顶进箱型桥的技术方案工艺顺序.docx
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顶进箱型桥的技术方案工艺顺序
各分项工程施工方案
1.京广铁路分离式立交施工时需利用相邻标段的引道作为后背,施工时与相邻标段的协商,保留箱涵顶进后背后方约100m的引道土方暂不开挖,我方在2004年4月15日完成顶进施工,为相邻标段留出4个月的时间进行引道施工,以保证双方在业主规定的工期内完成快车道工程。
2.井点降水的施工人员和施工机械同技术人员先期进场,技术人员测量放线后,立即进行井点降水施工。
井点降水一直持续到引道施工完毕。
3.箱身预制工作坑采取机械化施工,由后背的位置向前开挖,工作坑尾部设置马道,作为机械进出工作坑和出土的通道。
工作坑开挖至边孔滑板时,进行顶进后背的制作;工作坑开挖完后,浇筑滑板施工。
4.每个箱身分两次浇筑,底板一次,边墙、顶板一次,先预制2个中孔,再预制2个边孔。
钢筋机械加工,人工绑扎;砼在拌和站集中拌和,泵送灌筑,机械振捣。
根据工期安排,中孔预制处于冬季,预制时采用遮盖、升温等方法保证砼质量。
立交桥为斜交正顶法施工,箱身尾部及后背做成折线型,并垂直于顶进方向。
5.架空线路以纵向架空为主,陇海铁路分离式立交中孔一次架空、分别顶进,边孔一次架空、同时顶进,京广铁路分离式立交一次架空、分别顶进,线路架空时列车须慢行,慢行速度45km/h。
在铁路两侧路肩上及线间以挖孔桩作为架空硬支点,采用Ⅰ100工字钢作为纵梁,铁路两侧各布置2组,陇海铁路分离式立线间布置1组,京广线铁路立交线间布置2组;横抬梁采用Ⅰ30工钢和拆装梁。
两中孔因纵向架空跨度较大,在跨中铁路路基上搭设临时支点,以缩短中孔纵向架空跨度。
陇海铁路分离式立中孔顶进就位后,架空设备转移架空边孔,在边孔外侧坡顶和就位的中孔箱顶搭设枕木支点,架空纵梁。
6.顶进采用大吨位千斤顶和传力柱,利用行车间隙进行施工,顶进前方挖土保持1:
0.5的开挖坡度,密切注意观测顶进方向和标高,及时采取措施纠正。
㈤.施工方法及其措施
1.预制工作坑
⑴.陇海立交由北向南顶进,工作坑设在陇海铁路以北;京广立交由西向东顶进,工作坑设在京广铁路以西。
⑵.工作坑开挖根据土质情况、列车不间断运行和基坑长期震动暴露的特殊要求,铁路路基边坡按1:
1刷坡,为确保行车安全,对开挖的既有路基堆码草袋进行防护,工作坑其它边坡按不陡于1:
0.75放坡开挖。
⑶.根据设计资料和现场调查,地下水位埋深较浅,在施工过程中不间断降水,将地下水降至滑板标高以下0.5-1.0m。
施工准备后期在工作坑周围打25m深φ50cm降水井,后背后方布置6眼,工作坑两侧各布置3眼,工作坑另一侧铁路路基下、引道基坑两侧各布置1眼,两立交各打14眼降水井。
⑷.基坑最下层土体是直接影响滑板预制和施工顶进的关键,最下层20-30cm土采用人工开挖。
⑸.陇海铁路分离式立交中边孔高差为2.55m,砌筑上宽0.7m、下宽1.5m、高2.7m的浆砌片石挡土墙,挡墙中孔侧外露面用石灰砂浆抹面。
⑹.工作坑尾部西侧根据工作坑施工进度逐层开挖出土坡道,坡度不陡于1:
5,两侧边坡按1:
0.5控制,作为机械进出工作坑和出土的通道。
陇海铁路分离式立交预制工作坑施工示意图(附后)
2.顶进后背
⑴.工作坑开挖至边孔滑板时打插后背立柱,立柱采用钢轨桩,由两根钢轨对头焊接,间距25cm,尾部做成桩尖,采用打桩架打入土内,入土深度不得小于3m,钢轨桩每5m用钢丝绳反拉于地锚上。
⑵.后背立柱的栽埋要求平顺,并垂直于顶进方向,由于立交桥为斜交,后背布置为折线型;钢轨桩背后设置挡土木板,回填并分层夯实土方,陇海铁路分离式立原地面上方填筑2m土方,增加后背土体重量,以保证顶进后背的刚度和稳定。
