桥梁安全事故防范措施

桥梁安全事故防范措施(一）桥梁基坑或边坡防护垮塌事故防范措施临近既有线和重要建（构）筑物边坡或基坑、其它深基坑支护技术和安全方案必须报集团公司审查。方案可采用排桩（钢轨桩、工字钢桩、钻孔桩、挖孔桩）、连续墙（钢筋混凝土连续墙、钢板桩）、土钉、水泥土、放坡等五种结构型式进行基坑或边坡防护。对临近重要建（构）筑物边坡或基坑防护必须进行内力和变形监测，对既有线和重要建（构）筑物必须进行变形监测。(二）桥梁墩身现浇模板垮塌事故防范措施总结以往桥梁墩身模板垮塌事故，主要原因有①模板实际承受的侧压力远大于规范公式计算值，造成模板连接件设计承载力不足；②夏季混凝土坍落度损失快，初凝时间较冬季短，模板侧压力较冬季小，前期没有垮塌模板，当作了安全的施工经验，进入冬季施工，也认为是安全的，产生麻痹思想，因此模板垮塌大多发生在冬季；③按前期经验螺栓数量不上足，或螺栓损伤不及时更换；④风力过大，外界机械碰撞等原因可造成模板整体侧翻；⑤采用无拉杆模板垮塌事故多发；⑥墩身分段浇筑时下部模板拆除，而上部模板无可靠支撑；⑦模板使用次数太多，造成损伤、变形等未及时修复；⑧模板安装有缺陷，安装完成后未经验收；⑨混凝土浇筑速度过快；⑩一次浇筑高度过大。现阶段设计的模板强度和刚度一般都比较大，一般不会由于强度和刚度不足造成模板垮塌事故。（1）混凝土侧压力计算：（2）桥梁墩身模板连接件计算（3）模板侧向风力计算：（4）模板水平连接和拉杆设置根据新浇混凝土对模板的水平侧压力、倾倒混凝土时因振动产生的水平力计算模板拉杆和水平连接螺栓数量。（5）模板竖向连接及风缆设置模板竖向连接螺栓承受水平剪力和竖向拉力。墩身模板产生倾覆力矩包括风力、机械碰撞的偶然作用力、泵送混凝土时对模板面的冲击力、墩身倾斜等因素，现在墩身模板安装的普遍做法是既未设风缆、底节模板也未与承台连接，平衡倾覆力矩依靠的是模板自重和连接螺栓、新浇混凝土自重。根据风力计算结果，其风力一项产生的倾覆力矩就很大，容易造成模板竖向连接螺栓断裂，造成墩身模板倾覆和垮塌，增设风缆可有效平衡倾覆力矩，同时减少对模板竖向连接螺栓的作用力，更能有效预防偶然作用的机械碰撞力引起的模板倾覆和垮塌。（6）严格控制混凝土浇筑速度和一次浇筑高度混凝土浇筑速度寒冷季节控制在0.8m/h以内，炎热季节控制在1.1m/h以内。现场实测混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间是否控制在设计计算的参数范围内，否则降低浇筑速度，墩身较高时可采用分节浇筑，分节浇筑时，至少一节模板不得拆除，上部模板必须有可靠支撑，施工缝按规范要求处理。墩身一次浇筑最大高度可控制在15m以内。（7）全面检算、提高材料强度安全系数冬季低温时钢材脆性增大，设计强度降低，材料设计强度采用较大安全系数来保证。螺栓承受的弯曲、拉压、剪切应力在计算时应全面，不得漏项。（8）模板和脚手架分离一般桥梁墩身模板设计时没有考虑施工人员的荷载，而是另外设置脚手架，所以脚手架与模板应该分离；翻模脚手架与模板一体设置。（9）编制详细作业指导书，加强技术培训和施工过程控制施工过程中经常性地对现场模板进行检查，要求所有螺栓孔满布螺栓，凡是变形和损伤的螺栓一律清理出场，螺栓紧固力要适当。加强现场照明，统一指挥，防止机械碰撞，禁止混凝土正对侧面模板泵送。（三）现浇混凝土桥梁支架垮塌事故防范措施严格设计中荷载计算、承载能力安全系数取值。1.荷载计算（不得漏项）荷载计算存在最大问题：往往外荷载计算有时偏差特别大，偏小不安全，偏大造成浪费。（1）支架、模板自重模板、支架和拱架重量在初步设计时一般按20~30%计算，完成设计图后，必须按设计图纸计算确定；（2）钢筋混凝土自重新浇筑混凝土容重24kN/m3，钢筋混凝土的容重可采用25～26kN/m3(以体积计算的含筋量≤2％时采用25kN／m3，2％时采用26kN／m3)。