轨道梁方案.docx

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轨道梁方案

石家庄市城市轨道交通1号线

一期工程06标段

轨道梁施工方案

编制单位：

中铁七局集团有限公司石家庄

地铁1号线06标项目经理部

编制人：

审核人：

审批人：

编制日期：

轨道梁施工方案

一、编制依据

1、石家庄市城市轨道交通1号线一期工程设计图纸。

2、石家庄市城市轨道交通1号线一期土建工程、岩土工程勘察报告。

3、现场实际情况调查。

4、有关施工规范、质量技术标准，以及石家庄市在安全文明施工、环境保护、交通疏解等方面的规定。

遵照的技术标准及规范如下：

国标GB/T19000族标准；安全、环境和职业健康14000/28000

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

《钢筋焊接及验收规程》（JBJ18-2012）

《混凝土结构工程施工质量验收规范（2010版）》（GB50204-2002）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《建筑施工手册（第五版）》

《建筑施工计算手册》

5、我公司在施工中积累的经验及对工程施工的研究成果和技术储备。

二、工程概况

中铁七局集团有限公司石家庄地铁1号线06标段施工任务为2站2区间，具体工程范围为省博物馆站～体育场站～北宋站（不含），全长2.53公里，计划使用1台盾构。

【省博物馆站】：

车站位于中山东路与广安大街交叉口，西北侧为国际大厦，东北侧为石家庄世贸广场酒店，南侧为省博物馆广场。

本站为地下三层岛式车站，车站主体结构长194.12米，标准段宽度为22.3米，开挖深度约为25m，主体采用明挖顺做法施工，与广安街地下商业广场接口处采用盖挖法施工。

车站东端头为本标段盾构接收端头。

【体育场站】：

车站位于中山东路和体育南大街十字路口处，沿中山东路向西布置。

本站为地下二层岛式车站，车站基坑标准段宽约21.1m，深约17.04m，车站总长210.86m。

采用明挖顺做法施工,部分结构采用盖挖法施工。

车站东西两端头均为盾构始发井。

【省博物馆站～体育场站区间】：

隧道位于中山东路下，沿中山东路敷设，区间总长约731.31米，使用盾构法施工。

【体育场站～北宋站区间】：

隧道位于中山东路下，沿中山东路敷设，区间总长约935.14米，使用盾构法施工。

三、轨道梁设计

根据本标段施工组织筹划，结合施工场地布置，本标段车站主体施工阶段，分别在省博物馆站、体育场站各布置一台5+5t龙门吊，用于设备、物资吊装提升使用，龙门吊走行轨设置于车站标准段围护结构挡土墙上方。

而体育场站后期将作为盾构施工场地，还将布置1台45t龙门吊，用于盾构出渣使用，与5+5t龙门吊使用同一走行轨。

为便于施工，在体育场站东端头、省博物馆站东西两端头扩大段分别设置1组轨道梁，用于龙门吊行走使用。

3.1省博物馆站轨道梁设计

3.1.1省博物馆站轨道梁结构

因省博物馆站首道支撑为混凝土结构，且冠梁距地面较近，部分支撑与轨道梁相冲突，故采用钢筋混凝土结构，轨道梁钢筋与冠梁、支撑钢筋一同绑扎。

轨道梁平面布置详见下图1。

图1轨道梁步置图

省博物馆站东、西两端头扩大段轨道梁跨度最长为26.2m，故轨道梁高度设置为1.2m，宽度设置为0.5m，采用C30混凝土浇筑，主筋采用20根HRB400直径25mm的螺纹钢，腰筋采用12根HRB400直径20mm的螺纹钢，箍筋采用HPB300直径10mm的圆钢。

钢筋分布详见下图2、图3。

图2轨道梁钢筋布置图

图3轨道梁箍筋尺寸

3.1.2博物馆站轨道梁承载力

省博物馆站主体施工使用一台5+5t龙门吊，跨度24m，自重28t，前后轮距5.8m，轮径为0.7m，最大轮压100KN，运行速度为0~40r/min。

检算按照跨度最大处26.2m进行计算，轨道梁截面尺寸为1.20m×0.5m。

3.1.2.1轨道梁所需承载力计算

1、大梁自重，均布荷载，线重为q=1.2×0.5×2.5=1.5t/m，即15KN/m，按照《建筑施工计算手册》中所示，恒载的安全系数取1.35,即为15*1.35=20.25KN/m。

