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大小井液壓爬模安全專項施工方案

		點擊數：	更新時間： 2021年07月21日
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目 錄
一、工程概況及編制依據	3
1、 工程概況	3
1、 路線起訖及走向	3
2、 地形、地貌	3
3、 地質、地震	3
4、 氣象、水文	4
二、安全組織機構及職責	4
1、領導小組成員名單	5
2、組織機構框圖	5
安全管理組織機構圖	5
3、保證體系框圖	5
4、領導小組及成員職責	6
4.1、小組職責	6
4.2、安全生產領導小組成員職責	7
三、 安全控制目標及保證管理措施	8
2、保證管理措施	8
四、 爬模施工方法	9
1.1 工程概況	9
1.2 自爬模組成及工作步驟	10
1.3 結構計算復核的主要內容	11
1.4 編制計算書遵守的規范和規程	12
2 液壓自爬升模板系統的相關參數	12
2.1 液壓自爬模板系統基本參數	12
2.2 液壓自爬升模板系統計算參數	13
3 液壓自爬升模板系統荷載計算	13
3.1 荷載計算	13
3.1.1 恒載計算	13
3.1.2 臨時施工荷載	13
3.2 計算工況	13
4 液壓自爬升模板系統的空間有限元仿真分析	14
4.1 工況一：施工狀態	15
4.2 工況二：爬升狀態	18
5 系統局部承載構件的驗算	22
5.1 錨桿承載力驗算	22
5.2 混凝土沖切承載力驗算	22
5.3 混凝土局部受壓承載力驗算	23
5.4 受力螺栓扭矩計算	23
5.5 受力螺栓承載力驗算	24
5.6 無縫鋼管受力桿驗算	25
5.7圍圈桁架連接螺栓抗剪驗算	25
5.8圍圈桁架驗算	26
6 模板部分的受力計算	26
6.1 混凝土側壓力計算	26
6.2 模板系統各構件驗算	27
6.2.1 模板6MM鋼面板受力計算	27
6.2.2 次背楞[10驗算	28
6.2.3 主背楞2[14A槽鋼驗算	28
6.2.4 拉桿Ø25（精軋螺紋鋼）驗算	29
7 結論	29
五、應急措施	29
六、事故應急救援	29
2、應急領導小組	30
3、內部通訊及聯系	30

大小井特大橋
液壓爬模安全專項施工方案
一、工程概況及編制依據
1、 工程概況
  貴州省余慶至安龍高速公路平塘至羅甸段（以下簡稱平羅高速）屬于貴州省高速公路網規劃《貴州省高速公路網規劃》（“678”網）中的“第六橫”——余慶至安龍高速公路的重要組成部分。項目起點連接已開工建設的獨山至平塘高速；終點銜接已開工建設的銀川至百色國家高速公路惠水至羅甸段高速公路。項目實施可以打通斷頭路,形成我省南部地區橫向連接的運輸大通道,同時對加快滇桂黔石漠化集中連片特困地區扶貧開發意義重大。
1、 路線起訖及走向
本合同段路線呈北東-南西走向，起于董當隧道出口，起點樁號為YK69+445、ZK69+495，經梅坡大橋跨越沖溝，結構形式為9×40+11×40米T梁，橋梁全長414m，行經羅甸縣沫陽鎮董當社區大灣組，設置大小井特大橋跨越大井河，距離省級風景區大小井1.5km，大橋主跨為450米的上承式鋼管混凝土拱橋，屬于本項目重點控制性工程，橋梁左幅橋長1501m；右幅橋長1486m。橋臺后接304m長挖方路基至本合同段終點拉良村，終點樁號為K71+840，路線總長2.395Km。
2、 地形、地貌
本合同段屬構造侵蝕-剝蝕低山河谷地貌區，區域上屬貴州高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶。地面自然標高 426.8～693.5m，其中大大小井特大橋橋臺所在山坡峰頂與河底相對高差約 250m。平塘岸橋臺位于斜坡中下部，地形坡度 30°，坡向 260°，羅甸岸橋臺位于斜坡中上部，地形坡度 30°，坡向 110°。河流為地下暗河出水口大小井提供，為兩側山體匯水、排水區域。沖溝兩岸地形切割強烈，較為陡峻，山上松林及雜草茂盛。
3、 地質、地震
根據地質調繪及鉆探資料，橋址區分布地層覆蓋層為第四系（Q）殘坡積、崩坡積層粘性土、碎石土，厚度 0～8.3m；下伏地層為三疊系中統邊陽組 T2b 灰巖、泥灰巖、砂質灰巖夾泥巖等。大小井特大橋橋區地層整體復式褶皺發育，兩側整體為向斜，橋區壩王河溝谷為背斜。橋位區兩岸岸坡局部可見小型褶皺及微小斷層發育，尤以羅甸岸小構造行跡較為明顯，兩岸巖體極破碎至較破碎。平塘岸巖體產狀 81°～114°∠12°～47°，羅甸岸巖體產狀為 208～270°∠5～65°。橋位區整體呈背斜成谷的“負地形”，核部巖層較陡，兩翼整體較緩。
根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306-2015）及《公路橋梁抗震設計細則》（JTGTB02-01- 2008），橋區內地震動峰值加速度為 0.05g，地震反映譜特征周期為 0.35s，地震基本烈度為Ⅵ度。
4、 氣象、水文
1）氣象
    本合同段位于羅甸縣境內，屬亞熱帶季風濕潤氣候區，冬無嚴寒、夏無酷暑，熱量豐富，雨量充沛，無霜期長，四季較為分明。全縣年平均氣溫 17℃，最冷月 1 月平均氣溫 6.8℃，最熱月 7 月平均氣溫 25.4℃，極端最低氣溫-7.7℃，極端最高氣溫38.1℃，年均日照時數 1316.9 小時，年均降水量 1259 毫米，年均無霜期 311 天。
    2）水文
    本合同段大小井特大橋跨越的大井河（又名壩王河），為珠江流域西江干流紅水河段支流蒙江的支流，多年平均流量 7.41～63.6m3/s，沖溝、坡表及降雨匯水至大井河，由大井河順地勢向羅甸排泄，部分沿基巖裂隙或巖溶裂隙下滲補給地下水。大井河常水位為428m，計算洪水位為 433.13m。
2、編制依據
2.1、《建筑施工現場安全防護基本標準》
2.2、《建筑工程安全防護標準化圖集》
2.3、《液壓爬升模板工程技術規程》（JGJ 195-2010）
2.4、《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》 （GB/T 1228-2006）
2.5、《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》 （JGJ 82-2011）
2.6、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204-2002）
2.7、大小井特大橋爬模系統計算書