⑶.靠近后背立柱位置部分因夯填不能到位,要采用砂石回填,并用钢锹捣固密实。
3.滑板
⑴.滑板采用C15钢筋砼制作,底面设置20×20cm抗滑槽,滑板砼灌注前铺设5cm的碎石垫层,增加滑板底面与土体的摩擦力,滑板两侧布置顶进方向墩;顶进分配梁与滑板同时灌筑,与后背钢轨桩间设油毡隔离层,既可共同受力,又便于拆除后背,分配梁与后背一样布置为折线型。
⑵.滑板浇筑时要确保顶面平整,纵横设置施工高度控制点,间距不大于2.0m,人工收光抹平。
⑶.滑板顶面做成5‰的上坡,箱身预制的前端设置长150cm、高2cm的船头坡,以缓解顶进中的载头现象。
⑷.滑板砼终凝后,顶面涂刷3mm厚的石蜡层,其上均匀铺洒一层滑石粉并铺设塑料薄膜作为隔离层,减少顶进底面摩擦阻力,塑料薄膜应顺顶进方向顺长铺设。
陇海铁路分离式立交预制滑板及顶进后背示意图(附后)
京广铁路分离式立交预制滑板及顶进后背示意图(附后)
4.箱体预制
为确保箱身预制的进度与质量,箱身预制钢筋在施工场地内加工,人工绑扎,砼在搅拌站集中拌和、采用输送泵泵送灌筑、机械振捣的方法进行砼施工,另外配2两台砼搅拌运输车,2台搅拌机和1台发电机,并安排专职机械维修工2人负责设备正常运转。
⑴.钢筋
①.对经检验合格后的钢筋进行调直、除锈、除油污等初加工。
钢筋经过整直与除去污锈后,应达到钢筋表面洁净平直,无区部曲折,被擦伤的表面伤痕不得使钢筋的截面减小5%以上。
②.钢筋的接头采用焊接,直径小于16mm的钢筋的接头采用电弧搭接焊,焊缝长不小于5d,直径大于16mm的钢筋的接头以闪光接触对焊为主。
钢筋接头在接头区段内错开布置,两接头间距不小于1.3倍的搭接长度;不管采用何种焊接,在同一根钢筋上不得集中配置焊接接头。
③.钢筋必须按照设计规格、数量及尺寸加工,计算好单根钢筋长度后下料,钢筋在工作台上按设计尺寸放样,机械加工,从一端向另一端弯扎,注意起弯点的位置,先试弯扎一根钢筋,找出规律后再成批加工。
④.钢筋的安装与模板支立配合进行,底板模板支立好后,安装绑扎底板和边墙钢筋,先安装下排主筋,再安装弯起筋,后安装上排钢筋,最后安装通长分布筋。
⑵.模板及支撑内骨架
①.箱身预制模型的外模采用组合钢模板,内模采用大块模板,端模采用内衬铁皮的木模板,模板间采用螺栓或扣件连接,橡胶条密封,保证砼内表面整洁优美。
②.模板采用脚手架和长斜撑支撑系统,背后纵横向设置矩型方钢支撑杆件。
模板安装前,要认真进行除锈工作,并涂刷特种脱模剂,脱模剂要涂刷均匀,不得遗漏。
③.模板组装后表面平整,接缝严密不漏浆,线型优美,符合设计尺寸,由于立交桥为斜交,箱身尾部布置为折线型,垂直于顶进方向,技术人员要对模板的偏角、尺寸进行核对,有误时不得灌筑砼。
模板安装通过自检验收合格后,方可进行下一道工序。
④.模板组装后,注意检查接缝处止浆垫是否完好。
所有底楔、拉杆、支撑都要牢固,上紧螺栓。
⑤.箱身预制分部进行,底板一次,边墙及顶板一次,底板砼达到2.5MPa以上后,架立边墙及顶板支撑内骨架。
内骨架采用四管柱组合拼装,底部设置砂箱基础,顶部安装帽梁,其上安装顶板模板;内骨架考虑2cm的沉降量,中心设置3cm拱度,以确保框架净空要求。
⑥.砼强度达到2.5MPa以上时拆除模板,保证箱身表面与棱角不致损坏,并加快模板的周转使用。
先松掉各种联结螺栓和扣件,放松支撑结构,高处的模板用溜绳放至地面,防止摔坏模板,严禁使用锤击或沿砼表面撬动模板,防止损坏模板和破坏砼表面美观;拆除的模板要仔细进行检查,清除表面的水泥浆,整形后循环使用。
⑶.砼浇筑