2、大梁承受的活载按最大轮压考虑，即自重30t的龙门吊吊取10t物体的重量，每边4个车轮，简化成2个集中力均为F=100KN。

，按照《建筑施工计算手册》中所示，动载的安全系数取1.4,即为100*1.4=140KN。

3、最不利组合荷载剪应力最大位置及受力模型如下图所示：

几何尺寸简图

恒载示意图

活载示意图（不舒服）

4、支座处最大剪力

T＝20.25*26.2/2+140*2=545.275

5、当龙门吊行走至跨中时，弯距最大，大小为

Mmax=1/24×q×L0²+1/8×F×L0

=1/24*20.25*26.2²+0.125*140*2*26.2

=1496.18KN·m

3.1.2.2正截面受弯承载力计算

C30砼的轴心抗压强度fc为14.3Mpa,弹性模量Ec为3X104N/mm2，HRB400Φ25钢筋的强度设计值fy为360Mpa,弹性模量Es＝２X105N/mm2,截面积为490.6mm²,大梁保护层5cm。

受压区高度确定：

x=ξb*h0

ξb=0.8/（1+fy/（0.0033Es））

=0.8/（1+360/（0.0033*200000））

=0.518

x=ξb*h0=0.518*1125＝583mm,

可以确定受压区受力钢筋为10根则A's=490.6*10

正截面受弯承载力

M≤a1fcbx（h0-x/2）+f'yA's（h0-α's）

=（1.0*14.3*500*583*（1125-583/2）+360*10*490.6*（1125-75））/106

=5328.87KN·m

 M--弯矩设计值；

  α1--系数，按本规范第7.1.3条的规定计算，C30，取α1=1.0；

  fc--混凝土轴心抗压强度设计值，C30混凝土fc=14.3Mpa；

  As、A's--受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积；

b--矩形截面的宽度或倒T形截面的腹板宽度；

  h0--截面有效高度；

  α's--受压区纵向普通钢筋合力点至截面受压边缘的距离；

Mmax=1496.18KN·m＜M=5328.87KN·m

受弯满足要求！

3.1.2.3斜截面承载力计算

因为：

hw/b=1.2/0.5=2.4＜4，

则：

V≤0.25βcfcbh0

式中

  V--构件斜截面上的最大剪力设计值；

  βc--混凝土强度影响系数：

当混凝土强度等级不超过C50时，取βc=1.0；

fc--混凝土轴心抗压强度设计值，按规范表4.1.4采用；

  b--矩形截面的宽度；

  h0--截面的有效高度；

  单独考虑砼受压，C30砼的轴心受压强度为14.3Mpa,截面有效高度为

h0=h-保护层厚度＝1.2-0.05=1.15m,其承载力为：

V=0.25βcfcbh0

=0.25*1.0*14.3*0.5*1.15*106

