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大小井液压爬模安全专项施工方案

		点击数：	更新时间： 2021年07月21日
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目 录
一、工程概况及编制依据	3
1、 工程概况	3
1、 路线起讫及走向	3
2、 地形、地貌	3
3、 地质、地震	3
4、 气象、水文	4
二、安全组织机构及职责	4
1、领导小组成员名单	5
2、组织机构框图	5
安全管理组织机构图	5
3、保证体系框图	5
4、领导小组及成员职责	6
4.1、小组职责	6
4.2、安全生产领导小组成员职责	7
三、 安全控制目标及保证管理措施	8
2、保证管理措施	8
四、 爬模施工方法	9
1.1 工程概况	9
1.2 自爬模组成及工作步骤	10
1.3 结构计算复核的主要内容	11
1.4 编制计算书遵守的规范和规程	12
2 液压自爬升模板系统的相关参数	12
2.1 液压自爬模板系统基本参数	12
2.2 液压自爬升模板系统计算参数	13
3 液压自爬升模板系统荷载计算	13
3.1 荷载计算	13
3.1.1 恒载计算	13
3.1.2 临时施工荷载	13
3.2 计算工况	13
4 液压自爬升模板系统的空间有限元仿真分析	14
4.1 工况一：施工状态	15
4.2 工况二：爬升状态	18
5 系统局部承载构件的验算	22
5.1 锚杆承载力验算	22
5.2 混凝土冲切承载力验算	22
5.3 混凝土局部受压承载力验算	23
5.4 受力螺栓扭矩计算	23
5.5 受力螺栓承载力验算	24
5.6 无缝钢管受力杆验算	25
5.7围圈桁架连接螺栓抗剪验算	25
5.8围圈桁架验算	26
6 模板部分的受力计算	26
6.1 混凝土侧压力计算	26
6.2 模板系统各构件验算	27
6.2.1 模板6MM钢面板受力计算	27
6.2.2 次背楞[10验算	28
6.2.3 主背楞2[14A槽钢验算	28
6.2.4 拉杆Ø25（精轧螺纹钢）验算	29
7 结论	29
五、应急措施	29
六、事故应急救援	29
2、应急领导小组	30
3、内部通讯及联系	30

