1-96m系杆拱施工方案
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1、XX城际铁路196M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标项目部二OO九年二月仙林特大桥跨绕城高速公路196M系杆拱施工方案1编制依据及原则11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)W07;2、铁路桥涵施工规范TB102032002;3、现场调查所获得相关资料。12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196系杆拱上部结构施工。3工程概况沪
2、宁城际铁路仙林特大桥位于南京市栖霞区,设计里程为自DK6595至DK11665,全长507KM,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DK7039处跨太龙路、DK7170755处跨沪宁铁路、DK7669185处跨机场输油管道、DK7800处跨绕城高速、DK8302处跨仙尧路、DK8592处跨尧马路、DK9080处跨宁芜铁路、DK9680处跨仙林上行联络线、DK11320处跨仙新路。其中跨太龙路和仙尧路为(488048)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
3、为196M系杆拱,跨机场输油管道、仙林上行联络线和仙新路为(324832)M现浇连续梁。其中3334墩上部结构设计采用196M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/L1/5,横截面为哑铃形钢管混凝土,按等截面布置,截面H30M,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Q345QD和Q235QO钢材。2、系梁系梁截面为单箱三室截面,梁宽171M、梁高25M。
4、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28M范围内上抬050M以减小风阻力(如下图)。吊点处设横梁,横梁厚度为0406M。系梁纵向设1275预应力筋,横向在底板上设375的横向预应力筋,横隔板上设3束975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80M范围内设成实体段,横桥向宽度为171M,截面渐变处设倒角或过渡段。实体段内设975的横向预应力筋,分上下两排布置分批张拉完成。拱脚
5、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5097865384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7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500、400和360MM的圆形钢管组成,钢管内部不填
6、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8080CM进人孔,在中腹板上设80CM检查孔、在横梁中部设80100CM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
7、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20090220200903102膺架搭设20090301200903313第一节段预压20090311200903154第一节段绑扎钢筋20090316200904105第一节段浇筑砼20090411200904156第一节段预应力张拉20090416200904207第二节段绑扎钢筋20090411200904258第二节段浇筑砼20090426200904309第二节段预应力张拉200905012009050510合拢段绑扎钢筋200905062009051011合拢段浇筑砼200905112009051712合
8、拢段预应力张拉200905182009052013拱肋安装200905212009062014压注砼200906212009070515吊杆安装及张拉200907062009072016膺架拆除2009072120090731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630壁厚10MM长度35M根24螺旋管630壁厚10MM长度12M根32螺旋管630壁厚10MM长度
9、18M根32工字钢I50A根11贝雷梁3M/节片1100工字钢I20A根90方木1010CMM3180方木1015CMM390胶合板M26000竹胶板1222440018M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46主要施工方案61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
10、特大桥上跨南京绕城高速196M系杆拱桥施工顺序”。62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115M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630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630螺旋管(详见膺架搭设纵断面图)。1支墩2支墩2支墩3支墩
11、3支墩4支墩4支墩63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26,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05,针片状颗粒含量应小于5,骨料的最大粒径宜小于25M
12、M;水泥水泥采用PO425。64跨绕城公路支架基础处理支架基础采用10M人工挖孔桩,桩长98M,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215M(长)3M(宽)1M(高),在距离基础底部10CM位置安放20钢筋网片,网片布置间距为200200MM(详见下图)。3支架基础挖孔桩布置示意图4支架基础挖孔桩布置示意图支架基础钢筋网片布置示意图65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115M双门架,预留双向六车道保证车辆临时通行;门架立柱采用630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
13、上采用2根50A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1010CM方木,间距30CM,方木顶铺设竹胶板(详见膺架搭设布置图)。66膺架检算661碗扣式膺架检算1荷载分析每米梁体自重KNMMKNMG374517100/269198933方木、模板、人员2/52MKN混凝土振捣荷载2/02MKN2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10CM10CM方木,底托传递给方木的荷载通过C20混凝土垫层按45向地基传递。膺架搭设方案如图,荷载最不利位置在实体