=2055625N，即V=2055.6KN。

实际承受的荷载最大剪力为T=545.275KN＜V=2055.6KN。

故只要考虑构造配筋，满足最小配箍率为0.2％既可，Ø10钢筋的截面积为78.5mm2。

6Ø10@15cm实际配箍率为：

ρ=As/（bh0）＝（78.5*6/0.15）/（0.5*1.15*106）*100%=0.56%>ρmin

斜截面承载力满足要求。

3.1.2.4大梁挠度验算

矩形截面I=1/12*bh3=1/12*500*12003=7.2*1010

ωmax=Fl3/192EI+ql4/384EI

=（140*2*1000*262003）/（192*3*104*7.2*1010）

+（20.25*262004）/（284*3*104*7.2*1010）

=12.14+15.56

=27.7mm

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定，挠度小于l/600。

ωmax=27.7mm＜l/600=26200/600=43.67mm

满足要求。

3.2体育场站轨道梁设计

体育场站主体结构施工阶段使用1台5+5t龙门吊，后期盾构施工阶段增加1台45t龙门吊，使用同一轨道，故轨道梁设计需满足两种龙门吊使用。

3.2.1体育场站轨道梁结构

因体育场站首道支撑为钢支撑，且冠梁距地面较远，故轨道梁设置于冠梁之上，在冠梁浇筑前预埋所需钢筋。

轨道梁平面布置详见下图4。

图4轨道梁平面布置图

体育场站东端头扩大段北侧轨道梁跨度15.6m，南侧轨道梁跨度为24.8m。

故北侧轨道梁采用1.2m*0.4m钢结构箱式轨道梁，钢结构箱式轨道梁结构图详见附件1。

南侧轨道梁采用1.6m*0.6m钢筋混凝土轨道梁。

采用C30混凝土浇筑，主筋采用24根HRB400直径25mm的螺纹钢，腰筋采用16根HRB400直径20mm的螺纹钢，箍筋采用HPB300直径10mm的圆钢。

南侧轨道梁因跨度较大，在45t龙门吊使用期间，在距东端头13m处设置1钢性支座，与轨道梁活动链接。

钢筋混凝土轨道梁结构图详见图5、图6。

图5轨道梁钢筋布置图

图6轨道梁箍筋尺寸

3.2.2体育场站钢结构箱式轨道梁承载力

体育场站主体施工使用一台5+5t龙门吊，跨度22m，自重28t，前后轮距5.8m，轮径为0.7m，最大轮压100KN，运行速度为0~40r/min。

在后期盾构施工期间使用一台45t龙门吊，跨度22m，自重140t前后轮距为9.8m,轮径为0.7m,最大轮压为462.5KN,运行速度为0~40r/min。

轨道梁检算，按照45t龙门吊在两端简支梁上运行进行检算，轨道梁截面尺寸为1.2m×0.6m，跨度15.6m。

3.2.2.1轨道梁所需承载力计算

1、结构大样图

图7钢梁结构大样图（单位：

mm）

2、结构力学参数

面积A：

;