大小井特大桥
液压爬模安全专项施工方案
一、工程概况及编制依据
1、 工程概况
  贵州省余庆至安龙高速公路平塘至罗甸段（以下简称平罗高速）属于贵州省高速公路网规划《贵州省高速公路网规划》（“678”网）中的“第六横”——余庆至安龙高速公路的重要组成部分。项目起点连接已开工建设的独山至平塘高速；终点衔接已开工建设的银川至百色国家高速公路惠水至罗甸段高速公路。项目实施可以打通断头路,形成我省南部地区横向连接的运输大通道,同时对加快滇桂黔石漠化集中连片特困地区扶贫开发意义重大。
1、 路线起讫及走向
本合同段路线呈北东-南西走向，起于董当隧道出口，起点桩号为YK69+445、ZK69+495，经梅坡大桥跨越冲沟，结构形式为9×40+11×40米T梁，桥梁全长414m，行经罗甸县沫阳镇董当社区大湾组，设置大小井特大桥跨越大井河，距离省级风景区大小井1.5km，大桥主跨为450米的上承式钢管混凝土拱桥，属于本项目重点控制性工程，桥梁左幅桥长1501m；右幅桥长1486m。桥台后接304m长挖方路基至本合同段终点拉良村，终点桩号为K71+840，路线总长2.395Km。
2、 地形、地貌
本合同段属构造侵蚀-剥蚀低山河谷地貌区，区域上属贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带。地面自然标高 426.8～693.5m，其中大大小井特大桥桥台所在山坡峰顶与河底相对高差约 250m。平塘岸桥台位于斜坡中下部，地形坡度 30°，坡向 260°，罗甸岸桥台位于斜坡中上部，地形坡度 30°，坡向 110°。河流为地下暗河出水口大小井提供，为两侧山体汇水、排水区域。冲沟两岸地形切割强烈，较为陡峻，山上松林及杂草茂盛。
3、 地质、地震
根据地质调绘及钻探资料，桥址区分布地层覆盖层为第四系（Q）残坡积、崩坡积层粘性土、碎石土，厚度 0～8.3m；下伏地层为三叠系中统边阳组 T2b 灰岩、泥灰岩、砂质灰岩夹泥岩等。大小井特大桥桥区地层整体复式褶皱发育，两侧整体为向斜，桥区坝王河沟谷为背斜。桥位区两岸岸坡局部可见小型褶皱及微小断层发育，尤以罗甸岸小构造行迹较为明显，两岸岩体极破碎至较破碎。平塘岸岩体产状 81°～114°∠12°～47°，罗甸岸岩体产状为 208～270°∠5～65°。桥位区整体呈背斜成谷的“负地形”，核部岩层较陡，两翼整体较缓。
根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2015）及《公路桥梁抗震设计细则》（JTGTB02-01- 2008），桥区内地震动峰值加速度为 0.05g，地震反映谱特征周期为 0.35s，地震基本烈度为Ⅵ度。
4、 气象、水文
1）气象
    本合同段位于罗甸县境内，属亚热带季风湿润气候区，冬无严寒、夏无酷暑，热量丰富，雨量充沛，无霜期长，四季较为分明。全县年平均气温 17℃，最冷月 1 月平均气温 6.8℃，最热月 7 月平均气温 25.4℃，极端最低气温-7.7℃，极端最高气温38.1℃，年均日照时数 1316.9 小时，年均降水量 1259 毫米，年均无霜期 311 天。
    2）水文
    本合同段大小井特大桥跨越的大井河（又名坝王河），为珠江流域西江干流红水河段支流蒙江的支流，多年平均流量 7.41～63.6m3/s，冲沟、坡表及降雨汇水至大井河，由大井河顺地势向罗甸排泄，部分沿基岩裂隙或岩溶裂隙下渗补给地下水。大井河常水位为428m，计算洪水位为 433.13m。
2、编制依据
2.1、《建筑施工现场安全防护基本标准》
2.2、《建筑工程安全防护标准化图集》
2.3、《液压爬升模板工程技术规程》（JGJ 195-2010）
2.4、《钢结构用高强度大六角头螺栓》 （GB/T 1228-2006）
2.5、《钢结构高强度螺栓连接技术规程》 （JGJ 82-2011）
2.6、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2002）
2.7、大小井特大桥爬模系统计算书

二、安全组织机构及职责
成立以项目经理为组长的安全生产领导小组，指派一名副经理主抓安全工作。项目部必须设立单独的安全管理部门，配备专职安全管理人员。领导小组如下：
1、领导小组成员名单如下：
组  长：张廷刚
副组长：王福举、毛家宽
组  员：任达勇、任开富、李坤阳、杜坤、杨胜军
小组办公室设在项目安全科，负责日常工作，由安全科负责人任办公室主任。公室电话：18585824699。

