大跨度跨既有铁路33米贝雷梁施工方案.doc

大跨度跨既有铁路33米贝雷梁施工方案

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2020年4月19日
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第一部分 总述
一、工程概况
1、xx大道高架桥工程是连接核心区一环路直达北部新区三环路的机动车高效快速通道，是串联站北物流、客运交通及xx商圈的高效交通系统。该项目是xx重点建设项目。本标段是整个高架桥的一部分，主体工程为一预应力钢筋混凝土连续梁桥。该桥采用三跨连续梁结构跨越成xx 铁路，桥梁中心对应铁路里程为DK1+407.68。桥长123.88米，跨径组成为32.94m+58.0m+32.94m。桥梁宽度由31m渐变为30.5m。
2、工期
合同工期为8个月， 底达通车条件。
二、编制依据
1、《xx大道高架桥铁路桥段施工设计图》、铁道第二勘察设计院《xx大道高架桥工程Ⅷ标段跨铁路段现浇支架施工方案咨询意见》以及现场实际情况、相关纪要。
2、《铁路技术管理规程》、《铁路施工安全技术规程》等铁路法规、规范以及成都铁路局（成铁计函[ ]267号）“关于成都市xx大道上跨成昆铁路设计边界条件的复函”文件。
3、由招标文件明确的国家、各部委颁发的现行设计、施工规范及技术规程。
三、施工总体安排
受铁路限界以及工期要求的影响，本工程跨铁路桥段施工采用贝雷梁架空铁路线，再在贝雷梁上搭设现浇支架浇注梁体进行施工。
施工时，先施工铁路桥两侧的钢筋混凝土临时支墩挖孔桩基础，再施工钢筋混凝土临时支墩墩身及钢筋混凝土横盖梁系统，形成架空铁路的贝雷梁系统的支座，待铁路桥两侧支架形成后，进行贝雷梁的架设，同时进行防电板、防水材料等安全防护措施的施工；最后，施工模板系统，形成完整的现浇体系。
2、跨铁路段施工主要工期计划
根据进度安排，主要工序工期计划为：
xx日（12个工作日）：
临时支墩挖孔桩及明挖基础施工；
xx日（6个工作日）：
临时支墩施工；
xx日（5个工作日）：
临时支墩支架盖梁施工；
xx日（20个工作日）：
贝雷梁拖拉、安装施工；
xx日至xx日：
跨铁路段梁体施工及交验。
xx日至xx日；
跨铁路段支架系统拆除。
四、跨铁路线段施工的安全保证
跨铁路段及靠近铁路段的施工存在着较大的安全隐患，是本工程的控制重点和难点。施工中，只有以下要求或保证措施到位、落实后，才可进行下一步作业。

1、安全保证措施
本工程施工的安全保证关键在于铁路防护系统以及贝雷梁拖拉就位的施工。因该支架以较小距离跨越接触网线，存在较大安全隐患，施工中，严格采用各项安全措施保证施工安全。
（1）接地装置
按《铁路技术管理规程》第144条“在接触网支柱及距离接触网带电范围5000mm范围内的金属结构物必须接地┅”的规定，贝雷梁从开始架设到最后拆除整个施工过程都必须设置接地装置，接地电阻必须小于4Ω，具体要求如下：
a、支墩系统、贝雷梁与接地装置可靠连接。
b、接地线有足够的机械强度，应用电焊联接。
c、接地线有足够埋深，接地体顶端应在地面以下2.8m。
d、接地装置安装完毕后应实测电阻值，并在使用过程中加强检测。
e、为保证接地电阻小于4Ω，在埋设接地体时，坑内放置一些食盐水、木炭等，以降低土壤电阻系数。
（2）防电、防水及防施工杂物措施：
a、贝雷梁支架的底部用防电板封闭。
b、在贝雷梁上下弦杆各铺满木板进行封闭，双层防护，防止物体下落。在木板上再铺设防水材料，使整个区域内无缝隙，不漏水；混凝土用麻袋覆盖，洒水壶洒水养护，防止形成水流，施工过程中，有专人对支架顶部、底部积水进行定向排放，定时用棉纱等吸水材料进行积水处理。