惯性矩I：

弹性模量：

查表得E=206*103N/mm2；

截面抵抗矩：

。

注：

y为截面边缘至主轴的距离

3、大梁自重，均布荷载，线重为：

考虑钢轨及箱梁上侧固定压板和螺栓重量，取4.5KN/m。

按照《建筑施工计算手册》中所示，恒载的安全系数取1.35。

则q=1.35*4.3=5.8KN/m。

4、大梁承受的活载按最大轮压考虑，即自重140t的龙门吊吊取45t物体的重量，每边4个车轮，简化成2个集中力均为F=462.5KN。

，按照《建筑施工计算手册》中所示，动载的安全系数取1.4,即为462.5*1.4=647.5KN。

取F=650KN。

5、最不利组合荷载剪应力最大位置及受力模型如下图所示：

几何尺寸简图

恒载示意图

支座处最大剪力

最大剪力：

Qmax=650+5.8/15.6*650+（15.6*5.8）/2=1300+45.24=936.9

6、最大弯距计算。

按照最大集中应力进行简算，如下图：

受跨中集中荷载弯矩图

受自重均布荷载弯矩图

龙门吊集一轮在跨外，一轮在跨中弯矩最大：

轨道梁均布荷载最大弯矩：

则Mmax=M1+M2=5070+176.436=2711.436KN.m

3.2.2.2正截面受弯承载力计算

查表得出Q235刚的f=205MPa≥141.22MPa

满足要求

3.2.2.3抗剪力计算

当龙门吊四个轨轮全部在跨内，其剪力最大，则估算为：

936.9

查表得出Q235刚的fv=120MPa≥80.8MPa

满足要求

3.2.2.4大梁挠度验算

自重产生的跨中最大挠度：

跨中集中荷载产生的最大挠度：

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定，挠度小于l/600。

ωmax=23.6mm＜l/600=15600/600=26mm

满足要求。

3.2.3体育场站钢筋混凝土轨道梁承载力

体育场站主体施工使用一台5+5t龙门吊，跨度22m，自重28t，前后轮距5.8m，轮径为0.7m，最大轮压100KN，运行速度为0~40r/min。

在后期盾构施工期间使用一台45t龙门吊，跨度22m，自重140t前后轮距为9.8m,轮径为0.7m,最大轮压为462.5KN,运行速度为0~40r/min。

因体育场站轨道梁跨度、结构尺寸、配筋均优与省博物馆站，故5+5t龙门吊使用期间的承载力此处不进行检算。

45t龙门吊使用期间的轨道梁检算，取跨度较大一侧按照一端简支另一端固定梁进行检算，轨道梁截面尺寸为1.60m×0.6m。

3.2.3.1轨道梁所需承载力计算

1、大梁自重，均布荷载，线重为q=2.5×0.6×1.60=2.4t/m，即24KN/m，按照《建筑施工计算手册》中所示，恒载的安全系数取1.35,即为24*1.35=32.4KN/m。

2、大梁承受的活载按最大轮压考虑，即自重140t的龙门吊吊取45t物体的重量，每边4个车轮，简化成2个集中力均为F=462.5KN。

，按照《建筑施工计算手册》中所示，动载的安全系数取1.4,即为462.5*1.4=647.5KN。

取650KN。

3、最不利组合荷载剪应力最大位置及受力模型如下图所示：

几何尺寸简图

恒载示意图

活载示意图

4、支座处最大剪力

T＝32.4*13/2+650*2=1510.6KN

5、当龙门吊行走至跨中时，弯距最大，大小为

Mmax=9/128*ql2+5/32×F×l

=9/128*32.4*13²+5/32*650*2*13

=385+2641

=3026KN·m

3.2.3.2正截面受弯承载力计算

C30砼的轴心抗压强度fc为14.3Mpa,弹性模量Ec为3X104N/mm2，HRB400Φ25钢筋的强度设计值fy为360Mpa,弹性模量Es＝２X105N/mm2,截面积为490.6mm²,大梁保护层5cm。

