X044连续刚构方案.docx

新建宿淮铁路SHZH-1标桥梁工程 X044立交中桥连续刚构施工方案 单位：中交二航局宿淮铁路工程指挥部 编制： 审批： 2010年4月1日新建宿淮铁路X044立交中桥连续刚构施工方案1.工程概况1.1桥位概况X044立交大桥位于宿州市灵璧县虞姬乡凌巷村，为拟建宿淮铁路上跨县道X044而建，交通条件很便利。中心里程为DK66+387.000,桥跨式样为16.5+24+16.5m梁桥，全长71.0m。1.2桥式结构16.5+24+16.5m单线刚构连续梁，斜交30度。端支座中心至梁端0.5m，桥梁全长71.0m；有砟轨道，道砟槽宽4.5m，两侧道砟墙各宽0.2m，两侧人行道各宽1.05m，桥全宽7.0m，桥墩横轴线与线路中心线斜交角度30度。1.3线路平、纵断面条件本桥位于直线上，桥上设单线。按线路中心线展开，孔跨布置为16.5+24+16.5m，线路纵坡为5.80及-3.45，竖向曲线R=15000m，桥梁中心点里程DK66+387.000。1.4结构尺寸梁体为等高度实体板梁，梁底宽4.50m,跨中梁高为1.35m，中间刚壁墩梁高2.05m,人行道悬臂长度1.25m,悬臂板端部厚度0.20m，根部厚度0.35m，1和2号墩与梁体固结，墩身为混凝土实体板，板厚为1.20m，梁体及墩身采用C40砼。梁体和墩身固结形成连续刚构。承台厚2m，采用C35砼。桥墩基础采用6根100cm钻孔灌注桩，按摩擦桩设计，采用C35砼。桥台基础采用8根100cm钻孔灌注桩，按摩擦桩设计，采用C35砼。2. 总体施工方案2.1主要施工步骤1）施工桩基、承台及墩身。2）施工梁体结构。3）施工桥面防水层、道砟等二期横载。4）完成全桥施工，进入营运阶段。2.2施工方法经同当地交通管理部门协调，施工时公路处于半封闭状态，设置单门洞行车道1个，门洞限高4.5m,净宽4.0m。场地外设置减速带、标识牌、夜间指示灯等防护用具。门洞支架采用钢管桩加工字钢分配梁搭设。支架经过计算后应保证有足够的刚度、强度、稳定性，支架下设置基础。正式浇筑箱梁混凝土前对支架进行不小于梁体自重120%的荷载预压，以消除支架的非弹性变形，支架严格按照梁体现浇要求的线性设置。梁体混凝土一次浇筑成型。施工时水平倾斜分层，从中支点处沿梁纵向向两侧浇筑，层间间隔时间不超过混凝土的初凝时间。2.3梁部预拱度设计为满足规范要求及考虑后期收缩徐变的影响，在边跨16m设置向上平滑曲线预拱度，跨中最大值为2cm；在中跨24m亦设置向上平滑曲线预拱度，跨中最大值为2cm。3.施工程序与工艺流程3.1施工程序施工程序为：施工准备场地平整测量放线地基处理地基承载力试验支架搭设梁底模板铺设预压调整梁底模板梁体钢筋绑扎梁侧模安装、加固预埋件安装报检梁混凝土浇筑养护支架拆除。3.2.工艺流程钢筋、水泥、外加剂、砂、碎石、配合比、支座申报批准施工准备安装支座安装连续梁钢筋立侧模报验监理检查签认批准灌注砼模板、钢筋自检检查模板、钢筋施工配合比制作试件灌注砼养护拆底板支架报验签发交工证书外观几何尺寸、强度成品检查试件强度进入下道工序4、施工方法及工艺4.1.施工准备临建搭设，对进场原材料进行抽样送检，对进场钢管、模板质量进行检查。4.2施工工艺4.2.1测量放样测量人员根据设计图纸按梁的平面投影在地面测量放样出支架位置，在地面划分出支架的大致结构，对支架外位置，多放样出1m。4.2.2支架施工4.2.2.1支架基础施工施工前需清除表面浮土然后用压路机进行碾压密实，压实度达到96%。在碾压密实的地基上，铺一层20cm厚的块石作为垫石基础，摊铺平整，并用压路机碾压密实、平整。对距桥墩较近开挖基坑位置，采用人工进行夯实，摊铺宽度超过梁边1m，在块石顶面浇筑15cm厚C15混凝土，超过梁边80cm。4.2.2.2 门洞支架部分门洞支架基础采用C30混凝土双层基础；第一层基础尺寸为9000*100*30cm，为素混凝土基础。