c、在外侧贝雷梁的顺桥向两侧设立钢管栏杆并设置防电板。
d、桥上、站内24小时设立安全防护员。
e、加强操作人员的职业道德、操作技能与安全意识的教育。
2、安全管理体系
为确保施工过程安全可靠，项目部成立由项目部经理亲自挂帅的安全管理小组，将安全责任落实到每一位员工头上，实行逐级负责制和安全生产责任制。
3、安全管理制度
确立了完整的安全管理体系之后，项目部将结合自身实践，组织全体员工深入学习路局、集团公司以及有关安全生产的文件、规章，制定一系列符合实际、行之有效的安全管理制度：
定期组织全体职工和民工进行安全技能培训和安全技能大赛，以提高职工和民工的安全技能素质。
实行班前安全讲话制，并作好记录，进行不定期检查。

组长：项目经理
成员：安全工程师、项目副经理、技术主管
各分组组长：各工班班长
成员：每一位普通员工
安 全 管 理 体 系

驻站联络员、防护员以及其它关键工作环节，员工必须持证上岗。无论是支架施工，还是主梁施工，必须派驻站联络员和防护人
员，与车站保持密切联系，杜绝因施工而影响行车。
建立严格的奖惩制度，责任落实到每一位员工头上，提高全员的安全防护意识。
每一道工序作业必须有充分的安全考虑；每一分部工程在施工前必须安全技术交底；安全隐患大的分部工程，其施工组织方案必须报建设方、监理方以及路局、集团公司审批。在进行跨铁路段施工前，与相关设备管理部门签定安全协议后方可实施该方案，施工中严格执行铁办（ ）133号《关于印发铁路营业线路施工及安全管理办法的通知》文件精神。
根据以上安全管理制度，项目部制定详细的实施细则，让每一个员工都有清晰的认识，使每一道工序都有一个明确的规定，整个工程项目的安全防护工作切切实实地落到实处。

第二部分 施工方法
一、基础施工
为减小跨越铁路的贝雷梁支架跨径，根据实际地形，在铁路桥上游侧涵洞底及路面上设置一排、铁路桥下游侧河道内增设一排钢筋混凝土临时支墩。上游基础施工时，需改移人行道，拆除涵洞盖板两片。
临时支墩基础采用直径1.5m的钢筋混凝土挖孔桩基础，上、下游侧孔桩各6根。
①涵洞盖板拆除与恢复
上游侧挖孔桩施工前，先拆除铁路围墙障碍，并将施工区与人行道打围隔离，之后将支墩位置处的铁路涵洞盖板2片揭开，再进行孔桩开挖。因场地限制，盖板涵拆除采用千斤顶和葫芦牵引进行拆移，先人工凿除顶面50cm厚垫层，同时，在盖板下用枕木堆成两个平台，作为千斤顶操作支点；顶起盖板后，经过简易门架用葫芦将盖板提升、平移至涵洞帽石侧，完成临时拆除。待施工结束后，用葫芦提升、下落至原位置，恢复盖板涵。
②河道排水处理
基础开挖前，先在孔桩间的空隙间埋入φ400排水管，然后将涵洞上游入口用麻袋、粘土回填密实，使水流全部从排水管内流出，满足桩基同时开挖的地表水引流需要。
③降水井施工
铁路桥上、下游河岸上各布置3个降水井，井深32.5米。
④挖孔桩施工

桩基开挖前，先破除桩基位置处的河道浆砌或混凝土铺砌。对于上游侧桩基础，须先清除桩位附近的淤泥。孔内开挖采用人工浅挖快护交替作业，用短柄的铲、镐等工具作业。挖孔过程中要经常检查桩孔的偏差，桩身的净空尺寸是否符合设计要求。
考虑到桩基位置特殊，为保证施工对铁路桥基础和施工安全，护壁采用C30钢筋混凝土护壁，护壁混凝土上口厚25cm，下口15cm，节高度控制在1米以内，距铁路桥基础较近的桩基取0.5m。护壁钢筋采用φ10钢筋，横向钢筋环间距0.15m，竖向筋间距0.2m。浇筑砼时要加强振捣，确保砼与孔壁间联结密实。为满足施工进度及保证施工安全，在护壁混凝土中加早强剂。
护壁模型采用3mm厚钢模板制作，由两个半圆组成，上口直径1.5m，下口直径1.7m，模板内侧设4环加劲肋。。
出渣采用绞车起吊 ，吊桶用软质材料制作，提升到河床面（地面）的弃渣不能随意乱倒，应统一堆放，堆放地点应距井口2.0m以外，之后，再运至河岸（地面）上统一处理。杜绝乱倒。 井孔挖到设计深度后，清理井底，做到无松碴、软土、杂物等。
人工挖孔施工安全注意事项