二、安全組織機構及職責
成立以項目經理為組長的安全生產領導小組，指派一名副經理主抓安全工作。項目部必須設立單獨的安全管理部門，配備專職安全管理人員。領導小組如下：
1、領導小組成員名單如下：
組  長：張廷剛
副組長：王福舉、毛家寬
組  員：任達勇、任開富、李坤陽、杜坤、楊勝軍
小組辦公室設在項目安全科，負責日常工作，由安全科負責人任辦公室主任。公室電話：18585824699。

2、組織機構框圖
安全管理組織機構圖

3、保證體系框圖
 
4、領導小組及成員職責
4.1、小組職責
4.1.1認真貫徹落實上級黨委關于安全生產工作的部署、安排、措施和要求。
4.1.2負責對項目部安全管理工作進行指導、檢查和監督。
4.1.3每季度定期開展安全生產工作會議，開展調查研究，認真總結經驗，對存在的問題制定可行的整改措施。
4.1.4定期向上級報告安全生產工作的情況。
4.1.5完成與安全生產有關的其他工作。
4.1.6臨時用電安全領導小組擬定落實安全控制目標，制定安全保證計劃，根據保證計劃要求。
4.1.7負責保證體系實施過程中的運行實施監督、檢查。
4.1.8對安全生產保證體系運行過程中，出現不符合要素的要求，施工中出現的隱患，制定糾正和預防措施，并對上述措施進行復查。
4.2、安全生產領導小組成員職責
4.2.1組長：
4.2.1.1履行承攬合同要求，確定安全控制目標，確保項目工程安全施工，對工程項目的用電安全全面負責。
4.2.1.2參與編制施工組織設計，建立項目安全生產保證體系，組織編制安全施工專項方案。
4.2.1.3貫徹執行各項有關安全生產的法律法規、標準、規范和制度，落實施工組織設計中的安全技術措施。
4.2.1.4支持安全員及施工管理人員行使安全監督、檢查工作。
4.2.2副組長：
4.2.2.1根據項目安全生產計劃組織有關管理人員制定針對性的安全技術措施，并經常注意督促檢查。
4.2.2.2協調處理安全保證體系運行中的重大問題，組織召開安全生產工作會議。
4.2.2.3定期組織管理人員進行安全規程和安全規章制度的學習。
4.2.2.4實施現場管理標準化，確保操作現場工作環境不影響施工安全。
4.2.2.5組織用電安全設施的驗收，協助上級部門對工程項目的安全檢查和監督。
4.2.2.6負責臨安全設施所需的材料、設備及設施的采購計劃的審核及批準；
4.2.2.7處理一般工傷事故，協助項目經理處理重大工傷、機械等事故，處理事故遵循“四不放過”原則，并采取有效措施，防止再次發生。
4.2.3成員：
4.2.3.1組織安全操作規程和安全施工管理制度的學習。組織并進行安全技術培訓工作。
    4.2.3.2負責編制專業施工組織設計中安全施工、文明施工措施和重要工程項目的安全施工措施。
4.2.3.3負責布置、檢查、指導技術員編制分項工程的安全施工措施和交底工作。
    4.2.3.4從技術方面的指導和支持專職安全員的工作。
    4.2.3.5組織編制本工地技術革新和施工新技術、新工藝中的安全施工措施。
    4.2.3.6組織安全設施的研制和推行工作。
    4.2.3.7負責對各施工項目進行安全施工技術上的監督與指導。
    4.2.3.8參加本項目的安全施工檢查，解決存在的安全技術問題，提出防范措施。
三、安全控制目標及保證管理措施
    1、目標
為了貫徹落實“安全第一，預防為主、綜合治理”的方針，牢固樹立“安全生產，人人有責”的思想，嚴格執行安全生產法律、法規，切實做好施工安全管理工作。制定本安全控制目標。
1.1杜絕重大事故發生，減少一般事故，一般事故控制為零；
1.2無重大責任事故；
1.3不得因施工對周圍環境、建筑、設施等造成破壞，留下重大安全隱患；
1.4人員施工負傷率小于1.2‰，重傷率為零（項目部職工、民工）；
1.5無打架斗毆、酗酒滋事等刑事案件發生。

