铁路大体积混凝土工程施工方案..pdf
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1、新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部I 目录 1. 编制说明 . 1 1.1. 编制依据 1 1.2. 编制原则 1 1.3. 编制范围 1 2. 工程概况 . 2 3. 施工模板验算 . 4 3.1. 承台模板验算 4 3.2. 墩身模板验算 8 4. 大体积混凝土结构应力计算 . 12 4.1. 混凝土绝热温升值计算 12 4.2. 各龄期混凝土收缩变形值的当量温度 13 4.3. 各龄期混凝土弹性模量值 14 4.4. 混凝土的温度收缩应力值计算 14 4.5. 混凝土抗拉强度值及控制温度裂缝的条件计算 15 4.6. 混凝土的实际温度计
2、算 16 5. 大体积混凝土施工温控监测 . 19 5.1. 施工测温范围 19 5.2. 测温方法 19 5.3. 混凝土养护测温孔布置 20 5.4. 测温频率 21 5.5. 测温管理工作 22 6. 混凝土施工技术措施 . 22 6.1. 混凝土原材料的选择 22 6.2. 混凝土配合比设计 23 6.3. 混凝土拌和生产 24 6.4. 混凝土运输施工 25 6.5. 混凝土浇筑施工 27 6.6. 大体积承台混凝土冷却水管降温措施 29 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部II 6.7. 模板拆除施工 31 6.8. 混凝土养护施工
3、 31 7. 特殊气候的条件下施工措施及施工计划安排 . 33 7.1. 雨季施工 33 7.2. 夏期施工 33 7.3. 冬季施工 34 8. 主要应急保障措施 . 35 8.1. 成立应急组织机构 35 8.2. 主要施工应急措施 35 9. 安全保证措施 . 36 9.1. 安全目标 36 9.2. 安全生产领导小组 36 9.3. 安全施工措施 36 10. 施工环境保护、水土保持措施 . 38 10.1. 环境保护目标 38 10.2. 施工环境保护、水土保持措施 38 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部1 1. 编制说明 1.1
4、. 编制依据 (1)高速铁路桥涵工程施工技术规程Q/CR9603-2015; (2)高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10572-2010; (3)铁路混凝土工程施工技术指南铁建设2010241 号; (4)铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010; (5)大体积混凝土施工规范GB50496-2009; (6)混凝土强度检验评定标准GB 50107-2010; (7)通用硅酸盐水泥 GB175-2007; (8)铁路混凝土结构耐久性设计规范TB10005-2010; (9)铁路桥涵工程施工安全技术规程TB10302-2009; (10)我公司拥有的科技成果、 机械设备, 施工技
5、术与管理水平以及多年来 工程实践中积累的施工及管理经验; (11)现场踏勘、调查、采集、咨询及施工所获取的资料; (12)中国铁路总公司下发的有关铁路建设施工安全、质量、文明施工方面 的有关文件、通知。 1.2. 编制原则 (1)全面响应并严格遵守该项目招标文件的要求。 (2)为确保安全、质量及工期,力求施工技术创新和采用新工艺、新设备、 新技术、新材料。 (3)本施工方案根据本标段设计图纸,结合桥址的地质、水文、气候、气 象条件及工程规模、技术特点、工期要求等多方面的因素而编制。 (4)严格遵守各有关设计、施工规范、技术规程和质量评定及验收标准, 确保实现精品工程目标。 (5)合理安排施工顺
6、序,做到布局合理、突出重点、科学组织、均衡生产, 以保证施工连续均衡地进行。实现管理程序化、工艺标准化、工装机械化、信息 智能化等目标。 1.3. 编制范围 本方案适用于徐盐铁路IV 标段承台、墩身等需按大体积混凝土施工的结构。 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部2 2. 工程概况 新建 徐 盐 铁 路 站 前 及 相 关 工 程 施 工 XYZQ- 标 段 起 止 里 程 桩 号为 DK114+667.002D2K161+100.000(其中 DK116+845.9731=DK119+175,短链长 2329.0269m),标段位于宿迁市境
