京沪铁路立交特大桥防护棚施工方案.docx
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京沪铁路立交特大桥防护棚施工方案
一、工程概况1
二、防护棚设置1
1、现场调查情况1
2、防护棚设置概况1
3、工期安排1
4、施工区间及影响范围2
三、防护棚施工方案2
1、准备工作2
2、施工工艺流程2
3、施工方法3
（1）、基础施工3
（2）、立柱安装3
（3）、纵梁安装4
（4）防护棚顶部结构施工5
（5）、接触网改造施工内容5
（6）、防护棚接地6
四、防护棚拆除6
五、资源配置6
六、安全防护7
七、结构受力检算7
1、横梁计算8
2、纵梁计算9
3、立柱抗风力检算10
4、立柱稳定性计算10
八、附图、表11
枣临铁路跨京沪线特大桥
防护棚施工方案
一、工程概况
京沪铁路立交特大桥全长2206m，跨既有京沪线连续梁全长146.2m，计算跨度为40+64+40m。
与既有京沪线斜交角度49°，交叉里程为新建铁路里程DSK4+107.8；京沪线里程K731+422。
既有京沪铁路为双线，路基填土高约3.0m，既有京沪线线间距6.5m。
预应力混凝土连续箱梁位于直线上，梁体位单箱单室变高度直腹板箱形截面，中支点处梁高5.2m，跨中及边支点处梁高2.8m；梁底曲线为二次抛物线；箱梁顶宽7.2m，悬臂长1.7m，箱梁底宽3.8m，中支点处箱梁底部局部加宽至4.4m。
连续梁悬浇段采用挂篮施工，挂篮高度为110cm，底宽9.2m,计划于2010年8月至10月施工，需在8月初将防护棚搭设完毕。
二、防护棚设置
1、现场调查情况
防护棚处京沪上行线轨顶标高44.69m，上行线位置最不利处梁底高程为53.35m，上行线梁下最低净空为8.66m。
防护棚处京沪下行线轨顶标高44.84m，下行线位置最不利处梁底高程为53.35m，下行线梁下最低净空为8.51m。
具体尺寸见附图《连续梁与既有铁路位置关系图》。
2、防护棚设置概况
根据现场既有线情况对京沪上行、下行线路分别设置防护棚，采用降低承力索及导线的方案进行施工。
下行防护棚横梁底至轨面的高度为7.06m，电化导线至轨顶距离为6.33m，承力索至导线距离为0.43m，承力索与防护棚的安全距离为0.30m；上行防护棚横梁底至轨面的高度为7.16m，导线承力索至轨顶距离为6.33m，承力索至导线距离为0.53m，承力索与防护棚的安全距离为0.30m。
防护棚顺既有线方向长度为25m，立柱间距5m。
防护棚顶自两线间向路基外侧设4‰排水坡。
防护棚顶铁皮顺线路方向的两端各卷起5cm的高度，以防止水滴流到线路范围内。
防护棚采用C25砼独立基础，基础深120cm，长宽均为80cm，基础顶预埋钢板（500×500×12mm），钢板底部焊U型Φ20钢筋，钢筋锚入砼深度为30cm。
钢管立柱采用外径为φ32cm的钢管,上下行线每侧各6根，共24根,立柱间距5m，钢管立柱高8.0m。
两立柱间用75×75×5角钢做斜撑。
钢管立柱底部焊接钢板（500×500×12mm），与基础顶面预埋钢板采用M24螺栓栓接。
纵梁采用20b号工字钢,横梁采用16号工字钢,横梁间距为1m，横梁上面铺设5cm厚木板，木板顶面钉0.5mm厚白铁皮。
承力索上方悬挂3.66米宽绝缘板。
3、工期安排
防护棚施工：
2010年7月1日-8月5日
4、施工区间及影响范围
施工区间：
京沪线井亭站—枣庄站
影响范围：
京沪上行线K731+300至K731+500，京沪下行线K731+300至K731+500。
三、防护棚施工方案
1、准备工作
①、经过实地勘察、测量后，依据铁路行车相关规范编制线路防护方案，报铁路相关主管部门审批。
审批合格后，项目部与铁路行车相关部门签定安全协议。
②、线路防护方案确定后，将防护棚架设所需钢立柱、纵梁、横梁、木板、绝缘板及铁皮等材料按照设计尺寸加工完毕，准备施工。
2、施工工艺流程
3、施工方法
（1）、基础施工
每个基础长宽均为0.8m，深1.2m。
基础砼标号为C30，基础内设4根竖向φ12钢筋，用φ8圆钢作箍筋连接固定，制成钢筋笼。
