钢筋混凝土框架桥顶进施工组织设计.docx
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钢筋混凝土框架桥顶进施工组织设计
胶黄线K28+0006+16+6m
钢筋混凝土框架桥顶进施工组织设计
一、编制依据及说明
1.1济南铁路设计院提供的施工图纸及相关资料;
1.2现行部颁〈铁路桥涵施工规范〉、〈铁路桥涵设计规范〉、
〈铁路桥涵工程质量检验评定标准〉、〈铁路桥涵施工手册〉;
1.3〈铁路施工技术安全规则〉和〈铁路工务安全规则〉;
1.4施工队伍的技术水平和装备情况;
1.5从现场搜集的第一手资料和其它相关资料。
二、工程概况
2.1基本情况
本工程为青岛市黄岛区规化路下穿胶黄线立交桥工程,位于胶
黄铁路与青岛黄岛区规化道路相交、胶黄线K28+000处,桥中心既有线轨底标高为H=15.7m,增二线轨底标高为H=15.71m,轨底至桥顶距离0.79m,线间距4.62m。
该桥设计为6+16+6m三孔地道桥,与铁路法线斜交角度为30°,框架外部尺寸宽15.92m、长35.80m、高7.70m,基底标高H=7.21m,采用C35砼预制框架,一次从线路右侧顶进就位。
本桥基底位于粉质黏土上,地基允许承载力为[σ]=130Kpa,框架设计基底应力σ=130Kpa,挡土墙设计基底应力σ=170Kpa。
设计活载:
铁路为中-活载,公路为公路-I级。
2.2主要工程数量表
三、施工准备
3.1技术准备
组织技术人员详细审查图纸,核对尺寸、数量,填写审核记录;
认真研究施工方案和冬季施工技术措施,备齐施工用各种资料,汇总工程量及材料数量。
测量人员做好交接桩及定位复测工作,认真进行结构放样,坚持换手复测制度。
试验员进行原材料取样试验,选择地材料源,为施工现场做好指导。
备齐各种资料表格,做好施工记录、资料收集、整理、存档工作。
3.2物资设备准备
确定材料及商品混凝土来源,选择合格的供方,及时提供供料日期、品种、数量清单,通过合同管理,确保及时提供所需合格材料,并准备足够的冬季施工防冻防寒材料和线路防护、抡险材料。
按工期要求组织施工机械分期分批进场,保证工程顺利开工。
3.3现场布置
经实地调查、在工作坑后面有3000m²场地,可用作施工和生活场地,详见施工平面布置图。
3.4其它准备工作
与工务段、电务段、铁通等单位签定安全配合协议、弄清电缆、光缆的位置,提前移到安全位置,为工作坑开挖做好各项准备工作。
四、施工布署及进度计划
4.1拟投入的施工人员详见附表
4.2拟投入本桥的施工设备详见附表
4.3施工计划安排
总工期100天自2004年12月10日至2005年3月20日;
施工形象进度详见附表。
五、主要施工方法
5.1总体方案
框架预制采用大块组合钢模板、整体预制;砼采用商品砼,用
砼泵车运输、灌注。
工作坑设在增二线右侧,顶进时连续作业,一次到位。
后背采用钢筋砼后背梁和工字钢桩组合受力。
顶进时对既有线采用Ⅰ100型工便梁加固,用C20砼孔桩支墩支撑便梁。
施工作业程序见附表。
5.2工作坑开挖
开挖前根据线路平面、地形、环境及施工需要,合理布置工作坑平面图,在保证排水和路基安全的前提下,尽量减少挖填土数量,缩短顶程。
工作坑挖土采用机械开挖,挖出的土方一部分填筑后背,其余部分用汽车弃运,人工清底和修整边坡。
工作坑内两侧设置排水沟及集水井,水泵抽水。
靠路基一侧挖完后用编织袋装土堆码防护,保证1:
1.0坡度;工作坑顶面两侧设置截水沟,防止地表水进入工作坑内。
机械挖至基底要预留5~10cm,防止扰动原土层,降低地基承载力。
5.3滑板施工
