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上跨鐵路防護棚專項施工方案

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上跨鐵路防護棚專項施工方案

K000+000-K000+100

編制：              -

復核：              -

審核：              -

第一章 施工技術方案

一、編制依據

1）《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）；

2）《材料力學》（西南交大版） ；

3）《結構力學》(高教版) ；

4）《建筑鋼結構焊接技術規程》（JGJ81-2002）；

5）《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）；

6）《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》（GB50018-2001）；

7）***跨線橋施工設計圖和有關設計標準；

8）國家及地方關于安全生產和環境保護等方面的法律法規；

9）本單位的機械設備、技術力量和類似工程的施工經驗；

10）鐵路局頒發的現行規范、規程、規則、驗標等；

11）進場后踏勘、調查所獲得的有關資料及工程特點；

二、工程概況

***跨線橋第5#～6#墩上跨***線。跨***線段鐵路基本情況：軌頂高程146.00m，路基寬度約9.0m，路基填高約2.0m，現有凈空要求為9.0m×8.0m。交叉處鐵路位于直線上，該鐵路現狀為非電氣化鐵路，在交叉處鐵路左右側有通信、信號、電力等鐵路設施。

5#墩、6#墩緊鄰鐵路，5#墩距離鐵路中心范圍間距14.54m系梁頂高程：左幅139.788m、右幅140.236m，樁底高程：左幅119.788m、右幅120.236m，樁徑1.8m，樁長20m；6#墩距離鐵路中心范圍間距13.85m系梁頂高程：左幅141.961m、右幅143.683m，樁底高程：左幅122.961m、右幅124.638m，樁徑1.6m，樁長19m。

為保證在營業線上方施工及臨線施工期間，不出現物體侵入營業線，墜落到鐵路設備及行車上，因此經方案確定采取防護棚架防護。

三、施工準備

3.1場地準備

1）對上跨鐵路地段地下做詳盡地下勘探，徹底摸清地下障礙物情況，排除意外因素。

2）在施工前，必須與鐵路的相關部門對施工現場進行地下管線調查，在管線調查清楚后，雙方簽字確定地下無管線后可進行施工。同時核查施工現場及周邊是否存在民用高、低壓線、光纜線等會對施工有影響，確認無影響后方可施工。（管線需聯系相關部門進行處理，采取深埋或者改移）

3）設定沉降位移觀測標，根據工序進展隨時觀測既有線路基位移及軌道位移沉降和傾斜、地下水位變化等情況，以便有效預防事故的發生。

4）做好施工便道臨時排水措施，避免積水浸泡鐵路路基。

3.2施工供電

根據現場實地調查，施工用電采用變壓器供電，主要供應鋼筋焊接及混凝土澆筑用電，臨時電線路采用三相五線架空線路架設至用電地點。自備1臺柴油發電機來保障停電時的施工用電，實現不間斷施工。

3.3施工供水

本項目所處位置水源豐富，水質干凈，今后將進一步進行化學分析水質情況，如果可行將作為工程用水使用，生活用水直接搭接城區自來水。

3.4人員、機械安排

我部根據施工計劃安排，施工中配置技術及現場管理人員6人，其中項目部副經理1名，負責全面協調工作；技術主管1名，負責施工的全面技術工作；試驗人員2名，負責砼、鋼材的質量控制；測量人員3名，負責在施工過程監控量測；機電工程師1名，負責指揮和調度所有機械設備;現場領工員3名，負責現場的施工指揮和協調；其它施工作業人員30人。

具體人員配置如下表：

主要施工人員配置表

我部根據施工的需要，主要機械配備見下表：

主要機械設備配置表

四、施工方法和措施

施工區主要用于機械的作業、停放等。施工區兩側距鐵路線路中不少于5m，沿施工區界設置限界樁，所有施工作業和人員必須在限界以內施工。

施工時段，由看守人員負責觀察、了望列車運行情況，所有擬進入施工區內的人員和機械車輛，必須得到看守人員的允許方可進入。下班前，現場施工負責人對施工區內的機械、設備放置位置進行檢查，確認無侵限時，向現場安全檢查人員和看守人員報告，并陪同現場安全檢查人員和看守人員再次進行檢查，確認無誤后，施工人員方可撒離施工區，看守人員封閉道口，禁止人員和機械在非施工時段進入施工區。