7、内,起于宿迁市宿城区,止于宿迁市泗阳县, 正线长度 44.104km。本标段范围内包含特大桥2 座,总长 39023.73m:其中宿迁 特大桥,全长 13891.25m,含 6 座连续梁;京杭运河特大桥,全长25132.48m, 含 3 座连续梁。中桥 6 座,小桥 2座,涵洞 12 座,区间及站场路基长度5.08km。 共 1 处制梁场,预制架设 767孔箱梁。共两个车站,分别为宿迁站和洋河北站 (预 留站)。DK136+000DK161+100 段邻近既有宿淮铁路, 距离既有铁路约50m 左 右,最近处 8 米,其中 5.36km 需进行邻近营业线施工。 本标段大体积混凝土工程施工主要为桥
8、梁承台、墩身施工,本标段主要混凝 土结构工程量见下表。 表 2 徐盐铁路 XYZQ- 标主要混凝土结构工程数量表 序号项目混凝土方量(m3) 1 宿迁特大桥 钻孔桩158479.1 2 承台(含回填和垫层)83319.9 3 墩台59562.34 4 连续梁 2-(32+48+32)m 2605.4 5 (48+80+48)m 2929.3 6 3-(60+100+60)m 12896.58 7 附属工程混凝土45.8 8 CFG 桩591.24 9 桥面系13891.25 延长米 10 本桥工程量小计320429.66 11 京杭运河特大桥 钻孔桩213094.05 12 承台(含回填和垫层
9、)113374.6 13 墩台77615.2 14 连续梁 (72+132+72)m 6987.1 15 2-(32+48+32)m 2605.4 16 简支梁 24m(59 孔)12980 17 32m(708 孔)202488 18 附属工程混凝土68.8 19 桥面系25132.48 延长米 20 本桥工程量小计629213.15 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部3 21 框架中桥 (6 座) 明挖基础 (含承台 ) 8255.3 22 框架桥身及附属15162.8 23 框架身内路面混凝土1471.3 24 CFG 桩8286.99
10、 25 工程量小计33176.39 26 框架小桥 (2 座) 明挖基础 (含承台 ) 2184.1 27 框架桥身及附属6588.74 28 框架身内路面混凝土2164.4 29 CFG 桩477.9 30 工程量小计11415.14 31 涵洞 (12 座) 单孔 D3m(5 座 ) 涵身及附属624 32 明挖基础 (含承 台) 1113.1 33 CFG 桩1359 34 单孔 3m D5m(1 座) 涵身及附属182.9 35 明挖基础 (含承 台) 332.9 36 CFG 桩195.15 37 单孔 D5m(1 座) 涵身及附属347.1 38 明挖基础 (含承 台) 267.7
11、 39 CFG 桩784.04 40 双孔 3m D5m(1 座) 涵身及附属365.9 41 明挖基础 (含承 台) 733.7 42 CFG 桩293.63 43 双孔 D5m(4 座) 涵身及附属658.1 44 明挖基础 (含承 台) 3879.8 45 CFG 桩1403.67 46 工程量小计12540.69 47 以上各项目工程量累计1006775.03 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部4 3. 施工模板验算 3.1. 承台模板验算 3.1.1. 模板设计构件规格及布置 1、面板: 6; 2、肋: 10#槽钢,布置间距为 30
12、0mm; 3、背楞:双 14#槽钢,布置间距为913mm; 4、边框: 14。 3.1.2. 荷载分析 1、计算假定 新浇筑混凝土初凝时间( h)取 t0=200/(20+15)5.71 (h);混凝土的浇筑 速度 v=2.0m/h;取混凝土侧压力计算位置处,至新浇混凝土顶面总高度为2.5 5.71=14.275m;浇注速度控制为 2m/h,容重为 25KN/m3,坍落度 1620cm,混 凝土入模温度为 530,取平均值 20。 计算参数:混凝土的浇注速度为2m/h; 混凝土的温度T=20; 外加剂影响修正系数1=1.2; 坍落度影响修正系数2=1.15; 混凝土的湿重度 =25KN/m3
