鋼筋砼框架橋頂進施工方案及安全措施
2015-05-04
目 錄
一、 編制依據(jù)
二、 工程概況
三、 施工準備
四、 線路加固方案
線路準備
挖孔樁施工
便梁安裝
橫抬梁安裝
鋼枕安裝
線路控制
五、 頂進施工方案
頂力計算。
圬工后背檢算
頂進設備
傳力設備
安裝泵站、油頂、試頂
頂進作業(yè)
出土便道
箱身挖土、頂進作業(yè)
六、施工防護
移動停車信號的防護示意圖
移動減速信號的防護示意圖
七、框構橋頂進過程中方向及標高控制
八、線路恢復
九、安全保證措施
成立頂進施工安全組織機構
基本安全措施
施工安全防護保障措施
封鎖及慢行施工安全措施
行車設備安全措施
軌道電路防聯(lián)電措施
人工挖孔樁施工措施
頂進安全措施
線路加固安全措施
勞動安全措施
十、應急處理預案
防滑坡塌方預案
防止框構橋頂進過程中發(fā)生抬頭、扎頭的應急預案
十一、附表、附件
附表1: 頂進施工主要機具設備材料表
附表2：頂進作業(yè)組織
附件1: 挖孔樁平面布置圖
附件2:施工要點計劃
附件3: 線路架空平面布置圖
附件4：線路架空橫剖面圖及頂進作業(yè)程序說明
附件5：線路架空縱剖面圖
附件6: 線路架空縱剖面圖
附件7:線路架空節(jié)點圖
附件8:線路架空節(jié)點圖
附件9：線路加固設備與限界關系圖
附件10：施工便梁吊裝示意圖
附件11：關鍵問題卡控表
附件12：類似工程施工業(yè)績及施工圖片
附件13： 施工檢算資料
介休洗選線
鋼筋混凝土框架橋頂進施工方案及安全措施
一、 編制依據(jù)
中鐵太原勘察設計咨詢院有限公司提供的施工圖紙及相關資料；
現(xiàn)行部頒〈鐵路橋涵施工規(guī)范〉、〈鐵路橋涵設計規(guī)范〉、〈鐵路橋涵工程質量檢驗評定標準〉、〈鐵路橋涵施工手冊〉；〈鐵路施工技術安全規(guī)則〉和〈鐵路工務安全規(guī)則〉；
施工隊伍的技術水平和裝備情況；
從現(xiàn)場搜集的第一手資料和其它相關資料。
二、 工程概況
介休市西外環(huán)線道路工程系介休市為構筑城市交通框架而修建的城市主要道路，該道路需要下穿兩股鐵路線路，它們分別是三公里線路所～工業(yè)站的洗選介西線和義棠～工業(yè)站的介休洗選線。
該橋孔徑為5-11-11-5m框架立交橋，結構凈高5.4m，完工后的使用凈空高度不少于5m，設計結構尺寸為：頂板厚1m，底板厚1.1m，邊墻厚1m，正交總寬度為37m，順孔長度為28m，機動車和非機動車分道行駛，引道最大坡度控制在4%左右。
鐵路中心線與橋軸線相交的鐵路里程，三公里線路所～工業(yè)站為K0+198，義棠～工業(yè)站為K3+403。橋軸線與鐵路中心線均斜交，橋軸線與前者的夾角為70°6′4″，與后者的夾角為79°32′6″。鐵路軌型為P60型，鐵路縱坡三公里線路所～工業(yè)站為7‰左右，義棠～工業(yè)站為6‰左右，平面上兩者皆為曲線，前者曲線半徑為R=600m，后者曲線半徑為R=1500m，兩線路不并行，橋兩側線間距不相等，框構橋范圍內線間距分別為11.24m和18.75m，橋中間的線間距為14.62m（均為順道路軸線方向）。
主體按斜交10°設計，考慮橋頂進可能產生的誤差，以及扎頭抬頭的影響，線路中心到主體端設計按4.7m考慮?？v向上軌底到橋頂板頂面的距離為0.7m～0.9m，橋中間軌底到橋頂板頂距離為0.8m。
該橋設頂刃角、側刃角和平衡重，刃角長3.5m，平衡重長2.5 m。
地質情況：橋及擋土墻地基為砂質粘土，黃褐色，中密～密實，稍濕，具有濕陷性，地基濕陷等級為I級非自重濕陷，濕陷層厚度為5m，砂質黃土的承載辦基本值為地表以上5m為140Kpa，地表以下5m為180Kpa。
勘測深度內未見地下水出露，工程不受地下水影響。
本工程于2008年9月2日正式開工，根據(jù)目前的施工狀況工程進度及計劃如下：
）框構主體預制： 于2008年11月21日澆注完畢