2、保證管理措施
1 爬模施工應符合現行行業標準《建筑施工高處作業安全技術規范》JGJ 80的有關規定。
2 爬模工程必須編制安全專項施工方案，方案應經專家論證。
3 爬模裝置的安裝、操作、拆除應在專業廠家指導下進行，專業操作人員應進行爬模施工安全、技術培訓，合格后方可上崗操作。
4 爬模工程應設專職安全員，負責爬模施工的安全監控，并填寫安全檢查表。
5 操作平臺上應在顯著位置標明允許荷載值，設備、材料及人員等荷載應均勻分布，人員、物料不得超過允許荷載；爬模裝置爬升時不得堆放鋼筋等施工材料，非操作人員應撤離操作平臺。
6 爬模施工臨時用電線路架設及架體接地、避雷措施等應符合現行行業標準《施工現場臨時用電安全技術規范》JGJ46的有關規定。
7 操作人員應按現行行業標準《建筑機械使用安全技術規程》JGJ33 的有關規定定期對機械、液壓設備等進行檢查、維修，確保使用安全。
8 操作平臺上應按消防要求設置滅火器，施工消防供水系統應隨爬模施工同步設置。在操作平臺上進行電、氣焊作業時應有防火措施和專人看護。
9 上、下操作平臺均應滿鋪腳手板，腳手板鋪設應符合現行行業標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130的有關規定；上架體、下架體全高范圍及下端平臺底部均應安裝防護欄及安全網；下操作平臺及下架體下端平臺與結構表面之間應設置翻板和兜網。
10 對后退進行清理的外墻模板應及時恢復停放在原合模位置，并應臨時拉接固定；架體爬升時，模板距結構表面不應大于300mm。
11 遇有六級以上強風、濃霧、雷電等惡劣天氣，停止爬模施工作業，并應采取可靠的加固措施。
12 操作平臺與地面之間應有可靠的通訊聯絡。爬升和拆除過程中應分工明確、各負其責，應實行統一指揮、規范指令。爬升和拆除指令只能由爬模總指揮一人下達，操作人員發現的不安全問題，應及時處理、排除并立即向總指揮反饋信息。
13 爬升前爬模總指揮應告知平臺上所有操作人員，清除影響爬升的障礙物。
14 爬模操作平臺上應有專人指揮起重機械和布料機，防止吊運的料斗、鋼筋等碰撞爬模裝置或操作人員。
15 爬模裝置拆除時，參加拆除的人員必須系好安全帶并扣好保險鉤；每起吊一段模板或架體前，操作人員必須離開。
16 爬模施工現場應有明顯的安全標志，爬模安裝、拆除時地面應設圍欄和警戒標志，并派專人看守，嚴禁非操作人員入內。
四、爬模施工方法
1.1 工程概況
大小井大橋空心薄壁墩，截面尺寸6.5x3m，縱橋向壁厚0.5m，橫橋向壁厚0.5m，內設0.5x0.5m倒角。
1.2 自爬模組成及工作步驟
液壓爬模系統的組成如圖所示，其基本組成可以分為上平臺、下平臺和吊平臺兩個個部分。
 