14、段,实体段每米梁体自重103T,纵桥向和横桥向立杆步距均为06M。横桥向31根立杆承受荷载,取纵桥向06M为单元进行验算单元总荷载KNMMMKNMKNMKNGU1766411760/02/5260103022单根立杆荷载30425213117664KNFKNKNFNN根地基承载力KPAKPAMMMMKN100278910600400425216地基地基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CMCM1015,上层方木按纵桥向搭设于底层方木上,方木截面尺寸CMCM1010,上层方木在实体段按照20CM间距布置,其它部位按30
15、CM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MNM911478MAX底层方木正应力MPAMPAMMNWM599431075391147834MAXMAX方木底层方木挠度MMLMMMNEIQLF01600130100010812521091006038840632010063205944MAX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06M,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MNM2542149MAX上层方木正应力MPA
16、MPAMMNWM59975285106671254214934MAXMAX方木根上层方木挠度MMLMMMNEIQLF0160008010667185109100601106950632010063205944MAX强度及刚度均符合要求。4竹胶板承载力取竹胶板间距200MM,根据经验公式检算模板厚度。(公式来自路桥施工计算手册,人民交通出版社,2001,P192P194)荷载集度MKNQ/652652111模板厚MMMMBQLHMMMMMKNMMBQLH01210006576200760111000/65654200654331111,取二者中较大值,模板厚取18MM。662门架上部结构门架结构
17、形式如图所示,荷载传递路径为梁体自重、施工荷载上层28根AI20工字钢中层4片贝雷梁下层10根AI40工字钢630钢管立柱基础。门架结构对称,仅计算半幅路面。荷载分析梁体自重KNTMMT896089628/32AI20工字钢KNMKGM3195/92751256根贝雷梁自重KNMKGM504/902820方木、模板、人员2/52MKN砼振捣荷载2/02MKN1上层AI20工字钢检算工字钢间距1M,共布置28根,按四跨连续梁满布均布荷载检算单根构件,跨度2M。砼荷载集度MKNMKN/7118117320其它荷载集度MKNMKN/541/02522荷载集度MKNQ/2123547118正应力MPA
18、MPAMMKNWMZ160490002370116053MAXMAX挠度MMLMMEIQLF360050000023701021010022321063201006320944MAX正应力和挠度均符合要求。2中层贝雷梁检算设置20片贝雷梁,贝雷梁力学参数4510832CMI,3310913CMW,MPA245,KNCMA550,48272。按简支梁计算半幅贝雷梁,跨度130M。荷载集度MKNMKNMMKNMKN/540413/503195117/54/3202单片荷载集度MKNMKN/2252020/5404正应力MPAMPAWQLZ24531090039101310225208181232M
19、AX挠度MMLMMEIQL72160071210002830102103841310225205384539434MAX正应力、挠度均符合要求。3下层AI50工字钢检算每侧两根AI50工字钢作为分配梁,结构形式为三跨不等跨连续梁,边跨跨度为585M,中跨跨度为5M。中层贝雷梁传递的荷载作为集中力P作用于分配梁上,计算简图如下运用结构力学计算软件计算本结构内力,如下图所示最大弯矩MKNMNM7443621436738MAX正应力MPAMPAWM32028123410001860214367386MAXMAX挠度MMLMMEIPL7596004410000464702102101008552953
20、50466110046613933MAX正应力和挠度均符合要求。4钢管立柱检算由上一步计算可知,钢管立柱最大需承受NR665356轴向压力。立柱钢管采用D630MM,壁厚10MM,回转半径CMR92321。立柱总高4M,立柱之间每6米设置一组剪刀撑。柔度系数4936923214002CMCMRL临界应力MPALJ226493600668023500668023522临界压力KNNAPLJLJ4402440200501947790102266允许压力KNRKNKPPWLJ3566653146734402MAX立柱承载能力符合要求。(临界应力经验公式、WK取值均参考自工程力学,1986,高等教育出
21、版社,P402P405)5方木及模板检算竹胶板检算取竹胶板间距200MM,根据经验公式检算模板厚度。(公式来自路桥施工计算手册,人民交通出版社,2001,P192P194)荷载集度MKNQ/652652111模板厚MMMMBQLHMMMMMKNMMBQLH01210006576200760111000/65654200654331111,取二者中较大值,模板厚取18MM。方木检算方木布置间距为200MM。方木的截面尺寸CMCM1010,方木参数GPAECMWCMI9,67166610,3383312103344。按三跨连续梁满布均布荷载检算结构。荷载集度MKNMMKNMKN/95396117/
22、54/320最大弯矩MNM39695MAX正应力MPAMPAWM58078522381067166396956MAXMAX根挠度MMLMMEIQL52400620101033833109100185/3969501003894MAX根正应力和挠度均符合要求。67模板安装箱梁外模采用1222440018M竹胶板,内模采用胶合板。考虑系梁张拉时的压缩,系梁梁体立模时,在活动端纵向加长50CM,即系梁立模时的长度为10005M,其支座的滑动面以上部分作相应的调整。先铺底模,根据施工预拱度及预留沉落量调整底模标高。底模与底模之间连接缝隙贴上软塑双面胶,通过连接螺栓拧紧,挤压,调整错台后,铲除多余双面胶
23、,可达到接缝处平整、严密不透光,效果良好。外侧模拼装同底模相似,拼装外侧模时,控制好模板角度与标高,底模与外侧模的连接螺栓要上足且拧紧。底模、外侧模拼好后,打磨其上异物及铁锈,然后涂刷脱模漆(脱模漆表面光洁度好,自然形成瓷釉,防漆脱模剂须在干燥的环境下涂刷,不能在有露水的夜里或雾天里涂刷,否则形成脱皮现象)。绑扎底板、腹板钢筋后拼装内模。内模采用木模板,待梁体底、腹板钢绑扎好后,吊车将内模吊至箱梁内,由人工组拼。内模支架采用方木支架,内模顶板预留一定数量的小窗口,便于箱梁底板混凝土的浇筑。端模及支座安装时按设计要求预留支座偏移量及梁体压缩量,确保梁体跨度及梁长符合设计要求。系梁模板安装示意图箱
24、梁内模采用普通胶合板做内模,内模骨架支撑采用510CM方木拼装成骨架。考虑到内模断面变化,施工前根据内模断面尺寸首先进行模板配备,骨架支撑提前在现场钉制成型后,按照内模尺寸分节进行拼装成型,顶板底模待第一次混凝土浇筑完成后安装。待箱梁底腹板钢筋绑扎完毕后采用吊车将内模吊装入模,内模竖向支撑采用直径20MM钢筋横向布置5道,纵向间距50CM,在竖向支撑钢筋顶面焊接16MM纵向水平钢筋,确保钢筋顶部与模板之间的距离同设计箱梁底板厚度相一致。安装时在每跨02L位置预留上下人孔,人孔洞尺寸为80CM横桥向120CM顺桥向。10X10CM方木竹胶板箱梁内模骨架制作图钢筋绑扎完毕经检查合格后,进行模板拼装
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