DOC-2009年京沪铁路K12 884_1-5m框架地道桥工程线路加固及桥体顶进施工方案(14页)-工程设计.doc
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5、(现铁路里程)处,为有人看守道口,道口宽约20m,依据丰台区亚林西地区用地控规,现况右外斜街道路用地为建设用地。为配合现况中顶大铁路平交道口改造,为确保公路、铁路运输畅通和行人车辆安全,决定将道口拆除,在改DK13+065(新铁路里程)处顶进一座1-5m的框架桥解决交通问题。2、桥位处既有铁路情况桥址位于京沪铁路北京南站与丰台站之间的区间线路上。桥址处现有京山右线、京山左线两股道,线间距4.0m,铁路为无缝线路,采用60kg/m钢轨,钢筋混凝土枕,线路为直线区段。在京山线左线南侧6.5m处依次为即将新建的京沪动车右线、京沪右线、京沪左线、京沪动车左线、城际动车线,线间距分别为:5.0m、5.0
6、m、5.0m、5.0m。铁路两侧路基外敷设有铁路光、电缆等通信、信号设备。3、桥体设计概况结构采用单孔框架结构,净跨为1-5m,框架桥中心线与铁路中心线的交角为90,框架桥顶板顶面距钢轨底面0.8m。框架桥结构总高度4.2m,结构净高3.2m,顶板厚0.45m,底板厚0.55m,边墙厚0.45m,顶板加腋采用0.20.6m。结构净高考虑了道路纵坡、横坡、顶板加腋、路面铺装、顶进误差、施工工艺等的影响,顶进到位路面形成后道路使用净高大于2.5m。下穿铁路框架桥顶进段工作坑设在京沪铁路京山左线南侧,从南往北顶进。顶进重量312t,设计最大顶力468t,顶进行程21.5m。 三、路基加固方案(一)、
7、工程地质情况:根据钻孔资料,地层岩性从上至下为: 人工堆积层杂填土:杂色、稍密,以人工回填的渣土为主,含碎砖、石子、石灰及有机物,局部有20cm厚沥青路面;该层厚度1.13.7米;素填土层:黄褐色,稍密稍湿,以粘性土为主,含少量有机质和碎石屑等。 第四纪沉积层粉土层:褐黄色,稍湿,中密,含氧化铁、氧化锰和云母等。该层厚度0.62.3米。中砂层:褐黄色,稍湿,中密,主要矿物成分石英、长石、云母等,该层厚度2.24.3米。卵石层:杂色,稍湿,中密密实,卵石呈亚圆形,一般粒径24厘米,最大粒径厘米,卵石量大于50,卵石成分以灰岩、石英岩、砂岩为主,颗粒间隙有细砂填充,局部夹细砂薄层,夹中砂透镜体。最
8、大揭露度7.4米。再以下为中砂夹层或卵石层。勘探期间20米深度内未见地下水,历年最高地下水位标高为41.5米左右,近5年地下水位标高位20.50米左右。(二)、慢行计划:施工慢行计划:京沪线K12+884处2009年3月8日8:00至3月22日18:00;(待定)影响范围:京沪线K12+834 K12+934;慢行速度:限速45km/h;具体工期安排如下:3月8日8:003月11日18:00 (4天) 方枕木、线路加固3月12日8:003月12日18:00 (1天) 桥体空顶3月13日8:003月18日18:00 (6天) 吃土顶进3月19日8:003月22日18:00 (4天) 拆除线路加固
9、,恢复线路3月22日18:003月23日18:00 阶梯提速60Km/h3月23日18:003月24日18:00 阶梯提速80Km/h,其后正常(三)、总体方案:桥体顶进时,为防止桥体两侧的路基边坡发生塌方, 在桥体两侧路基路肩四角处做防护桩。为防止桥体顶进过程中线路发生横移,在既有线北侧做抗移桩作为桥体顶进时的前背桩。1、防护桩:桥体顶进时,为防止桥体两侧的路基边坡发生塌方,在两侧路肩左右四角均做挖孔灌注桩,作为路基防护桩。桩径1.25米,C25混凝土灌注。桩心距离桥体边缘1.0米,间距1.8米,桩深7米,桩身上部用25钢筋连接,可以作为桥外侧工字钢横梁的硬支点。假设发生侧塌时,横梁工字钢可