受压区高度确定：

x=ξb*h0

ξb=0.8/（1+fy/（0.0033Es））

=0.8/（1+360/（0.0033*200000））

=0.518

x=ξb*h0=0.518*1500＝777mm,

可以确定受压区受力钢筋为12根则A's=490.6*12

正截面受弯承载力

M≤a1fcbx（h0-x/2）+f'yA's（h0-α's）

=（1.0*14.3*600*777*（1500-777/2）+360*490.6*12*（1500-100））/106

=10377KN·m

M--弯矩设计值；

  α1--系数，按本规范第7.1.3条的规定计算，C30，取α1=1.0；

  fc--混凝土轴心抗压强度设计值，C30混凝土fc=14.3Mpa；

  As、A's--受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积；

b--矩形截面的宽度或倒T形截面的腹板宽度；

  h0--截面有效高度；

  α's--受压区纵向普通钢筋合力点至截面受压边缘的距离；

Mmax=3026KN·m＜M=10377KN·m

受弯满足要求！

3.2.3.3斜截面承载力计算

因为：

hw/b=1.6/0.6=2.7＜4

则：

V≤0.25βcfcbh0

式中

  V--构件斜截面上的最大剪力设计值；

  βc--混凝土强度影响系数：

当混凝土强度等级不超过C50时，取βc=1.0；

fc--混凝土轴心抗压强度设计值，按规范表4.1.4采用；

  b--矩形截面的宽度；

  h0--截面的有效高度；

  单独考虑砼受压，C30砼的轴心受压强度为14.3Mpa,截面有效高度为

h0=h-保护层厚度＝1.6-0.1=1.5m,其承载力为：

V=0.25βcfcbh0

=0.25*1.0*14.3*0.6*1.5*106

=3217500N，即V=3217.5KN。

实际承受的荷载最大剪力为T=1510.6KN＜V=3217.5KN。

故只要考虑构造配筋，满足最小配箍率为0.2％既可，Ø10钢筋的截面积为78.5mm2。

6Ø10@15cm实际配箍率为：

ρ=As/（bh0）＝（78.5*6/0.15）/（0.6*1.5*106）*100%=0.35%>ρmin

斜截面承载力满足要求。

3.2.3.4大梁挠度验算

矩形截面I=1/12*bh3=1/12*600*16003=2.05*1011

ωmax=0.00932Fl3/EI+0.00542ql4/EI

=（0.00932*650*2*1000*130003）/（3*104*2.05*1011）

+（0.00542*32.4*130004）/（3*104*2.05*1011）

=4.33+0.82

=5.15mm

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定，挠度小于l/600。

ωmax=5.15mm＜l/600=13000/600=21.7mm

满足要求。

四、轨道梁施工

4.1施工准备

钻孔桩施工完后，凿除基坑内的现有混凝土路面，降低基坑内侧轨道梁附近的土方，并留有足够的作业面。

4.2梁底标高

待机械挖掘至梁底标高时，需进行人工进行找平，严格控制梁底标高，找平层偏差不得大于±1cm，且在找平时预留3cm预拱度。

找平后在土体上铺设1.5cm厚清水模板。

4.3钢筋制安

1、钢筋进场：

钢筋原材供应须由供应商提供的原材出厂合格证书，并在原材进场后在监理工程师的监督下抽取试样，经实验鉴定合格后方可使用。

2、钢筋制安：

钢筋下料及弯曲均按照技术交底和施工规范要求施工，钢筋骨架安装过程中，保证焊缝质量和接长钢筋的搭接长度，整体骨架安装顶、侧面线形平顺，以利于模板的安装和加固。

钢筋安装位置的允许偏差和检验方法

项目

允许偏差（mm）

检验方法

主筋间距

列间距

±10

钢尺检查

层间距

±5

钢筋弯起点位移间距

±10

钢尺检查

受力钢筋保护层

±5

钢尺检查

箍筋间距

±10

钢尺检查

4.4模板安装及加固

1、制作同标号砼垫块或塑料垫块支垫，并用扎丝进行固定，以保证主筋与模板留有足够的空间，避免拆模后漏筋现象，模板拼逢后，拼缝紧密，相邻模板错台不大于2mm。

2、模板采用定型钢模或2440×1220的胶合板进行立设，内侧涂刷脱模剂，支撑必须采用内顶外撑方式，竖向每间隔50cm设置背带方木（10×10cm）保证模板的整体受力和良好的连结性，沿纵向每间隔80～100cm设置竖向背带方木（10×10cm），并在外侧加置钢管支撑，支撑必须稳固。

