匝道跨铁路膺架施工方案.doc

石环公路S101工程第十二合同段

B匝道跨铁路膺架施工方案

编制：
复核：
审批：

中铁四局集团四公司石环（S101）工程十二合同段项目经理部
二○○六年十月十八日

B匝道跨大宋铁路鹰架施工方案
一、 工程概况：
石环公路（S01）工程第十二合同段主线长1.54km，其中石太互通立交上跨石太高速公路和大宋铁路，B匝道B8~B9#墩上跨大宋铁路，梁底到轨面高差9.46m，跨距为25m。上部结构为三室单幅箱梁，梁高1.4m、顶面宽15.5m、梁底宽11.5m,梁顶板厚22cm,底板厚20～30cm、肋板厚45～65cm。桥下铁路设计净空为7.5m。
二、 施工方案：
为确保既有铁路的运营安全及施工安全，跟据铁路行车安全要求和铁路限界（建筑限4.88m、净空5.5m）,该跨箱梁跨铁路范围采用门式支架、其它范围采用满堂红鹰架现浇。门式支架支墩采用“八三”式军用杆件，支墩纵向设置四排，沿铁路方向“八三”杆件3m一排，共七排，其间采用杆件连接为整体。支墩基础为宽2.5m、长20.3m、厚0.5m的C20砼条形基础，条形基础沿铁路方向设有坡度，高差为0.31cm,浇筑条形基础砼时按支墩杆件平面布置图每3m预埋4个“U”型螺栓（φ20），以便连接支墩杆件。支墩上垂直铁路纵向布置Ⅰ63a工字钢，间距为90cm，横向布置Ⅰ10工字钢（垂直B线桥纵向）间距为90cm。在支墩范围纵向工字钢在底板上预留φ20mm孔，以便纵向工字钢与支墩杆件用“U”型栓联结。纵向、横向工字钢自身采φ25钢筋交叉焊接加固。支墩杆件采用8T吊车吊装，人工配合栓接拼装。吊车吊装杆件时严禁侵铁路限界，确保行车安全（详见七.1保证既有线行车安全措施）。横向工字钢上纵向布置10×10cm方木，间距为30cm,方木上铺设18mm厚的竹胶板，做为箱梁的底摸、侧摸，横向工字钢同时为定型钢摸的支架支撑。如下图所示：

门架立面示意图

门架平面示意图

三、 荷载:
1、荷载：
⑴、砼含筋率通过图纸计算为2.6％＞2%,所以砼单位体积重量取2.6t/m3；
则腹板下的砼自重压力为

取顺桥向一米长的梁来分析受力，其受力情况如下所示

钢筋梁体自重荷载示意图

⑵、倾倒砼产生的荷载：4.0kN/m2
⑶、振捣砼产生的荷载：2.0kN/m2
⑷、模板及支架产生的荷载：1.0kN/m2
⑸、施工人员及施工机具运输或堆放荷载：2.5kN/m2。
2、荷载系数：
⑴、钢筋砼自重：1.2；
⑵、模板及支架自重：1.2；
⑶、施工人员及施工机具运输或堆放荷载：1.4；
⑷、倾倒砼产生的竖向荷载：1.4；
⑸、振捣砼产生的竖向荷载：1.4；
⑹、倾倒砼产生的水平荷载：1.4；
⑺、振捣砼产生的水平荷载：1.4；
⑻、浇筑砼时对侧面模板的压力：1.2。
考虑荷载系数及各种施工荷载后

考虑荷载系数后取顺桥向一米长的梁来分析受力，其受力情况如下所示：

各种荷载叠加示意图
四、结构受力检算：
1、模板的检算
外模采用18mm厚的竹胶板，已知竹胶板的弹性模量E=6.0×103 MPa，竹胶板在X轴方向上的惯性矩
I=bh3/12=1/12×1×0.0183=4.86×10-7 m4
W=bh2/6=1/6×1×0.000324=5.4×10-5 m3
经过对荷载图的分析，仍然取中间腹板底下的竹胶板来分析，q值可以由上面计算的N来推出
q=56.78KN/m2

