m系杆拱施工方案.doc

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沪宁城际铁路1-96m系杆拱

（仙林特大桥）

施工方案

编制：

审核：

批准：

中铁四局沪宁城际铁路工程站前Ⅰ标项目部

二OO九年二月

仙林特大桥跨绕城高速公路1-96m系杆拱

施工方案

1.编制依据及原则

1.1编制依据

1、新建铁路上海至南京城际轨道交通施工图《沪宁城际施（桥）-W-07-Ⅲ》；

2、《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002；

3、现场调查所获得相关资料。

1.2编制原则

1、积极响应和遵守招投标文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等的规定及铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容。

2、质量创优、安全无事故，保证既有公路行车、施工人员人身健康安全。

2.适用范围

本方案适用范围为：

仙林特大桥1-96系杆拱上部结构施工。

3.工程概况

沪宁城际铁路仙林特大桥位于南京市栖霞区，设计里程为自DK6+595至DK11+665，全长5.07km，共计151孔，是沪宁城际铁路全线的重点控制工程。

桥梁基础设计采用钻孔灌注桩，墩身设计采用收坡矩形桥墩，梁体设计采用预应力混凝土单箱双室结构。

仙林特大桥分别在DK7+039处跨太龙路、DK7+170.755处跨沪宁铁路、DK7+669.185处跨机场输油管道、DK7+800处跨绕城高速、DK8+302处跨仙尧路、DK8+592处跨尧马路、DK9+080处跨宁芜铁路、DK9+680处跨仙林上行联络线、DK11+320处跨仙新路。

其中跨太龙路和仙尧路为（48+80+48）m悬臂浇筑连续梁，跨沪宁铁路设计为门式墩，跨绕城高速公路设计为1-96m系杆拱，跨机场输油管道、仙林上行联络线和仙新路为（32+48+32）m现浇连续梁。

其中33#～34#墩上部结构设计采用1-96m系杆拱跨越南京绕城高速公路，梁全长100m，计算跨长96m。

1、拱肋：

拱肋为平行拱肋，采用悬链线，矢跨比f/l=1/5，横截面为哑铃形钢管混凝土，按等截面布置，截面h=3.0m，钢管外径为1000mm，由厚16mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用δ=16mm的腹板连接。

每隔一段距离，在两腹板中焊接拉筋。

每根拱肋的两钢管之间用钢板焊接形成哑铃形。

钢管内充C55无收缩混凝土填，钢管及钢板采用Q345q-D和Q235q－o钢材。

2、系梁：

系梁截面为单箱三室截面，梁宽17.1m、梁高2.5m。

底板厚度为30cm，顶板厚度为30cm，边腹板厚度为35cm，中腹板厚度为30cm。

底板在2.8m范围内上抬0.50m以减小风阻力（如下图）。

吊点处设横梁，横梁厚度为0.4～0.6m。

系梁纵向设12-7φ5预应力筋，横向在底板上设3-7φ5的横向预应力筋，横隔板上设3束9-7φ5预应力筋。

系梁混凝土用C50混凝土。

系梁横截面图（单位:

