跨高速公路及110国道防护棚详细搭设施工方案

防护棚搭设专项施工方案

一．工程概况

新建张家口至唐山铁路太师庄跨张石高速特大桥位于河北省张家口地区，经万全县、产业集聚区、高新区，起点里程IDK2+414.41，终点里程IDK14+025.76，全长11.611km，共352跨，是张唐全线最长的一座桥梁工程。太师庄跨张石高速特大桥分为单线桥和双线桥两部分，其中左线单线桥长2.261 km，右线单线桥长1.84 km，双线桥长9.35 km。左线单线桥设计孔跨布置为：？？，共计？？跨；右线单线桥设计孔跨为？？，共计？？跨，其中右？？号墩至右？？号墩为（40+64+40）m跨110国道连续梁。太师庄跨张石高速特大桥从？？号墩至352号台为双线桥，设计孔跨布置为？？，共计？？跨。其中126号墩至129号墩为（48+80+48）m跨丹拉高速连续梁、208号墩至211号墩为（48+80+48）m跨张石高速连续梁、328号墩至331号墩为（40+64+40）m跨滨河西路连续梁、334号墩至337号墩为（40+64+40）m跨滨河东路连续梁。

跨丹拉、张石高速、110国道路面实测标高分别为697.96m、678.71m、730.65m。铁路梁体底面高程分别为？？？、？？？、？？？m，设置防护棚净空高5.5m。

跨丹拉、张石高速、110国道公路为张家口放射形高速公路网的重要组成部分，其中丹拉、张石高速设计标准分别为双向4车道、双向6车道，110国道公路为双向2车道。路幅宽度分别为26.2m、36.2m和17.2m，设计时速100公里，交通量大，不能停运。新建铁路与丹拉、张石高速、110国道公路分别呈122°、68°、？？°角斜交。详见附图1、附图2

二、总体方案

跨丹拉、张石高速、110国道连续梁采用挂篮悬臂施工，采用挂篮进

行悬臂浇筑施工，施工过程中保证不侵占丹拉、张石高速110国道净宽、净高，不影响公路正常通车，先分别在127#、128#、209#、210#墩进行0#块的浇筑，然后利用挂篮分段悬臂浇筑，在跨中(丹拉、张石高速公路上空)进行合拢。根据设计高程，梁底最不利点与防护棚架的净高为3.2m，考虑到连续梁采用挂篮施工，挂篮本身的高度为1.2 m，自由活动高度为0.3m(装拆模板)，合计1.5m，小于3.2m，因此该防护棚架及连续梁的设计均满足规范及施工要求。安全重点主要为防护高空坠落物、施工用水等影响高速、国道公路行车。

2.1防护原则

a、满足丹拉、张石高速公路通行净高5.5m以及滨河东西路、110国道4.5m的要求；

b、尽量不破坏丹拉、张石高速，滨河东西路、110国道主体结构；

c、对丹拉、张石高速、滨河东西路、110国道行车干扰控制到最低限度；

d、各类交通标志设置应确保正常状态下丹拉、张石高速、滨河东西路、110国道的行车安全；

e、连续梁主体施工期间，杜绝杂物、施工废液坠落至高速、国道路面上。

2.2防护目的

a、防止在挂篮立模、拆模、移动等过程中的手锤、扳手、螺栓等小型物件不慎坠落。

b、防止在箱梁混凝土浇注过程中、箱梁端头凿毛过程中的混凝土块、碎石的坠落。

c、防止在箱梁纵向预应力、横向预应力张拉过程中的小型物件不慎坠

落。

d、防止在暴雨、大风期间箱梁顶面、挂篮顶面有小型物件不慎坠落。

2.3 设计荷载

2.3.1、雪荷载、风荷载；

2.3.2、人重，按五人共3.75kN同时作用于结构最不利位置；

2.3.3、高空坠物，按37kg（6m钢管重量）重物落高18m，在棚面板上的制动时间为0.1s考虑（说明：本设计荷载只考虑37kg重物坠落，为安全起见挂篮侧模用钢丝绳做保险，以防止侧模坠落）；

2.3.4、结构自重；

2.3.5、棚架上部结构拆除时对下部基础产生的摩擦阻力。

2.4防护方案

2.4.1挂篮防护方案

为了保证行车及施工安全，采用在挂篮的底部和两侧安设防抛网，并且在挂篮两侧及前面设置防抛网的防护方案。具体做法为：在挂篮横、纵梁下焊接型钢支架(吊杆采用∠75×75，纵杆∠1O0×63)，作为吊挂绝缘板的刚性吊架，在刚性支架上满铺5cm厚木板，防止坠物；在木板上钉1mm 厚铁皮，铁皮与木板间刷防水胶，铁皮接缝处压3mm厚钢带，钢带宽度为5cm，作为防水层，四周设积水槽，由水泵抽到高速公路以外排放。已浇梁段两侧加设临时防护网，防止坠物。具体下图跨高速公路挂篮兜底防护示意图。