防护棚基础按间距5m布置。
上、下行两侧基础各12个，共24个。
基础施工在线路封锁点内进行，人工开挖基础，在第一个封锁点内将基坑开挖完毕，开挖时将道碴及土方装入尼龙袋，交点前将袋装的土方及道碴回填，恢复道床。
开挖过程中采用方型厢式结构防护道床以防止道碴坍塌。
在以后的封锁点内将回填的尼龙袋的清除，清理基坑，放入绑扎好的钢筋笼灌注砼并预埋钢板及地脚螺栓。
基础混凝土在搅拌站拌制，采用砼罐车运至工地，人工抬运灌注，插入式振动棒振捣。
基础施工封锁线路时接触网不停电。
具体施工时间安排：
2010年7月1日、5日、6日、7日、8日，利用上行线维修天窗封锁京沪上行线120分钟，施工上行线防护棚基础。
2010年7月1日、5日、6日、7日、8日，利用下行线维修天窗，封锁京沪下行线120分钟，施工下行线防护棚基础。
（2）、立柱安装
防护棚立柱采用外径320mm钢管，壁厚14mm。
线路外侧钢管立柱中心距线路中心3.5m；两线间钢管立柱中心距线路3.0m。
立柱底部的钢板及加劲板提前与立柱焊接好，钢板上预留φ26mm螺栓孔，与基础预埋螺栓用双螺帽连接固定。
钢管立柱间用75×75×5角钢做斜撑。
混凝土强度达到70%后，开始吊装钢管立柱。
安装须在线路封锁点内进行。
在封锁线路的同时，接触网停电。
人工抬运钢管到位，用吊车将钢管竖直放于基础预埋件上，利用人工对钢立柱位置进行精确调整。
调整完毕后将钢立柱及钢板与基础预埋螺栓连接牢固。
在安装钢立柱的同时，安排专人进行钢立柱之间斜联及抗风拉杆的焊接，并保证点内将所有已安装的钢立柱之间斜联及抗风拉杆焊接全部完成。
上、下行线间共12根立柱，计划安排在2010年7月12日、13日、14日施工，每天同时封锁上下行线并接触网停电60分钟，安装立柱4根。
上行线外侧共6根立柱，计划安排在2010年7月15日、19日施工，利用上行维修天窗，每天封锁并接触网停电120分钟，安装立柱3根。
下行线外侧共6根立柱，计划安排在2010年7月15日、19日施工，利用下行维修天窗，每天封锁并接触网停电120分钟，安装立柱3根。
（3）、纵梁安装
钢管立柱上搭设纵梁，纵梁采用20工字钢。
提前在立柱顶部焊接钢板及加劲板，钢板上预留18mm螺栓孔,通过U形卡环将20工字钢固定在钢管顶部钢板上，U形卡环采用Φ16圆钢。
上、下行线间共安装6根纵梁，计划安排在2010年7月20、21、22日施工，每天同时封锁上下行线并接触网停电60分钟，共安装纵梁6根。
上行线外侧共3根纵梁，计划安排在2010年7月26日施工，利用上行维修天窗，每天封锁并接触网停电120分钟，共安装纵梁3根。
下行线外侧共3根纵梁，计划安排在2010年7月26日施工，利用下行维修天窗，每次封锁并接触网停电120分钟，共安装纵梁3根。
（4）防护棚顶部结构施工
纵梁上布置横梁，采用16号工字钢，长6.7m。
间距按1m布置。
横梁与纵梁之间利用U型螺栓卡连接。
横梁上面铺设5cm厚木板，木板用8#铁丝捆扎在横梁上，木板顶面钉铁皮。
绝缘板采用竹胶板底面粘贴绝缘材料制成，用勾头螺栓挂在横梁下方，勾头螺栓制作需牢固，确保绝缘板不坠落。
绝缘板宽度为3.66m，承力索两侧各1.83m。
上下行线共设置20联防护棚顶板，每联长2.5m。
吊装前，提前将每一联横梁、木板及绝缘板组装好。
吊装时，利用封锁点内施工，每次封锁点内安装2-3联。
上行线2010年7月27、28、29日和8月2日施工，每天同时封锁上下行线并接触网停电60分钟，安装横梁、绝缘板及木板2-3联。
下行线2010年8月3日、4日、5日施工，每次封锁并接触网停电120分钟，安装横梁、绝缘板及木板2-3联。
（5）、接触网改造施工内容
将接触网进行特殊降高处理，将既有080#接触网立柱向井亭站方向移动5m。
防护棚范围内架空回流线改为架空绝缘电缆。
（具体内容详见《接触网改造方案》）施工时间计划安排如下：
①、上行接触网改造
2010年7月1、5、6、7、8、12、13、14日每天封锁90分钟，薛城变电所井亭上行供电臂停电，利用轨道车进行上行线接触网改造。