10、以通过作用防护桩硬支点把线路架空,不会影响正常行车。 在桩顶埋设钢锚环,在远离桥体处埋设地锚,防止桩倾倒。即使路基塌方后桩身埋深仍有34米,这种桩既是支承桩又是挡土桩。在桥体就位位置处,线路两侧共做18根防护桩,以保障线路的安全与稳定。2、抗移桩:抗移挖孔桩作为桥体顶进时的前背梁,防止桥体顶进过程中线路发生横移。在既有线北侧,桥体顶进就位前方1米处设置了2根直径为1.25m的挖孔灌注桩。桩深入地层7米,紧靠桩南侧设工字钢,作为桥体顶进时的抗移纵梁。线路加固用的I45b横梁工字钢端头顶在抗移桩纵梁工字钢上。由于整个线路与横梁工字钢通过U形卡子已经联成一个整体,通过抗移桩纵梁的作用使横梁不发生移动
11、,继而保证整个线路不会发生大的横向移动。四、线路加固方案线路加固采用3-5-3扣吊轨梁和I45b/I45b工字钢纵、横梁结合的纵挑横抬加固方法,具体加固方案如下:(一)、加固范围:(1)、工字钢横梁的加固长度为桥体外侧各7m(共18道横梁,按路基塌方1:1比例考虑),横梁按照0.6-1.2米间隔设置。(2)、纵梁采用双纵梁,其中京沪线南侧和北侧各一道I45b工字钢纵梁,京沪线上下行线间为一道I45b工字钢纵梁,共三道纵梁。此段线路加固长度为20m。(二)、线路加固流程图方枕木、穿木枕施工准备扣轨横穿工字钢顶进时防护拆除线路加固线路恢复上纵梁工字钢防横移加固(三)、线路加固方法1、准备工作:线路
12、加固前必须和相关站段签订安全协议,并和北京铁路局配合单位共同确定地下电缆、管线的数量位置,在设备单位监护人员监督下,人工使用铁锹在施工范围内挖“井”型探沟,探明地下电缆、管线的具体位置后,设备主管单位采取处理后方可进行线路加固工作。2、方枕木、穿木枕:既有线路枕木间距均以京沪线下行线为准,方京沪上行线枕木,使其与下行线枕木对齐。枕木方正后,每间隔三根枕木穿插一根3.6m长的木枕。木枕做固定扣轨使用,木枕使用通长160*220*3600截面的长方木,长度满足扣轨使用长度。枕木使用P60的铁垫板并用道钉钉固。3、扣轨:线路加固扣轨采用P50轨,组装形式均为3-5-3扣设吊轨。顺线路中心线方向钢轨接
13、头错开1m以上,扣轨端部加设临时梭头。吊轨和木枕使用22U型卡子和扣板联结在一起,以增加整体性。4、横穿工字钢:横梁工字钢采用I45b,加固宽度(顺线路方向长度)为18m,工字钢平均间距为0.9m。工字钢接头采用两块1000mm长、270宽、20mm厚的夹板对工字钢进行连接,每个接头使用12条螺栓。在钢轨处安放绝缘垫板。为保证线路水平,穿工字钢时隔一穿一,每穿一根工字钢横梁,立即将梁底石碴捣固密实并将提前放置的扣件螺栓拧紧。横梁穿插好后与纵梁用U形螺栓和扣板联在一起。5、上纵梁工字钢:横梁穿插好后,在距主轨外侧不小于1.25m处安装纵梁,纵梁均使用I45b工字钢,工字钢接头相互要错开2m以上长