见图8轨道梁模板加固图。

图8轨道梁模板加固图

3、模板安装及加固完成后，先经自检合格后报监理工程师检验，经监理工程师检验合格后方可进行下道工序施工。

4.5混凝土浇筑

1、砼采用C30商品砼供应，混凝土灌注前及时向商品砼供应站提供供应计划、地点及灌注时间。

2、砼到达现场后，由专职试验人员对砼的塌落度、和易性及流动性等指标进行检查，检查合格后方可使用。

3、砼浇注时，分段分层连续浇注，每层高度不宜大于30cm，分段长度不易大于3m，以避免产生离层现象。

采用插入式振动棒振捣时，快插慢拔，对拐角点容易漏振的地方须振捣密实，防止过振、漏振现象发生，振捣直至砼面不冒泡。

4、砼浇注过程中，根据浇筑长度派专人对模型进行监控，发现个别点出现移位、变形等异常情况需立即进行停止浇筑，待加固后在行浇捣。

防止涨模、暴模现象。

5、砼浇注完后及时对砼面进行收面抹光，抹面最少不能少于两次。

砼初凝后，及时覆盖塑料薄膜指并派专人定时对冠梁砼进行洒水养护，保持其表面湿润，养护期不得少于七天。

五、安全保证措施

5.1吊装安全注意事项

1、操作人员在作业前必须对工作现场环境、现场机械及车辆的行驶道路、架空电线、建筑物以及拟吊装构件重量和分布情况进行全面了解。

　2、现场施工负责人应为起重机作业提供足够的工作场地，清除或避开起重臂起落及回转半径内的障碍物。

　3、起重机应装有音响清晰的喇叭、电铃或汽笛等信号装置。

在起重臂、吊钩、平衡重等转动体上应标以鲜明的色彩标志。

　4、起重吊装的指挥人员必须持证上岗，作业时应与操作人员密切配合，执行规定的指挥信号。

操作人员应按照指挥人员的信号进行作业，当信号不清或错误时，操作人员可拒绝执行。

　　5、在露天有六级及以上大风或大雨、大雾等恶劣天气时，应停止起重吊装作业。

恢复作业前，应先试吊，确认制动器灵敏可靠后方可进行作业。

　　6、起重机的变幅指示器、力矩限制器、起重量限制器以及各种行程限位开关等安全保护装置，应完好齐全、灵敏可靠，不得随意调整或拆除。

严禁利用限制器和限位装置代替操纵机构。

　　7、操作人员进行起重机回转、变幅、吊钩升降等动作前，应发出音响信号示意。

　　8、起重机作业时，起重臂和重物下方严禁有人停留、工作或通过。

重物吊运时，严禁人从下方通过。

严禁用起重机载运人员。

　　9、操作人员应按规定的起重性能作业，不得超载。

　　10、起吊重物应绑扎平稳、牢固，不得在重物上再堆放或悬挂零星物件。

吊索与物件的夹角宜采用45°-60°，且不得小于30°，吊索与物件棱角之间应加垫块。

　　11、起吊载荷达到起重机额定起重量的90%及以上时，应先将重物吊离地面200-500mm后，检查起重机的稳定性，制动器的可靠性，重物的平稳性，绑扎的牢固性等，确认无误后方可继续起吊。

对易晃动的重物应拴好拉绳。

　　12、重物起升和下降速度应平稳、均匀，不得突然制动。

左右回转应平稳，当回转未停稳前不得作反向动作。

非重力下降式起重机，不得带载自由下降。

　　13、严禁将起吊重物长时间悬挂在空中。

作业中遇突发故障，应采取措施将重物降落到安全地方，并关闭发动机或切断电源后进行检修。

在突然停机时，应立即把所有控制器按到零位，关闭发动机，并采取措施使重物安全降到地面。

14、起重机不得靠近架空输电线路作业。

起重机的任何部位与架空输电导线的安全距离不得小于表1的规定。

　起重机与架空输电导线的安全距离表1

15、起重机使用的钢丝绳，应有钢丝绳制造厂签发的产品技术性能和质量的证明文件。

当无证明文件时，必须经过试验合格后方可使用。

16、起重机使用的钢丝绳，其结构形式、规格及强度应符合该型起重机使用说明书的要求。

钢丝绳与卷筒应连接牢固，放出钢丝绳时，卷筒上应至少保留三圈，收放钢丝绳时应防止钢丝绳打环、扭结、弯折和乱绳，不得使用扭结、变形的钢丝绳。

使用编结的钢丝绳，其编结部分在运行中不得通过卷筒和滑轮。

17、钢丝绳采用编结固接时，编结部分的长度不得小于钢丝直径的20倍，并不应小于300mm，其编结部分应捆扎细钢丝。

当采用绳卡固接时，与钢丝绳直径匹配的绳卡的规格、数量应符合规范中的规定。

最后一个绳卡距绳头的长度不得小于140mm。

绳卡滑鞍（夹板）应在钢丝绳承载时受力的一侧，“U”螺栓应在钢丝绳的尾端，不得正反交错。

绳卡初次固定后，应待钢丝绳受力后再度紧固，并宜拧紧到使两绳直径高度压扁1/3。

作业中应经常检查紧固情况。

18、每班作业前，应检查钢丝绳及钢丝绳的连接部位。

当钢丝绳在一个节距内断丝根数达到或超过表三根数时，应予报废。

当钢丝绳表面锈蚀或磨损使钢丝绳直径显著减少时，应将表2报废标准按表3折减，并按折减后的断丝数报废。

钢丝绳报废标准（一个节距内的断丝数）表2

钢丝绳锈蚀或