13、; 混凝土的初凝时间 t0可按下式求得:t0=200/(T+15)。 2、基本荷载 1)砼最大侧压力按如下浇筑条件: 水平侧压力标准值: F1=0.22200/(T+15) 12V1/2 =0.2225200/(20+15) 1.21.152 1/2=61.3KN/m2 F2=vH =2514.275=357KN/m 2 水平侧压力取值 F1=61.3KN/m 2=0.061N/mm2 2)振捣砼荷载:振q=4KN/ 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部5 3、荷载组合 系数取值: k 活 = 1.4,k 恒 = 1.2 侧计 q = k 恒
14、qmax+ k 活 振 q =1.261.3+1.44 =79.2KN/ m 2 =0.079N/mm2 3.1.3. 承台模板刚度分析 1、面板分析 (1)计算单元选取,在最大侧压力区选择1mm 宽度(方便计算,实际计算 结果与取值无关)分析: I 面= 3 1 4 12 =5.4(mm 4) w 面= 2 1 4 6 =2.7(mm 3) (2)受力简图: 仅按平模分析基本为连续多跨,这里偏大按连续三跨分析, L=300-48=252(48为 10#槽钢宽度) 面 L=252L=252L=252 (3)强度分析 线 q =0.079 N/mm 2 M 面=0.1线 q L2=0.10.07
15、92520 2=501.7Nmm =M 面/W 面=501.7/2.7=188N/mm 2 =215N/mm2 (4)刚度分析 线 q =0.061 N/mm 2 max V面 = EI L 100 q677.0 4 线 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部6 = 181006.2100 252061.0677.0 5 4 =0.45(mm) 面 V=0.8mm 故面板刚度合格。 2、肋刚度分析(按两端悬臂单跨向支梁分析) (1)基本数据 对 10#槽钢 I 肋=1.9810 6 mm4 W 肋=3.96610 4 mm3 因背楞宽度为 b=2
16、58+35=151mm L=1200b=1049mm m=400 2 b =324.5 受力简图:按两端肋承载宽度=300+300/2=450mm分析 肋 q =4500.061=27.5N/; 肋 q =4500.079=35.6N/。 (3)强度分析 肋下端为悬臂,最大弯距在下端支座处 M 肋=)41( 8 2 22 l mlq肋 =) 1049 5 .324 41( 8 10496.35 2 22 =3022440Nmm = M 肋/W 肋=3022440/3.96610 4=76.2N/mm2 =215N/mm2 (4)刚度分析 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案
17、 中交二航局徐盐铁路工程指挥部7 = 1024 5.324 =0.32 5-242=2.54 -1+6 2+33= - 0.29 肋中 V= 肋 肋 EI lq 384 )245( 24 = 65 4 1098.11006.2384 32.010496.35 =0.09() 肋 V =0.7 肋端 V= 肋 肋 EI mlq 24 )361( 323 = 65 3 1098.11006.224 )29.0(10495.3246.35 =0.4() 肋 V =0.7 故肋刚度合格。 3、背楞刚度分析 (1)基本数据 因竖肋较密,故背楞近似按承受均布荷载计算。 背楞为双 14#槽钢 I 肋=5.6
18、410 6 mm4 W 肋=8.0510 4 mm3 刚 q =12000.061=73.2N/ 强 q =12000.079=94.8N/ q (2)背愣强度分析 肋下端为悬臂,最大弯距在下端支座处 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部8 M 肋= 2 2 aq肋 = 2 30073 2 =2745000Nmm = M 肋/W 肋=2745000/8.05105=3.4 N/mm2 =215N/mm 2 (3)刚度分析 = 1200 500 =0.4 524 2=0.56 肋中V= 肋 肋 EI lq 384 )245( 24 = 65 4