变截面梁应按小节段梯形荷载或节点集中荷载加载；计算自重包括超载预压的20%梁体自重（有些施工单位认为材料有安全系数，不计入超载预压重量是不正确的，一般来说，如超静定结构温度变化和支座不均匀沉降未计算，在安全系数内考虑；还有的施工单位在支架结构计算考虑20%超载预压，而预压加载方案中加载偏大，甚至达到自重的50%以上，沙土等吸水材料如不覆盖，雨季吸水将加大预压荷载）；（3）施工荷载考虑预压超载时，如预压超载大于等于施工荷载与模板荷载之和，施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；（注意局部计算与整体计算时荷载取值不一样）（4）振捣混凝土的荷载：。（5）混凝土侧压力：规范公式计算值远远低于高性能混凝土实测值，应予以调增，前述。（6）倾倒混凝土水平荷载（7）其它可能产生的荷载雪荷载，风荷载，冬季保温设施荷载，雨季、夏季防雨防晒棚荷载；（8）超静定结构温度变化和支座不均匀沉降引起的次内力一般在临时结构设计时没有进行计算，在安全储备内考虑。（9）承载能力验算按各项荷载最不利组合进行验算；（10）刚度验算钢筋混凝土等自重、支架模板重、其它荷载组合。2.临时结构计算2.1一般要求（1）不同工况应建立不同计算模型，如分段现浇连续箱梁墩梁支架全长预压加载、分段浇筑梁部工况不一样，临时支墩和托梁最不利作用力是不同工况确定的；（2）受力结构应明确、合理，如在跨度较大的梁体现浇，受梁体底面高速公路通车限制，不能采用直立支墩，但桥下净空较大，有条件设斜腿支撑钢梁，形成斜腿刚构，构件受拉压弯剪作用力，受力分析时一定要正确，以往有人设计时只计算拉压剪力，把它简单地看成是桁架结构，不计算弯矩，结果内力分析不正确。（3）梁体支架模板一般遵循从上往下计算原则；（4）满堂式钢管架（扣件式钢管架、门式架、梯形架、碗扣架）与墩梁支架采用不同安全系数，满足安全要求和节约成本。（5）计算模板、支架、拱架的强度和稳定性时，应考虑作用在模板、支架和拱架上的风力。设于水中的支架，尚应考虑水流压力、流冰压力和船只漂流物等冲击力荷载，还应考虑一般冲刷和局部冲刷的影响，水中桥梁支架应在雨季前完成梁体施工，水中栈桥梁底标高应在20年一遇水位以上。（6）稳定性要求支架的立柱应保持稳定，并用撑拉杆固定。当验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。(7）强度及刚度要求(8）桥梁支架卸架装置梁式支架采用对口木楔、砂筒、千斤顶等卸架。木楔宜使用刨光的硬杂木，砂筒结构应经设计。加置在砂筒上的压力不应大于10MPa；砂筒内应采用质地坚硬、清洁并经筛选的干砂，其粒径宜为；砂筒在使用前应加置设计荷载（必要时可增加20%~50%的安全富余）进行预压；砂筒上的空隙应采用不易开裂且富有伸缩性的油灰填塞。采用千斤顶作为卸架装置时，在卸架前，千斤顶应能可靠锁定。钢管架支模采用可调托座卸架。2.2模板、支架和拱架的设计(1）钢管支架设计往往进场构件截面比设计截面小，以实际测量截面计算；弯曲变形、锈蚀、端面不平整、对中偏差、垂直度偏差、安装偏位，取结构安全系数2；水平横杆和水平剪刀撑、纵横断面剪刀撑应满足构造要求，以满足整体稳定性要求，水平横杆应满足设计步距要求，十字交叉设置，顶层横杆以上和底层横杆以下伸出长度控制在20cm以内，如为变截面梁，顶层纵向水平杆可斜向设置，确保实际步距在计算步距以内。顶托高度控制在25cm以内，底座高度控制在15cm以内。支架搭设时平面位置和垂直度控制：测量放线，设拉线控制首层钢管架杆件平面位置和标高，并采用锤球检查垂直度，确保首层搭设满足设计要求，从而才能保证以后搭设的支架满足设计要求。防止碗扣松脱、扣件松脱，要求逐个检查。斜杆、剪刀撑加固设置必须符合规范要求。高宽比满足要求，一般应小于2，如不满足采用降低杆件承载能力，并进行整体稳定性计算；如墩梁支架，在墩顶段附近采用钢管架时其高宽比不满足整体稳定性要求时进行加宽加密；钢管脚手架附加安全系数计算：钢管脚手架在安装时，由于安装偏差，立杆产生初始偏心；在施工时，由于局部超载，以及错误的拆除局部拉杆及支撑，由此使立杆的设计荷载降低，并且这些因素，随安装高度增高，出现的概率越大。