臨近營業線施工的吊車司機必須具備相應的駕駛證、操作證及培訓合格證 ；所使用吊車的合格證、檢驗證必須在 有效期內 ；吊車操作人員作業前必須檢查吊車的鋼絲繩 ，各部位滑輪 ，大小鉤的護鎖是否安全可靠；并定期對吊車關鍵部位及裝置進行檢查；吊車作業起吊前，操作人員應了解起重物的重量 ，嚴禁超負荷吊裝；吊車必須配有限位器，防脫鉤設施，防過卷裝置，平衡等裝置，且保證使用狀態良好；吊車作業基礎必須采用三級措施，即：場地硬化、鋪設鋼板、鋪設枕木，確保基礎穩固。

五、防護棚架總體設計

防護棚架的總體布置形式由下向上依次為條形基礎、鋼管柱、工字鋼、槽鋼、竹膠板、鋼板。

1）防護棚沿既有線布置長35.5m，凈寬10.5m，總寬11.5m；

防護棚架示意圖

2）防護棚架立柱基礎沿線路兩側平行布置，每側8個基礎樁基，共計16個，基礎平面尺寸為120*120cm，埋深1.5m，基礎樁基間采用條形基礎連接;

3）地錨共計16個，根據現場情況，將Ф25鋼筋打入地下3.0米，鋼筋頂部架設掛鉤作為纜風繩的支點；

4）棚架立柱采用Ф500mm，壁厚9mm鋼管立柱，立柱間距為5m,立柱通過4個Ф30mm的地腳螺栓與基礎連接；

5）每根立柱外側均應設Ф12鋼絲繩風攬，一端與立柱頂連接接，另一端與地錨連接；

6）每兩根立柱安裝剪刀撐，采用4根10#槽鋼制作，兩端與立柱滿焊焊接，角鋼交叉點亦進行滿焊焊接；

7）柱頂采用36c工字鋼縱梁，縱梁與立柱間采用焊接，并用U型螺栓加固，縱梁間焊接成連續結構；

8）棚頂橫梁采用36a工字鋼，長12.0m，間距為100cm，橫梁工字鋼與縱梁工字鋼通過點焊連接，并用M10螺栓加固(上圖示)。

9）橫梁上鋪5*10cm方木，長3.0m，間距為60cm，；

10）方木上鋪設5mm厚竹膠板（規格244* 1220cm），竹膠板與方木用8號鋼釘固定連接；

11）竹膠板上鋪設3mm鋼板，鋼板間點焊，外側鋼板通過焊接10號鋼筋與橫梁焊接成一個整體；

12）防護欄高1.2m，長度與防護棚同長設置。防護欄采用普通鋼管搭設豎向鋼管與防護棚頂面鋼板焊接，三分之一處與豎向鋼管頂部各搭設橫向鋼管并安裝密目網防止雜物掉落到鐵路上，豎向端頭鋼管與頂部橫向鋼管成弧形連接。

六、防護棚架搭設施工

6.1.基礎施工

施工單位組織施工人員準確放樣出基礎中心位置；采用人工開挖基坑，挖至設計位置后對基礎標高進行復核；基底地基承載力應不小于200kpa，若基底有軟弱層應挖出；條形基礎采用C25鋼筋混凝土，在條形基礎混凝土澆筑前預埋鋼板及M30聯結螺栓。預埋件的位置誤差控制在1cm以內。在基礎施工開始前,為保證鐵路安全，在5號、6號墩基礎及墩柱施工期間應建立邊坡及軌道監測系統。監測信息用于指導施工。監測項目主要包括坡頂地面調查、邊坡坡面調查、鐵路路基及軌面沉降監測（沉降板）、地表位移監測（觀測樁）、深層位移（測斜）監測及人工巡視監測等。人工巡視監測是一項經常性工作，應做到每天有人巡視檢查。地表位移和深部位移的監測周期應做到每天觀測2～3次，暴雨期間應加密觀測次數。施工完成后，應做到每天觀測1次，直至上跨鐵路梁段施工完成6個月內才可結束觀測。沉降、位移監測點布置應在左右兩幅橋梁中心處，鐵路邊坡坡頂和坡腳各設一處沉降、位移監測點，深層位移測斜管布置位置應在左右幅橋梁中心線和6號墩墩號線交叉附近各設一處，預警值±2mm，總位移限值±2mm，沉降預警值±2mm。以上為測量誤差控制值。