第二层基础尺寸为900*100*40cm，为钢筋混凝土基础。并在基础中预埋钢管桩基础底座板。在施工第二层基础前要对第一层基础进行严格凿毛处理，并预埋连接钢筋。保证两层基础连接紧密。4.2.2.3支架搭设1） 支架设计方案（1）非门洞部分满堂支架搭设采用48.5*3.5mm钢管脚手架做为支架，立柱钢管上面设L= 50cm长的可调节顶托，顶托上面放10*10cm的方木顺桥向布置，大方木上放10*10cm方木横桥向布置，上面开始安装1.8cm厚竹胶板做为底模，在底模安装好后，进行预压，自检合格上报监理工程师批准后，方可进行钢筋、混凝土施工。对钢管脚手架，按照受力情况，中间立杆采取相同的钢管间距，横、顺桥向立杆间距为60cm90cm；端部梗肋（02.8m范围内）纵向间距30cm，横向间距为30cm；钢管的横杆步距为120cm，最低脚横杆距基础表面为20cm。事先测出混凝土基础标高，计算确定立杆高度。支架每隔4m加十字交叉斜撑，交叉斜撑在纵横向都要设置。在支架搭设时，对立杆应按原地面的高度进行选择，安顶托能调节40cm高度进行立杆加工和安装，并通过顶托进行立杆高度微调。（2）门洞部分门洞部分采用钢管桩基础。钢管直径600mm,壁厚8mm。单根钢管上横桥向放置双拼的36a工字钢并联焊接。工字钢焊接在桩顶封端钢板上，并用10mm钢板扣件将封端钢板与36a工字钢焊接，保证工字钢稳定。横桥向布置36a工字钢纵梁，36a工字钢落在钢管横向分配梁36a工字钢上。底板下间距30cm,翼板下间距60cm。横桥向每间隔60cm用20螺纹钢将36a工字钢连接。在36a的工字钢上再横桥向布置1010cm的方木，间距20cm;其上铺设18mm的竹胶板作为梁体底板模板。4.2.2.4支架力学验算（1）最不利荷载位置验算综合考虑该跨连续梁的结构形式，在靠近墩的位置最重，该断面面积为2.88*4.5=13m2,该位置取1m计算。对该位置长度取1m计算。对该位置进行支架检算： 支架布置以30*30cm布置考虑，钢筋砼重量以26KN/m3计每延米重量为：13*1.7*26=574.6（KN）则单位面积承重为：q1=574.6/(4.5*1)=127.7(KN/m2)由于钢管布置为30*30cm,则单根承载力为：127.7KN/m2*0.3*0.3=11.492(KN/根) 底模及侧模构造荷载取q2=5KN/m2扣件式钢管支架自重（按6m高度计算）a、 立杆自重（采用48*3mm钢管单位重量为3.77kg/m）q31=0.0377KN/m*6m=0.226(KN/根)b、 可调托座q32=0.045KN/m*1个=0.045(KN/根)c、 扣件自重直角扣件：q34=0.0132KN/m*4个=0.0528(KN/根)对接扣件：q35=0.0184KN/m*1个=0.0184(KN/根)所以扣件式钢管支架自重：q3=q31+q32+q33+q34+q35=0.226+0.045+0.271+0.0528+0.0184=0.613(KN/根)施工活荷载（参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3 KN/m2计，基于安全考虑，取5 KN/m2）q4=5KN/m2单根钢管设计轴向力荷载组合：施工恒载：NGK=(ql+q2)03x03+q3 =(127.7+5)0303+0613 =12.556 (KN根)活荷载：NQK=q4x0303=50303=0.45 (KN根)轴向力：N=I2 NGK+I4NQK =1212.556+140.45 =15.697(KN/根)钢管支架的稳定性检算单根钢管截面面积(由于是旧管，另外乘以075折减系数)： A=443075=33225mm2；回转半径：i=167cm由于 =l0i=120167=719查得 =0829 N( A)=1.115697(082933225) =62.7MPa140MPa其中，Q235钢管容许应力为140MPa.