便桥设计方案

PAGEPAGE13沪宁城际铁路浒墅关铺轨基地便桥施工方案中铁二局集团新运工程有限公司沪宁项目部2009年6月10日由中铁二局负责施工的沪宁城际铁路铺轨Ⅲ标段铺轨基地位于浒墅关镇保丰村和保卫村，由既有京沪铁路浒墅关车站3道上海端出岔，通过联络线进入铺轨基地。计划使用时间为2009年6月1日至2010年5月31日。联络线需要在新建沪宁城际铁路与既有京沪铁路之间跨越现有浒杨公路。一、工程简介1、概况沪宁城际轨道交通是长江三角洲地区城际客运铁路规划线网的主骨架，在纵向300余公里、横向15公里左右范围内，与沪宁高速公路、京沪高速铁路、沪宁铁路、312国道共同构筑起横贯沪、苏两省市、密切联系沪宁沿线城市群的综合交通运输走廊，且是2010年上海世博会的配套工程，沪宁城际铁路的按期建成，意义重大。沪宁城际铁路铺轨Ⅲ标段起于望虞河特大桥南京台（即无锡新区站东端，里程DK191+312），止于既有上海西站东端（里程DK298+951.866=沪宁线K4+180），里程长度107.64km。沿线以桥梁为主，车站除苏州新区、苏州、苏州工业园区、阳澄湖、上海西站位于路基地段外，其余均为高架站；共涉及车站10个，其中新建车站8个、线路所1个，涉及既有线改造的车站1个。全段正线铺轨245.56km，站线铺轨23.49km，铺道岔85组（其中无砟道岔39组，特种道岔1组），有砟线路及既有线改造28.25km。2、工期要求按照铁道部和建设单位要求，沪宁城际铁路铺轨Ⅲ标铺轨工程的工期安排为：8月1日前铺轨基地建成并形成生产能力，道岔施工安排9月份先进行少量试铺设，整个道岔铺设施工在10月份展开，2010年1月份道岔施工完成，2月份完成长钢轨铺设，1个月内完成调试。2010年3月完成长轨焊联、应力放散和锁定以及进行上海西站技术改造。2010年4月至6月试运营，7月1日线路正式开通。根据整个工期安排，2010年3月31日前沪宁城际铁路铺轨Ⅲ标需完成约300km轨道及85组道岔的施工任务，工期压力相当大，而浒墅关铺轨基地作为沪宁城际铁路铺轨Ⅲ标轨道工程材料、机械的生产、储存及转运场地，能否按期建成，将直接影响全线开通，作为2010年上海世博会配套工程，其影响是十分重大的。而作为铺轨基地进出的联络线，其重要性是十分重大。联络线便桥施工计划在6月15日开始基础施工，7月20日便桥架设完毕达到使用条件。二、便桥设计（一）检算依据1．《铁路桥涵设计基本规范》（TB-10002.1--2005）；2．《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB-10002.5--2005）；3．《钢结构设计规范》（GB50017--2003）；4．《六四式铁路军用梁手册》中国人民解放军铁道兵司令部编；5．中铁四院“沪宁城际施（桥）—W106补《望虞河特大桥》”2008-12；6、《新建铁路上海至南京城际轨道交通浒墅关铺轨基地平面布置图》（沪宁城际轨道标（大临）-1/2）（二）有关荷载1、活载依据：《铁路桥涵设计基本规范》（TB-10002.1--2005）以下简称“基规”。桥跨型式：24m(24.58)+20m(20.58)。括号内数字为梁长，含梁缝。1).01#台活载P1L=24.48+0.15=24.63mα=0查“基规”附录C得：L=24.63mK0=122.944P1=24.63×122.944÷2=1514.06kN。2).02#墩活载P2L=24.58+20.58=45.16mα=20÷45.16=0.443查“基规”附录C得：L=45.16mK0.443=95.568P2=45.16×95.568÷2=2157.93kN。3).03#台活载P3L=20.48+0.15=20.63mα=0查“基规”附录C得：L=20.63mK0=128.502P3=20.63×128.502÷2=1325.50kN。2、轨道自重1).