a) 挖孔时，应注意施工安全，挖孔工人必须配有安全绳、安全帽。提取土渣的吊桶、吊钩、吊绳等工具必须经常检查。
b) 桩孔中应安装分节的钢筋梯， 供施工人员上下。操作人员必须佩带安全帽。
c) 防止井内空气稀薄或存在其它有害气体对工人造成伤害。
d) 井孔中用电灯照明，用36伏安全低压电。因井孔中潮湿，要用防水的橡胶皮电缆和防水灯头。
e) 及时进行砼护壁支护，并确保灌筑砼质量。
④钢筋笼施工
桩身钢筋笼加工制作完毕后，采用吊车辅助进行安装。为了保证钢筋笼的保护层厚度，在钢筋笼的四周每隔2.0m错开焊上一些定位钢筋；为防止在吊装时变形，钢筋笼中间每道加劲箍筋内加十字撑杆；钢筋笼的位置要加以控制，桩孔底以十字线检查，孔口由护桩拉线检查。
对于部分因孔口障碍不便于进行钢筋笼施工的孔桩，采用浇注型钢骨架的形式保证桩基承载力。
⑤桩基混凝土的浇筑
桩身采用C30商品泵送混凝土，都采用经过上游侧的混凝土罐车并接输送泵管的方式进行浇注。
二、钢筋混凝土临时支墩系统
1、墩身
采用钢筋混凝土墩身，墩身直径1.0m，墩高12m～7.2m。
为便于今后支墩盖梁施工，在墩顶位置以下2.1m位置处沿线路
方向预留15×32cm的30工字钢槽孔，作为作为盖梁施工时现浇支架系统的支撑牛腿。
2、盖梁
盖梁起到既连接各支墩，加强墩身整体性，又提供贝雷梁支座的作用。盖梁现浇支架施工时，先在支墩预留孔内插入、固定30工字钢，再在工字钢上架设贝雷梁，贝雷梁上再用30工字钢分配后形成的支撑体系上进行现浇施工。
在盖梁顶中心连线上，预埋一18#工字钢作为贝雷梁支座，改进该处受力。
在梁体全部施工完毕，架空铁路的贝雷梁系统拆除完毕后，钢筋混凝土临时支墩系统采用人工进行拆除。
三、贝雷梁支架系统
贝雷梁采用拖拉的方式进行架设，为保证施工及铁路系统安全，贝雷梁拖拉施工过程中，需作好防护系统。
1、防护系统
①贝雷梁底部防护系统
贝雷梁底部防护系统从下往上依次为：防电板、2cm厚木板。经过该系统的防护，使贝雷梁底与铁路系统实现封闭。防护系统满布整个跨铁路施工区，面积为33m×36m。
防护系统施工时，先在贝雷梁下弦杆顶部固定2cm厚，1.6m长木板，防止施工时物件下落损坏防电板或铁路设施。每个防电板单元宽1.7m，长4米，施工时，事先在防电板和宽5cm、厚3cm、长1.6m的木条中心打眼，眼孔直径为5mm，间距0.3m，排距0.75m。
之后用绝缘绳子（外径3mm尼龙绳）经过孔眼将木条、防电板穿连、缝接固定。每根木条上设置间距0.3m的2个铁丝箍圈，铁丝箍圈上部做成一直径10mm的圆圈。进行贝雷梁拖拉时，在贝雷梁悬臂段（架空铁路涵洞人行道的操作平台上）用1.8米长φ8钢筋穿过同一木条上的铁丝圆圈，使木条连同防电板经过钢筋牢固悬挂在贝雷梁下弦杆上，实现防电板的固定、安装。φ8钢筋固定在贝雷梁下弦杆上。防电板安装时，必须保证连接牢固、可靠，接缝严密，相邻防电板单元接缝宽度为10cm，后一单元接缝搭接在前一单元之上。使贝雷梁与下部铁路系统实现完全封闭。施工前要作好各项准备工作，尽量缩短拖拉时间。
②防护栏杆
为保证今后贝雷梁及底模系统拆除时的安全，在桥面投影外每边3米处设置一防护栏杆。栏杆采用φ48钢管制作，作为上部支架系统操作时的安全防护。栏杆外侧底部30cm高范围内满铺防电板，内侧设置防护安全网。
③贝雷梁顶部防护系统
顶部防护主要是防止积水、物件等下落并意外穿透底部防护系统与接触网系统接触发生事故。顶部防护从下到上依次为：2层塑料防水层，5cm厚木板铺装层。
（2）贝雷梁系统施工
贝雷梁采用加强型，上、下弦都增设加强弦杆。梁高1.7m，净跨33m。现浇箱梁底板范围内按照0.2m宽布置贝雷梁，翼缘范围内按照0.2m宽布置。为加强整体性，相邻两榀梁每个节段处端头用自
制的支撑架进行横向连接。自制支撑架除支撑宽度为0.2m外，高度、螺栓孔位等其它参数同标准支撑架。
铁路桥两侧现浇支架系统形成后，将贝雷梁部件用吊车吊至支架上，在预先架设好的贝雷梁拼装平台上进行贝雷梁的拼装、连接。之后，在支架上按规划好的位置处铺设3根43钢轨，作为以后拖拉的轨道，轨面标高高出限界标高（限界标高515.55m，也为贝雷梁就位后的梁底防电板最低标高，此高度距接触网承力索0.7m）0.2m,并设置7%上坡坡率。为加快拖拉进度，整个桥面设置2个拖拉工作面。
① 在桥面一次性拼接好贝雷梁后可进行拖拉作业。拖拉时，在轨道与梁间布置φ48钢管作为做辊轴，减小拖拉难度。拖拉动力采用两台10t葫芦。拖拉时，将布置间距为0.2m的8片贝雷梁组连接后同时拖拉，并在梁尾端增设配重梁。根据实际地形，在铁路桥上游侧支架上进行贝雷梁拖拉作业，因场地限制，尾端配重贝雷梁长度根据拖拉的进行逐渐接长。梁体到达设计位置后，拆除尾部配重梁。
② 贝雷梁拖拉时，考虑拖拉轨道系统高度及安全限界，梁体底部距轨顶面高为8.0m，卸除轨道系统拖拉就位后，梁体底部距轨顶面为7.8m（规范允许的最小高度为7.6m，此处考虑施工过程中贝雷梁施工误差及梁体变形20cm影响）。在贝雷梁拖拉过程中，经过控制轨道顶标高来避免贝雷梁悬臂时的变形下垂侵入限界，确保梁体拖拉的安全、顺利进行。因贝雷梁距接触网系统太近，桥面最外侧的两榀贝雷梁除底部有防电板防电外，还需在其外侧面满布防电板，
防止事故发生。若因故不能在规定时间内完成拖拉作业，需等下一个停电时间作业的，需将拖拉就位的最外侧贝雷梁外侧面贴好防电板，并作好接地措施。
③ 贝雷梁系统拆除
跨中底模系统拆除后进行贝雷梁拆除。拆除先从外侧梁组起，向桥面中心线逐组进行。内侧贝雷梁组先在盖梁支墩平台上用葫芦横移至翼缘，再经过卷扬机起吊至桥面完成拆除。
四、跨中段模板系统
跨中段因施工空间受限，需对模板系统进行特殊设计。从设计箱梁底向下依次为：1.2cm竹胶板； 5cm厚横向分配方木（间距10cm）；15cm厚纵向分配方木（间距60cm）；碗扣支撑件（30～112cm）；5cm厚木板铺装。对于空间小于20cm地段，用方木或木板作为支撑件。经计算跨中设计箱梁底与贝雷梁顶面距离为113cm；上游侧贝雷梁端头处与贝雷梁顶面距离为31cm；下游侧贝雷梁端头处与贝雷梁顶面距离为74cm。
受施工空间限制，底模系统拆除操作难度较大，采取人工拖拉方式拖至翼缘侧贝雷梁平台上，再经过安装在桥面的卷扬机系统吊至桥面，完成拆除。