根据以上计算可知，布置3030cm钢管立杆的稳定性符合要求，安全系数14062.7=2.23，其中未计算剪刀撑重量。 (3)一般不利荷载位置计算中跨中部为一般不利位置仍按梁底宽计算，该断面面积为：4.5m2，该位置长度为9m。此时门洞之间的支架为受力最不利情况，此部分支架承受的梁段长度为两侧各2m(门洞宽4m)加上支架范围内1m总共5m长。对该位置进行支架检算： 钢管桩横桥向间距为2m和225m，纵向间距5m，钢筋砼重量以26KNm3计总重量为：4.52651.35=789.75KN(中间一排管桩承受)沿管桩横桥向荷载为：q=789.75/5=158 (KNm)管桩横桥向间距为2m+225m+225m+2m，则单根管桩承受的荷载为：G=158(10+112) =335kN底模及内模构造荷载 gl=5KNm2管桩自重(按5m高度计算)自重(采用600X8mm钢管，单位重量为1.1679KN/m)g2=1.1679X5m=5.84kN根采用12的系数考虑管桩附属构造增加的重量，则单根管桩的重量为7.008kNm。施工活荷载 (参照规范422表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KNm2计，基于安全考虑，取5KN/m2)q=5KN/m2荷载组合施工恒载：NGK=335+7+5521205 =368.5kN根活荷载：NQK=55212=53KN根荷载组合：N=I2NGK+I4NQK =12368.5+1453 =516.4KN根综合考虑底板下部分受力较大，分配系数11，故单桩受力=602.21.1=568.04KN根钢管支架的稳定性检算单根钢管截面面积(按壁厚6mm计，另外乘以075折减系数)： A=14878.62075=11158.96mm2；回转半径：i=15cm由于入=lOi =50015=33查得=0966，取值09 N( A)=568040(0911158.96) =56.56MPa164Mpa (Q235钢管容许应力205MPa80，80为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知，管桩的稳定性符合要求，安全系数 16466=2.9，其中未计算剪刀撑重量、风力和混凝土倾倒冲击力的影响。 (4)管桩地基承载力计算门洞中间一排管桩承受荷载最大，取其基础作为验算对象。管桩横桥向间距为2m+225m+225m+2m，则管桩底部由上部荷载传来的最大荷载标准值为 N=(368.5+53) =421.5kN管桩底部基础宽度为1m，则管桩底部荷载传至基础产生的应力为：421.5(1212)=198.8kPa，由于支架直接支撑于既有公路路面上，满足承载力要求。 (5)跨公路门架计算门洞部分每个管桩支架的横桥向横梁为2片36a工字钢，单片工字钢自重为0.599kNm，截面模量为Wx=0000875m3。上部结构恒载和活载传至工字钢上的荷载分别为158+55=183kNm、55=25kNm荷载设计值为 12183+1425+20.599=255.8kNm。工字钢强度和挠度计算：按最不利情况下，工字钢受力结构考虑为简支结构，此时跨中截面的弯矩：=q128=250.82.42.48=184.17KNm I36a工字钢：W=0000875m3。正应力： =184.17/(2*0.000875)=105.242MPa。