无砟桥面钢轨采用60kg/m，其每延米重量为（含扣件重）：61kg/m×2×1.1=134.2kg/m=1.342kN/m钢轨枕采用14号工字钢（长3.6m，16.9kg/m），按1760根/km布置，其每延米重量为：16.9×3.6×1.76=107.1kg/m=1.071kN/m轨道每延米重量为：1.342＋1.071=2.413kN/mA.24m跨度梁轨道自重：2.413kN/m×24.58=59.32kNB.20m跨度梁轨道自重：2.413kN/m×20.58=49.66kN2).有砟桥面钢轨采用60kg/m，其每延米重量为（含扣件重）：61kg/m×2×1.1=134.2kg/m=1.342kN/m轨枕采用木枕，按1600根/km布置，其每延米重量为：2.5×0.16×0.22×9kN/m3×1.6=1.27kN/m道砟枕底厚度0.2m，宽度2.9m，其每延米重量为：3.2×0.3×1×21kN/m3=20.16kN/m有砟桥面每延米重量为:1.342+1.27+20.16=22.772kN/m3、军用梁自重根据《六四式铁路军用梁手册》查得1).一跨24m跨度军用梁自重：24m梁(6片)自重29.4t(294kN)，支座0.69t(6.9kN),其自重为294＋6.9=300.9kN2).一跨20m跨度军用梁自重：20m梁(6片)自重24t(240kN)，支座0.69t(6.9kN),其自重为240＋6.9=246.9kN4、各墩、台自重1).01#台自重1#台为钢筋混凝土结构（配筋率≤3%）挡砟墙自重(2×0.2×0.4)×2.5t/m3×2=0.8t=8kNb.台身自重（1.6×2+0.3×2.3+1.7×2.6）×4×2.5t/m3=83.1t=831kNc.基础自重6.1×5×1×2.5t/m3=76.25t=762.5kN01#台自重8+831+762.5=1601.5kN2).02#墩自重a.02#墩顶结构自重①.顶部结构自重采用40a槽钢4根（长4.5m，74.47kg/m）,其自重为74.47×4.5×4=1340.46kg=13.41kN②.中部结构自重采用63a工字钢6根（长4m，141kg/m）,其自重为141×4×6=3384kg=33.84kN③底部结构自重采用40a槽钢4根（长4.5m，74.47kg/m）,其自重为74.47×4.5×4=1340.46kg=13.41kN02#墩顶结构自重为（含连接件）（13.41＋33.84＋13.41）×1.15=69.76kN墩身由8根钢柱和连接件组成。采用φ500(钢板厚10mm)钢管柱，墩高4m，钢柱之间由22a槽钢(0.25kN/m)进行连接。b.02#墩身钢管柱自重02#墩身图见“浒杨路便桥布置图”0.5×π×4×0.01×78.5kN/m3×8=39.46kNc.钢管柱之间连接槽钢自重(焊缝按结构件重量的3%计)钢管柱之间连接简图“浒杨路便桥布置图”斜杆自重：（1.84×12×2×0.25kN/m）×1.03=11.37kN（3.19×4×2×0.25kN/m）×1.03=6.58kN水平杆自重：（0.7×6×2×0.25kN/m）×1.03=2.17kN（2.6×4×2×0.25kN/m）×1.03=5.36kN连接槽钢自重：11.37＋6.58＋2.17＋5.36=25.48kN02#墩身自重（不含墩顶结构）：39.46＋25.48=64.94kN02#墩基础自重：2×1.3×6.5×0.6×2.5t/m3=25.35t=253.5kN3).03#台自重3#台为钢筋混凝土结构（配筋率≤3%）a.挡砟墙自重:(2×0.2×0.4)×2.5t/m3×2=0.8t=8kNb.台身自重:（1.6×2+0.3×2.3+1.7×2.6）×4×2.5t/m3=83.1t=831kNc.基础自重:6.1×5×1×2.5t/m3=76.25t=762.5kN03#台自重:8+831+762.5=1601.5kN（三）、02#墩检算1.