2、组织机构框图
安全管理组织机构图

3、保证体系框图
 
4、领导小组及成员职责
4.1、小组职责
4.1.1认真贯彻落实上级党委关于安全生产工作的部署、安排、措施和要求。
4.1.2负责对项目部安全管理工作进行指导、检查和监督。
4.1.3每季度定期开展安全生产工作会议，开展调查研究，认真总结经验，对存在的问题制定可行的整改措施。
4.1.4定期向上级报告安全生产工作的情况。
4.1.5完成与安全生产有关的其他工作。
4.1.6临时用电安全领导小组拟定落实安全控制目标，制定安全保证计划，根据保证计划要求。
4.1.7负责保证体系实施过程中的运行实施监督、检查。
4.1.8对安全生产保证体系运行过程中，出现不符合要素的要求，施工中出现的隐患，制定纠正和预防措施，并对上述措施进行复查。
4.2、安全生产领导小组成员职责
4.2.1组长：
4.2.1.1履行承揽合同要求，确定安全控制目标，确保项目工程安全施工，对工程项目的用电安全全面负责。
4.2.1.2参与编制施工组织设计，建立项目安全生产保证体系，组织编制安全施工专项方案。
4.2.1.3贯彻执行各项有关安全生产的法律法规、标准、规范和制度，落实施工组织设计中的安全技术措施。
4.2.1.4支持安全员及施工管理人员行使安全监督、检查工作。
4.2.2副组长：
4.2.2.1根据项目安全生产计划组织有关管理人员制定针对性的安全技术措施，并经常注意督促检查。
4.2.2.2协调处理安全保证体系运行中的重大问题，组织召开安全生产工作会议。
4.2.2.3定期组织管理人员进行安全规程和安全规章制度的学习。
4.2.2.4实施现场管理标准化，确保操作现场工作环境不影响施工安全。
4.2.2.5组织用电安全设施的验收，协助上级部门对工程项目的安全检查和监督。
4.2.2.6负责临安全设施所需的材料、设备及设施的采购计划的审核及批准；
4.2.2.7处理一般工伤事故，协助项目经理处理重大工伤、机械等事故，处理事故遵循“四不放过”原则，并采取有效措施，防止再次发生。
4.2.3成员：
4.2.3.1组织安全操作规程和安全施工管理制度的学习。组织并进行安全技术培训工作。
    4.2.3.2负责编制专业施工组织设计中安全施工、文明施工措施和重要工程项目的安全施工措施。
4.2.3.3负责布置、检查、指导技术员编制分项工程的安全施工措施和交底工作。
    4.2.3.4从技术方面的指导和支持专职安全员的工作。
    4.2.3.5组织编制本工地技术革新和施工新技术、新工艺中的安全施工措施。
    4.2.3.6组织安全设施的研制和推行工作。
    4.2.3.7负责对各施工项目进行安全施工技术上的监督与指导。
    4.2.3.8参加本项目的安全施工检查，解决存在的安全技术问题，提出防范措施。
三、安全控制目标及保证管理措施
    1、目标
为了贯彻落实“安全第一，预防为主、综合治理”的方针，牢固树立“安全生产，人人有责”的思想，严格执行安全生产法律、法规，切实做好施工安全管理工作。制定本安全控制目标。
1.1杜绝重大事故发生，减少一般事故，一般事故控制为零；
1.2无重大责任事故；
1.3不得因施工对周围环境、建筑、设施等造成破坏，留下重大安全隐患；
1.4人员施工负伤率小于1.2‰，重伤率为零（项目部职工、民工）；
1.5无打架斗殴、酗酒滋事等刑事案件发生。

2、保证管理措施
1 爬模施工应符合现行行业标准《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80的有关规定。
2 爬模工程必须编制安全专项施工方案，方案应经专家论证。
3 爬模装置的安装、操作、拆除应在专业厂家指导下进行，专业操作人员应进行爬模施工安全、技术培训，合格后方可上岗操作。
4 爬模工程应设专职安全员，负责爬模施工的安全监控，并填写安全检查表。
5 操作平台上应在显著位置标明允许荷载值，设备、材料及人员等荷载应均匀分布，人员、物料不得超过允许荷载；爬模装置爬升时不得堆放钢筋等施工材料，非操作人员应撤离操作平台。
6 爬模施工临时用电线路架设及架体接地、避雷措施等应符合现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的有关规定。
7 操作人员应按现行行业标准《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33 的有关规定定期对机械、液压设备等进行检查、维修，确保使用安全。
8 操作平台上应按消防要求设置灭火器，施工消防供水系统应随爬模施工同步设置。在操作平台上进行电、气焊作业时应有防火措施和专人看护。
9 上、下操作平台均应满铺脚手板，脚手板铺设应符合现行行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130的有关规定；上架体、下架体全高范围及下端平台底部均应安装防护栏及安全网；下操作平台及下架体下端平台与结构表面之间应设置翻板和兜网。
10 对后退进行清理的外墙模板应及时恢复停放在原合模位置，并应临时拉接固定；架体爬升时，模板距结构表面不应大于300mm。
11 遇有六级以上强风、浓雾、雷电等恶劣天气，停止爬模施工作业，并应采取可靠的加固措施。
12 操作平台与地面之间应有可靠的通讯联络。爬升和拆除过程中应分工明确、各负其责，应实行统一指挥、规范指令。爬升和拆除指令只能由爬模总指挥一人下达，操作人员发现的不安全问题，应及时处理、排除并立即向总指挥反馈信息。
13 爬升前爬模总指挥应告知平台上所有操作人员，清除影响爬升的障碍物。
14 爬模操作平台上应有专人指挥起重机械和布料机，防止吊运的料斗、钢筋等碰撞爬模装置或操作人员。
15 爬模装置拆除时，参加拆除的人员必须系好安全带并扣好保险钩；每起吊一段模板或架体前，操作人员必须离开。
16 爬模施工现场应有明显的安全标志，爬模安装、拆除时地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。
四、爬模施工方法
1.1 工程概况
大小井大桥空心薄壁墩，截面尺寸6.5x3m，纵桥向壁厚0.5m，横桥向壁厚0.5m，内设0.5x0.5m倒角。
1.2 自爬模组成及工作步骤
液压爬模系统的组成如图所示，其基本组成可以分为上平台、下平台和吊平台两个个部分。
 