强度满足要求均布荷载作用下工字钢的挠度为：=5ql4/(384EI)=5*250800*34/(384 *2.1*1011*2*15760*10-8)= 3.996*10-3允许挠度f=l/500=2.4/500=4.8*10-3m挠度满足要求. I36a单根工字钢承受荷载：荷载组合：恒载：NGK=ql+q2X04+q5 =4.51.35260.3+504+0599=49.984(kNm)活荷载：NQK=q304=504=2(kNm) 每米荷载：N=1.2NGK+1.4NQK=1.249.984+1.42=62.8KN/m工36a工字钢强度和挠度计算：按最不利情况下，工字钢受力结构考虑为简支结构，此时跨中截面的弯矩：=q128=62.84.028=125.56KNm I36a工字钢：W=875cm3。正应力： =M/W=125560/875=143.5MPa。Q235钢管容许应力205MPa强度满足要求均布荷载作用下工字钢的挠度为：=5ql4/(384EI)=5*62.7*103*44/(384 *210*109*15760*10-8)=6.31*10-3允许挠度f=l/500=4/500=8*10-3m挠度满足要求。4.2.2.5支架预压在底模板安装完成后，按照设计图要求进行预压，采用编织袋装砂土堆码。预压方法：分段单跨预压。通过测量压重50%、80%、100%、120%的变形量来计算支架弹性变形、非弹性变形量。以起重设备计量预压重量，预压沙袋按照1：0.5坡率堆码。支架预压时间根据实际情况而定，待支架沉降稳定后方可卸载。对每天观测的结果进行分析。如果连续24小时无沉降后，才能认定沉降稳定。观测记录要详细，最后根据记录分析表数值，以竖向和纵向坐标绘制支架预压前和预压卸载后的底模示意图，根据此图来对支架进行必要的加固和标高的微调。一般情况下，在预压过程中测得的总垂直变形包括两部分变形，亦即弹性变形和非弹性变形。当预压荷载卸除后，测得的支架回升值即为弹性变形，此部分在支架高程及底模调整时加以考虑；其中没有恢复的部分即为支架的残余变形为非弹性变形，此部分变形主要是支架接缝挤压和地基产生的不可恢复的塑性变形。4.2. 3顶托与底模安装在支架立杆可调节顶托上布设10*10cm纵方木，在方木上定位10*10cm横向方木，间距为20cm,再铺设1.8cm竹胶板做底模。顶托安装按每根立柱一个顶托进行，在安装时，按照梁底模板标高进行控制，顶托安装好后，安装纵木，纵木为10*10cm的方木，长度按立柱间距的倍数进行控制，纵木接头必须放在顶托中间，两根紧密接触，并用木楔固定。在纵木安装好后，进行平整度验收，使纵木顶面基本保持平整，平整度小于5mm，验收合格后，进行10*10cm横向方木铺设，间距为20cm一档，横向方木在安装好后，顶面应平整，所使用的方木应顺直，没有变形，方木检查合格后，安装竹胶板，竹胶板采用厚度为1.8cm，面积大于2m的竹胶板，用铁钉固定在定位方木上。底模板在安装时，必须进行精确的放样，定出模板外缘的位置图。在模板安装好后，进行验收，对模板的标高、位置进行复测，平整度和模板缝都达到施工规范要求，才能进行下道工序。4.2.4侧模安装按图纸加工木模，运至现场进行安装。模板根据加工尺寸和重量，可采用人工或吊车安装，模板间设置契口缝，宽度为10mm。模板拼装完成后接缝不大于1mm，错台不大于3mm，平整度不大于5mm。4.2.5钢筋绑扎钢筋统一在钢筋加工场地制作，按照规格型号分别堆放，运至桥位。确定模板平面位置和标高无误后，方能进行钢筋安装。模板调整结束后，用粉笔在底板和侧板画上相应的间距，对号布设钢筋，侧墙箍筋，配合底板横向筋布设，纵筋在箍筋里面的，待全部钢筋就位后，才能穿插进去。应增设底板上层钢筋的定位撑筋，不小于20的钢筋做成板凳筋，托住上层钢筋，不致应操作人员走动而变形。底板和侧墙的钢筋，适当的节点进行焊接，确保网格的稳固不变形。普通钢筋纵向筋的接长采用双面搭接焊，焊缝长度不小于5d，同一截面接头数量不超过钢筋的50%，接头间距应符合规范（30d，且不小于50cm）要求。当钢筋位置发生冲突时，本着适当调整次要受力钢筋的原则处理，并经监理认可后做好记录。钢筋与模板之间采用高强的砂浆垫块，确保保护层厚度。