符合要求。
2、方木的检算
方木材质为红松，顺桥向布置，采用10cm×10cm的尺寸。已知红松方木
的弹性模量E=9.0×103MPa
仍取中间腹板下的方木来分析，方木沿顺桥向方向的最大跨径为90cm，方
木之间的间距为30cm。所以可以计算如下

符合要求。
3、小工字钢的检算
小工字钢为横梁，采用I10工字钢，垂直B线桥布置。I10的弹性模量E=2.1×105MPa，根据门架平立面图及荷载示意图得：
按受力最大的腹板底

符合要求
4、大工字钢的检算
大工字钢为纵梁，采用I63a工字钢，垂直大宋铁路布置。根据门架平立面图及荷载示意图，采用《好易懂结构分析器2.0》检算软件对大工字钢进行检算。计算过程及结果如下：
⑴、【原始数据】
结构名称:大工字钢63
①、〖主控数据〗
节点总数:9 已知位移分量总数:3 单元总数:8 单元截面种类总数:1 荷载总
数:15 钢材弹性模量:2.1E+8 钢筋保护层厚:0
②、〖单元截面类型定义〗
类型1:主材弹模:2.1E+8,截面面积:1.5459E-2,X轴贯性距:9.4004E-4,Y轴贯性距:0,Z
轴贯性距:0,截面高度:0.63,截面参数:4,钢筋面积:0
③、〖节点信息〗

编号
X坐标
Y坐标
1
0.00
0.00
2
0.18
0.00
3
1.12
0.00
4
2.06
0.00
5
3.00
0.00
6
3.94
0.00
7
4.88
0.00
8
5.82
0.00
9
6.00
0.00

④、〖单元信息〗
编号
小节点
大节点
截面类型
单元类型
1
1
2
1
1:梁单元
2
2
3
1
1:梁单元
3
3
4
1
1:梁单元
4
4
5
1
1:梁单元
5
5
6
1
1:梁单元
6
6
7
1
1:梁单元
7
7
8
1
1:梁单元
8
8
9
1
1:梁单元

⑤、〖荷载信息〗
编号
大小
受载对象
距离小端
荷载类型
1
-48
1号单元
0.18
1:Y方向集中力荷载
2
-48
2号单元
0.93
1:Y方向集中力荷载
3
-48
3号单元
0.93
1:Y方向集中力荷载
4
-48
4号单元
0.93
1:Y方向集中力荷载
5
-48
5号单元
0.93
1:Y方向集中力荷载
6
-48
6号单元
0.93
1:Y方向集中力荷载
7
-48
7号单元
0.93
1:Y方向集中力荷载
8
-1.2
1号单元
0.18
2:Y方向均布荷载
9
-1.2
2号单元
0.94
2:Y方向均布荷载
10
-1.2
3号单元
0.94
2:Y方向均布荷载
11
-1.2
4号单元
0.94
2:Y方向均布荷载
12
-1.2
5号单元
0.94
2:Y方向均布荷载
13
-1.2
6号单元
0.94
2:Y方向均布荷载
14
-1.2
7号单元
0.94
2:Y方向均布荷载
15
-1.2
8号单元
0.18
2:Y方向均布荷载

⑵、【计算结果】
①、〖结构变形〗

节点号
X轴正向位移
Y轴正向位移
θ转角
1
0
0
-2.384E-3
2
0
-4.2828E-4
-2.3699E-3
3
0
-2.5001E-3
-1.9462E-3
4
0
-3.9497E-3
-1.0828E-3
5
0
-4.4672E-3
0
6
0
-3.9493E-3
1.0834E-3
7
0
-2.4996E-3
1.9464E-3
8
0
-4.2819E-4
2.3695E-3
9
0
0
2.3835E-3
说明：位移的单位是米

