顶进框架桥施工设计方案

'朔州环线西南段高速公路HK33+456.5钢筋砼框架桥顶进施工方案一、编制依据1.1中铁工程设计咨询集团有限公司太原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。1.6《关于寇庄至朔州西K256+273顶涵专家论证会的会议纪要》二、工程概况、施工组织机构朔州环线下穿神朔铁路立交桥位于朔州环线西南段高速公路K33+465.500处，交叉铁路下行线里程为K256+273,相交角度为121.4度（前右角），神朔铁路为单线电气化铁路，相交处的神朔铁路为路堤段，路堤填方高度约为2~3m，线路位于R＝400m的缓和曲线上，轨道类型为60kg/m，铁路相交处轨顶标高为1167.806m，桥位处朔州环线位于R＝2000m的缓和曲线上，路线纵坡分别为-3.2%、-3.0%，桥位处地势较为平坦。顶进施工影响范围：神朔线K256+173～K256+373处。该桥孔径为2-13.5m框架立交桥，结构净高6.8m，完工后的使用净空高度不少于5m，设计结构尺寸为：顶板厚1m，底板厚1.1m，边墙厚1m。根据目前的情况及计划如下：27 1）后背施工：计划在2011年4月20日～5月15日施工完成2）挖孔桩施工：计划在2011年4月20日～5月15日3）线路加固顶进施工：计划在2011年6月1～6月28日4)施工组织机构：现场负责人：项目经理张凤军技术负责人：丁振华李殿峰安全负责人：王存贵一、施工准备1、根据相关技术资料、设计规范和现场勘查情况，制定详尽的框架桥线路加固及顶进施工方案，报路中国神华能源股份公司神朔铁路分公司审批。2、与工务段、电务段、车务段、供电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。对挖出的光电缆，进行防护并实行24小时不间断监护，光电缆不得外露，既有光电缆挖开后用槽钢对扣防护，防护长度应超出框构桥两边缘再开挖5m延长，在入地处承120度平缓入地，再上盖混凝土30cm，填土夯实，插电缆防护标志。待框构顶进后将槽钢一并放入水泥电缆槽中，确保入地处电缆有槽钢防护并用混凝土浇筑保证不外露。不同部门的电缆实现有效隔离，确保防护良好，不留隐患。3、工程前期的各项资料齐全，框构主体、后背、护坡桩、支撑桩强度达到设计要求，试验报告齐全，并经监理单位签字认可。4、做好要点申请，为线路加固做好各项准备工作。四、线路加固方案27 线路加固在框架桥顶进作业中，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。本桥线路加固采用纵横台梁加3-5-3吊轨进行加固、C25混凝土挖孔桩支撑。边挖土边顶进的施工方法。纵、横台梁使用I56C型工字钢。4.1线路准备1、慢行申请行车速度按15Km/h。2、吊装纵梁申请封锁线路施工。3、所有电缆都已探明并做好防护。4.2挖孔桩施工本工程挖孔桩分为护坡桩、支撑桩和抗移桩三种类型，施工均采用人工挖孔，钢筋混凝土护壁，抗移桩桩径1.25m,桩长20m共11根。防护桩桩径1.5m，桩长15m共22根。支撑桩桩径1.25m,桩长15m共6根。4.3轨枕抽换混凝土枕换成木枕：利用天窗点一次抽换完成。4.4吊轨安装给点后人工抬钢轨上道，使用直径22的U型罗栓与木枕扣接。4.5横台梁安装横台梁使用I56C型工字钢，由吊车吊起，一端落在路肩上，另一端落在已经预制好框架桥顶上，与路基垂直摆放。第二次吊起横梁一端，另一端由人工拖拽串入已扒开道碴的钢轨下使其就位。横台梁就位后两端空挑部分立即用枕木垛支好。中间与3-5-3吊轨梁用直径22的U27 型罗栓进行联接。顶进施工时，考虑横台梁与箱顶磨擦力作用，为避免纵梁横向变形，在框架桥顶放置钢板，横梁与钢板间放置滑车，以减少磨擦力，确保行车安全，不顶进时线路下方用短枕木垛顶台行车线。4.6纵梁安装纵梁使用I56C型工字钢（三根工字钢束），由吊车吊起单根工字钢与横梁垂直放置横梁上面后再由人工撬动使其准确对位。