附：
计算单
一、高程计算
1、 限界标高计算
按接触网系统带电部分（承力索）距轨顶面7.1m、轨顶面高程507.75m、建筑物距承力索最小安全距离0.5m计算，再考虑拖拉就位后施工过程中贝雷梁总变形20cm（理论总变形值13.9cm），施工误差10cm，则贝雷梁底部木板底（防电板）高程为：
507.75+7.1+0.5+0.1+0.2=515.65m
支架系统不得低于此限界高程。
2、铁路桥下游侧线路中心贝雷梁端头对应里程为K0+606.8，该处箱梁距中跨15.14m。
①梁高为：H=320-(170-2.184×15142×0.00001)cm=2.0m。
②考虑桥梁纵坡0.7%、横坡1.5%:
0.7%×15.14-1.5%×11.65=-0.07m
③箱梁底部高程计算
520.406-0.15-0.07-2=518.19m
与限界高程距离为：518.19-515.65=2.54m
2、现浇部分上游侧线路中心钢管支墩对应里程为K0+639.8，该处箱梁距中跨跨中17.86m。
①梁高为：H=320-(170-2.184×17862×0.00001)cm=2.20m。
②考虑桥梁纵坡0.7%、横坡1.5%及模板:
-0.7%×17.86-1.5%×11.65=-0.3m
③箱梁底部高程计算
520.406-0.15-0.3-2.20=517.76m
与限界高程距离为：517.76-515.65=2.11m
3、贝雷梁支架施工空间计算
（1）从设计箱梁底支架系统依次为：
底模板：1.2cm厚竹胶板；
横向分配方木：5cm厚；