主要部件有：模板，立杆，可调斜撑，主平台，下平台，后移装置，液压顶升装置及保险防坠装置等。自爬模的顶升运动通过安装在爬架上的液压油缸对带动爬架在无缝钢管受力杆上交替顶升来实现。无缝钢管受力杆从爬架下架体立杆中穿过，二者之间通过液压千斤顶相互作用，无缝钢管主要承受竖向荷载。爬架上横梁下方设置围圈桁架，墩柱两侧爬架的围圈桁架间设置一对直径32mm螺纹钢拉杆，以平衡爬架水平分力。浇筑混凝土时，导轨和爬模架都支撑在预埋件支座上，两者之间无相对运动。退模后在预埋爬锥上用受力螺栓锚固挂座体；循环作业时首先移动无缝钢管受力杆至上部预埋件支座，就位于上部埋件支座上后，在解除爬模架上有碍爬升的所有拉结之后就可以开始顶升爬模架，这时候无缝钢管受力杆保持不动，启动油缸，爬模架就相对于无缝钢管受力杆运动，通过无缝钢管受力杆和爬架这种交替附墙，相互提升，爬模架即可沿着墙体上预埋爬锥上安装的挂座逐层提升。
液压自爬模的主要工作步骤如下：
（1）在已经浇筑好的混凝土结构上安装预埋件
（2）安装上、下平台和模板
（3）固定模板
（4）浇筑混凝土
（5）退模、安装预埋件
（6）提升固定无缝钢管受力杆
（7）顶升爬架
（8）重复步骤（3），如此往复
因桥墩短边较小，每墩布置4个爬架，短边模板悬挂于长边模板之上。此方式已在多个工地成功使用。混凝土浇筑高度4.5m模板高度4.61m。
爬模布置平面示意图如下：
 
1.3 结构计算复核的主要内容
本计算复核报告的主要内容包括以下七点内容：
（1）计算模板自重及施工活载作用在架体上，架体各部件的强度、刚度，预埋件的强度是否足够；
（2）主平台架稳定性验算；
（3）主三角架稳定性验算；
（4）围圈桁架变形计算；
（5）模板受力计算；
（6）对于计算结果不满足规范要求的杆件提出优化建议。
本次计算采用有限元方法计算模式。有限元计算方法计算模式按分层高度4.5m进行计算。
1.4 编制计算书遵守的规范和规程
《建筑结构荷载规范》             （GB 50009-2012）
《钢结构设计规范》               （GB 50017-2003）
《混凝土结构设计规范》           （GB 50010-2010）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2002）
《建筑施工计算手册》              江正荣  编著 
《钢结构工程施工质量验收规范》   （GB 50205-2001）
《液压爬升模板工程技术规程》（JGJ 195-2010）
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D06-2015）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004
《钢结构用高强度大六角头螺栓》 （GB/T 1228-2006）
《钢结构高强度螺栓连接技术规程》 （JGJ 82-2011）
2 液压自爬升模板系统的相关参数
2.1 液压自爬模板系统基本参数
（1）架体系统：
架体支承跨度： 5.2m（相邻埋件点之间水平距离）；
外架体高度：   约6.5m；
外架体宽度：   上平台2.0m，下平台2.5m； 
（2）液压升降系统
额定工作压力：  6MPa；
油缸行程：      35mm；
伸出速度：      外墙油缸380mm/min； (依配用的控制台型号和顶升油缸的数量的多少其值略有所差别)
顶升油缸额定推力：   100kN；
串联双油缸不同步差:  ≤10mm.
（3）爬升机构
爬升机构有自动导向、液压升降、自动复位的锁定机构，能实现架体与导轨互爬的功能。
2.2 液压自爬升模板系统计算参数
（1）塔肢内外墙液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为:
模板，浇筑，钢筋绑扎工作平台（即上平台）最大允许承载  1.5kN/m2
爬升装置工作平台（即下平台）最大允许承载              0.75kN/m2
侧面平台最大允许承载                                0.75kN/m2
（2）爬模整体提升，同一榀爬架提升机位间同步差控制在20mm以内。
（3）爬模的每根液压缸的推力为100kN (即10t)。
（4）自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15Mpa，其轴心抗压强度设计值按C15混凝土等级换算为7.2MPa。
3 液压自爬升模板系统荷载计算
3.1 荷载计算
3.1.1 恒载计算
外爬架的恒载包括操作平台自重、模板自重、外架自重。外架自重和操作平台自重荷载均由软件自动加载,模板的自重按150kg/m2计算。
3.1.2 临时施工荷载
爬架中包含上平台、下平台。施工临时活载均布加载在平台横梁上。
3.2 计算工况
本计算书共进行2种工况的计算，按最不利荷载组合考虑，分别为：
（1）工况一：施工状态
荷载效应组合为：1.2×结构自重+1.4×施工活载 （浇筑混凝土）
（2）工况二：爬升状态
荷载效应组合为：1.2×结构自重+1.4×施工活载（上架体后退30cm）
4 液压自爬升模板系统的空间有限元仿真分析
该爬模的Midas计算模型如下：
 工况一模型
 工况二模型
工况一竖向力由预埋件承担，水平力由预埋件和下架体滑轮承担。
工况二竖向力由无缝钢管导轨承担(模拟为仅受竖向力的一般支承)。水平力由围圈桁架上的精轧螺纹钢拉杆和下架体滑轮承担（模拟为仅受水平力的一般支承）。
4.1 工况一：施工状态
荷载效应组合为：1.2×结构自重+1.4×施工活载 （浇筑混凝土）。模型加载图如下:
    