）漿砌片石后背施工： 于2008年11月30日施工完畢
）護坡樁、支撐樁施工：2008年12月5日---2008年12月20日
線路加固施工：2008年12月15日---2008年12月25日
）頂進施工：2008年12月26日---2009年1月10日
）線路恢復：2009年1月10日---2009年1月15日
三、 施工準備
根據(jù)相關技術資料、設計規(guī)范和現(xiàn)場勘查情況，制定詳盡的框架橋線路加固及頂進施工方案，報路局工務處、安監(jiān)室進行審批。
與工務段、電務段、車務段、鐵通等單位簽定安全配合協(xié)議、弄清電纜、光纜的位置，提前移到安全位置。對挖出的光電纜，進行防護并實行24小時不間斷監(jiān)護，光電纜不得外露，既有光電纜挖開后用槽鋼對扣防護，防護長度應超出涵洞兩邊緣再開挖5m延長，在入地處承120度平緩入地，再上蓋混凝土30cm，填土夯實，插電纜防護標志。待框構頂進后將槽鋼一并注入水泥電纜槽中，確保入地處電纜有槽鋼防護并用混凝土澆筑保證不外露。不同部門的電纜實現(xiàn)有效隔離，確保防護良好，不留隱患。
工程前期的各項資料齊全，框構主體、后背、護坡樁、支撐樁強度達到設計要求，試驗報告齊全，并經監(jiān)理單位簽字認可。
做好要點申請，為線路加固做好各項準備工作。
四、線路加固方案
線路加固在橋涵頂進作業(yè)中，是保障行車安全的核心，合理的加固方案是確保行車安全的重要保障。本橋加固方案為：采用八組縱梁拼接、九組主橫抬梁和十一組輔助橫抬梁組合、C20砼挖孔樁過渡支撐、一次頂進到位的施工方案。
線路準備
慢行申請行車速度按45Km/h。
吊裝縱梁申請封鎖線路施工。
所有電纜都已探明并做好防護。
挖孔樁施工
本工程挖孔樁分為護坡樁和支撐樁兩種類型，施工均采用人工挖孔，鋼筋混凝土護壁，樁身直徑1.25m，樁內置Φ18鋼筋。
便梁支撐挖孔樁樁長12m的41根，樁長3m的8根，共49根樁?？蚣芊秶鷥鹊腁—E軸線內的23根挖孔樁在頂進過程中逐批分次拆除，F(xiàn)軸線上的4根樁在框構橋頂進就位后再予以拆除。
挖孔樁的拆除采用鑿巖機配合挖掘機施工，拆除前仔細檢查線路狀況確保縱橫梁各支撐點穩(wěn)固，待框構內出土、頂進操作人員全部撤出后再予以拆除。拆除挖孔樁時按先上部后下部，分段拆除的方式，先利用鑿巖機鑿縫，然后利用挖掘機挖斷支撐樁，支撐樁倒下向挖掘土的一邊，保證不砸到框架主體，每次拆除高度控制在2米以內，單根拆除時間為2-3小時。
為保持頂進過程中路基穩(wěn)定，在距框構橋外側1.8米位置設置護坡樁，護坡樁中心距2.0m，樁長12米，橋軸線左側設置7根，橋軸線右側設置9根，共設置16根。
為保證施工安全，在框構橋外側8米范圍內增設橫抬梁，加長線路加固范圍。（詳見附件1：挖孔樁平面布置圖）
便梁安裝
縱梁采用山海關橋梁廠生產的I100定型工便梁，其中洗選介西線為3×16+12m=60m，介休洗選線為10+2×16+12=54m。工便梁采用吊車分體吊裝就位后再進行縱向連接。工便梁的縱向連接由縱向聯(lián)接板聯(lián)接，分別組成60m和54m長便梁，接頭聯(lián)接板采用等強度聯(lián)結，由上下夾板兩組和一組腹板組成；便梁架設采用50T吊車吊裝到路肩，線間便梁利用線路封鎖點跨線移梁。架設便梁前，橫梁與鋼枕全部安裝到位，以便于便梁就位時隨即與之連接，保證其穩(wěn)定性，確保行車安全 。挖空樁頂部預埋鋼筋，待便梁安裝就位后及時與樁頂預埋鋼筋連接牢固，限制便梁的縱向移動。（詳見附件2：12月份施工要點計劃）
橫抬梁安裝