防坠落措施①在挂篮刚性吊架上满铺木板，木板宽度为30cm，厚度为5cm，木板与型钢固定，防止落物。②在挂篮上四周设置细眼钢丝网封闭(进行空中防护)，防止施工中钢筋、石子或其他物体掉落到桥下，钢丝网超出混凝土梁顶2m。

2.4.2防护棚架防护方案

防护棚架设计为二孔简支钢梁，高度满足高速公路净高为5.5m的要求，防护面积按梁体投影面积顺公路行车方向每侧增加5m的安全范围呈矩形布置，其中跨丹拉、张石高速公路防护棚分2跨，110国道（两幅）防护棚均为1跨。基础混凝土采用1.0×1.0m条形基础。高速公路、国道分别设计为四排及两排钢管立柱，立柱上放置通长双排I40b工字钢支撑横梁，横梁上放置I40b工字钢纵梁，按0.88m间距布置，形成主承重骨架纵梁上密铺5㎝木板+3㎜薄铁板，由中间向两边设置2%的横坡，形成封闭层和隔水层。

在施工中做到梁部施工和高速公路完全分离，同时也不影响高速公路上的行车。施工期间每天对防护棚等设施进行安全检查，保证标志标牌齐全，保障道路交通安全。

为了增强防护棚架的整体稳定性，增强其抗风等水平荷载的能力，棚架两侧各设三道缆风绳。缆风绳一端固定于钢管立柱的顶部，另一端用45号角钢固定于两侧的地面上，角钢入土深度不小于3米，并保证缆风绳受拉力均匀。

跨丹拉高速公路棚架防护平面布置图

防护棚架断面图

跨丹拉高速公路防护棚架侧立面布置图

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跨张石高速公路防护棚架侧立面布置图

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2.5防护棚搭设

防护棚架细部构造图

2.5.1钢筋混凝土条形基础

施工高速公路应急车道两侧路肩上的临时钢管支撑混凝土基础，施工时不影响交通行车。跨丹拉、张石高速施工前分别拆除公路两侧防护范围约33.5m、长的防护网和硬路肩防护预制块，并在公路两侧路肩上人工开挖33.5m×1m×1m的条形基坑。基坑整平后对基底夯实处理。承载力达到要求后立模灌注混凝土，并在基础内预埋600×600×10mm钢板、M30地脚螺栓，以备将来与立柱连接。如下图所示。施工位于中央分隔带两侧的钢管支撑基础时，采用彩条布铺底，钢模板立模灌注混凝土，混凝土采用罐车运输。

2.5.2钢管立柱

钢管立柱（Φ400×10mm），中心间距4 m，同排立柱通过调整钢管长度来适应路面坡度，钢管立柱底顶部均焊接钢板和加劲肋；立柱上粘贴反光膜。同排及中央隔离带两侧钢管立柱间通过∠75×5mm角钢连接作为剪力撑，以加强钢管柱间的横向稳定性。钢管柱与基础采用预埋地脚螺栓连接。

图5：防护棚架立柱支架布置图

2.5.3纵向分配梁

立柱顶部上并列放置2I40b纵向分配梁，纵向分配梁与立柱顶部钢板双面焊接。I40b上面采用间隔焊接，间隔长度为100㎝，每段焊接长度为10㎝，相邻两节纵向在工字钢腹板处采用等强度连接板连接。

2.5.4横向分配梁

横向分配梁采用I40b型，横公路向布置，间距0.88m。横梁事先按设计接长成型，然后逐根调放安装，纵梁和横梁采用沿两侧翼缘焊接，安装之前在支撑梁标识出准确位置，保证横向分配梁位置准确，间距偏差小，长度方向保证端部呈一条直线，利于后续平台的安装。在工字钢顶面设置顺公路向连接角钢，与工字钢顶面焊接连接，连接角钢串联每根工字钢，

使所有工字钢连接成整体，角钢按4m间距布置。连接角钢（∠50×5mm）＋工字钢＋杆件顶面座子全部焊接成整体，确保整体稳定性。

2.5.5顶面封闭层

顶面封闭层结构设计为木板＋薄铁板，木板起减震作用，铁板起抗冲击作用。木板镶嵌在角钢范围内，每块木板之间用铁丝捆绑连接，连接成整体，木板层面与横向分配梁之间采用钢筋压杆形式，连接成整体，防止风荷载影响，破坏结构。在木板顶面铺装3㎜薄铁板，铁板与木板之间采用铁丝捆绑连接。