cm）

系梁两端底板上设进人孔，每个箱室均设检查孔，便于在箱内对吊杆等进行检查与换索。

底板上设截水槽、泄水孔，边腹板与中腹板上设通气孔。

3、拱脚：

拱脚顺桥向8.0m范围内设成实体段，横桥向宽度为17.1m，截面渐变处设倒角或过渡段。

实体段内设9-7φ5的横向预应力筋，分上下两排布置分批张拉完成。

拱脚混凝土分两次现浇，在现浇第一次混凝土前，应将拱肋钢管、加劲钢材等安放到位，二期恒载施工完成后浇筑第二次混凝土。

4、吊杆：

吊杆布置采用尼尔森体系，在吊杆平面内，吊杆水平夹角在50.978°～65.384°之间；横桥向水平夹角为90°。

吊杆间距为8米，两交叉吊杆之间的横向中心距为340mm。

吊杆均采用127根φ7高强低松弛镀锌平行钢丝束，冷铸镦头锚，索体采用PES（FD）低应力防腐索体，并外包不锈钢防护。

吊杆的疲劳应力幅为100MPa，在主+附作用下的最大应力幅值为126MPa。

5、横撑：

两拱肋之间共设五道横撑，拱顶处设X型撑，拱顶至两拱脚间设4道K型横撑。

横撑由φ500、φ400和φ360mm的圆形钢管组成，钢管内部不填混凝土，其内外表面均需作防腐处理。

6、支座：

拱桥设四个27500kN的支座，由一个固定支座、两个单向活动支座和一个多向活动支座组成，固定支座设在下坡端桥墩上。

7、桥面系及检查设备：

桥面系布置同本桥所处区段标准布置形式，人行道板下面可铺设通信、信号电缆。

拱肋上部设检查人行步梯和护栏。

系梁在靠近拱脚的箱梁中室底板设80×80cm进人孔，在中腹板上设Φ80cm检查孔、在横梁中部设80×100cm检查孔并贯通主梁，系梁底板采用活动检查设备检查。

4、施工准备

施工前，对桥梁中线进行测量放样，根据现场实测确定支架基础位置。

5、工期安排、人员组织及机械设备投入

本工程计划总工期150天，计划开工日期：

2009年3月1日；计划竣工日期：

2009年7月31日

工期安排

序号

工程细目

计划工期

备注

1

边坡地基处理

2009.02.20-2009.03.10

2

膺架搭设

2009.03.01-2009.03.31

3

第一节段预压

2009.03.11-2009.03.15

4

第一节段绑扎钢筋

2009.03.16-2009.04.10

5

第一节段浇筑砼

2009.04.11-2009.04.15

6

第一节段预应力张拉

2009.04.16-2009.04.20

7

第二节段绑扎钢筋

2009.04.11-2009.04.25

8

第二节段浇筑砼

2009.04.26-2009.04.30

9

第二节段预应力张拉

2009.05.01-2009.05.05

10

合拢段绑扎钢筋

2009.05.06-2009.05.10

11

合拢段浇筑砼

2009.05.11-2009.05.17

12

合拢段预应力张拉

2009.05.18-2009.05.20

13

拱肋安装

2009.05.21-2009.06.20

14

压注砼

2009.06.21-2009.07.05

15

吊杆安装及张拉

2009.07.06-2009.07.20

16

膺架拆除

2009.07.21-2009.07.31

根据本工程施工特点，对现场人员组织作如下安排：

钢筋工：

20人；电焊工：

20人；氧焊工：

2人；电工：

1人；木工：

10人；混凝土工：

15人；架子工20人；普工：

30人；领工员：

2人，共计120人。

根据总体节点工期安排，计划投入周转料及设备如下表：

序号

周转料及设备名称

规格型号

单位

数量

一

周转料

螺旋管

φ630壁厚10mm长度3.5m

根

24

螺旋管

φ630壁厚10mm长度12m

根

32

螺旋管

φ630壁厚10mm长度18m

根

32

工字钢

I50a

根

11

贝雷梁

　3m/节

片

1100

工字钢

I20a

根

90

方木

10×10cm

m3

180

方木

10×15cm

m3

90

胶合板

m2

6000

竹胶板

1.22×2.44×0.018m

块

1300

二

主要机械设备

塔吊

TQZ630

台

2

砼搅拌运输车

台

12

汽车泵

台

2

张拉设备

台/套

4

6.主要施工方案

6.1系杆拱桥施工流程

支架分段现浇系梁→钢管拱在工厂生产、试拼→产品验收出厂、运输→在工地预拼场将各管节焊接成起吊单元长度，预拼装→现场焊接横撑成起吊单元→吊装底节钢管拱肋→吊机安装钢管拱肋直至合龙→用压注法灌筑钢管内混凝土→张拉系梁预应力→斜吊杆安装并张拉→桥面工程施工→检测调整吊杆应力→竣工验收。

主要步骤见附图“新建铁路上海至南京城际轨道交通仙林特大桥上跨南京绕城高速1－96m系杆拱桥施工顺序”。

6.2现浇系梁施工工艺

1、现浇施工工艺流程

布置钢管支架，并预压重以消除非弹性变形→立底模、外侧模→分段绑扎底板、腹板钢筋→分段安装内侧模及顶模→分段绑扎顶板钢筋、设预应力管道、安装预埋件、预留孔→检查签证，调整线形→分段浇混凝土→养护→分批预应力索张拉→压浆，完成系梁施工。