为防止滑板顶进时移动,增加滑板的稳定性,在滑板下面每隔3m做一道横向锚梁,断面尺寸宽30cm、高45cm;绑扎滑板钢筋时要注意,纵向钢筋伸入后背梁内不得小于45d;滑板采用C20砼灌筑基层,然后在砼表面以100号水泥砂浆抹面2cm,要求平整度在2m²范围内≯2mm;为减少顶进时扎头因素,将滑板前端做高2cm,后端做低2cm;为避免滑板与框构粘连,顶进时便于起动,在滑板上面涂抹一层3mm厚黄油润滑层,然后撒一层滑石粉,上面铺塑料薄膜、油毛毡隔离层。
5.4后背
后背梁采用C25砼灌筑,梁后面打入Ⅰ45热轧轻型工字钢,每米4根,正向摆放,桩长度8米,深度在滑板下2米;工字钢后面用模板挡土,夯填砂粘土。
后背桩是顶进的主要受力结构,虽系临时建筑物,但其作用很重要,必须安全可靠,桩的深度、长度要保证;钢排后面土层禁止扰动,桩与土层间缝隙必须填实。
5.5箱身预制
在滑板隔离层上预制框架,要做到测量定位准确,使箱身中心线、滑板中心线和桥位中心线三者均在一条直线上。
5.5.1模板及支撑架
该桥内外模均采用60-15组合钢模板,模板缝采用双面胶带粘接严密整齐;模板无翘曲变形,安装前模板面用磨光机打磨光滑,涂抹脱模剂。
对拉螺栓布置按≤60cm×60cm,用¢12A3钢筋制作,要连结牢固;顶板要做出3cm的挠度,钢管采用碗扣架,按60cm×60cm排列,标高用上下万用脚(铁托)调整;模板严禁漏浆、跑模。
框构前端两米内放大1cm,使前端保持正误差尾部为负误差,防止出现前窄后宽。
5.5.2钢筋制作及绑扎
首先,对框架主体的主筋接头按照铁路施工规范的要求进行配置,主筋Ⅱ级钢筋接头采用闪光对焊,焊接接头处按规范要求进行纵向打磨。
为避免钢筋施工碰坏隔离层,导致顶力增加,在隔离层上先抹一层2cm厚水泥砂浆,在砂浆面上绑扎钢筋骨架。
钢筋保护层采用5cm×4cm水泥砂浆垫块,上下纵横每隔1米交错放置。
钢筋主材不得有油污,以免影响钢筋与混凝土的粘结力。
另外在底板和顶板中设置一定数量的钢筋骨架刚性加强筋,以利于混凝土的施工及保证灌筑混凝土的质量。
在框架前端处船头坡部位的钢筋,随坡度变量抬高。
5.5.3混凝土的灌注
箱身混凝土标号为C35的防水混凝土,抗渗标号≥P8。
由混凝土公司供应,用混凝土运输车运送至现场,采用混凝土泵车灌筑。
自由倾落高度不超过1.5m。
灌筑要分层振捣,每层厚度30cm为宜,振捣时要快插慢提,每棒距离30cm,振捣时间约为20~30秒,达到无气泡冒出及灰浆泛出,与侧模保持10cm距离为宜;灌筑上层时,振动棒不要插入下层,不要撞击钢筋和模板;要循环灌筑,避免胀模、跑模、及因初凝出现接缝,避免由此导致地基不均匀下沉,杜绝漏振、过振、蜂窝、麻面、漏浆等现象发生。
砼灌注前要详细检查预留钢筋接头,栏杆与预埋件的位置和数量。
5.5.4、施工缝的处理
采用预留凹槽的方法进行施工,即:
在施工缝处墙的中部预留27厘米宽10厘米深的凹槽,浇筑上层混凝土前,将表面混凝土浮碴浮浆凿掉,用清水清洗干净。
施工接茬时先铺上一层3cm厚的水泥砂浆,砂浆的水灰比与混凝土相同,避免出现接茬不良。
5.5.5、混凝土的养护
混凝土浇筑完毕后,不超过12小时,进行塑料薄膜覆盖,并浇水养护,使混凝土在湿润状态下增长强度。
5.5.6、箱身防水层
箱身预制完毕后,按图纸要求用100号水泥砂浆抹平,干燥后顶部和箱身两侧涂防水层两遍。
5.5.7、箱身保护层
防水层做完并晾干后,即可施工桥面保护层,按照设计要求采用C35钢丝网豆石混凝土保护层,砼保护层内先铺3×3cm网眼的12#钢丝网,砼面按照要求做成3‰的流水坡,其厚度5~11cm,要求保护层砼密实、平整。
5.6线路加固方案
线路加固在桥涵顶进作业中,是保障行车安全的核心,合理的加固方案是确保行车安全的重要保障。
本桥加固方案为:
采用三组纵梁拼接、多组横梁结合、C20砼孔桩支墩支撑、两次加固的施工方案。
5.6.1线路准备
a、慢行申请行车速度按25Km/h;
b、跨线移梁申请利用行车间隙施工。
5.6.2便梁支墩(桩径、深度、分布详见线路加固图)
