鋼筋混凝土框架橋線路加固方案
2015-05-08
一、 編制依據(jù)
1.1南外環(huán)公路下穿鐵路立交橋工程施工圖紙及相關(guān)資料；
1.2《鐵路橋涵施工規(guī)范》；
1.3《鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》；
1.4《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；
1.5《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；
1.6《鐵路軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；
1.7《鐵路路基施工規(guī)范》； 1.8《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》；
1.9《鐵路線路維修規(guī)則》；
1.10《鐵路橋隧建筑物大維修規(guī)則》；
1.11《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》鐵道部令第2號(hào)；
1.12本工程的《施工合同》；
1.13設(shè)計(jì)文件、施工圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察資料；
二、工程概況
2.1xx市南外環(huán)公路與xx線交叉里程為K348+116，為xx市新增規(guī)劃道路,道路與既有鐵路夾角90°34”，橋上為xx上、下行正線?？蚣苊娣e493.5m²，按頂進(jìn)施工。
2.2本工程設(shè)計(jì)為(8+16+8)m鋼筋砼框架，hо=6.2m，底板厚 1.2m，頂板厚0.8m，軸長(zhǎng)14.1m，框構(gòu)外寬35m，邊墻厚0.8m，中墻厚0.7m。
2.3 主要工程量: 主體C35鋼筋砼1078.5m³，C20砼擋墻基礎(chǔ)81.6m³，M10漿砌片石擋墻115.2 m³,線路加固2股，頂進(jìn)挖土約4100m³。
2.4xx上、下行線均為Ⅲ型軌枕，線路平面為直線；框構(gòu)在線路右側(cè)預(yù)制。
2.5橋址處地表層為粉質(zhì)粘土，箱身設(shè)計(jì)基底應(yīng)力 ,地基允許承載力。
2.6 主要施工方法：縱橫抬梁及工便梁組合加固線路頂進(jìn)施工。
三、施工工期及計(jì)劃安排
施工工期：計(jì)劃2009年 2 月25 日開(kāi)工，2009年 5 月31 日
竣工。
四、 施工準(zhǔn)備
4.1根據(jù)相關(guān)技術(shù)資料、設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，制定詳盡的框構(gòu)橋線路加固及頂進(jìn)施工方案。
4.2與工務(wù)段、電務(wù)段、鐵通簽定安全配合協(xié)議、弄清電纜、光纜的位置，提前移到安全位置。
4.3做好要點(diǎn)申請(qǐng)，為線路加固做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。
4.4設(shè)備、材料供應(yīng)：施工用材料設(shè)備應(yīng)提前5天進(jìn)入工地， 并應(yīng)有一定的富余量以免發(fā)生誤工。
頂進(jìn)施工主要機(jī)具設(shè)備材料表
五、線路加固方案
線路加固在橋涵頂進(jìn)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。本橋變更后的加固方案為：采用
I115工便梁做縱梁(線間采用一根H440*300型鋼)，H70縱抬梁組承 托橫抬梁,H40橫抬梁組橫抬扣軌、P50 5扣扣軌承托軌枕，H20鋼枕控制線路方向,既有砼枕控制軌距的組合加固方案，一次頂進(jìn)就位。
5.1 線路準(zhǔn)備
5.1.1線路限速45Km/h。
5.1.2相關(guān)項(xiàng)目利用封鎖點(diǎn)施工。
5.1.3所有電纜都已探明并做好防護(hù)。
5.2縱梁安裝
5.2.1路肩側(cè)縱梁采用I115型工便梁，用縱向聯(lián)接板將5孔12米工便梁聯(lián)接起來(lái)組成60m長(zhǎng)便梁。接頭聯(lián)接板采用等強(qiáng)度聯(lián)結(jié)，由上下夾板兩組和一組腹板組成。工便梁按線路加固平面布置，架設(shè)在距線路中心2.2米的位置。
