊装再拆除丁宁钢纵梁,最后拆除立柱钢管.1一字钢次梁吊装就位后,将工字钢次梁4交通疏导措施工字钢主梁点焊牢固,满铺4cm厚的木板和1广清高速公路是广州至花都,清远方向主铁皮工字钢两侧设I.5m高的安全防护栏杆,耍交通要道.棚架及梁体施工期间不能中断交栏杆上满挂密目安全防护网.通,在广清高速公路路政管理部门和交警部门3.4棚架的拆除的指导下对施工区域规划和设置一定的指示和桥梁上部结构施工完成后开始拆除棚架警示标志先人工拆除横梁上的木板,再同时将两侧立柱4.1各施工阶段交通疏导措施顶面钢板与纵粱分割,拆除工字钢.工字钢由外施工时为确保交通畅通和(下转23页)一258一一科技i论I坛正常的工作.所以对于复合材料结构,两种材料的性质的组合非常重要.为了研究复合材料性质对界面裂纹的影响,采用大型有限元Ansys对图1的力学模型进行了有限元分析.模型采用平面单元来模拟裂纹.采用Ansys中的Kscon命令来对裂纹尖端的单元进行扇形划分.为了对比材料性质的影响,先固定裂纹的长度,变化复合材料的不同材料性质(弹性模量与白松比)来对比.模型如图l,已知材料参数为E=2.06E12Pa,1=0.3;E2=3.0E10Pa,2=O.2,板的尺寸为0.075m0.Im,建模时采用plane82单元,对称建模.应力强度因子是一个反映裂纹端部应力场强弱程度的力学量.线弹性断裂理论认为,裂纹端部的应力强度因子是决定裂纹是否扩展的控制掺量.由于该裂纹为I型裂纹,当采用单位应力进行计算时,根据公式:,可以得到应力强度因子K1=1:02802实际Ansys计算得出的K=O.3074这与公式计算的应力强度因子相对误差为9.4%.说明用这种方法可以满足计算要求.从图表中可以看出在同样的一个界面裂纹下,两种复合材料的材料性质的差别越大,界面裂纹的应力强度因子逐渐减小,而裂纹尖端的应力这逐渐增大.当两种材料的弹性模量相差到两个数量级及以上时,断裂强度因子趋于稳定,不会再随材料特性的变化而发生较大的改变.同样,裂纹尖端的应力也是在两种复合材料的弹性模量相差到两个数量级及以上时,尖端应力趋于稳定不再变化.科图5应力随材料弹模的变化图4,5是应力强度因子和裂纹尖端应力与材料弹性模量变化的对数关系.对于两种复合材料,材料性质越接近,界面端的应力强度因子就越大,而裂纹尖端应力反而越小,当两种材料性质变化超过某一范围时(在这里是两种材料弹模变化超过2个数量级)不管裂纹尖端的应力强度因子,还是裂纹尖端的应力都稳定不再发生变化.3结论.通过有限元分析了不同材料性质的复合材料的界面裂纹应力强度因子,及尖端裂纹应力的规律.利用这些已有的规律,在对复合结构设计的选材上提供依据.两种不同性质的材料在形成复合材料结构时要考虑材料性质对界面裂纹的影响.即两种材料的差别越大应力强度因子越小,裂纹尖端应力越大.但是随着两种材料的差别达到一定数量级后应力强度因子和裂纹尖端应力不再变化.选择最优的材料使复合结构即能满足正常的丁作需要,又能提高其界面的开裂应力.参考文献l】洪启超.工程断裂力学基础M1.上海:上海交通大学出版社,1986.f2徐芝纶.弹性力学M】.北京:人民教育出版社,l979.3许金泉.界面力学【M.北京:科学出版社,2OO8.(上接258页)安全,每次施工时按道路交通标志和标线要求设置道路施工标志牌,并在施工区域相应位置设置安全设施及警示标志,标牌,在施工路段车道与相邻车道之间全程设置防撞水马进行封闭.施工时按公路养护安全作业规程要求设置封闭区域:各单幅车道警告区2000m,封闭区90m,缓冲区50m,工作区105m,终止区30m.施工时作业区设置限速标志:主车道60km/h,施工作业区前设置三层减速带.4.2第一次交通疏导第一次交通疏导具体方法如下:临时封闭广清高速公路清远方向主车道,车辆经超车道限速行驶;按要求设置施工安全标志;同时,在施工区与行车道间采用防撞水马进行隔离,搭设土路肩处棚架立柱.交通疏导见图2.4.3第二次交通疏导第二次交通疏导具体方法如下:临时封闭广清高速公路双向超车道,双向车辆均通过各自主车道限速行驶;按要求设置施工安全标志;同时,在施工区与行车道间采用防撞水马进行隔离,搭设中央分隔带处棚架立柱.交通疏导见图3.4.4第三次交通疏导第三次交通疏导具体方法如下:临时封闭清远方向行车道,往清远方向车辆均经中央分隔带临时开口处上广州方向超车道行驶,再经由前方临时开口驶回清远方向车道,临时开口长度为30m,吊装清远方向棚架顶面工字钢,进行墩顶支架搭设.在双向行驶车道之0间用防撞水马进行,一一,(.隔离.交通疏导见一一一LI洲,I四煅,77I/I/JiTS/I/iYlII/Yl/II/I)一-Il一=通疏导J,第四次交通疏矗疆重馨导具体方法如下:图6吊装(拆除)广州方向工字钢梁交通疏导图临时封闭广清高速公路广州方向主车道,车辆经超车道限速行驶;按要求设置施工安全标志;在施工区与行车道间采用防撞水马进行隔离,搭设土路肩处棚架立柱.交通疏导见图5.4.6第五次交通疏导第五次交通疏导具体方法如下:搭设前,先临时封闭广州方向行车道,所有往广州方向车辆均经中央分隔带临时开口处上清远方向超车道行驶,再经由前方临时开ISl驶回广州方向车道,临时开口长度为30m.在双向行驶车到之间用防撞水马进行隔离.交通疏导见图6.5连续粱施工期间交通安全防护措施由于棚架立柱位于波形护栏外侧以及中央分隔带中,不占用行车道位置及硬路肩,棚架搭设完成后,开放全幅交通,不再影响车辆通行,为了确保安全,在进洞口钢管立柱上满贴高强反光膜,以警示驾驶人员.棚架拆除时交通疏导参考搭设期间交通疏导,疏导顺序与搭设期间相反,不再赘述.6结论通过对跨广清高速公路棚架的设计与施工,有如下体会:6.1在车流量较大的高速公路L施工搭设棚架,对于小构件,小砼块等掉落于棚架上很好的起到保护作用,与挂篮底部兜防护相比更具安全性.6.2由于