②、下行接触网改造
2010年7月1、5、6、7、8、12、13、14日每天封锁90分钟，薛城变电所井亭下行供电臂停电，利用轨道车进行上行线接触网改造。
（6）、防护棚接地
①、接地布置：
在每个线路防护棚的两侧均匀布置，各设接地线六根。
②、接地材料：
接地连接线：
Ф20圆钢；接地体：
镀锌圆钢
③、接地施工：
在预定接地位置附近选择粘土土质较好地段将镀锌圆钢砸入地下，并在周围1m2的范围内洒水，水中融入食盐，以增加粘土的导电性能。
量出接地体与脚手架的距离，割出等长度的钢筋，与镀锌圆钢和脚手架焊接牢固。
④、驻地看守：
防护棚搭设过程及使用过程中派专人24小时值班，发现问题及时排除，确保行车安全及防电安全。
四、防护棚拆除
连续梁全部施工完成后，上下行分别依次要点在封锁点内拆除防护棚。
1、拆除顺序：
先拆除防护棚顶板，再拆除纵梁，最后拆除立柱。
2、拆除方法：
防护棚顶板：
拆除横梁与纵梁连接，将每联防护棚顶板拉至棚端，用吊车吊至路基外侧。
纵梁：
先拆除U形卡环与法兰盘之间的连接，纵梁利用吊车配合人工直接拆除。
立柱：
连续梁外侧立柱利用吊车配合人工用切割机直接拆除，连续梁底立柱，用气割割除与基础连接部分，人工将其顺线路方向放倒并移至连续梁外侧，用吊车配合人工移至限界以外，及时运走。
上部结构拆除完毕后，将高于路基面的基础砼用风镐破碎并清理干净，并对路基、线路及栅栏进行恢复。
五、资源配置
1、人员配置：
计划安排70人，其中驻站联络员3人，现场施工负责人2人，现场防护员4人，电焊工4人，其他作业人员57人。
2、设备配置：
汽车吊2台，电焊机4台，气割设备2套，混凝土运输车2台，装载机1台。
六、安全防护
1、施工项目的要点计划必须按照济南铁路局的要求填报“月份施工计划申请书”，送交路局运输处。
经路局批准后，按下发的路局月份施工计划实施。
2、由于需要在封锁点内施工，时间紧迫，所有连接钢板与立柱提前焊接，焊接质量必须达到规范要求。
所有预埋件要求位置准确，预留孔洞采用椭圆形，以便安装。
立柱与基础、立柱与两柱间斜撑、立柱与纵梁连接全部采用螺栓连接，纵梁与横梁采用U型螺栓卡连接,以便拆卸，缩短作业时间。
3、严格施工防护，健全行车防护体系，认真执行安全防护规定。
防护人员要熟练掌握防护知识和技能，提前上岗到位，施工的各种行车防护用品及信号标志必须齐全、有效、醒目并安设正确。
防护材料设备见下表。
防护材料设备一览表
序号
名称
单位
数量
放置地点
备注
1
减速地点标
个
4
23#墩处工点
2
移动减速信号牌
个
2
23#墩处工点
3
带T字的移动减速信号牌
个
2
23#墩处工点
4
减速防护地段终端信号牌（灯）
个
2
23#墩处工点
5
移动停车信号牌
个
4
23#墩处工点
6
响墩
个
12
23#墩处工点
7
停车手信号
个
2
23#墩处工点
8
对讲机
部
12
23#墩处工点
4、封锁施工时，施工处在车站行车室设驻站联络员，施工地点设现场防护员，驻站联络员和现场防护员必须由经过考试合格的人员担当。
驻站联络员与现场防护员要保持随时通信状态，掌握施工现场和列车运行的情况，做好邻线通过列车时的安全防护，发现异常情况及时通知车站值班员和施工负责人。
5、施工安全监控人员、现场防护员以及驻站联络员最晚不迟于施工开始前50分钟到岗，施工作业人员、施工配合单位人员在施工开始前30分钟到达施工现场附近的安全地点集结待命，施工命令下达前不得进入防护栅栏内。
6、在施工前，要做好充分准备，并提前向设备管理和使用单位进行技术交底，特别是影响行车安全的工程和隐蔽工程；施工中，要严格执行技术标准、作业标准、工艺流程和卡控措施，严禁超范围作业，确保施工质量；施工完成后，必须达到线路临时补修标准和放行列车条件并经设备管理单位确认后，方可申请开通线路。
7、重视同行车部门的联系，在行车室设联络员，及时通报列车运行情况。
通讯工具要保持良好状态，随时通报行车情况，人员、料具及时撤离。
8、靠近线路堆放的材料、机具及施工中的临时支架等不得侵入建筑限界，线路两侧施工机械及堆放物品距钢轨头部外侧必须保持在2m以上。