14、度,纵梁采用12m和6m工字钢,接头用夹板连接,纵梁的两端支撑在枕木垛基座上。6、防横移(1)保证线路方向的方法:将线路采用拉锚固定,并在箱体顶面每1.5米预埋一个套环,桥体顶进时用10吨倒链牵拉线路,当桥体顶进穿越线路时用倒链锁定工字钢纵梁或三、五扣扣轨,另外一端固定在牵拉地锚上,随桥体顶进调整倒链长度,控制线路中线,防止线路发生横移。(2)横梁I45b工字钢端头顶在抗移桩上, 整个线路与扣轨、扣轨与横梁工字钢都通过U形卡子已经联成一个整体,通过抗移桩纵梁的作用使横梁不发生移动,继而保证整个线路不会发生大的横向移动。(3)为减少顶进时的阻力,防止线路产生横移,每道横梁下垫小滑车。7、顶进时防
15、护:顶进过程中的线路加固既要保证行车安全,又要保证箱体顶进时受阻最小,来车时打紧木楔,确保线路方向,水平,高低符合要求,顶进时打松木楔,使工字钢下小滑车发挥作用,横梁与箱体之间空隙用枕木墩,木楔,小滑车支垫,每顶进12米设一排支垫,主轨下必须支垫。8、拆除线路加固、恢复线路:(1)桥体就位后立即组织人员和机械拆除线路加固设施。(2)拆除顺序为:拆除纵梁 拆除横抬梁、同时补充道碴并修整拆除3-5-3扣轨 起道并整修线路 恢复正点运输(拆除横梁与补充道碴修整线路协调进行)。(3)桥体就位后立即整修线路,抽一根横梁,补充道碴,同时用电镐把道碴捣固密实,然后再抽另一根。(4)拆除扣轨要先拆除中间扣轨,
16、再拆两边。拆除后立即抬到线路界限以外, 并堆放整齐,避免钢轨弯曲侵入界限。(5)列车正常速度运行后,为保证道床稳定仍要加强线路的整修及养护,并及时与工务段联系办理交验手续。五、桥体顶进施工方案(一)顶进前的准备工作1、框架桥主体砼强度达到100%后方可以进行顶进,并一经顶进必须连续进行直至完成。2、顶进期间派专人到车站行车调度室随时掌握列车运行情况,并将了解到的情况及时通知现场指挥员。3、在施工现场及两侧800m处设线路防护人员,在列车通过前及时通知油泵司机及现场指挥员,令其停止顶进。4、此框架桥与既有线路成90的交角,为正交,所以在布设顶镐时两边要对称布置,以保证桥体准确就位。桥体顶进时的最
17、大顶力为468t,配置4台顶镐,左右各2台。5、顶进开始前必须进行试顶。试顶的顶力不能过大,一般应为桥体自重0.81.2倍,开始启动时不能突然增大到此数值,应使顶镐逐渐加压,每升压一次要稳定几分钟,并由专人对滑板、后背和顶进设备进行检查。如一切正常,方可加压进行正常顶进。在加压过程中如油表值突然下降,表示框架与滑板脱离,框架开始向前移动,直至刃角吃土后顶进结束。(二)、顶进及挖土作业1、每次开镐前应对设备及线路加固情况进行全面检查,确认设备情况正常、线上无列车通过且准备就绪、清土达到要求、技术测量人员到位后再开镐顶进。2、每次顶进都进行中线和高程测量,中线随时观测,水平高程每顶一镐一测,将测量
18、结果及时通知顶进施工负责人,作到及时调整,从而控制桥体顶进的水平、方向。3、顶进时利用列车运行间隙进行,列车通过时严禁顶进。4、挖运土作业采用机械挖土,人工清槽、刷坡并配合装载机、自卸汽车外运的施工方案。在距底板底面100mm内的范围由人工挖土,防止超挖,以免造成“扎头”现象,土方开挖坚持四不挖制度,即列车通过时不开挖,桥体顶进时不开挖,发生塌方现象时不开挖,机械发生故障时不开挖。5、根据土质情况及顶进过程中中线偏差及水平变化确定刃角与底板是否吃土。挖土坡度大致与刃角相近,挖土坡面大致平顺整齐,同时挖土与测量工作密切配合,根据框架桥偏差情况及时改变挖土方法。(三)、顶进方向控制:1、适当调整两