2、支架系统设计

现浇系梁＋模板系统总重约5500t，跨南京绕城高速搭设宽度11.5m双门架，预留双向六车道保证车辆临时通行；受净高限制门架基础采用φ630钢管桩基础，高速公路上两侧各布置1排，中央分隔带设两排，路面区域以外路基两侧各设置2排φ630螺旋管（详见膺架搭设纵断面图）。

6.3原材料控制

进场的原材料必须符合设计和技术规范要求，所用原材料经工地试验室试验合格后方可使用。

拌制混凝土所用的水泥各项技术指标必须符合相应国家标准，运到工地的水泥应有单位提供的出厂合格证及相关复试报告，并按水泥品种标号和出厂编号分批进行检查验收，逾期水泥需复检，对不合格的水泥不得使用。

本工程混凝土除符合普通混凝土有关规定外，还应符合下述要求：

砂子：

配置用细骨料宜使用级配良好的中砂，细度模数不小于2.6，含泥量应小于2%；

碎石：

配置用粗骨料应使用质地坚硬、级配良好的碎石，骨料的抗压强度应比所配置的混凝土强度高50%以上，含泥量应小于0.5%，针片状颗粒含量应小于5%，骨料的最大粒径宜小于25mm；

水泥：

水泥采用P.O42.5。

6.4跨绕城公路支架基础处理

支架基础采用Ø1.0m人工挖孔桩，桩长9.8m，每个支架基础设置22根，共计88根。

在桩顶浇筑C30砼基础，基础尺寸为21.5m（长）×3m（宽）×1m（高），在距离基础底部10cm位置安放Ø20钢筋网片，网片布置间距为200×200mm（详见下图）。

6.5膺架搭设

为确保绕城高速公路的畅通，在跨越现有道路位置设置门式支架，跨南京绕城高速搭设宽度11.5m双门架，预留双向六车道保证车辆临时通行；门架立柱采用φ630螺旋管，高速公路上两侧各布置1排6根，中央分隔带设两排共12根，每排钢管桩上采用2根Ⅰ50a工字钢作为横向分配梁，纵向跨临时车道采用贝雷梁，每片贝雷梁长度93m，在贝雷梁顶横向铺设10×10cm方木，间距30cm，方木顶铺设竹胶板（详见膺架搭设布置图）。

6.6膺架检算

6.6.1碗扣式膺架检算

1.荷载分析

每米梁体自重：

方木、模板、人员：

混凝土振捣荷载：

2.地基及立杆承载力

地基处理施工完成并经试验承载力达到150Kpa后浇注膺架基底20cm厚C20混凝土垫层。

膺架底托与混凝土硬化面之间横向铺设10cm×10cm方木，底托传递给方木的荷载通过C20混凝土垫层按向地基传递。

膺架搭设方案如图，荷载最不利位置在实体段，实体段每米梁体自重103t，纵桥向和横桥向立杆步距均为0.6m。

横桥向31根立杆承受荷载，取纵桥向0.6m为单元进行验算：

单元总荷载：

单根立杆荷载：

地基承载力：

地基承载力和立杆承载力均符合要求。

3.方木承载力

立杆上搭设两层方木，底层方木按横桥向直接搭设于立杆上，方木截面尺寸，上层方木按纵桥向搭设于底层方木上，方木截面尺寸，上层方木在实体段按照20cm间距布置，其它部位按30cm间距布置。

底层方木最不利荷载位于实心段，根据膺架搭设简图，计算荷载简图如下：

由结构力学软件计算得出结构弯矩如下：

由图可知，结构最大弯矩

底层方木正应力：

底层方木挠度：

强度及刚度均符合要求。

上层方木最不利荷载位于实体段，搭设于底层方木上，搭设间距20cm，跨度0.6m，计算荷载简图如下：

由结构力学软件计算得出结构弯矩如下：

由图可知，结构最大弯矩

上层方木正应力

上