墩顶结构检算墩顶结构简图见“浒杨路便桥布置图”1).顶部40a槽钢（两根一组）基本数据：Wx=878.9×2=1757.8cm3=1757.8×10-6m3，[σ]=1300kg/cm2=130MPa。当一片军用梁放置在槽钢两支点中部时，槽钢受力为最不利。一片军用梁承受的活载为：（1514.06÷6）×1.15=290.20kN一片军用梁及轨道的自重为：（29.66+150.45）÷6=180.11kN槽钢应力为：σ=（290.20＋180.11）×0.9÷（4×1757.8）=60.2MPa＜[σ]=130MPa2).中部63a工字钢（共6根）表1墩、台底（不含基础）可能最大竖直荷载（单位kN）序号项目01#台02#墩03#台备注南京端上海端南京端上海端南京端上海端1活载1514.062157.931325.50根据《铁路桥涵设计基本规范》4.3.1条取值，已包含特种活载。2轨道重量45.5429.6629.6624.8324.8345.5475.2054.4970.373军用梁自重(含支座)——150.45150.45123.45123.45——150.45273.90123.454墩顶结构自重——69.76——5墩、台身自重839.0064.94839.006墩、台基础以上重量2578.712621.022358.327基础重量762.5253.5762.58墩、台地基以上重量3341.212874.523120.82基本数据：Wx=2981.47×6=17888.82cm3=17888.82×10-6m3，[σ]=1300kg/cm2=130MPa。军用梁承受的活载、轨道重量及自重为：1514.06＋29.66＋150.45=1694.17kN工字钢应力为：σ=1694.17×1.26÷17888.82=119.33MPa＜[σ]=130MPa2．墩身结构检算墩身采用8根外径D=0.5m，内径d=0.48m，壁厚10mm的钢管柱，高度4m，其截面积A=π×(D2－d2)÷4=153.94cm2回转半径i=(√D2＋d2)÷4=17.33cmλ=μL÷i=1×400÷17.33=23.08查ψ=0.9595墩身钢管柱容许承载力为：[N]=(1300×153.94×0.9595)×8=1536136kg=15361.36kN＞2621.02kN(见表1)（四）、墩、台基底应力检算1.01#台基底应力σ=3341.21÷(5×6.1)=109.55kPa＜[σ0]=160kPa2.02#墩基底应力σ=2874.52÷(2×1.3×6.5)=170.09kPa＜[σ0]=400kPa质量在2t～10t的汽车对地面的压力在500kPa～800kPa。3.03#台基底应力σ=3120.82÷(5×6.1)=102.32kPa＜[σ0]=160kPa三、施工组织（一）施工组织机构为确保本次便桥施工的顺利进行，成立中铁二局沪宁项目部浒杨路便桥施工领导小组，并组建专门的便桥工程队负责本次施工任务，便桥工程队下设四部一室和1个作业工区，四部一室包括工程部、安质部、物设部、机械部、综合办公室，作业工区设在铺架基地。具体人员如下：序号姓名职务职责联系电话备注1杨清贵队长现场指挥151626289252韩旭技术主管技术负责人158503219153牟兵安质部长安全负责人158503220574兰大荣物资部长物资供应151626289655吕吉虎机电部长机械设动力组织本次施工是在既有公路上施工，在施工的时候，要组织足够的劳动力，根据本次施工的任务组织，确保按时完成施工任务，组织劳动力40名，具体劳动力及职责见下表：序号带班人员职务职责人员备注1冷斌工班长桥墩材料的加工及桥墩施工302李云贵工班长负责桥台施工及桥台混凝土灌注20混凝土灌注时从桥墩工班临时抽调部分人员3韩旭负责现场技术四、施工方案桥台施工采用明挖基础施工，基坑开挖采用机械开挖，机械挖掘至距离设计承台底面30