19、侧顶力;开或关一侧千斤顶供油阀门,增加或减少千斤顶的顶力。2、用轮流开动两边高压油泵来调整顶进方向。3、箱身入土后,应注意挖土断面必须正确,若发生偏差,可在前端一侧刃脚超挖,另一侧少挖或不挖,使少挖的一侧产生侧向的推力来达到纠偏的目的。4、在箱体前端加横向支撑来调整;支撑的一端支在箱体的边墙上,另一端支在开挖面上,顶进时迫使其向被顶一侧调整。5、后背顶铁(柱)调整;在换顶铁时,根据偏差的大小,将一侧顶铁楔紧,另一侧留1-3cm的间隙,开泵后顶铁楔紧一侧先行受力顶进,另侧相继受力,依此来调整顶进方向。6、加强测量观测,随顶进随调整。(四)、箱体“抬头”的调整措施1、箱体两侧挖土不够宽,容易造成箱
20、体“抬头”,故可在前刃脚两侧适当多挖。2、箱体“抬头”量不大,可把开挖面挖到与箱底面平,如“抬头”量较大,则在底刃脚前适当超挖,同时使上刃脚不吃土,在顶进中逐步调整。(五)、箱体“扎头”的调整措施1、在结构底板的前端设水平长100 cm ,高10cm的“船头坡”。2、在滑板前部1/3长度处预留一横缝,当箱体重心出滑板时,滑板开裂,前部下沉,可减少箱体“扎头”量。3、适当增加抬头力矩,即增加上刃脚的阻力,使上刃脚多吃土, 侧刃脚稍加吃土量,底刃脚前不得超挖,强制顶进,在顶力有较大富裕时可采用全断面强制顶进,逐步顶进调整。4、吃土顶进;挖土时,开挖面基底保持在箱体底面以上810cm,利用船头坡将高
21、出部分土壤压入箱底来纠正“扎头”。5、如基底土较松软、承载力较低时,滑板前端设过渡段,换填砂卵石并夯实,以增加滑板前端土壤承载力,减少“扎头”。6、“扎头”较严重时可在“船头坡”下铺垫混凝土预制块抬坡强顶,或在底板前端现浇快硬钢筋砼纵梁,纵梁高出箱底3-5 cm,作为仰坡顶进。7、用增加箱身后端平衡重的办法,改变箱身前端土壤的受力状态,达到“纠偏”的目的。(六)、顶进过程中的测量监控:为准确掌握箱身顶进的方向和高程,需在顶进的后方设置观测站,及时观测,其方法如下:1、 监控桥体顶进过程的观测仪器应设置在后背受力影响区以外,以免后背变形影响观测仪器的稳定和测量结果的准确性,观测站设经纬仪一台,水
22、平仪一台,在桥体适当的位置设置观测标尺,同时设置防雨照明设施。2、在框架桥顶进过程中,工程技术人员要对桥体的中线、高程、顶力体系及后背进行不间断的观测,并进行记录、分析。发现桥体发生偏差时,应立即分析发生的原因,及时通知顶进负责人对顶力系统作出相应调整,以确保顶进施工安全。箱体每前进一顶程,即应对箱体的轴线和高程进行观测,并作好记录。3、施测过程中,要经常对水准点及观测标尺进行检查,如有变位及误差要及时调整,以免影响观测结果。 4、观测顶柱轴线方向的变形和横向稳定情况,观测联系横梁着力点附近的变形,确保传力结构体系工作正常。5、观测后背变形和受力影响区内土体的变化,防止顶力过大,破坏后背。(七
23、)顶进作业注意事项1、线路加固必须经铁路局同意批准后方可进行施工,任何人不得随便改变;2、批准顶进后,必须认真组织,保证昼夜连续进行施工,在确保行车安全的情况下,尽量缩短工期;3、所有机械不准带病作业;4、现场施工必须注意人身安全,做到列车通过时停止顶进,线路上作业人员及时下道避车;5、顶进作业时顶柱上严禁站人;6、严格执行来车时不顶进制度,并随时对线路及桥体中心线和水平进行观测,以免线路变形危及行车安全或造成桥体就位不准;7、指派专人负责线路安全,做到每通过一次列车就对线路轨距、水平、方向检查一次,并注意检查线路的加固情况,发现问题及时处理;8、有足够数量的道碴、方木、草袋,如果线路发生变形
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