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超宽基坑临边安全防护栏杆设计浅谈 xxx （xxxxxxxxxxxxxxx，浙江 宁波 315000） [内容摘要] 超宽基坑作业面大，长臂挖机无法有效挖到基坑深处土方。本文结合拉闸门、塔尺的特点，通过防护栏杆结构设计和载荷计算，设计出一种即可伸缩自如，也便于拆卸、安装的栏杆，保证安全的同时，方便施工作业。 [关 键 词] 宁波站； 基坑； 安全； 临边防护； 栏杆设计 1.简介 Φ48×（2.75~3.5）㎜的管材，以扣件或电焊固定。防护栏杆应由上、下两道横杆及栏杆柱组成，上杆离地高度为1.0~1.2米，下杆离地高度为0.5~0.6米，并加挂安全立网。当横杆长度大于2米时，必须加设栏杆柱（如图1所示）。 图1 基坑临边防护栏杆 临边安全防护是保证人员作业安全，防止人员坠落基坑，发生不安全事故，起到至关重要的作用。但是，安全总是与施工质量、进度相冲突。目前，地铁基坑宽度少至十几米，多至四十多米，当基坑挖至二十几米深时，由于防护栏杆架设，妨碍了基坑土方开挖，无法挖到深处土方。若是将基坑底中间土方由小挖机倒至基坑边，再由长臂挖机挖出，又增加施工投入，延长工期。 2.工程概况宁波铁路南站站房改造工程位于宁波站既有站场内。站房共设3层，地下1层，地上两层。地铁2号线车站位于国铁车站下方为地下二层，与车站走向一致呈南北走向。基坑表层采用放坡开挖，深度为4米，最大开挖宽度123.5米。国铁集散厅区域垂直开挖，最大开挖深度约9米，宽度为75米；地铁基坑位于集散厅中部，最大开挖宽度为42.1米，最大开挖深度为24米。支撑结构形式均为钢筋砼支撑，结合围檩、圈梁支撑体系。集散厅及地铁基坑设置3道支撑，南端头井设置4道支撑。根据设计要求，为保证开挖取土，利用首道钢筋砼支撑，并结合钢筋砼板的结构形式，沿基坑南北方向共设置3座钢筋混凝土栈桥，接至基坑两侧平台，作为开挖平台和出土通道，基坑二层及以下土方开挖均通过栈桥实施。 图2 Ⅰ—1区第道支撑及栈桥平面布置图 图3 拉闸门（菱形） 图4 塔尺 适合于超宽基坑临边防护的栏杆，必须，满足一般规定：上下横杆距离在1.0~1.2米4所示）。塔尺原理是采用铝合金等轻质高强材料制成，采用塔式收缩形式，在塔尺每隔1米位置安装有一弹簧，在使用时方便抽出，也利于固定。这一特点满足栏杆设计要求，但弹簧强度不高，无法承受较大载荷，应调整弹簧强度，选用高强度弹簧，或进行改良。 为了满足栏杆可伸缩性特点，便于拆卸、安装，并具有一定强度，栏杆连接稳固，采用紧固件（螺栓）连接。 3.2材料选择Φ48×（2.75~3.5）㎜钢管或钢筋。根据《一般结构用焊接钢管》（SY/T5768—1995）规定，钢管应采用Q195、Q215、Q235等牌号钢制造。因此，栏杆设计所用钢材，可根据实际情况，承受载荷情况，综合考虑，选择合适的钢材。 3.3栏杆结构设计计算 从以上的分析，可得出适合于超宽基坑的栏杆结构图，。根据《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91）第3.1.3条规定，栏杆柱的固定及其与横杆的连接，其整体构造应使防护栏杆在上杆任何处，能经受任何方向的1000N外力。3.3.1横杆上杆的计算 M = F ? l / 4 式中 M—上杆承受的弯矩最大值（N?m） F—上杆承受的集中荷载设计值（N） l —上杆长度（m） 所以，栏杆横杆上杆弯矩M=1000×2/4=500（N?m） 栏杆横杆上杆弯曲强度 M ≤ Wn ? f 式中 M —上杆的弯矩（N?m） Wn —上杆净截面抵抗矩（cm3） f —上杆抗弯强度设计值（N/mm2） 说明：1、Wn = b ? h2 / 6= 2.6（cm3） 2、假设栏杆材料选用Q235钢材，则栏杆上杆抗弯强度设计值应为钢材屈服强度，考虑到钢材还未到达屈服强度，已出现变形等，考虑安全系数，按照一般规定，上杆抗弯强度设计值f =235 × 0.9 = 211.5（N/mm2）。 所以，M = 500 ≤ 2.6 × 211.5 = 549.9（N?m） 3.3.2螺栓连接的计算 Л?d2?fvb /4 Nvb—受剪承载力设计值 nv—受剪面数目 d—螺栓杆直径 fvb—螺栓的抗剪和承压强度设计值 说明：假设选用的螺栓为3.6级M8*50，则。螺栓杆直径为8mm，螺栓的抗剪强度设计值为螺栓的屈服强度，考虑安全系数，fvb = 180 × 0.6 = 108MPa。 所以，Nvb = 2 × 3.14 × 0.0082 × 108 / 4 = 10851.84（N） Nmax 综上所述，适合超宽基坑的临边防护栏杆，符合结构设计和载荷要求。 4总结 通过结构设计和载荷计算，可以得出