5.2.2便梁架設(shè)采用100T吊車吊裝。架設(shè)便梁前，在每片便梁兩端位置必須先穿入2片以上鋼枕，以便于便梁就位時(shí)隨即與之連接，保證其穩(wěn)定性，確保行車安全；吊便梁時(shí)，應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行防護(hù)。
5.2.3線間縱梁采用1根H440×300型鋼，申請(qǐng)封鎖上行線路，跨線移梁。H44型鋼縱梁聯(lián)結(jié)采用等強(qiáng)焊接或連接板等強(qiáng)聯(lián)結(jié)。
5.3鋼枕安裝
在既有砼枕之間穿鋼枕，利用線路封鎖點(diǎn)，開(kāi)挖一空穿一根，穿一根與縱梁加固一根，與軌底接觸面墊好絕緣板，如此反復(fù)逐次施工，嚴(yán)格控制水平和方向，確保行車安全，其兩端與縱梁聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)方法采用高強(qiáng)螺栓與縱梁聯(lián)結(jié)擰緊，線間縱梁采用Φ22U型螺栓及-12鋼扣板聯(lián)結(jié)。
5.4扣軌梁安裝
5.4.1利用線路封鎖點(diǎn)，分次拉入P50 5扣扣軌梁。
5.4.2扣軌梁與鋼枕、砼枕之間加橡膠墊板，扣軌梁與鋼枕用Φ22U型螺栓連接，每隔兩根鋼枕連接一處，扣軌梁與砼枕也是用Φ22U型螺栓隔二連一的方法連接。
5.5縱抬梁安裝
5.5.1縱抬梁采用并排3根H700×300型鋼為一組，長(zhǎng)度12米，放置在鉆孔樁上，縱抬梁與鉆孔樁之間放橡膠墊板，與橫抬梁節(jié)點(diǎn)處用Φ22U型螺栓連接。
5.5.2縱抬梁與橫抬梁接觸面加橡膠墊板，并用硬木楔把縫隙填塞密實(shí)。
5.5.3箱體頂進(jìn)至第一排鉆孔樁時(shí)，先破除樁，再松開(kāi)U型螺栓，用導(dǎo)鏈落下縱抬梁，橫抬梁一頭落在箱體頂板上。
5.6橫抬梁安裝
5.6.1在扣軌梁下設(shè)橫抬梁組。在框架范圍內(nèi)3根H400×400型鋼為一組，每組間距0.85m，L=18m。
5.6.2在框架兩側(cè)范圍內(nèi)設(shè)3根H400×400型鋼為一組橫抬梁，每組間距0.85m，L=15m，用Φ22U型螺栓聯(lián)結(jié)縱抬梁組。
5.6.3橫抬梁與扣軌梁接觸面加橡膠墊板，不密實(shí)處填塞硬木楔。
5.6.4為了減小拆除第一排樁時(shí)，橫抬梁的撓度，在下行線橫抬梁底部滿鋪一排木枕，以減小橫抬梁的受力跨度，增大線路加固的安全性。
5.7線路控制
5.7.1軌距控制：一靠砼枕來(lái)控制，二靠鋼枕上的鋼軌扣件，確保軌距符合要求。
5.7.2線路的橫向控制：每?jī)筛耪碇g有一根鋼枕，鋼枕和鋼軌采用絕緣扣板聯(lián)結(jié)，使線路固定在工便梁之間，不致發(fā)生橫向移動(dòng)。
5.7.3通過(guò)上述措施，縱梁、橫梁、線路形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，能確保線路不變形。
5.8線路加固安全保證措施
5.8.1搞好安全教育，強(qiáng)化全員安全意識(shí)，牢固樹(shù)立安全第一的思想。
5.8.2加強(qiáng)施工過(guò)程安全管理，教育作業(yè)人員注意本崗位技術(shù)要求和操作規(guī)程，不允許違章冒險(xiǎn)蠻干。
5.8.3線路加固完畢，要嚴(yán)格檢查線路的方向、水平、軌距、及加固螺栓扣件是否松動(dòng)，其它料具嚴(yán)禁侵限，工字鋼與線路鋼軌接觸處的絕緣是否良好等，做到每過(guò)一輛列車檢查一遍。
六、縱橫梁檢算
檢算說(shuō)明：本檢算全部按簡(jiǎn)支梁檢算，實(shí)際上由于縱梁與橫抬梁是絞結(jié)的，實(shí)際工作中穩(wěn)定性和牢固程度要更好。
6.1 Ⅰ115型工便梁檢算
6.1.1縱梁檢算(受力跨度為6.2m時(shí))
I115型工便梁慣性矩Ⅰm=1057925cm4
線路活荷載： (以影響線檢算得出)；
靜荷載：結(jié)構(gòu)自重、線路、設(shè)備
根據(jù)便梁支點(diǎn)平面圖，支點(diǎn)間最大間距為620cm
此時(shí)梁的最大受力跨度Lmax=6.2m
6.1.2 H20鋼枕檢算
現(xiàn)行機(jī)車最大軸重P=220KN，
列車限速45Km/h
機(jī)車輪軸間距1.5m
橫梁間距600mm
每根橫梁折算受力
梁自重0.68KN/m
橫梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，橫梁采用H20鋼枕Im=6646cm4
6.2 700×300H型鋼縱抬梁組檢算