施工過程中若發現軌道位移量大于預警值2mm，應立即停止施工，并上報管理中心及相關鐵路部門（工務段），若施工時發生異常情況，工作人員應立即撤離現場，同時啟動安全應急救援預案。

6.2.立柱安裝施工

鋼管柱為Ф500mm×9mm，單個基礎支立1根，間距5m，單側共計8個基礎。鋼管平均長8.5m，成單排布置，兩排基礎上共支立16根鋼管柱。鋼管柱兩頭焊接法蘭盤，法蘭盤結構尺寸為0.6m×0.6m×0.01m，一端通過基礎預埋連接螺栓緊固，并采用10mm厚鋼板焊接加勁肋板，增加鋼管與基礎間連接穩定性。鋼管就位調整垂直度后，在連接螺栓外露部分待墊片及雙螺母擰緊。相鄰兩根鋼管之間用∠60×6角鋼成十字焊接連接，上層水平角鋼距離柱頂2.75m，下層水平角鋼距離柱底2.75m，兩層間“背靠背”焊接角鋼剪刀撐。

防護棚立柱安裝的所有施工在天窗點內進行，吊車吊裝立柱時需設專人防護及指揮。按照設計要求在制作場制作立柱并進行編號，出場前進行試拼裝，檢查螺栓孔位置與預埋螺栓位置是否對應，合格后按照施工計劃將立柱運抵現場，吊裝前生產副經理到達現場對施工的各項準備工作進行檢查；安全員、技術員、駐站防護以及現場防護要到崗到位；立柱吊裝采用25T吊車；在立柱上安裝拉繩，以便立柱對位以及防止立柱傾向線路一側；立柱對位后立即擰緊地腳螺栓，并安纜風繩及剪刀撐。

鋼管柱吊裝完成后，在鋼管柱內灌注細砂，增強鋼管柱的穩定性。

進行鋼管柱安裝在申請的施工天窗點進行吊裝，其中包括人工搭設腳手架管作為爬梯進行鋼管柱焊接、連接、工字鋼擺放、槽鋼鋪設、人工灌沙、鋼板焊接施工。

6.3.縱梁安裝施工

縱梁的吊裝必須在天窗點內進行。

縱梁采用36c工字鋼，縱梁每節段長度12m。在兩端立柱及風撐安裝完成后方可逐根安裝縱梁，縱梁在立柱中線兩側1.2m范圍內避免出現接頭。

縱梁吊裝采用25T吊車，吊裝前在縱梁兩端各安裝一根拉繩，以便進行縱梁對位，并防止縱梁侵入鐵路限界；縱梁對位后立即焊接并安裝縱梁與立柱間螺栓并將相鄰縱梁焊接成整體。

6.4.橫梁安裝施工

橫梁吊裝采用兩臺25T吊車同時進行，由于橫梁是兩根工字鋼連成一片，加中間連接角鋼重量約為2~3T，故在預制場制作好后才運往工地吊裝。

橫梁吊裝前在兩端各設一根拉繩，以便橫梁對位。橫梁對位后應立即與縱梁焊接，并用連接的加固螺栓。

封鎖時間暫按180分鐘計，每臺吊車在封鎖時間內可吊裝2組，共需要5次。

6.5.防護棚頂安裝

防護棚頂安裝內容包括：方木，竹膠板，3mm厚鋼板，密目網，防護欄的安裝。 棚頂安裝需要的工具、材料由25T吊車調運，吊車必須停放在封鎖線路的外側，吊臂不得跨越行車線。