4.2.6混凝土浇筑在浇筑前，应对支架、模板、钢筋、预埋件进行检查，经监理验收合格后方能浇筑。根据梁高分层、分段浇筑，每层厚控制在30cm左右，从模板后端向跨中方向以45度斜面向前移动。在第一层为初凝时，第二层必须衔接上。顶板混凝土，除用插入式振动器外，最后用平板振动器按测量标高一次振平。当混凝土收浆初凝前，梁顶表面用宽塑料扫把作横向拉毛，以确保与铺装层良好结合。混凝土终凝后加盖草垫洒水养生，养护时间不少于21天。4.2.7支架、模板拆除施工完成后，混凝土强度达到90%后才能拆除支架和模板。在拆除前，先进行技术交底，由专人统一指挥，拆除分以下几个步骤进行：首先，顶部松动，纵向向桥墩方向对称逐渐松动；第一次松动2cm，在全桥的顶托第一次松动全部完成后，进行第二次松动，松动4cm，此时，模板已全部和混凝土脱落，然后可拆除竹胶板、背销和顶托，最后拆除钢管支架。在进行顶托松动时，在桥面上跨中位置，必须有测量人员进行沉降观测，如发生异常现象，应立即终止顶托松动，找到原因后再继续拆除。模板拆除用吊车配合进行。在支架和模板全部拆除完成后，对梁的混凝土进行一次全面检查，检查混凝土结构的轴线和标高及混凝土外观质量。5.劳动组织5.1劳动力组织方式：采用班组管理模式。5.2施工人员根据施工方案、机械、人员组合、工期要求及工程量进行合理配置。每个作业工地人员配备表负责人1人技术主管1人专职安全员1人技术、质检、测量及试验人员57人班组长35人电焊工、钢筋工2030人架子工1020人混凝土工1020人模板工1020人机械工、普工1020人其中负责人、安全员、技术、质检、测量及试验人员必须由项目部正式职工担任。6.材料要求进入拌和站的水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂及粗、细骨料必须严格按照选定混凝土施工配合比确定的原材料种类、规格进场。同时做好进场检测工作，符合要求后方可使用。普通钢筋采用级（HPB235）和级（HRB335）钢筋。工程所用钢筋，必须具有生产厂家试验报告或出厂质量证书，并按规定进行原材料试验，合格后方可使用。脚手架钢管不得采用生锈和变形的材料，竹胶板若有变形或表面破损，应进行更换。7.设备机具配备每个作业工地主要施工机械设备配备表机械设备数量挖掘机12台装载机1台快速冲击夯1台混凝土运输车36台汽车吊2台电焊机510台插入式振捣器610个发电机2台汽车泵12台8.质量控制及检验8.1质量控制8.1.1连续刚构质量控制要点主要有以下四个方面：原材料（钢筋、混凝土）；支架及基础处理；模板安装质量；混凝土养护质量。8.1.2支架体系的安装必须按方案、图纸间距精确放样控制。8.2质量检验模板及支架安装和拆除的检验、钢筋原材料、加工、连接和安装的检验及混凝土原材料、配合比设计和施工的检验必须符合铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）的规定。9、施工安保设计方案在桥梁的施工中，为保障施工作业过程中X044线的通车安全，应对施工路段进行交通安全控制，提醒驾驶人员注意并对危险提出警告，通过施工安全组织控制，选择恰当的交通安全设施，使得驾驶人员在行驶过程中始终保持与路面有效的信息联系。9.1、交通安全标志及配套安全设施设置的原则根据交通流车辆的组成和车速确定所封闭区域大小，设置合理的绕行线或路指示标志，尽可能的减少对交通及公路通行能力的影响，减少延误，提高施工区的安全性。9.2、施工控制区标志及配套安全设施设置方法桥梁跨线施工区域为所要设置的交通管理区域，即为本次施工安保设计的交通控制区，该区域设置分为警告区、过渡区、缓冲区、工作区、终止区。