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高等教育出版社享有中国大学精品开放课程信息网络传播的专有使用权 未经书面允许，请勿转播部分预应力混凝土梁在高墩多塔斜拉桥上的应用研究--《长沙理工大学》2014年硕士论文
部分预应力混凝土梁在高墩多塔斜拉桥上的应用研究
【摘要】：斜拉桥经过半个多世纪的发展已迅速普及,目前混凝土斜拉桥主梁通常按按全预应力设计,采用高标号混凝土,部分预应力混凝土在斜拉桥中应用研究却很少。本文以汝郴高速郴州赤石特大桥为工程背景,采用MIDAS CIVIL和BDCMS建立模型,分析部分预应力混凝土结构的极限承载能力、抗裂性、持久状况下的应力、B类PPC构件裂缝宽度等受力性能,研究论证了部分预应力混凝土梁在多塔斜拉桥的可行性。研究结果表明预应力钢束后期束可适当减少,且减少后混凝土压应力状态降低,混凝土标号也可适当降低,对今后的设计和施工提供一定的参考。本文的主要研究内容包括：(1)详细地阐述了斜拉桥的历史发展情况、特点及趋势；介绍了预应力砼结构的发展历史,并对部分预应力砼结构优点和缺点进行了详细的总结。(2)阐述了斜拉桥静力分析理论,详细总结了斜拉桥恒载内力计算方法；详细介绍了裂缝宽度的计算理论和计算方法。(3)以汝郴高速-赤石特大桥为工程背景,对全预应力混凝土结构作静力分析。静力分析时采用MIDAS和长沙理工大学的BDCMS建立了两个有限元模型进行仿真分析,主要分析按全预应力设计时斜拉桥的整体受力性能。(4)同样以赤石特大桥为工程背景,利用部分预应力模型并对比全预应力模型分析结构的整体性能,对高墩多塔斜拉桥上应用部分预应力混凝土梁做可行性研究,并得出相关的一些结论。(5)通过模型的对比分析,得出最终的结论,为设计和施工提供一些参考；并对今后的研究提出一些建议。
【学位授予单位】：长沙理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：U448.27
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摘要：深水承台钢套箱安装施工过程十分复杂，存在高空作业、水上水下作业等诸多不利的施工环境，在施工过程中技术人员应该对相关危险源进行分析与有效控制，确保施工过程安全。
关键词：深水基础承台；钢套箱；安装；危险源；分析控制
&&&&&&& 本文将结合实际的工程概况，对其相关的设计要点以及相关的施工技术工艺进行介绍，从而为施工危险源的分析与控制提供科学的依据，结合多年来的实践管理经验，对深水基础承台钢套箱安装[1]实践经验进行总结，从而对整个施工过程中的危险源进行科学分析、评估，从而保证施工安全。
一、深水基础承台钢套箱安装工程概况分析
&&&&&&& 均安水道特大桥北连安成立交互通高架桥，南接广中江高速天连立交互通高架桥，桥址区上跨均安水道，其地貌属于典型的三角洲平原区，桥址河宽约500m，主要位于河段弯顶处，河两岸地形十分平坦，此河流平均水深为8.5m，最大水深为16.9m，属于内河航道，不仅往来船只较多，而且交通位置重要，河道交通十分繁忙。大桥采用全长1354米的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，由6&35的小箱梁南引桥、119+250+119的预应力混凝土斜拉桥主桥和5&32.2+35+32+17&25的小箱梁北引桥共同构成。
&&&&&&& 斜拉桥8#以及9#主墩均位于均安水道特大桥水道中，承台设计为整体式的高桩承台，钢筋混凝土结构，呈哑铃型，两侧为方形承台，长16.6m&宽18.9m，中间系梁长23.6m&宽5.0m，承台结构高5.5m，并有2m高的封底混凝土设于结构底部，封底混凝土底标高-0.646m，承台底、顶标高分别为+1.354m、+6.854m。
&&&&&&& 采用有底钢套箱围堰进行施工，套箱为单壁钢结构，高7.5m，分为直线段模板与弧线段模板，高度方向加工为3m+3m+1.5m，在加工厂生产完成后再运至现场安装，连接采用法兰连接。套箱上吊架系统采用在桩基钢护筒上面铺设工字钢作为受力结构，下吊架系统通过精轧螺纹钢吊杆传力到上吊架系统，套箱底板主梁、次梁均采用型钢，标准钢模板作为底板，通过12个20t手拉葫芦同步下放套箱和底板。
二、深水基础承台钢套箱安装危险源分析与控制
（一）深水基础承台钢套箱安装危险源分析
&&&&&&& 在危险源控制过程中应该始终坚持&以防为主，防抗结合&以及&以人为本、避免伤亡&的安全施工原则和施工危险控制方针，制定并落实安全紧急情况反应急预案，在安全管理过程中应该严格遵循&以人为本、以防为主、迅速自救、快速有效、统一协调、互相配合&的应急反应处理原则，积极应对深水基础承台钢套箱安装过程中可能出现的紧急情况，确保安装过程安全。
&&&&&&& 深水基础承台钢套箱安装主要危险源辨识&①水上作业&承台施工属于水上作业，西江水深流速大，航道繁忙，过往船只较多，施工船舶横穿航道，施工过程中要保障人员、设备、栈桥、平台、承台套箱结构的安全，确保航道交通安全。