主要部件有：模板，立桿，可調斜撐，主平臺，下平臺，后移裝置，液壓頂升裝置及保險防墜裝置等。自爬模的頂升運動通過安裝在爬架上的液壓油缸對帶動爬架在無縫鋼管受力桿上交替頂升來實現。無縫鋼管受力桿從爬架下架體立桿中穿過，二者之間通過液壓千斤頂相互作用，無縫鋼管主要承受豎向荷載。爬架上橫梁下方設置圍圈桁架，墩柱兩側爬架的圍圈桁架間設置一對直徑32mm螺紋鋼拉桿，以平衡爬架水平分力。澆筑混凝土時，導軌和爬模架都支撐在預埋件支座上，兩者之間無相對運動。退模后在預埋爬錐上用受力螺栓錨固掛座體；循環作業時首先移動無縫鋼管受力桿至上部預埋件支座，就位于上部埋件支座上后，在解除爬模架上有礙爬升的所有拉結之后就可以開始頂升爬模架，這時候無縫鋼管受力桿保持不動，啟動油缸，爬模架就相對于無縫鋼管受力桿運動，通過無縫鋼管受力桿和爬架這種交替附墻，相互提升，爬模架即可沿著墻體上預埋爬錐上安裝的掛座逐層提升。
液壓自爬模的主要工作步驟如下：
（1）在已經澆筑好的混凝土結構上安裝預埋件
（2）安裝上、下平臺和模板
（3）固定模板
（4）澆筑混凝土
（5）退模、安裝預埋件
（6）提升固定無縫鋼管受力桿
（7）頂升爬架
（8）重復步驟（3），如此往復
因橋墩短邊較小，每墩布置4個爬架，短邊模板懸掛于長邊模板之上。此方式已在多個工地成功使用。混凝土澆筑高度4.5m模板高度4.61m。
爬模布置平面示意圖如下：
 
1.3 結構計算復核的主要內容
本計算復核報告的主要內容包括以下七點內容：
（1）計算模板自重及施工活載作用在架體上，架體各部件的強度、剛度，預埋件的強度是否足夠；
（2）主平臺架穩定性驗算；
（3）主三角架穩定性驗算；
（4）圍圈桁架變形計算；
（5）模板受力計算；
（6）對于計算結果不滿足規范要求的桿件提出優化建議。
本次計算采用有限元方法計算模式。有限元計算方法計算模式按分層高度4.5m進行計算。
1.4 編制計算書遵守的規范和規程
《建筑結構荷載規范》             （GB 50009-2012）
《鋼結構設計規范》               （GB 50017-2003）
《混凝土結構設計規范》           （GB 50010-2010）
《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204-2002）
《建筑施工計算手冊》              江正榮  編著 
《鋼結構工程施工質量驗收規范》   （GB 50205-2001）
《液壓爬升模板工程技術規程》（JGJ 195-2010）
《公路橋涵設計通用規范》（JTG D06-2015）
《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG D62-2004
《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》 （GB/T 1228-2006）
《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》 （JGJ 82-2011）
2 液壓自爬升模板系統的相關參數
2.1 液壓自爬模板系統基本參數
（1）架體系統：
架體支承跨度： 5.2m（相鄰埋件點之間水平距離）；
外架體高度：   約6.5m；
外架體寬度：   上平臺2.0m，下平臺2.5m； 
（2）液壓升降系統
額定工作壓力：  6MPa；
油缸行程：      35mm；
伸出速度：      外墻油缸380mm/min； (依配用的控制臺型號和頂升油缸的數量的多少其值略有所差別)
頂升油缸額定推力：   100kN；
串聯雙油缸不同步差:  ≤10mm.
（3）爬升機構
爬升機構有自動導向、液壓升降、自動復位的鎖定機構，能實現架體與導軌互爬的功能。
2.2 液壓自爬升模板系統計算參數
（1）塔肢內外墻液壓自爬模各操作平臺的設計施工荷載為:
模板，澆筑，鋼筋綁扎工作平臺（即上平臺）最大允許承載  1.5kN/m2
爬升裝置工作平臺（即下平臺）最大允許承載              0.75kN/m2
側面平臺最大允許承載                                0.75kN/m2
（2）爬模整體提升，同一榀爬架提升機位間同步差控制在20mm以內。
（3）爬模的每根液壓缸的推力為100kN (即10t)。
（4）自爬模爬升時，結構砼抗壓強度不低于15Mpa，其軸心抗壓強度設計值按C15混凝土等級換算為7.2MPa。
3 液壓自爬升模板系統荷載計算
3.1 荷載計算
3.1.1 恒載計算
外爬架的恒載包括操作平臺自重、模板自重、外架自重。外架自重和操作平臺自重荷載均由軟件自動加載,模板的自重按150kg/m2計算。
3.1.2 臨時施工荷載
爬架中包含上平臺、下平臺。施工臨時活載均布加載在平臺橫梁上。
3.2 計算工況
本計算書共進行2種工況的計算，按最不利荷載組合考慮，分別為：
（1）工況一：施工狀態
荷載效應組合為：1.2×結構自重+1.4×施工活載 （澆筑混凝土）
（2）工況二：爬升狀態
荷載效應組合為：1.2×結構自重+1.4×施工活載（上架體后退30cm）
4 液壓自爬升模板系統的空間有限元仿真分析
該爬模的Midas計算模型如下：
 工況一模型
 工況二模型
工況一豎向力由預埋件承擔，水平力由預埋件和下架體滑輪承擔。
工況二豎向力由無縫鋼管導軌承擔(模擬為僅受豎向力的一般支承)。水平力由圍圈桁架上的精軋螺紋鋼拉桿和下架體滑輪承擔（模擬為僅受水平力的一般支承）。
4.1 工況一：施工狀態
荷載效應組合為：1.2×結構自重+1.4×施工活載 （澆筑混凝土）。模型加載圖如下:
    