1）、各控制区设置要求和方法：警告区：从作业控制区起点设置施工标志到过渡区之间的路段，用以警告车辆驾驶员已经进入施工作业路段，按照交通标志调整行车状态，警告区长度不得小于1000m，警告区内每隔一定距离应设置相关标志，第一个警告标志至下一个警告标志的间距不得小于300m，警告区设置限速标志、前方施工标志等标示牌。过渡区：为保证车辆平稳安全地从桥梁下方车道通过，当车辆行驶至过渡区时，速度应小于20km/h，过渡区域设立强制性减速板，迫使车辆行驶到该处时强制减速，安全通过施工区段。缓冲区：该段设置是为了行车和施工区域提供缓冲保护，是为了考虑驾驶人员的判断失误，有可能直接从过渡区闯入施工作业区，造成人员伤亡和设备的损坏，缓冲区提供一个缓冲路段，给失误车辆有调整行车状态的余地，避免发生更严重的事故，以及车辆能否通过桥梁施工区段的门架提供一个检验过道，在缓冲区内不准堆放东西，也不准施工人员在其中活动，该区与作业区间距在150m，在缓冲区段，车速已降至20km/h以下，此处设立一个车辆预行简易门架，其宽度高度与桥梁区的门架相同。并派专职人员看护和指挥交通。作业区：是桥梁施工作业路段，也是施工作业人员工作活动的地方，为保证通行安全，在工作区与开放交通的的车道之间设置明确的隔离装置，此处设立一个用钢管和碗扣搭设的满堂式支架，支架两侧门洞净宽为4米，净高4.5米，保证X044线车辆的正常通行，门架前后两端设置明显的路栏(表面是反光材料)，路栏上标注“施工地段、车辆慢行”，晚间要在路栏上加设施工警示灯。桥跨外缘挂设安全网兜，防止桥上落物，桥梁上部结构施工时，机械设备不得伸出安全网外。桥梁跨线两桥墩基础施工时，其公路两侧的基础开挖不得同时施工，必顺保证一个桥墩基础施工完成并且基坑回填后，方可以施工开挖另一桥墩基础。公路两侧桥墩的基础在开挖过程中，应对靠路基一侧的基坑进行防护，防止基坑崩塌，损害路基。公路两侧桥墩基础施工时，应在基坑四周设立隔离设施，并竖立警告标志牌，夜间安设警示灯，防止行人或车辆误行。终止区：设置于工作区下游调整车辆行驶状态，是解除交通管制的分界，可设立变更车道标志，终止区的长度不应小于30m，在终止区的末端应设置对向车辆相应的标志，对向来驶车辆行驶的车道设置顺序同上。2）、各控制区交通标志设置规定(1)、交通控制区内设置的交通标志的位置，应符合下列规定：作业区在右侧车道时，应将交通标志设在公路右侧路肩上和作业区边界的左侧。作业区在左侧车道时，应将交通标志设在作业区边界的右侧。(2)、禁令标志：禁止通行标志设在上游过渡区的前方，禁止超车标志设在禁止超车路段的起点处。限制速度标志，设在限制车速路段的起点。(3)、警告标志：前方施工标志应设在警告区的起点处，前方车道变窄标志应设在车道变窄处前方至少200米处。(4)、指示标志：前方转弯、单向行驶标志，应设在需要直行、转弯或单向行驶路段的前方200米。(5)、安保设计示意图、门架示意图（后附）。3）、各控制区交通标志设置注意事项(1)、施工作业允许单车道车辆行驶，为保证车辆的通行安全，需要指挥车辆交替通行，指挥交替通行采用人工指挥和交通指示标志指挥。(2)、夜间施工时必顺现场配备照明设施，施工段区域前后悬挂夜间警示灯。(3)、对于一天中上午7-9时和下午17-19时，一般为车流和人流的高峰期，夜间行车是驾驶疲劳期，要增加交通疏导指挥人员。(4)、施工单位要建立安全领导小组，对施工期间的道路交通安全进行全期段的检查和管理，把隐患消除在萌芽之中。(5)、所有的施工临时安全设施，在工程结束后必须予以拆除，对公路原有设施造成损害的，应进行还原和修补，由公路管理部门进行验收合格后方可通车行驶。9.4、安全防范及应急措施从历年的施工区段交通事故分析可知，每一种事故都由一定的原因造成的，有施工人员的人为原因，也有驾驶人员的自身因素，从理论上讲只要事先针对产生事故的多种原因加以防范，理应可以杜绝事故的发生，然而，事故统计的事实表明，无论道路等级多高，汽车性能及技术状态多好，交通安全管理的设备和手段多科学，每年仍然发生很多施工区交