原設(shè)計(jì)中縱抬梁采用2根458×417H型鋼，現(xiàn)采用3根700×300H型鋼進(jìn)行替代，458×417H型鋼慣性矩IX=187000cm4，700×300H型鋼慣性矩IX=201000cm4。
1、承托縱梁700×300H型鋼檢算
（1）使用條件：
700×300H型鋼，Wx=5760.0cm3，Ix=201000.0cm4，E=2100000.0kg/cm2，每組H型鋼3片，共6片，承擔(dān)線路縱向6.2m跨度的荷載。（Wx、Ix查自材料手冊(cè)）
（2）檢算：
A、中—活載圖示：
B、轉(zhuǎn)化為均布荷載：q1=22*5/6.0=18.3t/m
線路及H型鋼(靜載)：按10.0t/m計(jì)；
22t 22t 22t 22t 22t
1.5*4=6.0m
沖擊系數(shù)：按限速45km/h，根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》和《鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)》確定：
1+μ=1+2*6.2/(30+0.5)=1.40
故每側(cè)縱梁承受均布荷載：
q=（q1+10）（1+u）=（18.3+10）*1.4=39.62t/m=396.2kg/cm
最大彎矩：Mmax= qL2/8=396.2×6202/8=19.0*106kg.cm
工字鋼強(qiáng)度檢算：
參照《橋涵》施工手冊(cè)下冊(cè)P406知：
〔σ〕=170Mpa=1700 kg/cm2
σmax= Mmax/ Wx=19.0*106kg.cm/（3*5760.0）cm3
=1099.5kg/cm2﹥〔σ〕=1700 kg/cm2
所以：H型鋼強(qiáng)度滿足要求。
撓度檢算：
fmax=5qL4/（384*E*I）
=5*396.2*6204/（384*2.1*106*3*201000.0）=0.6cm
〔f〕=L/400=620/400=1.55cm
所以：fmax <〔f〕
所以：700*300H型鋼鋼度滿足要求。
6.3 400×400 H型鋼橫抬梁組檢算
6.3.1框架部分H型鋼檢算
按0.28m間距放置1根18米400*400H型鋼所組成的橫抬梁進(jìn)行檢算。
H型鋼橫抬梁主要受撓度控制。假設(shè)H型鋼橫抬梁在整個(gè)頂進(jìn)過(guò)程中承受全部的軌道和列車荷載，橫抬梁在頂進(jìn)中的最大跨度（第一排樁拆掉時(shí)）11.85m，2股線路同時(shí)承受列車荷載，經(jīng)分析計(jì)算,上行中心線處，橫抬梁所產(chǎn)生的撓度最大。
1、計(jì)算線路的均布荷載：
線路重量按1t/m計(jì)算
未考慮列車沖擊時(shí)的均布荷載：
q1＝22/1.5＋1=15.7t/m
列車沖擊系數(shù)：1+μ=1+2*6.2/(30+0.5)1.4
考慮列車沖擊時(shí)的均布荷載：
q2＝1.4*15.7=21.98t/m
P=0.28*21.98=6.154t
拆除第一排樁時(shí)，H40橫抬梁組受力情況如下圖。
最大彎矩：Mmax=61.54*5.06=311.4KN.m
撓度：ωmax=Fa/(24EI)*(3*l2-4*a2)
=311.4/(24*2.1*106*66900*10-8)*(3*11.852-4*5.062)
=2.9cm<l/400=1185/400=2.96cm
滿足要求
6.3.2框架兩側(cè)部分H型鋼檢算
按0.28m間距放置1根15m 400*400 H型鋼所組成的橫抬梁進(jìn)行檢算。
H型鋼橫抬梁主要受撓度控制。假設(shè)H型鋼橫抬梁在整個(gè)施工過(guò)程中承受全部的軌道和列車荷載，橫抬梁的跨度（第一排樁至下行線底部的木枕中心）10.79m，2股線路同時(shí)承受列車荷載，經(jīng)分析計(jì)算,上行中心線處，橫抬梁所產(chǎn)生的撓度最大。
1、計(jì)算線路的均布荷載：
線路重量按1t/m計(jì)算
未考慮列車沖擊時(shí)的均布荷載：
q1＝22/1.5＋1=15.7t/m
列車沖擊系數(shù)：1+μ=1+2*6.2/(30+0.5)=1.4
考慮列車沖擊時(shí)的均布荷載：
q2＝1.4*15.7=21.98t/m
P=0.28*21.98=6.154t
H40橫抬梁組受力情況如下圖:
最大彎矩Mmax=61.54*4.0=246.16KN.m
撓度：ωmax=Fa/(24EI)*(3*l2-4*a2)
=246.16/(24*2.1*106*66900*10-8)*(3*10.792-4*4.02)
=2.08cm<l/400=1079/400=2.7cm