②、〖结构内力〗

单元号
剪力2
剪力1
弯距1
弯距2
应力1上
应力1下
应力2上
应力2下
1
-172
172
-3.24E-3
31
-1.09
1.09
-1.04E+4
1.04E+4
2
-123
123
-31
147
-1.04E+4
1.04E+4
-4.92E+4
4.92E+4
3
-74.2
74.2
-146
216
-4.91E+4
4.91E+4
-7.24E+4
7.24E+4
4
-25
25
-216
239
-7.23E+4
7.23E+4
-8.02E+4
8.02E+4
5
24.1
-24.1
-239
216
-8.0E+4
8.0E+4
-7.24E+4
7.24E+4
6
73.2
-73.2
-216
147
-7.23E+4
7.23E+4
-4.92E+4
4.92E+4
7
122
-122
-146
31.3
-4.9E+4
4.9E+4
-1.05E+4
1.05E+4
8
171
-171
-30.8
3.24E-3
-1.03E+4
1.03E+4
-1.09
1.09
注： 剪力1:小端节点受的剪力
剪力2:大端节点受的剪力
弯距1:小端节点的弯距
弯距2:大端节点的弯距
应力1上:小端节点截面顶部的应力
应力1下:小端节点截面底部的应力
应力2上:大端节点截面顶部的应力
应力2下:大端节点截面底部的应力
计算结果的正负号规定及图形表示规定:
轴力:局部坐标系下,各单元受拉为正,画在X轴上方;受压为负,画在X轴下方.
剪力:局部坐标系下,各单元两端的剪力,与Y方向一致为正,画在X轴上方;相反为负时,画在X轴下方.
弯距:局部坐标系下;各单元两端的弯距逆时针为正;顺时针为负.
分析可知，下种情况为最不利情况

⑶、结论
分析《好易懂结构分析器2.0》计算结果得知：
单元号4处的应力最大σmax=8.02E+4KN/m2=80.2Mpa<145MPa
节点号5处的挠度最大fmax=4.4672E-3m=4.47mm<6000mm/400=15mm;
符合要求
5、支墩检算：
门架共28个支墩，其上所有荷载都作用在28个支墩上，荷载包括钢筋砼自重、倾倒砼荷载、振捣砼荷载、施工人员及堆放施工机具荷载、模板及支架荷载、大小工字钢自重，其大小及荷载系数同上。则每各八三式支墩上受力大小为：
Nmax ＝（7.967×10.4×2.6×10×1.2+13.1×10.4×15.5+33.04×10）/（4×7）
＝179.54KN
注：7.967——箱梁横截面面积，m2;
10.4——支墩承受的顺桥向梁的长度，m；
2.6——砼自重，t/m3;
13.1——每平房米模板自重及其他荷载 ,KPa ;
33.04——小工字钢与大工字钢的自重，t；
4×7——支墩根数。