挖孔采用园形砼预制管护壁,开挖一节护一节,挖至距桩底0.5米处,挖放大脚0.3米。
支墩采用C20砼灌筑,要求震捣密实,不允许出现断桩现象,标高准确,上表面平整。
5.6.3便梁安装
纵梁采用I100型工便梁,每组为16+16+16m=48m,用纵向联接板联接起来组成48m长便梁,接头联接板采用等强度联结,由上下夹板两组和一组腹板组成;便梁架设用40T吊车吊装,利用行车间隙(通过驻站联络员确定)架设便梁,每吊装一片,必须使其与2片钢枕连接,保证其稳定性,确保行车安全。
5.6.4横抬梁安装
横抬梁采用长15米Ⅰ70工便梁,横梁与便梁之间采用U型扣
件联接,所有横梁一端架设在挖孔桩上,一端搁置于框构顶端,当框架每顶进1米时,利用列车运行间隙,将横梁向前移动,移动一根加固好再移动下一根,同时将线路加固好,如此反复抽移,直到箱身就位。
顶进施工时,考虑横抬梁与箱顶磨擦力的作用,为避免纵梁横向变形,在箱顶接触面放置钢板,横梁与钢板间放置100毫米钢棒,钢板与钢棒上涂黄油,顶进时钢棒随箱涵移动滚动,以减少磨擦力,保证纵梁及线路方向,确保行车安全。
5.6.5钢枕安装
在横梁之间,采用I28钢枕,L=4.4m,按砼枕间距,每空穿一根钢枕,穿钢枕时要按工务规则隔六穿一的原则,开挖一空穿一根,穿一根加固一根,与钢轨接触面垫好绝缘板,如此反复逐次施工,严格控制水平和方向,确保行车安全,其两端与纵梁联结,联结方法采用U型抱箍与高强螺栓拧紧。
5.6.6线路控制
轨距控制:
因砼枕按原位不动,不抽换,其轨距靠砼枕来控制,
确保轨距符合要求。
线路的横向控制:
利用钢支撑一端顶紧纵梁上,一端顶住轨枕。
平均每4米一组,左右对称布置,共12组。
纵梁横向控制:
在纵梁中部按8米间距设置4个10T导链,一端固定在纵梁,另一端固定在箱顶上(浇筑箱顶时预埋地锚),箱身顶进时,导链同时拉紧,以观察纵梁线路不变形为宜。
通过上述措施,纵梁、横梁、线路形成一个整体结构,能确保线路不变形。
5.6.7线路加固安全保证措施
搞好安全教育,强化全员安全意识,牢固树立安全第一的思想。
加强施工过程安全管理,教育作业人员注意本岗位技术要求和操作规程,不允许违章冒险蛮干。
线路加固完毕,要严格检查线路的方向、水平、轨距、及加固
螺栓扣件是否松动,其它料具严禁侵限,工字钢与线路钢轨接触处的绝缘是否良好等,做到每过一次列车检查一遍。
5.7顶进施工方案
5.7.1顶力计算
按桥规第11.2.2条(2-132)式:
P=K〔N1f1+(N1+N2)f2+2Ef3+RA〕
式中:
K=1.2
N1为框构顶上荷重,由于桥顶至轨底高度小于1米,仅计线路加固荷重,P1=1t/m2,框构受载面积B×2.5m,
所以N1=2.5B(t),
f1=0.3(桥顶表面与顶部荷重之间的摩阻系数)
N1f1=2.5B×0.3=0.75B(t)
N2为框构自重
N2=QL+10(t)
式中:
Q——每米长度箱身自重(t/m)
L——箱身长度(m)
10吨——机具、人群、刃角以及未能及时运走的土重等施工荷重。
F2——框构底板与基底土的摩阻系数,取f2=0.8
N2f2=0.8(QL+10)=0.8QL+8(t)
E——框构两侧土压力
箱顶土压e1=ξγH1
箱底土压e2=ξγH2
式中ξ=0.3
γ=1.9t/m3
H1为轨底至箱顶高度,取H1=1m
H2为轨底至箱底高度,H2=H1+箱全高=1+H。
∴E=(e1+e2)HL/2=0.285(2+H)HL(t)
f3——侧面摩阻系数取0.8
∴2Ef3=2×0.285(2+H)HL×0.8=0.456(2+H)HL(t)
R=55t/m3
A为钢刃角正面积,按只计两侧刃角考虑,
A=2×0.02H=0.04H(m2),式中H为框构全高。
RA=55×0.04H=2.2H(t)
将以上各值代入桥规(2-132)式,整理后得: