1-96m系杆拱施工方案2

沪宁城际铁路1-96m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Ⅰ标项目部二OO九年二月仙林特大桥跨绕城高速公路1-96m系杆拱施工方案1.编制依据及原则1.1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）-W-07-Ⅲ》；2、《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002；3、现场调查所获得相关资料。1.2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1-96系杆拱上部结构施工。3.工程概况沪宁城际铁路仙林特大桥位于南京市栖霞区，设计里程为自DK6+595至DK11+665，全长5.07km，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DK7+039处跨太龙路、DK7+170.755处跨沪宁铁路、DK7+669.185处跨机场输油管道、DK7+800处跨绕城高速、DK8+302处跨仙尧路、DK8+592处跨尧马路、DK9+080处跨宁芜铁路、DK9+680处跨仙林上行联络线、DK11+320处跨仙新路。其中跨太龙路和仙尧路为（48+80+48）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为1-96m系杆拱，跨机场输油管道、仙林上行联络线和仙新路为（32+48+32）m现浇连续梁。其中33#～34#墩上部结构设计采用1-96m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/l=1/5，横截面为哑铃形钢管混凝土，按等截面布置，截面h=3.0m，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δ=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Q345q-D和Q235q－o钢材。2、系梁：系梁截面为单箱三室截面，梁宽17.1m、梁高2.5m。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2.8m范围内上抬0.50m以减小风阻力（如下图）。吊点处设横梁，横梁厚度为0.4～0.6m。系梁纵向设12-7φ5预应力筋，横向在底板上设3-7φ5的横向预应力筋，横隔板上设3束9-7φ5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8.0m范围内设成实体段，横桥向宽度为17.1m，截面渐变处设倒角或过渡段。实体段内设9-7φ5的横向预应力筋，分上下两排布置分批张拉完成。拱脚混凝土分两次现浇，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50.978°～65.384°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φ7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φ500、φ400和φ360mm的圆形钢管组成，钢管内部不填混凝土，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80×80cm进人孔，在中腹板上设Φ80cm检查孔、在横梁中部设80×100cm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2009.02.20-2009.03.102膺架搭设2009.03.01-2009.03.313第一节段预压2009.03.11-2009.03.154第一节段绑扎钢筋2009.03.16-2009.04.105第一节段浇筑砼2009.04.11-2009.04.156第一节段预应力张拉2009.04.16-2009.04.207第二节段绑扎钢筋2009.04.11-2009.04.258第二节段浇筑砼2009.04.26-2009.04.309第二节段预应力张拉2009.05.01-2009.05.0510合拢段绑扎钢筋2009.05.06-2009.05.1011合拢段浇筑砼2009.05.11-2009.05.1712合拢段预应力张拉2009.05.18-2009.05.2013拱肋安装2009.05.21-2009.06.2014压注砼2009.06.21-2009.07.0515吊杆安装及张拉2009.07.06-2009.07.2016膺架拆除2009.07.21-2009.07.31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φ630壁厚10mm长度3.5m根24螺旋管φ630壁厚10mm长度12m根32螺旋管φ630壁厚10mm长度18m根32工字钢I50a根11贝雷梁3m/节片1100工字钢I20a根90方木10×10cmm3180方木10×15cmm390胶合板m26000竹胶板1.22×2.44×0.018m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6.1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特大桥上跨南京绕城高速1－96m系杆拱桥施工顺序”。6.2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11.5m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φ630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φ630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3#支墩4#支墩4#支墩6.3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2.6，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0.5%，针片状颗粒含量应小于5%，骨料的最大粒径宜小于25mm；水泥：水泥采用P.O42.5。6.4跨绕城公路支架基础处理支架基础采用Ø1.0m人工挖孔桩，桩长9.8m，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21.5m（长）×3m（宽）×1m（高），在距离基础底部10cm位置安放Ø20钢筋网片，网片布置间距为200×200mm（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6.5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11.5m双门架，预留双向六车道保证车辆临时通行；门架立柱采用φ630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，每排钢管桩上采用2根Ⅰ50a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10×10cm方木，间距30cm，方木顶铺设竹胶板（详见膺架搭设布置图）。6.6膺架检算6.6.1碗扣式膺架检算1.荷载分析每米梁体自重：KNmmKNmG374.517100/269.198933方木、模板、人员：2/5.2mKN混凝土振捣荷载：2/0.2mKN2.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10cm×10cm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段，实体段每米梁体自重103t，纵桥向和横桥向立杆步距均为0.6m。横桥向31根立杆承受荷载，取纵桥向0.6m为单元进行验算：单元总荷载：KNmmmKNmKNmKNGu17.6641.176.0)/0.2/5.2(6.0103022单根立杆荷载：]30[425.213117.664KNFKNKNFNN根地基承载力：KPaKPammmmKN100][27.8910600400425.216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30cm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mNM91.1478max底层方木正应力：MPaMPammNWM5.9][94.31075.391.147834maxmax方木底层方木挠度：mmlmmmNEIqlf0.160013.01000108125.21091006.038840632.0100632.05944max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0.6m，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mNM25.42149max上层方木正应力MPaMPammNWM5.9][975.28510667.125.4214934maxmax方木根上层方木挠度：mmlmmmNEIqlf0.160008.010667.1851091006.01106950632.0100632.05944ma