纵向分配方木：15cm高；
碗扣件支撑高度：30cm～112cm)高；
贝雷梁上铺装层：5cm厚（木板、防水板）
贝雷梁（加强型）：170cm高；
贝雷梁下铺装层：5cm厚（防水板、木板、防电板）
（2）跨中处高度
计算得该处设计箱梁底与贝雷梁顶面距离为113cm。
（3）上游侧贝雷梁端头处
计算得该处设计箱梁底与贝雷梁顶面距离为31cm。
（4）下游侧贝雷梁端头处
计算得该处设计箱梁底与贝雷梁顶面距离为74cm。
二、荷载计算
q1:施工荷载2.5kN/m2。
q2:振捣冲击荷载2.0kN/m2。
q3、竹胶板自重0.12kN//m2。
q4、5cm方木0.1kN/m2。
间距0.2m 0.05×0.05×8/0.2=0.1 kN/m2
q5、15cm方木0.3 kN/m2。
间距0.6m 0.15×0.15×8/0.6=0.3 kN/m2
q6、碗扣件0.3 kN/m2。
平均高60cm，间排距60cm （2.82×4/0.6+4×2.82)=0.3kN/m2
q7、贝雷梁自重：
排距0.2m，自重1.43kN/m。 1.43/0.2=7.2kN/m2
q8、梁体自重：
底板宽度范围内平均厚度混凝土0.83m，悬臂板范围内平均厚度0.4m。按0.83m计算。 0.83×26=21.58 kN/m2
总荷载：q=∑qi=2.5+2+0.1+0.3+0.3+7.2+21.58=34.56 kN/m2
三、贝雷梁计算
对于单榀加强型贝雷梁，梁高1.7m，宽约18cm，查资料得：[Mmax]=1687.5kN.m。混凝土密度取26kN/m3，计算跨径L取33m则：

当加强型贝雷梁布置间距取D=0.2m时,单榀梁承受荷载为：
1、 受载计算：
Mmax=ql2/8=6.9×332/8kN.m=939.0kN.m<[Mmax]=1687.5kN.m
满足要求。
2、 变形检算：
忽略q1、q2对支架的刚度影响时，等效均布荷载q=30.06×0.2kN/m=6.0kN/m
(1) 、最大弹性变形：
f=(5×6×330004)/(384×2.1×105×5.772×109)=76.5mm<L/400=8.3cm，满足刚度要求。
（2）、非弹性挠度
根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》，对于国产新贝雷桁架，n表示贝雷梁节数时，f=0.05(n2-1)cm=0.05×(121-1)cm=6cm
贝雷梁最大总挠度F=7.7+6=13.7cm。