三根I56C型工字钢纵梁对位后立即使用直径22的U型罗栓和厚10mm的扣板与横梁工字钢进行联接。工字钢接头联接采用等强度联接，由两块厚12mm钢板制做成一组复板，每个接头使用12条M20的罗栓进行打孔联接。4.7线路控制4.7.1轨距控制：因砼枕已换成木枕并加设绝缘轨距杆，其轨距靠木枕来控制，确保轨距符合要求。4.7.2线路的横向控制：由于线路木枕已加设3-5-3吊轨并联接，3-5-3吊轨与横梁联接，横梁联接与纵梁联接，整个线路和纵横台梁加固成整体。为使线路在横向不发生位移，横梁前端固定在防护桩和抗移桩帽梁的预埋罗栓上，横梁后部的纵梁上每隔2m加设一个10吨导链，导链一端固定在纵梁上，另一端固定在框架桥顶预埋锚环上，框架桥顶进时，边顶进边拉紧导链，控制纵横梁横向移动。4.7.3纵梁纵向控制：在纵梁每个端部加设一个直径1m深5m的钢筋混凝土挖孔桩，并在桩顶预埋6根直径25mm的圆钢，待纵梁安装就位后及时与纵梁焊接限制纵梁的纵向移动。（详见附件：线路加固平面布置图）4.7.4曲线超高控制:采用在钢轨、吊轨和横台梁间设置不同厚度绝缘垫片的方式调整线路外轨超高值，保证曲线顺适,27 绝缘垫片从厂家购入，各种尺寸符合设计标准，施工中安排专人进行检查，发现绝缘垫片有破损，及时更换。曲线的各种几何尺寸在工务的指导下标示于外轨面，由成立的专业养路队进行测量，随时监护，确保线路稳定。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。五、顶进施工案本框构桥主体混凝土数量1259.12立方米，框构自重约3274吨，计算顶进施工中最大顶力为4270吨，顶进施工后背采用钢筋混凝土后背。5.1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=1.2N1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=0.8N2f2=0.8(QL+10)=0.8QL+8(t)E——框构两侧土压力箱顶土压e1=ξγH127 箱底土压e2=ξγH2式中ξ=0.3γ=1.9t/m3H1为轨底至箱顶高度，取H1=1mH2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/m3A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:P=L〔0.96Q+0.5472（2+H）H〕+3.3B+2.64H+9.6(t)按上式计算框架最大顶力为:4270t5.2顶进设备N=Pmas/T.η式中：N-需用千斤顶台数Pmas-计算最大顶力T-千斤顶额定推力η-千斤顶的功率系数.采用循环顶进法,框架采用320t顶镐行程800mm,功率数按0.7计。代入公式:N=4270/320×0.7≈20台27 确定采用320吨顶镐20台，备用5台,共计25台。1-30控高压泵站1台，备用1台，共计2台。5.3传力设备①顶程计算:28.32m,本次施工顶柱长度按33m计算。②配备顶铁:顶铁用钢板和旧钢轨焊接制成，长度规格分10/20/25/30/40/50/100/200/400/800cm，每种规格按顶镐数量配备，另备若干1/2/3cm厚的补空铁垫板，以填充顶铁间的空隙，减少空顶。③配备顶柱：20×35m=700m④顶柱稳定措施：顶柱用0.5薄铁板软连接，并填土压实。5.4安装泵站、油顶、试顶必须行程一致，保持同一种顶力，千斤顶及顶进方向必须与桥轴线一致布置，为使千斤顶作用力均匀传至后背，在后背和千斤顶、框架桥尾与顶铁之间各设分配梁。顶铁的安设更换用两台16吨吊车，人工配合，为保证顶铁的稳定，顶铁纵向每8米设一道横顶梁，以增加顶柱的整体性能。开动高压油泵，使千斤顶受液压产生顶力，推动框架桥前进，当一个行程结束后，千斤顶活塞回复原位，在空档处填放顶铁，再开千斤顶，如此循环往复，直至箱身就位。