圖4.1-1工況一加載示意圖（單位：KN）
該工況下的支座豎向最大反力為91.9kN，支座最大水平反力17.2KN。
 
圖4.1-2工況一支反力（單位：KN）

所有桿件最大拉應力為57.7N/mm2，最大壓應力為42.8 N/mm2，均小于強度設計值[f]=205 N/mm2，并且最大壓應力小于各桿件臨界應力，因此滿足要求。
該工況下的最大組合應力如下圖所示。
 
圖4.1-3 工況一的應力圖（單位：N/mm2）
該工況下最大豎向變形為4.6mm，出現在上架體橫系梁，最大橫向變形為0.5mm，滿足要求。該工況下的變形如下圖所示。
 
圖4.1-4 工況一的變形圖（單位：mm）
    對該工況進行屈曲穩定分析,得到臨界荷載系數為35.5,滿足要求。
 
圖4.1-5 工況一的屈曲分析結果圖
4.2 工況二：爬升狀態
荷載效應組合為：1.2×結構自重+1.4×施工活載（上架體后退30cm）,模型加載圖如下:
   
圖4.2-1工況二加載示意圖（單位：KN）
該工況下的千斤頂處豎向最大反力為89.1kN，圍圈桁架水平最大反力為32.1kN。支反力如圖所示：
 
圖4.2-2工況二支反力（單位：KN）
所有桿件最大拉應力為121.7N/mm2，最大壓應力為83.3N/mm2，均小于強度設計值[f]=205 N/mm2，因此滿足要求。各桿件應力均小于臨界應力，穩定性滿足要求。該工況下的最大組合應力如下圖所示。
 
圖4.2-3 工況二的應力圖（單位：N/mm2）
該工況下最大豎向變形為3.5mm，最大橫向變形為3.0mm，滿足要求。其中圍圈桁架最大橫向變形1.9mm，最大豎向變形1.8mm。該工況下的變形如下圖所示。
 
圖4.2-4 工況二的變形圖（單位：mm）
對該工況進行屈曲穩定分析,得到臨界荷載系數為35.5,滿足要求。
 
圖4.2-5 工況二的屈曲分析結果圖

計算結果匯總后見下表：
項目	單位	工     況	控制值
		工況一	工況二	
水平反力	KN	17.2	32.1	
豎向反力	KN	91.9	   89.1	
最大應力	N/mm2	57.7	121.7	205
豎向變形	mm	4.6	3.5	
橫向變形	mm	0.5	3.0	
臨界荷載系數		35.5	35.5	不小于5
5 系統局部承載構件的驗算
5.1 錨桿承載力驗算
每個掛卡位置設置兩根錨桿。從工況一可知，最大抗拉力N=17.2KN，單根錨桿受力N1=8.6KN，錨桿直徑28mm，材料為三級鋼，容許抗拉強度210MPa，抗拉能力：F＝3.14×142×210＝129.2KN，N1

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