图4.1-1工况一加载示意图（单位：KN）
该工况下的支座竖向最大反力为91.9kN，支座最大水平反力17.2KN。
 
图4.1-2工况一支反力（单位：KN）

所有杆件最大拉应力为57.7N/mm2，最大压应力为42.8 N/mm2，均小于强度设计值[f]=205 N/mm2，并且最大压应力小于各杆件临界应力，因此满足要求。
该工况下的最大组合应力如下图所示。
 
图4.1-3 工况一的应力图（单位：N/mm2）
该工况下最大竖向变形为4.6mm，出现在上架体横系梁，最大横向变形为0.5mm，满足要求。该工况下的变形如下图所示。
 
图4.1-4 工况一的变形图（单位：mm）
    对该工况进行屈曲稳定分析,得到临界荷载系数为35.5,满足要求。
 
图4.1-5 工况一的屈曲分析结果图
4.2 工况二：爬升状态
荷载效应组合为：1.2×结构自重+1.4×施工活载（上架体后退30cm）,模型加载图如下:
   
图4.2-1工况二加载示意图（单位：KN）
该工况下的千斤顶处竖向最大反力为89.1kN，围圈桁架水平最大反力为32.1kN。支反力如图所示：
 
图4.2-2工况二支反力（单位：KN）
所有杆件最大拉应力为121.7N/mm2，最大压应力为83.3N/mm2，均小于强度设计值[f]=205 N/mm2，因此满足要求。各杆件应力均小于临界应力，稳定性满足要求。该工况下的最大组合应力如下图所示。
 
图4.2-3 工况二的应力图（单位：N/mm2）
该工况下最大竖向变形为3.5mm，最大横向变形为3.0mm，满足要求。其中围圈桁架最大横向变形1.9mm，最大竖向变形1.8mm。该工况下的变形如下图所示。
 
图4.2-4 工况二的变形图（单位：mm）
对该工况进行屈曲稳定分析,得到临界荷载系数为35.5,满足要求。
 
图4.2-5 工况二的屈曲分析结果图

计算结果汇总后见下表：
项目	单位	工     况	控制值
		工况一	工况二	
水平反力	KN	17.2	32.1	
竖向反力	KN	91.9	   89.1	
最大应力	N/mm2	57.7	121.7	205
竖向变形	mm	4.6	3.5	
横向变形	mm	0.5	3.0	
临界荷载系数		35.5	35.5	不小于5
5 系统局部承载构件的验算
5.1 锚杆承载力验算
每个挂卡位置设置两根锚杆。从工况一可知，最大抗拉力N=17.2KN，单根锚杆受力N1=8.6KN，锚杆直径28mm，材料为三级钢，容许抗拉强度210MPa，抗拉能力：F＝3.14×142×210＝129.2KN，N1

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