5.5顶进作业循还顶进法顺序如下：箱身挖土顶进换顶铁再挖土再顶进循环往复至框架桥就位。27 顶进前确定千斤顶功能有无异常，管路有无泄漏，调整溢流阀的作用压力，然后进行试顶，试顶以顶动框架为止。试顶中，在各有关部位及观测点均应有专人负责，随时注意变化情况，开泵后当油压升高5MPa—10MPa时须停泵观察，发现异状，及时处理，同时还要注意观察后背梁和底板的变化。5.6出土便道试顶前要做好出土便道的修筑，在桥后中间出土,填筑后背时预留6米通道。便道坡度不得大于5%，顶进逢雨雪时，便道要铺砂石垫路。滑板部位填土垫道。5.7箱身挖土、顶进作业（1）出土采用两台P220或P320挖掘机挖土、自卸车外运，人工清基，严禁超挖乱挖，每次进尺一般约0.5米为宜。正面开挖坡度应控制在1:0.5～0.8之间。两侧直立部分宜先形成弧面，开顶前再切除弧面部分。列车通过时，挖土人员应离开工作面2米以外，严禁继续抢掏土。（2）顶进过程中主横抬梁一端搭在框构桥顶板上，另一端搭在挖孔桩基础上。辅助横抬梁一端搭在框构桥顶板上，另一端搭在路肩枕木垛上。当框构前端顶至挖孔桩时，将横抬梁在挖孔桩和枕木垛上的一端支撑牢固，横抬梁在框架上面的一端支点用短枕木头垫好垫牢，确认线路完全处于稳定可靠时方可拆除挖孔桩。挖孔桩的拆除采用凿岩机和风镐配合拆除，挖孔桩的下部要拆到框架底以下10cm。（3）如发现机械设备有故障，不能顶进时，应立即停止挖土，并做好防护措施。（4）在后背一定距离设置观测站，设全站仪和水准仪各一台，及时观测箱身的轴线和标高。27 （5）挖土必须与顶进紧密结合，每顶一镐，测量一次，并做好记录，随时根据箱身顶进的偏差情况改进挖土方法，调整千斤顶布置。为减少墙侧土压力及便于纠偏，将要调方向侧超挖5-10cm；顶进就位时允许轴线偏差≯20cm，标高上、下偏差为顶程的1%以内，但偏高≯15cm，偏低≯20cm。（６）顶进期间执行昼夜三班倒，不间断快速施工，决不允许中间停顿。每挖一个行程的土，紧跟着顶进箱身，不可间断，防止箱身阻力增大。如由于某种原因迫使顶进暂停时，亦要间续地顶动箱身，防止箱身阻力增大。（７）每次顶进前要做好检查，油顶油管及顶铁位置严禁站人，以防油管漏油及顶铁崩伤人。（８）顶进时对线路要加强养护，如发现线路横向变形，应立即停止施工，及时纠正。（９）发生下列情况应停止顶进、挖土，处理后方可重新开始：①顶进设备控制失灵；②千斤顶、油管漏油严重，使油压力不稳；③路基坍塌，危及既有线行车；④线路横移；⑤夜间施工照明中断；⑥后背破坏无法持力；⑦列车通过时；⑧交接班时。六、施工防护6.127 严格执行路局有关文件精神，贯彻“安全第一、预防为主”的指导方针，确保行车、人身、设备、施工安全，消灭一切行车事故，消灭人身重伤以上事故，减少一般轻伤事故，消灭机械设备事故，杜绝质量事故、火灾事故。6.2严格执行《太原铁路局铁路营业线施工安全管理实施细则》（太铁师[2008]297号）、《太原铁路局铁路营业线施工安全管理补充办法实施细则》（太铁师[2010]261号）、《铁路沿线路材路料管理办法》（太铁安监[2008]143号）以及集团公司下发的《强化既有线施工安全管理措施》。6.3施工进场之前与车务、工务、供电、电务、通迅等相关部门签订安全协议，在各单位监护人员到场情况下方可施工。6.4严格执行铁道部和铁路局有关既有线施工安全防护的规定进行施工现场防护。在施工地段两端800米处和施工地点均设专职安全防护人员，各防护人员配备方便可靠的通信、信号工具。施工地点前后按规定要求设置各种信号标志。6.5结合本工程的实际情况，铁路线按照单线铁路分别设立防护。我单位车站设置驻站联络员并负责登记、消点任务。6.6在区间线路上施工时，如果给封闭施工点，使用移动停车信号的防护示意图：27 注：图中“A”为不同线路速度等级的防护距离，v≤120km/h为800m；120km/h