待工字鋼橫梁鋪設好后，方木、竹膠板鋪設到位后立即鋪設鋼板，鋼板間點焊，外側鋼板通過焊接10號鋼筋與橫梁焊接將方木、竹膠板夾裹成一個整體；棚頂防護欄的施工結合方木、竹膠板鋪設同時進行；棚頂鋪裝施工過程均在既有線上方作業，應注意高空作業安全，禁止任何機具和材料意外掉落損壞線路設備，臨時防護密目網在封鎖時間內進行拆除，避免影響火車通行。

6.6.防護棚架綜合接地

防護棚橫梁與縱梁、縱梁立柱間焊接1根Ф12mm純裸銅線，在立柱底部焊接1根Ф12mm純裸銅線作為接地線；在不影響路基穩定的適當位置設置400mm見方的鹽水池，將接地線浸入鹽水池,浸入深度300mm以上；接地裝置設置完成后應測量其電阻，綜合接地電阻不應大于 5Ω，如不滿足要求時，應增加接地線。

6.7.防護棚警示標示

七、防護棚架拆除

架梁完成，并且橫隔梁、濕接縫、防撞護欄、防拋網施工完畢方可拆除防護棚架。為保證拆除支架時的鐵路安全，防護棚的拆除必須在封鎖點內完成，要點封鎖后方可拆除。高空作業人員施工前安全帶、安全帽等安全防護用品佩戴齊全，確保作業人員安全。

7.1.拆除前施工準備

1）施工便道

防護棚拆除前對施工地點的便道要進行修整，用振動式壓路機壓實，以確保要點期間施工道路的暢通。

2）地面附屬物

施工前對影響吊車吊裝的臨時設施進行清理。

3）吊車支立

支立吊車在第6跨橋面調平層上進行作業。

4）設備

各種機械設備進點前要檢修調試，特別是吊裝的吊車，進場前要進行試吊，確保吊裝安全和良好運轉。

5）人員培訓、技術交底

由安質部、技術部組織對防護棚拆除的施工人員、現場防護人員進行營業線施工安全、方案的學習，并對參建的施工人員進行考試，考試合格后方可上崗。對現場管理人員和施工隊人員進行安全教育培訓和技術交底，并形成交底記錄。

7.2.防護棚拆除方案

防護棚拆除前，防護欄、鋼板、方木和竹膠板要進行拆除。拆除竹膠板和方木時采用人工傳遞，吊車吊到至橋面上，統一運輸。

防護棚拆除順序 ：橋梁主體及附屬工程全部施工完成→防護欄→3mm厚鋼板→竹膠板→方木→橫梁→縱梁→剪刀撐及風攬、立柱  →路基恢復。

防護棚的拆除根據工務段的封鎖計劃每天給點時對防護棚進行拆除，防護棚的拆除必須在封鎖點內完成。 防護棚拆除采用分節拆除法，第1天拆除最外側的5米（1節），在確認不會影響防護棚結構安全及既有線安全后，按每次拆除10米的速度，依次拆除剩余部分。

1）拆除步驟及方法

①、全面檢查和清理棚頂的任何附著物，如混凝土塊、螺帽、扣件、木塊等物，將小雜物全部袋裝,人工運離防護棚頂面。

②、拆除工作應按照由線路中心線、由公跨鐵路橋中心向兩側的順序進行，拆除的構件由25T吊車配合吊運至安全位置存放。

③、橫向工字型鋼的拆除

先吊出跨鐵水平投影以外的橫梁；跨鐵投影下的橫梁，棚頂跨鐵兩側縱向兩端拉通鋼絲繩，固定端安裝固定滑輪，繩上安裝移動滑輪，滑輪上掛2t的倒鏈，借助2t的倒鏈采用U型卡卡住橫梁兩端預留孔，按從外向內的順序，逐根拉出橫梁至箱梁外側，吊至橋面上。