①.砼集中在拌和站拌制,泵送灌筑。
在拌制过程中,注意砼稠度,严格控制水灰比,倘若不符合规定,应立即查明原因,予以纠正。
箱身内钢筋稠密,空间较小,砼骨料要选择适当的粒径,采用粒径0.5~2.0mm的级配碎石,保证灌筑时砼不发生离析。
②.箱身砼分为底板、边墙及顶板两部分浇筑,第一次浇筑至底板与边墙倒角上15cm处,第二次完成剩余的箱身砼,两次接缝处设置水平施工缝,严禁设斜面接缝;续灌上层砼前,先凿除下层砼表面的水泥浆和软弱层,用高压水冲洗干净,在全部接触面上铺一层与砼配合比相同而水灰比稍小、厚度为15mm的水泥砂浆;接缝处于重要部位时要增加连接锚固钢筋,以防受力时开裂。
③.砼水平分层浇筑,每层厚度不宜超过0.5m,施工中严格控制砼浇筑时间,每部分一次浇筑完成,不留其它施工缝。
为防止砼离析,底板以上的边墙外模上每隔2m设置一处“天窗”,用于输送砼和振捣。
④.砼浇筑不得任意中断,并应前层砼凝结之前,将次层砼拌合物浇筑捣实完毕。
⑤.底板和边墙采用插入式振捣器,顶板采用平板振捣器,配合30mm棒头的插入式振捣器,当采用直线行列插捣式,振捣间距不得超过振动器作用半径的1.5倍;交错插捣时,不得超过振捣器作用半径的1.75倍。
插入和拔出操作不可速度过快,尽量避免碰撞钢筋、模板和预埋件,在振捣新层砼时,将机头稍插入下层,使各层砼结合为整体。
⑥.严格掌握砼的振捣时间,振捣时间过短,不能达到密实,振捣时间过长,易引起砼的离析现象,一般当砼内不再有气泡冒出,砼不再下沉,表面开始泛浆,砼表面平整即表明砼已密实,停止振捣。
砼灌筑完毕初凝前箱顶人工抹面收光。
⑦.施工中随时注意检查模板、钢筋的位置和稳固情况,发现问题及时处理。
⑧.根据施工进度安排,箱身预制处于冬季,根据砼冬季施工的要求进行灌注、养护施工。
砼内按试验室要求添加抗冻剂,砂石水等原材料适当加热以满足热工需要,适当延长拌和时间,泵送管道采用隔温材料包裹,减少热量的损失;灌筑完毕的砼采用棚布遮盖,棚内砌筑火炉升温。
⑷.防水层
箱身拆模养生2天后,施做箱身两侧及顶面防水层。
边墙涂刷S1.0-T防水层;顶面浇筑排水坡和隔离层细石砼,涂刷TQF-1防水层。
箱顶铸铁泄水管管口加盖铁篦子。
5.线路架空
线路加固是本工程的施工难点,直接影响施工进度以及施工、行车安全,线路采用以纵向架空为主的纵横结合架空施工方案;陇海铁路分离式立交全桥分为两次架空、三次顶进,中孔一次架空、分别顶进,边孔一次架空顶进就位,线路架空期间临时拆除东北环线,顶进结束后恢复;京广铁路分离式立交一次架空、分别顶进。
⑴.线路加固
所有与线路架空和顶进相关且影响行车安全的施工项目,必须在列车慢行(45km/h)或封锁线路的条件下进行作业,同时按《技规》要求设置防护人员和设施,确保铁路行车安全和施工安全。
①.桥位处陇海铁路及京广铁路均为无缝线路,首先进行钢轨温度应力放散,放散范围为立交桥两侧各100m。
线路加固时按照工务段提供的锁定轨温和施工时轨温差值,适当松开放散范围内所有钢轨扣件,慢行条件下放行两趟列车后,测量轨温后紧固扣件锁定钢轨。
②.为减轻架空重量且便于调整枕木间距,将既有线路的砼枕抽换为木枕,抽换枕木范围为立交桥两侧各10m,方正枕木间距为55cm,加装轨距杆及防爬撑。
③.在每股钢轨两侧用三扣轨吊轨加固线路,吊轨与枕木用U型吊轨卡联结。
⑵.架空支点
①.陇海铁路分离式立交中边孔架空范围分别达到51.1m和25.2m,在中孔外侧、铁路两侧的路肩上浇筑挖孔桩作为架空支点,桩长30m,线间搭设枕木支点;京广铁路分离式立交架空范围达到45.2m,在箱身外侧、铁路两侧的路肩上及线间浇筑挖孔桩作为架空支点,桩长22.5m;挖孔桩采用人工开挖,桩口设置砖砌挡碴井帽和出土摇架,每下挖一米浇筑砼防护井圈,桩底安排抽水泵和通风管道;钢筋笼分节加工入孔,设置导管灌筑砼,桩顶搭设枕木剁支点。