2.5.6棚架施工时间安排

基础施工：xx日3天（含预埋钢板施工）

立柱施工：xx日2天

纵梁吊装：xx日1天

横梁吊装：xx日2天

面板铺装：xx日2天（含护栏安装）

2.6防护棚拆除

防护棚架拆除是难点，受到现浇梁的限制，不能用吊车直接拆除。要利用申请要点封锁公路，在相关管理单位的配合下拆除。连续梁施工完毕后，按照从上至下的顺序拆除棚架，即先拆护栏，再拆面板，然后拆横梁和纵梁，最后拆立柱。

封道施工计划的具体施工时间以高速公路管理处施工电报为准。

2.6.1护栏、面板的拆除

施工人员在面板上即可拆除护栏，然后将护栏的立杆、围栏等移到棚架两侧，通过地面的吊车吊装下来。然后人工将铁板、木板抬到棚架两侧，通过地面的吊车吊装下来。

2.6.2横梁的拆除

横梁的拆除是棚架拆除的难点，因为单根横梁长度大长（20m）、自重大（1476kg），而且在梁体正下方，不能垂直起吊。首先按顺序逐孔割除横梁和横梁、纵梁和横梁之间的连接系，没割除一根移走一根，移到棚架两侧袋装通过吊车运走。本横梁采用吊车牵引加吊装的方式。在向外牵引时，一定要注意横梁的平衡，要有专人指挥控制牵引速度，当牵引到下一个吊点时，及时解开上一个吊点，重新安装吊点，依次循环。

2.6.3分配纵梁及立柱的拆除

首先按顺序逐孔割除纵梁和纵梁纵向连接、然后使用地面的吊车整体将并排纵梁吊卸，整孔吊到地面，再进行拆除。立柱先松开法兰连接，再用地面吊车进行拆除。

2.7要点施工

2.7.1、施工准备：

（1）防护棚架搭设前，认真测量、做好棚架中线及标高的控制测量工作。

（2）劳动力安排：职工20人（领工员3人，技术员4人，防护员4人）；作业队2个，30人；

（3）机械设备：16T吊车2台；电焊机3台；对讲机4部。

2.7.2、棚架搭设施工

（1）封锁公路条件下：

①吊装、安装、焊接钢管桩立柱以及连接角钢；

②吊装、焊接分配纵梁；

③吊装、焊接横梁、连接角钢；

④铺设木板+铁板组合棚面并进行加固；

⑤棚架搭设完成符合开通要求后，生产副经理及技术人员认真检查，符合开通条件后，开通公路。

2.7.3、棚架拆除施工

封锁公路条件下：

①拆除密目网及钢丝网

②拆除铁板、木板、连接角钢

②拆除工字钢横梁

④拆除分配纵梁

⑤拆除钢管桩

⑥基础拆除

⑦棚架拆除完成符合开通要求后，生产副经理及技术人员认真检查，符合开通条件后，开通公路。

2.7.4、占道时间段操作步骤

事先将要点作业工具、材料运到吊装作业场地，正式封闭后进行吊装、拆除焊接作业。

吊装过程：

第一步：确定封闭给点；

第二步：吊车、炮车调整就位（15分钟）；

第三步：吊装、连接固定（10分钟）；

第四步：摘钩，焊接连接系（10分钟）；

第五步：第二辆炮车进场，重复第三、第四步骤；

第六步：清理施工现场、恢复交通设施。

拆卸过程：

第一步：确定封闭给点；

第二步：吊车、炮车调整就位；

第三步：拆除、吊装；

第四步：装车、摘钩；

第五步：第二辆炮车进场，重复第三、第四步骤；

第六步：清理施工现场、恢复交通设施。

三、主要工程数量

表1：防护棚工程数量表

编号材料名称规格单位数量备注

1 钢管立柱Φ400×10mm t 55.3 包括丹拉、张石、两跨110国道

2 工字钢I40b t 29

3 包括丹拉、张石、两跨110国道

3 木板5cm厚方145 包括丹拉、张石、两跨110国道

4 薄铁板3mm厚t 70.4 包括丹拉、张石、两跨110国道

表2：施工机具数量表

编号机具名称规格单位数量

1 汽车吊16t 辆 1

2 焊机台 4

3 警示装置套 4

4 装载机辆 2

四、防护棚施工过程交通管理

1、总体原则

施工安全设施严格按照《公路养护安全作业规程》执行，根据规程需设置作业控制区，警告区、上游过渡区、缓冲区、作业区、下游过渡区、

终止区等。施工安全设施包括：锥形交通路标、安全带、围栏、施工隔离墩、防撞桶等主要用于交通渠道的划分，根据工程需要，要设置移动式标志车、夜间照明灯、施工警告灯号，在防护棚架及立柱立面位置（迎车驶来方向）布置反光带，增强警示作用。