19、1064.51006.2384 56.0100079 =0.1() 肋 V =0.7 故肋刚度合格。 3.1.4. 结论 按照承台模板设计方案所选6 面板,10#槽钢肋,以及双 14#槽钢背楞刚度 合格,符合设计及施工要求。 3.2. 墩身模板验算 3.2.1. 模板设计构件规格及布置 模板面板为 6mm 厚钢板,竖肋为 10#钢,水平间距为300350mm,小横 肋为 6mm 厚钢板,高 80mm,竖向间距 500mm, 背带采用 228a,最大间距为 1000mm,采用 25 精轧螺纹钢对拉螺栓,水平间距最大为1000mm。 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二
20、航局徐盐铁路工程指挥部9 3.2.2. 荷载分析 1、载荷: 砼的浇注速度为 V=2m/h,浇注温度 T=15,则初凝时间为 t0=200/(T+15) =7h,砼的密度 rc=24.5KN/m 3。 最大侧压力 P1=0.22rc t012V 1/2 =0.22*24.5*7*1*1.15*2 1/2=61.36KN/ 侧压力取 P=61.36 KN/ 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部10 震动产生的侧压力P 振=4 KN/ 组合载荷: P=61.36*1.2*0.85+1.4*4*0.85=67.35 KN/ 取掉震动 P=61.36*
21、1.2*0.85=62.59 KN/ 均布载荷 q=67.35*1=67.35KN/m q=62.59*1=62.59KN/m 检算标准 强度要求满足钢结构设计规范; 结构表面外露的模板,挠度为模板结构跨度的1/1000; 钢模板面板的变形为1.5mm; 钢面板的钢楞、主梁的变形为5.0mm。 3.2.3. 墩身模板刚度分析 1、面板的校核: 取1mm宽 面 板 , A=6 mm2, W=6 mm3, I=18 mm4, q=67000/1000/1000=0.067N/mm 。 (1)强度计算 Mmax=kmaxqly 2=0.081*0.067*3502=665N*m max =Mmax/
22、xWx=665/1*6=111N*mm 2215N*mm2 面板的强度满足要求。 (2)挠度计算 按最不利情况 平模板宽度取 3800,边框竖肋位置 0,325,675,925,1375,1724,2075, 2425,2775,3125,3475,3800。 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部11 利用结构力学求解器得出第1、10 单元有最大变形位移1.1mm。第二和第十 竖肋有最大支反力 =25.18N。 面板的刚度满足要求。 2、竖肋的校核: (1)竖肋用 10,支撑间距最大为1000,其 I=198.3*10 -8m4,W=39.7*
23、10-6m3 弯矩 M= 8 2 ql = 8 0.1*10*18.25 23 =3148N.m 弯曲应力 =M/W= 6 10*7.39 3148 =79.3MPa205 MPa 挠度 f = EI ql 384 5 4 = 45 4 10*3.198*10*06.2*384 1000*18.25*5 =0.8mm(1000/500=2.0mm) 竖肋的强度和刚度均满足施工要求。 (2)背带的强度校核:背带采用2-28a 28a 的截面积 S=4002mm 2,I=4753*10-8 m4,W=340*10-6m3 q=67.5*1.0=67.5N/mm 弯矩 M= 8 2 ql = 8 5
24、.2*10*5.67 23 =52734N.m 弯曲应力 =M/W= 6 10*340*2 52734 =78MPa205 MPa 挠度 f = EI ql 384 5 4 = 89 43 10*4753*10*206*384*2 5 .2*10*5 .67*5 =0.0018m=1.8mm2 背带的强度、刚度均满足施工要求。 (3)组合变形: 1.1+0.8+1.8=3.7mm,满足施工要求。 3、连接螺栓的校核: 新建徐盐铁路工程XYZQ-IV标大体积混凝土工程施工方案 中交二航局徐盐铁路工程指挥部12 模板用 M20 标准件连接 (1)横法兰部位 =PA=67*0.50.3=10KN M
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