②.为减少架空跨度,立交桥中心的路基或已就位箱身上,在横抬梁下搭设临时枕木支点。
⑶.陇海铁路分离式立交中孔架空
①.纵梁及横抬梁工字钢采用我方自备的轨道车运输,要点在陇海正线区间卸料于铁路路基上。
②.架空纵梁采用I100工字钢,每组由16m×3+8m四根工字钢联结而成,人工配合汽车起重机拖拉纵梁就位,陇海线两侧各布置两组,两组纵梁间填充塞木,每隔3m用φ25mm拉杆联结固定,形成组合纵梁,线间布置一组,支点处用道钉钉固于枕木垛上,纵梁内侧与铁路中心线保持1.875m的施工限界;吊轨与纵梁间用顶撑木支撑,便于顶进过程中轨道悬空时保持轨距;工字钢接头要错开,不得布置在同一截面上,所有接头均上满螺栓。
③.拆除东北环线后,横抬梁在陇海线北侧路基上组拼,采用拆装梁拼装和I30工字钢,长12m,其中I30工字钢用于架空范围两侧受力较小的位置。
④.中孔架空横抬梁共计88组,其中I30工字钢27组,[703拆装梁44组,每隔4组抬梁穿入一组[703+[702组合拆装梁,计17组,以加强横抬梁强度。
⑤.横抬梁采用卷扬机牵引穿入枕木档内,用∠75×75角铁和高强套筒螺栓联结于纵梁下缘板上;抬梁与轨底及吊轨间用薄木板隔离,防止发生轨道电路短路事故,影响行车安全。
陇海铁路分离式立交中孔架空示意图(附后)
架空构件联结示意图(附后)
⑷.陇海铁路分离式立交边孔架空
①.中孔顶进就位后,其架空设备转移至边孔,架空时为保证铁路路基稳定,箱身进出口范围路基保持1:
0.5的开挖坡度,防止路基坍塌,在边孔箱身外侧坡顶和就位的中孔箱顶搭设枕木支点,架空纵梁;为减少架空跨度,中孔挖孔桩作为顶进临时枕木支点支撑纵梁。
②.架空纵梁I100工字钢每组由16m×2工字钢联结而成,陇海线两侧各布置两组,线间布置一组。
③.每个边孔架空横抬梁共计43组,其中I30工字钢13组,[703拆装梁22组,每隔4组抬梁穿入一组[703+[702组合拆装梁,计8组,以加强横抬梁强度。
陇海铁路分离式立交边孔架空示意图(附后)
⑸.京广铁路分离式立交线路架空
①.架空纵梁采用I100工字钢,每组由16m×3m工字钢联结而成,铁路两侧及线间各布置两组,纵梁内侧与铁路中心线保持1.875m的施工限界;工字钢接头要错开,不得布置在同一截面上。
②.立交桥与京广线斜交26.3°,挖孔桩支点及横抬梁均按平行于公路方向布置。
架空横抬梁采用I30工字钢和拆装梁,间距55cm,长12m,穿于枕木底,悬空的枕木头下铺垫钢板承托抬梁。
架空横抬梁共计81组,其中I30工字钢20组,[703拆装梁45组,每隔4组抬梁穿入一组[703+[702组合拆装梁,加强横抬梁强度,计16组。
京广铁路分离式立交线路架空示意图(附后)
线路加固及顶进主要材料数量表(附后)
6.框架箱身顶进
⑴.箱身尾部及顶进分配梁受力面放置σ=6mm的防护钢板,安放顶进千斤顶及传力柱。
箱身前端安装钢刃脚。
⑵.陇海铁路分离式立交中孔架空后分别顶进,边孔一次架空,同时顶进,各箱身顶程均为25m。
每个中孔布置10台320t千斤顶和1台50MPa油泵,每个边孔布置8台320t千斤顶和1台50MPa油泵,为防止发生意外,备用2台千斤顶和1台油泵。
⑶.京广铁路分离式立交的箱身顶程为23m,每个箱身布置10台320t千斤顶和1台50MPa油泵,为防止发生意外,备用2台千斤顶和1台油泵。
⑷.传力柱采用钢轨加工制作,每节4.46m,节间设置法兰盘、螺栓连接,为控制顶进时传力柱的位移,每2节间设置[702拆装梁分配梁。