施工用的材料、机具必须符合限界要求，并且堆放整齐稳固，严防滑塌侵限。
来车前必须将施工地段检查一遍，确保无侵限料具。
9、高空作业人员必须进行身体检查，凡患有高血压、心脏病、贫血以及其它不适于高空作业者，不得从事高空作业；严禁酒后登高作业。
10、所有作业人员进入施工现场，都要戴好安全帽和扣好帽带。
登高作业人员要穿胶鞋或软底鞋、不准穿拖鞋、硬底鞋以防滑倒和摔下。
11、每个立柱必须设置接地，接地电阻不大于10Ω。
七、结构受力检算
1、横梁计算
横梁采用16号工字钢，间距1m，材料参数如下：
截面高：
h=160mm截面面积：
A=50.32cm2
惯性矩：
Ix=1870cm4。
按简支梁计算，结构自重46kg/m；木板、铁皮及绝缘重量5kN/m2（厚度以5cm计）,横梁线荷载为q=46×9.8+5000×0.05*1=1075.8N/m。
小型机具、集中荷载按150kg/m,考虑在跨中最不利位置，P=150×9.8=1470N/m，横梁计算跨度L取6.5m。
横梁受一均布荷载（横梁自重）和一集中荷载作用，产生的挠度为两荷载挠度之和，计算简图见下图所示。
其挠度为：
剪力V=F/2+ql/2=1470/2+1075.8*6.5/2=4231.35N
剪应力正应力为σ=V/A=4231.35/50.32=84.1MPa<[σ]=145MPa，满足强度要求。
2、纵梁计算
纵梁采用20b工字钢，材料参数如下：
截面高：
h=200mm截面面积：
A=65.6cm2
惯性矩：
Ix=3828cm4。
纵梁恒载为自重+横梁传递的集中荷载。
最大跨度5m，结构自重51.6kg/m,
均布荷载q=51.6×9.8=505.68N/m；每跨纵梁承受横梁集中荷载作用，横梁作用在纵梁上的荷载为F=4231.35N,
纵梁挠度计算公式为：
集中力作用
，均布荷载作用
f=f1+f2
=0.0093m=9.3mm＜l/250=20mm，满足条件。
剪力V=F/2+ql/2=4231.35*1/2+505.68*5/2=3379.88N
剪应力正应力为σ=V/A=3379.88/65.6=51.52MPa<[σ]=145MPa，满足强度要求。
3、立柱抗风力检算
作用在立柱上的风荷载强度按下式计算：
W=K1K2K3W0
W—风荷载强度，Pa
W0—基本风压，按照《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）附录D全国基本风压分布图确定W0=250Pa。
由于立柱为圆形截面，K1=0.8其他K2=K3=1
W=K1K2K3W0=0.8×1×1×250=200Pa
作用在立柱上的风力为200×8×0.3=480N
480×6=2880N.m
（1772.15+0.5×0.8×1×2.5×1000）×10×0.4=11088.6N.m
11088.6÷2880=3.85＞1.5
当火车以160KM/h的速度经过防护棚时：
风压Wp=V2/1600=470Pa
W=K1K2K3Wp=0.8×1×1×470=376Pa
作用在立柱上的风力为376×8×0.3=902.4N
902.4×6=5414.4N.m
（1772.15+0.5×0.8×1×2.5×1000）×10×0.4=11088.6N.m
11088.6÷5414.4=2.040＞1.5
因此采用d=320的钢管，抗风检算符合要求。
4、立柱稳定性计算
上行侧立柱高8m，下行侧立柱高8m，计算采用8m。
立柱采用外径320mm钢管，壁厚14mm，i=10.83cm，A=134.586cm2
长细比λ=8/i=8/0.1083=73.87
查得稳定系数φ=0.754
每根立柱承受纵梁自重及纵梁传递荷载，则N=（4231.35*2+505.68*5）/2=5495.48KN
σ=N/（φA）=5495.48/（0.754×134.586）=54.15MPa<[σw]=145MPa
结论：
立柱受压稳定性计算符合要求。
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