&②起重吊装作业&承台施工起吊设备主要是龙门吊，施工时需保证吊装作业安全，特别需避免风大雾大等恶劣天气。
&③用电安全&施工期间需注意安全用电，防止漏电触电。
&④高处作业&平台与承台底面高差较大，施工是要注意高空作业安全，做好临边防护，临边作业时必须系好安全带等防护措施。
（二）深水基础承台钢套箱水上安装施工危险源专项安全控制措施
①人员安全控制措施
&&&&&&& 成立安全管理组织机构，配置专职安全生产人员，建立健全安全生产保证体系并逐级签订具有针对性的安全责任制，按照实际情况制订各项规章制度及保证措施，有计划地分批进行安全知识讲座和安全操作技能培训，考核成绩合格后操作人员持证上岗，严禁无证上岗作业。施工过程中，监督、检查、指导和落实安全生产作业。一旦发生事故，立即启动相应的应急预案，组织力量进行抢救。
&&&&&&& 套箱安装作业工序繁多，涉及作业工种多，电工、电焊工、潜水工、船舶操作人员和司索指挥等特种作业人必须进行专业培训，按规定有关主管部门考试合格后，持证上岗。特种作业上岗证必须按期复审，方能继续从事特种作业。特种作业必须严格执行特种安全技术操作规程，确保安全施工。所有机械操作人员都必须经过培训，培训合格后持证上岗。机械操作人员要进行登记存档，按期复审。
②设备安全控制措施
&&&&&&& 施工现场应实施机械安全管理及安装验收制度。施工机具、起重等设备，各工件须经检测合格后方可安装；投入使用前，应按规定进行验收，并办理好验收手续。经验收，确认机械状态良好，能安全运行的，才准投入使用。使用期间，应当指派专人负责维护、保养、保证其机械设备的完好率和使用率。套箱安装工艺衔接紧凑，环环相扣，工期紧张，关键设备必须加强保养，严禁带病作业，并有备用方案保障施工连续性，防止在合拢、下放等关键工序中断导致套箱处于不安全状态。
③临时用电安全控制措施
&&&&&&& 施工现场临时用电要有施工组织设计，按《施工现场临时用电安全技术规范》的要求进行设计、验收和日常检查，并留下相应的记录，健全安全用电管理制度和安全技术档案。
&&&&&&& 临时用电应落实三项技术措施：第一，防止误触带电体的措施；第二，防止漏电措施；第三，实行安全电压措施。特别是水下、套箱内等特殊环境下，必须使用安全电压，水下作业时宜采用不超过6V的直流电，且所有接地和重复接地电阻值经检验应符合规范要求，定期复测一次，切实做好记录。
（三）深水基础承台钢套箱安装水上施工应急事故救助体系
&&&&&&& 在深水基础承台钢套箱安装施工阶段，尤其是在台风、洪水、大潮、风暴潮等恶劣天气期间，应该派专人负责测量现场的危险源，根据实际需要进行石笼以及抛砂袋防护作业，除此之外要与航道部联系，通过发布紧急的禁航通告，以免施工人员在紧急撤离过程中发生船撞情况。
&&&&&&& 突发事故处理应急预案&1）安全领导小组直接指挥防讯抢险队第一时间组织抢险，打捞落水人员和设备，确保人员的生命安全，防止燃油泄漏。
&&&&&&& 2）有必要时向附近水域船只求助。
&&&&&&& 3）用最快的方法向上级主管部门汇报，同时向当地海事部门汇报，以便实施抢险救护。并向监理工程师、业主进行口头或电话报告。
&&&&&&& 4）在2小时内以书面形式（电传）报告发生水上事故地点、时间、事故概况、伤亡人数（姓名、性别、年龄）等基本情况。
&&&&&&& 5）在24小时内以书面形式报告事故详细情况。伤亡事故按有关规定向当地行政主管部门报告。
&&&&&&& 6）事故处理报告：事故处理完毕后，以书面形式提供完整的报告（含事故发生的经过、抢险救护过程、伤亡损失情况、事故处理结果、事故原因、教训、整改措施等）。
&&&&&&& 7）设备打捞出水后应及时的对设备修复，尽快恢复生产，准备材料与保险公司相谈事故理赔事宜。
施工生产安全事故&1）以最快的速度用电话向监理工程师、业主口头报告。
&&&&&&& 2）在2小时内以书面形式（电传）报告发生水上事故地点、时间、事故概况、伤亡人数（姓名、性别、年龄、工种）等基本情况。
&&&&&&& 3）在24小时内以书面形式报告事故详细情况。伤亡事故按有关规定向当地行政主管部门报告。
&&&&&&& 4）事故处理报告：事故处理完毕后，以书面形式提供完整的报告（含事故发生的经过、抢险救护过程、伤亡损失情况、事故处理结果、事故原因、教训、整改措施等）。
&&&&&&& 5）尽快恢复生产，准备材料与保险公司相谈事故理赔事宜。
突发事故救助体系[2]如下：
突发事故救助体系图
&&&&&&& 综上所述，深水基础承台钢套箱安装是一项系统的工程，由于其施工环境恶劣、施工条件较差，而施工质量要求严格，因此，在具体的施工过程中要仔细辨识可能存在的危险源，并及时采取科学的措施，防止危险因素对施工工程造成不利影响。一旦发生安全事故，必须立即启动应急救助体系，及时进行事故救援，降低事故造成的损失。
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