因此，在确定安全系数时，必须考虑安装高度的影响。按照容许应力法计算，如果地基承载力高，地基处理好，支架高度在15m以内，支架杆件新，无锈蚀，无弯曲等，支架搭设满足构造要求，步距1.2m时单立杆承载力最大可采用较大值，支架立杆顶端承载力采用23KN控制；软土地区等沉降大、沉降不均匀，贝雷梁等梁式支架顶面（挠曲变形，相当于地基沉降不均匀）步距1.2m时单立杆承载力则采用较小值，支架立杆顶端承载力采用20KN控制。高度超过15m以上时还需采用高度安全系数降低立杆容许承载力使用，采用上述立杆容许承载力已考虑足够安全储备，计算立杆外荷载时不再计入钢管架高度方向自重。钢管架杆件竖向力计算：箱梁可按梁体断面横向分腹板、翼板、顶底板划分区域，各区域下钢管横向布置较密较均匀，横向布置通长分配梁，传力比较均匀，可按腹板范围内钢管平均受力计算；纵向按梁体高度、厚度等变化情况分段设计计算；地面标高不一致时可分段设置挡墙，但必须验算挡墙，挡墙外荷载还应包括梁体自重传给地基的作用力。作用于地基的作用力纵横向按不同区域验算最大地基反力，一般按最不利位置计算，可按梁体和模板支架自重、施工荷载（含人群、机具、冲击、雨雪荷载）、硬化地面面积荷载总和计算地基反力。满堂支架地基应做好排水措施，避免雨水浸入地基降低地基承载力，应勘探地基下有无孔洞、沟槽，避免支架失稳垮塌。（2）贝雷钢梁：《装配式公路钢桥多用途使用手册》是按照容许应力法计算的，其设计荷载本应为恒载＋活载，使用的钢材材质为Q345钢，容许应力采用273MPa，安全系数低（K＝1.264），安全储备较少，承载能力不能取提高系数，有些施工单位提出临时结构承载力提高30%，是错误的，临时结构承载力提高30%是针对《桥规》中安全系数1.7提出的，应计入荷载分配不均匀折减系数，还应考虑支座不均匀沉降、温度变化引起的次内力，支架现浇梁要求基础沉降小，连续贝雷梁支架要求基础不均匀沉降量小。考虑到钢梁经过多次使用，可能存在锈蚀和损伤，同时考虑钢梁受力分配的不均匀性，为加大安全储备，在我们的支架设计中，其设计荷载仍按照承载能力极限状态法计算“1.2×恒载＋1.4×活载”计算（综合约为“1.23×（恒载＋活载）”），这样折算起来其综合安全系数达到1.555，大于以往建筑设计规范的安全系数1.45，对于新贝雷梁可按容许应力法计算荷载。其钢梁的承载能力仍采用手册提供的数据，可以认为其设计是安全的。贝雷确保节点受力：为保证钢梁只由节点承受竖向力，横向分配梁间距采用75cm布置，因此梁顶钢管支架纵向间距也只能采用75cm，必须用对接接头的钢管架，如果横向分配梁间距不按节点布置，则桁架抗弯能力需扣减支点集中荷载对弦杆弯曲应力承担的抵抗弯矩，同时验算支点集中荷载对弦杆的剪力强度。顶面标高调节措施：钢梁顶面一般不增设钢管支架支撑，而采用方木分配梁，并用硬杂木作对口木楔调节，便于卸架；如果梁底面为曲线布置，才增设钢管支架作为调节，并用可调顶托调节，便于卸架，此时可不用底托；如果顶面实在没有调整余地，可将底模直接搁置于梁顶面，此时必须增设沙箱等卸架设备，同时由于上弦杆承受底模板分配的竖向荷载，应按同时承受轴力和弯矩进行检算确定，也就是要降低钢梁承受总弯矩的承载能力。墩梁式支架水平力传递：采用钢梁时其钢管支墩与满堂支架采用水平钢管连接，并传递至永久桥墩，确保钢管立柱承受纵向水平力。加强措施：一般在钢管支墩立柱横向分配梁外侧还可增加一排钢管支架。（3）地基承载力计算地基：其设计荷载按照承载能力极限状态法计算时，地基承载力特征值，相当于桥规的容许基本承载力：临时工程承载力特征值（容许基本承载力）＝极限承载力/1.5，按桥规的容许基本承载力取值时，临时工程承载力特征值（容许基本承载力）＝1.3×基本承载力；其设计荷载按照容许应力法计算时，采用地基容许基本承载力或修正后的容许承载力。充分利用桥梁桩基承台墩身的承载能力，深厚软基地基处理采用桩基支承，下卧层较深时可采用旋噴桩和搅拌桩等复合地基，地基较好时