六、基础处理及检算：
1、B8#墩距离“八三”支墩较近，承台基坑回填前，清除坑内淤泥及水，回填时分层夯填，距地面50cm以下填料用山皮土，距地面50cm范围内采用石灰改良土，分层厚度为30cm，本土层压实度≥96％方可填上一层，直到场地整平。
2、鹰架基础处理方案为：原地面正平，用16 t振动式压路机压振压4~6遍，静压2~3遍。然后原地地面上回填20cm厚石灰土压实，压实整平后在原地面垫30× 30× 50cm 砼块，做立柱垫块，膺架采用碗扣件搭设而成。
3、地面设1％的横向人字型排水坡，纵向在俩侧挖30× 30cm的排水沟。
4、跨铁路门式支架基础为C20砼条形基础，厚度为50cm,宽度、长度均比支墩截面大50cm,在浇注砼前基础先夯填50cm厚的三七灰土，压实度≥96％。
七、安全防护措施
1、保证既有线行车安全措施
⑴、严格按《既有线施工安全管理办法》、《铁路技术管理规程》及《铁路工务安全规则》等有关规定进行施工，做到没有经建设单位或上级主管部门审批签认的施工组织设计或施工方案、没有制定安全技术措施，没有与工务、电务及行车部门签定好施工安全协议不准开工。
⑵、建立既有线施工的安全制度，成立既有线施工安全小组，形成安全生产网络。
⑶、在施工地点配备防护人员5人（其中1人守电话，线路两端各派1人，中间联络员各1人），在视线不良地段增设中间联络员或信号传递设备；防护员加强对两侧瞭望，时刻注意行车，加强对施工段的安全防护。
⑷、建立防护员工作制度
① 在既有线上施工地段设防护员及驻站联络员；驻站联络员、工地防护员必须经过严格训练和考试合格，方可担任该项工作。
② 防护员在执行职务时，必须穿着规定的服装，佩戴易于识别的证章。按规定戴齐防护信号和备品。
③ 防护员执行职务时必须精神饱满，班前、中不得饮洒，如有违反，应立即停止其工作。
④ 防护员必须熟悉本区段内的列车运行情况，尤其要求熟记本区段旅客列车到、发（通过）时刻，以确保旅客列车安全。
⑤ 防护员必须持证上岗，随时接受上级领导和安全管理人员的检查。
⑸、防护人员必须24小时认真做好列车行车日志；做好交接班记录，避免接班人员情况不明。
⑹、在既有施工地段，设限界标志（直线地段，限界标距轨道中心线不小于2.0m，曲线地段不小于2.5m）。
⑺、在施工线路及其邻线距施工点两端，根据施工对行车影响程度，按《铁路施工技术安全规则》的规定，设置减速信号牌、减速地点标、停车信号牌、司机鸣笛标及道口标及作业标等防护信号，以上各种标牌均于线路上列车前进方向的左侧，且不得侵限，各种标牌均按《铁路工务安全规则》、《铁路技术管理规程》及上海铁路局的相关规定制作。
⑻、施工工点与相邻车站应有可靠直通电话联系，防护设备应经常检查，保证正常使用。
⑼、工点负责人如发现施工地点有防碍行车安全的异常情况时，除采取紧急措施消除行车故障外，并应立即命令防护员显示停车信号和通知驻站联络员转告车站值班员暂不放行列车。
⑽、当发出停车命令时，施工人员应立即清除防碍行车的一切障碍物，并迅速到安全地点待避。工点负责人确认安全后，方可通知防护员撤除停车防护。
⑾、施工前施工人员对施工中每道工序进行分析，并进行试操作，以便施工人员熟练地掌握每道工序；每天对施工人员进行安全讲课，和施工中的注意事项，以确保不影响正常行车。
⑿、工作坑开挖前，根据开挖深度及宽度，分析对既有路基稳定影响程度，对基底开挖影响既有线路基稳定，必须事先采取既有线路加固或路基边坡支挡加固措施，以确保路基稳定。
⒀、在工作中使用的工具搁放不得侵入限界，严禁将工具放在钢轨上，金属工具不得同时接触两根钢轨，凡是不立即使用的工具，一律放在道床肩部以外，以便列车通过时迅速下道。
⒁、对于易滚动的工具，应与轨道垂直方向搁放，对于重量较轻的工具，应在其上压上重物，以免列车通过时空气流动和列车振动使工具进入限界，造成事故。
施工线路防护图见下图
施工地点

线路防护示意图
图示符号说明： ：减速防护地段终端信号牌

： 减速地点标

：移动减速信号牌

2、施工管线保护措施
⑴、施工前，加强对参加施工的全体职工管线保护意识，做好保护管线的施工技术交底。
⑵、管线沟开挖前，必须在有关单位落实供水、供电的地下管线、电缆的径路和埋深资料，并用地下电缆探测仪探测，标明其方向和密度。
⑶、在门架工作坑开挖前，要先试挖探沟槽，杜绝盲目施工和野蛮施工。
⑷、光缆、电缆沟开挖深度400mm后，施工人员必须轻挖，确保地下电缆不受伤害，并设专人防护。
⑸、夜间施工必须具备足够的照明设备。
⑹、加强现场重点管线（特别是电缆、光缆等）的保护，必须采取重点标识，可将电缆等管线放入直径为φ150mm的毛竹筒中，捆绑牢固后涂刷红、白相间的油漆，并安排专人看守，确保管线安全，做到万无一失。