⑸.滑板浇筑成5‰的坡度,采取上坡顶进,每顶镐都要及时进行标高测量,顶进过程中前方保持原状土且欠挖5cm,不能将基底挖松或挖成平坡及反坡,必要时可在底板前换铺片石或碎石及采用快干水泥接长滑板带,以控制箱桥下沉。
顶进前及时清除船头坡下附着土,确保船头坡发挥作用。
⑹.顶进挖土直接影响着人身和线路的安全,要设专人进行防护,机械和人工不能同时作业,及时观察和了解土质变化情况,如发现异常和大体积土体坍塌,要果断采取措施,确保行车和人身安全。
⑺.顶进前方土方开挖每次为0.5m~0.8m,开挖坡度以1:
0.5为宜,尽量少挖勤顶减少抬梁跨度。
对箱涵两侧土方塌方应尽量及时回填夯实,或采用编织袋装土防护,以确保即有线运输行车安全。
⑻.从试顶到顶进结束要设专人认真观察后背,传力桩的情况,保证顶进方向和箱桥轴线一致。
每次开顶,线路负责人一定要观察好线路的方向和水平,特别是夜间顶进时。
顶进过程如果发现顶力异常,要立即停止,发现问题及时解决。
⑼.箱涵顶进要符合既有线顶进桥的有关规定,利用行车间隙顶进,控制好桥涵的标高、方向,确保顶进质量。
每顶一次,中线标高测量一次,及时进行调整和处理。
⑽.每天要不间断地进行降水,确保水位控制在箱涵底下0.5m~1.0m位置,同时雨天禁止顶进,要对开控面进行覆盖处理,防止因土体含水量增大,造成箱身载头。
⑾.箱身顶进就位后即可开挖后背土方,拆除后背,进行引道施工。
7.陇海铁路分离式立交箱身间堵墙砌筑
箱身顶进就位,测量其标高、方向等符合规范要求后,在就位箱身上搭设临时枕木垛支点,架空线路砌筑箱身间浆砌片石堵墙。
堵墙与箱身两端平齐,采用挤浆法分层砌筑。
8.拆除线路架空及桥面系施工
堵墙完成后,回填架空范围的道碴,捣固密实,同时抽出横抬梁,封填道碴至线路稳定状态,陇海铁路分离式立交边孔顶进就位后,恢复东北环线线路,抽换木枕为砼枕,护轮轨范围内抽换为砼桥枕,安装护轮轨及两端梭头,护轮轨采用43kg/m旧轨加工。
砼栏杆基座采用吊模法施工,栏杆在施工场地内加工制作,人工安装。
㈥.施工顺序
1.基坑开挖施工顺序
电力、通讯电缆迁移→施工降水→机械开挖至滑板上平→人工开挖至滑板底→人工开挖排水沟和集水井→人工开挖防滑槽。
2.箱体预制施工顺序(箱体分两次浇筑)
材料复试、砼配合比、钢筋焊接试验→浇筑滑板→做滑板隔离层、润滑层→支立底板模板→安装底板钢筋和边墙立筋→浇筑底板砼→立顶板支撑内骨架→支立边墙模板→支立顶板底模→安装顶板钢筋→支立顶板侧模→检查顶板钢筋、内骨架支立情况→浇筑边墙和顶板砼→箱体砼养生→做防水层。
3.线路架空施工顺序
向分局申请慢行计划→组织有关单位对线路及通讯信号设备进行开挖防护,签订安全协议→接慢行电报后到车站进行慢行登记→设慢行防护→放散钢轨温度应力→抽换枕木→轨道吊轨→工钢纵梁要点卸车安装到位→穿设横抬梁→纵横梁螺栓连接→安装线路防爬支撑和轨距支撑→开始箱桥顶进。
4.后背制作施工顺序
施工测量定位后背位置→挖后背立柱基坑至滑板顶→打插后背工钢立柱立柱→校验钢轨桩立柱方向及垂直度→安装立柱后枕木挡土墙→夯填土方至地面→浇筑C35砼后背顶进分配梁。
5.箱体顶进施工顺序
安装顶进设备→检查线路加固情况符合设计技术要求→检查后背立柱及分配梁符合技术要求→检查调试千斤顶、油泵等顶进设备符合有关技术要求→试顶→检查设备油管路运行情况→向施工人员做施工技术交底→正式顶进(控制挖土坡度)→测量顶进中线和标高→边顶边调整顶进开挖坡度和中线→安拆调整传力杆长度和方向→列车通过时停止顶进→顶进到位。
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