本工程線路加固橫抬梁采用9組主橫抬梁和11組輔助橫抬梁組合的方式。主橫抬梁采用長16米H700×300型鋼，洗選介西線設置5根，介休洗選線設置4根。輔助橫抬梁采用16米長I45b工字鋼，洗選介西線設置6根，介休洗選線設置5根。橫抬梁與便梁之間采用U型扣件聯(lián)接，主橫抬梁一端架設在挖孔樁上，一端擱置于框架頂端，輔助橫抬梁一端架設在路肩上的枕木垛上，一端擱置于框架橋頂端。頂進施工時，考慮橫抬梁與箱頂磨擦力的作用，為避免縱梁橫向變形，在箱頂接觸面放置鋼板，橫梁與鋼板間放置滑車，頂進時滑車隨箱涵移動滾動，以減少磨擦力，保證縱梁及線路方向，確保行車安全。不頂進時，線路下方用短枕木垛頂抬行車線。
鋼枕安裝
按縱梁長度（橫抬梁位置除外），一律采用H20鋼枕，L=4.94m，按砼枕間距，每空砼枕穿一根鋼枕，穿鋼枕時要按工務“隔六穿一”的原則，開挖一空穿一根，穿一根加固一根并振搗密實，與鋼軌接觸面墊好絕緣板。施工中安排專人監(jiān)護，防止聯(lián)電，如此反復逐次施工，嚴格控制水平、方向及軌道幾何尺寸，確保行車安全，其兩端與縱梁聯(lián)結，聯(lián)結方法采用高強螺栓與縱梁聯(lián)結擰緊。
線路控制
軌距控制：因砼枕按原位不動，不抽換，其軌距一靠砼枕來控制，
二靠鋼枕上的鋼軌扣件，確保軌距符合要求。
線路的橫向控制：由于鋼枕上都有鋼軌扣件，鋼枕與縱梁相聯(lián)結，使線路固定在工便梁之間，不致發(fā)生橫向移動。
曲線超高控制: 采用在鋼軌和鋼枕間設置不同厚度絕緣墊片的方式調整線路外軌超高值，保證曲線順適,絕緣墊片從廠家購入，各種尺寸符合設計標準，施工中安排專人進行檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣墊片有破損，及時更換。曲線的各種幾何尺寸在工務的指導下標示于外軌面，由成立的專業(yè)養(yǎng)路隊進行測量，隨時監(jiān)護，確保線路穩(wěn)定。
縱梁橫向控制：框架橋預制時在框構頂板預埋φ25圓鋼作為錨環(huán)。頂進施工中在縱梁中部按4米間距設置9個10T導鏈，一端固定在縱梁，另一端固定在箱頂預埋錨環(huán)上，箱身頂進時，導鏈同時拉緊，控制縱梁橫向移動，以縱梁線路不變形為宜。
縱梁縱向控制：在支撐挖孔樁頂部預埋4根φ28圓鋼，待縱梁安裝就位后及時與縱梁連接限制縱梁的縱向移動。
（詳見附件3：線路架空平面布置圖）
通過上述措施，縱梁、橫梁、線路形成一個整體結構，能確保線路不變形。
五、 頂進施工方案
本框構橋主體混凝土數(shù)量3025立方米，框構自重約7865噸，計算頂進施工中最大頂力為8919噸，頂進施工后背采用漿砌片石砌筑的重力式后背。
頂力計算
按橋規(guī)第11.2.2條(2-132)式：
〔N1f1+(N1+N2)f2+2Ef3+RA〕
式中
為框構頂上荷重，由于橋頂至軌底高度小于1米，僅計線路加固荷重，P1=1t/m2，框構受載面積B×2.5m，
所以N1=2.5B (t)，
（橋頂表面與頂部荷重之間的摩阻系數(shù)）
×
為框構自重
式中: Q——每米長度箱身自重（t/m）
——箱身長度（m）
噸——機具、人群、刃角以及未能及時運走的土重等施工荷重。
——框構底板與基底土的摩阻系數(shù)，取
——框構兩側土壓力
箱頂土壓e1=ξγ
箱底土壓e2=ξγ
式中 ξ
γ
為軌底至箱頂高度，取
為軌底至箱底高度，H2=H1+箱全高=1+H。
∴ E=（e1+e2）
——側面摩阻系數(shù) 取
∴ 2Ef3=2×0.285(2+H)HL×
為鋼刃角正面積，按只計兩側刃角考慮，
×0.02H=0.04H(m2)，式中H 為框構全高。
×
將以上各值代入橋規(guī)(2-132)式，整理后得
〔0.96Q+0.5472（2+H）H〕
按上式計算框架最大頂力為
滑板混凝土及其上荷載重量：G1=210*2.4+1680*1.8=3024噸
鋼筋混凝土后背重量：G2=60*2.4=144噸
漿砌片石后背：G3=840*2=1680噸
本橋鋼筋混凝土后背與滑板連接，考慮漿砌后背自重及滑板的抗滑力則后背的設計頂力P=F-G*f=8919-(3024+144+1680)*0.7=5526噸