④、縱梁拆除應從中部向兩端進行，規劃好要拆除的縱梁段，在兩端設置拉繩，將吊車鋼絲繩安裝可靠后，切割縱梁與立柱間的的焊縫，拆除加固螺栓，用氣割割斷拆除段與相鄰段的連接，然后將拆除段調運至安全位置堆放。

⑤、縱梁拆除后，應立即拆除其下部的立柱。立柱拆除必須在綜合維修封鎖點內進行，拆除方法如下：

A、封鎖點前先在立柱頂端固定兩條拉繩，然后拆除風攬及剪刀撐，吊車就位；

B、封鎖點后，吊車臂伸至合適的位置，安裝吊車鋼絲繩，拆除地腳螺栓，用吊車將立柱平移至安全位置。

八、防護棚設計安全驗算

8.1.橫梁撓度及強度計算

按簡支梁計算，橫梁I32a工字鋼自重52.7kg/m，鋼板、竹膠板及方木重量12KN/m3（厚度以12cm計），橫梁間距1m，所以工字鋼線荷載為52.7×9.8+12×1×0.12=0.518KN/m。按200kg的小型機具墜落在跨中最不利位置，沖擊系數為2，則P=200×9.8×2=3920N。

I32a工字鋼計算參數：慣性矩 I=11080cm4、截面模量 W=692.5cm3、截面積 A=67.1cm2

1、撓度計算

(1)、自重產生的撓度

所以其撓度為：

f1=5ql4/384EI=5×0.518×110004/(384×2.1×105×11080×10000)=4mm

(2)、墜落物產生的撓度

f2=Pl3/48EI=3920×110003/(48×2.1×105×11080)=5mm

(3)、f=f1+f2=4+5=9mm=18614.8×102/692=2690N/cm=26.9Mpa<[σ]=125Mpa，符合要求。

8.2.縱梁撓度及強度計算

按簡支梁計算，I32c工字鋼自重62.8kg/m，計算參數：慣性矩I=12168cm4，截面模量 W=761cm3。工字鋼線荷載62.8×9.8÷1000=0.615KN/m

1、撓度計算

(1)、自重產生的撓度

所以其撓度為：

f1=5ql4/384EI=5×0.615×50004/(384×2.1×105×12168×104)=0.2mm

(2)、由橫梁及墜落物產生的撓度

按每根縱梁5m跨度上承受6根橫梁傳來的荷載計算

P1=518×11÷2×6+3920÷2×6=28854N（按最不利保守計算）

f2=Pl3/48EI=28854×53×109/(48×2.1×105×12168×104)=3mm

、f=f1+f2=0.2+3=3.2mm=37.9908×102÷761=4.99222KN/cm2=49922.2KN/m2=49.9222Mpa<[σ]=125Mpa，符合要求。

8.3.立柱剛度及穩定性計算

立柱計算高度按8.5m考慮。立柱采用外徑500mm鋼管，壁厚9mm ，結構重要性系數取1.0，材料許用應力[σ]=215MPa，容許長細比[λ]=120。

1、剛度驗算

α=49.1/50

截面慣性矩I=21500cm4

抵抗矩W=21500/(50/2)=860cm3

面積A=3.14×(502-(50-2×0.9)2)/4=138.76cm2，

回轉半徑r==12.45cm，

長細比λ=8.5/0.1245=68.27<[λ]=120，剛度符合要求。

2、穩定性驗算

查表得，受壓穩定系數為φ=0.848

由縱梁傳來的荷載：

28854+62.8×9.8×5=31931.2N

σ =31931.2÷(0.848×138.76×102）=2.71Mpa<[σ]=215MPa，滿足穩定性要求。

8.4.基礎承載力計算

立柱鋼管每米重量116.7kg/m ，每根鋼管最大長度為8.5m，則每根鋼管自重為:116.7×8.5=991.95kg,。

由縱梁傳來的荷載：

28854+62.8×9.8×5=31931.2N=3193.12kg

總荷載為：991.95+3193.12=4185.07kg

按地基允許承載力[σ]=1.5kg/cm保守檢算，則最小受力面積為:

A=4185.07÷2=2790.05cm

實際承載力面積為：A實=1200×1200=144×104cm

所以A

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