图5：交通安全设施区段划分

安全设施的布设施工可全权委托公路相关专业部门进行布设。

2、具体方法

（1）、施工阶段划分

防护棚施工分几个关键阶段：

①、钢管立柱吊装阶段：先作业应急车道两侧路肩钢管立柱，再作业中央隔离带处两侧立柱，吊装涉及大型设备和长大构件，需要断道施工，要进行交通转换；

②、工字钢防护架吊装阶段：吊装涉及大型设备和长大构件，需要断道施工，要进行交通转换；

③、防护棚成型阶段：防护棚成型后，涉及侵占车道，对交通管理需要做一个总体布置；

④、防护棚拆除阶段：拆除阶段按搭设方法逆向步骤施工。

（2）、钢管立柱吊装

图6：不改变交通流方向的外侧车道封闭养护维修作业图立柱分为四个墩位，即公路应急车道两侧路肩＋中央隔离带两侧墩位，先吊装作业应急车道两侧路肩部位，最后吊装中央隔离带两侧部分。立柱施工遵循原则：先申请告知交管部分—布设交通安全设施—施工区域打围（防止施工构件侵入公路净空）—钢管搭设施工。

图7：不改变交通流方向的内侧车道封闭养护维修作业图

立柱施工交通安全设施布置严格按照《不改变交通流方向的外侧车道封闭养护维修作业图》和《不改变交通流方向的内侧车道封闭养护维修作业图》布置，详见上图。

（3）、工字钢吊装施工

工字钢净跨度达18m，属长大构件，在钢管立柱搭设完成后，利用吊车把工字钢吊放到立柱搭设封闭区域内，做好储备，工字钢安装需要采用吊车。工字钢吊装起来后，需旋转方向至横桥向，方可安装到钢管立柱上，工字钢以两根为一组，整体吊装，且吊车沿一个方向，后退顺序吊装。

工字钢架设施工对交通影响巨大，需要改变交通流向，方可确保安全。由于施工量大，预计施工时间需要3天。

K70+500处隔离带预留区

交通转换引导牌

防护棚吊装区

K69+700

K68+450处隔离带预留区

行车路线

图8：中央隔离带解开区

工字钢吊装施工遵循原则：先申请告知交管部分—布设交通安全设施—施工区域划分—相应部分打围—机具设备进场—工字钢吊装施工。

工字钢吊装施工交通安全设施布置严格按照《改变交通流方向的单向两车道养护维修作业图》布置，详见下图。

图9：改变交通流方向的单向两车道养护维修作业图

（4）、支架成型后的安全防护

防护棚架成型后，钢管立柱侵入了交通道路，需要对成型的棚架形成安全防护，详见具体布置图

图10：成型后总体布置示意图

具体安全防护设施布置，参考钢管立柱搭设时的布置图。

图11：改变交通流方向的单向两车道养护维修作业图

五、施工技术安全措施

4.1交通防护措施

4.1.1、交通标志的设置

4.1.1.1施工位于中央分隔带两侧的钢管支撑基础、吊装中央分隔带右侧的钢管柱时和安装右侧支撑纵梁时，需封闭右半幅车道，并将所有右行车辆在在距离平交道口1600m处导流到左半幅车道进行行车，在距离平交道口1600m处将限制车辆导出，并按规定设置交通管制标志信号。施工时在前方改道处用防撞桶进行围护，在导向地段前方1.6KM、1KM处设置前方施工、限速80km/h、前方封闭向左改道、施工路段事故多发、禁止超车等标志；在导向地段前方1KM处设置红蓝爆闪警示灯，限速40km/h提示牌。在导向地段前方600M开始用反光锥和施工闪灯对交通进行渠化，限速20km/h提示牌、向左改道车辆慢行、电子导向灯标志。

4.1.1.2施工左侧支撑纵梁时，需封闭左半幅车道，并在所有左行车辆在在距离平交道口1600m处流到右半幅车道进行行车，在在距离平交道口1600m处将限制车辆导出，并按规定设置交通管制标志信号。施工防护同封闭右半幅车道时相同。

4.1.1.3在两侧的施工范围外分别设置解除限速20、40、80、解除禁止超车标志。

4.1.1.4道路防护详见附图《张唐铁路跨丹拉、张石高速公路施工安全防护总图》。

4.1.1.5考虑夜间行车的需要，在丹拉、张石高速公路的在距离平交道