三分部无砟轨道施工组织设计.docx
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三分部无砟轨道施工组织设计
沪昆铁路江西段三标三分部
(
CRTSⅡ型板式无砟轨道
实施性施工组织设计
编制:
复核:
审核:
中交股份沪昆客专江西段三标项目经理部三分部
2012年8月28日
1.主要技术标准及相关术语
1.1.主要技术标准
《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》(铁建设[2006]158号)
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)
《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》(TB10754-2010)
《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)暂行技术条件》(科技基[2008]173号)
《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》(科技基[2008]74号)
《客运专线铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件》(科技基[2009]117号)
《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道高强度挤塑板暂行技术条件》(科技基[2009]88号)
《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道滑动层暂行技术条件》(科技基[2009]88号)
《客运专线轨道几何状态测量仪暂行技术条件》(科技基[2008]74号)
《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》(科技基[2005]101号)
《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)
《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设[2010]241)
《铁路工程施工安全技术规范》(TB10401.1-2003)
1.2.相关术语
(1)CRTSⅡ型板式无砟轨道
预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层,铺设在现场浇筑的钢筋混凝土底座板上,底座板和轨道板均为纵向连续结构。
(2)施工段
一个施工段是特大桥上的一段,其长度约为4~5km。
施工段由常规区和常规端刺区以及临时端刺区组成。
(3)常规区
常规区是指在两个常规端刺或临时端刺之间的区域。
常规区再划分为几个混凝土浇筑段。
(4)常规端刺区
常规端刺由摩擦板和永久端刺组成,设置在桥台后面路基中,作用是将底座板产生的应力强制传入地基中。
(5)摩擦板
摩擦板设置在桥台与永久端刺的中间,是将一部分底座板产生的应力传入地基,并有一定的缓冲作用。
(6)永久端刺
永久端刺设于桥台和摩擦板后,在路基中与摩擦板相连。
它是将未通过摩擦板的底座板产生的应力传入地基。
(7)临时端刺
为提供底座张拉所需反力,在每个常规区两端需设置两段底座,长度800m±10m,并依靠这两段底座与桥梁间的摩擦力来提供底座张拉所需反力,因其功能与端刺相仿,且在后续施工中被消除,故称此为临时端刺。
(8)钢筋连接器后浇带(BL1)
两相邻底座混凝土浇筑段之间的空隙(宽度约50cm),其作用是避免由温度变化引起的强制力传入桥墩。
后浇带中设置钢板连接器,用于传递混凝土浇筑段之间的力,称为钢筋连接器后浇带(BL1)。
(9)剪力齿槽后浇带(BL2)
桥梁上临时端刺处为确保其变形不受阻碍而设的空隙(宽度约678cm),主要作用是避免底座与桥梁间通过剪力齿槽进行力的传递,位于底座和桥梁间的固定连接处(齿槽和螺栓连接),称为剪力齿槽后浇带(BL2)。
1.3.编制原则
1.3.1.符合设计、规范要求的原则
熟悉图纸,查阅规范及有关文件,充分了解设计意图,施工方法、组织措施等必须符合设计及规范要求。
1.3.2.经济合理性原则
针对本工程的实际情况,借鉴国内在CRTSⅡ型板式无砟轨道施工方面的成功经验,本着可靠、经济、合理的原则,采用先进装备,合理配备资源,制定适合本项目工程的施工方案,施工过程实施动态管理,从而使工程施工达经济、高效、优质的目的。
1.3.3.专业化与先进性结合的原则
无砟轨道采用专业队伍施工,并对施工人员进行相关专业技术的培训,施工设备本着先进适用的原则,尽量采用先进高效的施工设备。
1.3.4.确保质量、工期性原则
施工工艺、施工方法以及施工组织措施等坚持科学合理、先进适用的原则,确保施工质量和工期目标的实现。
1.3.5.安全、环保原则
坚持“安全第一、预防为主”的方针,采用可靠的安全预防措施,加大安全投入,确保施工生产和人身安全。
重视环境保护、提高环保意识,施工中采取措施,确保环保目标的实现。
2.工程概况
东乡北站至进贤南站无砟轨道施工段里程为DK485+550.00~DK524+350.00,全长38.8Km,包含以下工点:
⑴东乡北站至东乡大桥区间路基(DK485+550.000~DK486+800.460),长1250.460m。
⑵东乡大桥(DK486+800.460~DK487+010.280),长209.820m,6孔简支梁。
⑶东乡大桥至东乡二号特大桥区间路基(DK487+010.280~DK487+287.56),长277.28m。
⑷东乡二号特大桥(DK487+287.56~DK494+542.38),长7254.795m。
205孔简支梁,三联连续梁。
⑸东乡二号特大桥至横源中桥区间路基(DK494+542.38~DK494+801.030),长258.65m。
⑹横源中桥(DK494+801.030~DK494+912.88),长111.58m,3孔简支梁。
⑺横源中桥至横源大桥区间路基(DK494+912.88~DK494+956.75),长43.87m。
⑻横源大桥(DK494+956.75~DK495+110.03),长153.28m,5孔简支梁。
⑼横源大桥至金星水库大桥区间路基(DK495+110.03~DK495+227.09),长117.06m。
⑽金星水库大桥(DK495+227.09m~DK495+683.06),长455.97m,14孔简支梁。
⑾金星水库大桥至高桥一号大桥区间路基(DK495+683.06~DK496+040.44),长357.38m。
⑿高桥一号大桥(DK496+040.44~DK496+512.38),长471.94m,14孔简支梁。
⒀高桥一号大桥至高桥二号大桥区间路基(DK496+512.38~DK496+613.69),长101.31m。
⒁高桥二号大桥(DK496+613.69~DK496+856.25),长242.56m,7孔简支梁。
⒂高桥二号大桥至高桥中桥区间路基(DK496+856.25~DK497+218.50),长362.25m。
⒃高桥中桥(DK497+218.50~DK497+281.47),长62.97m,2孔简支梁。
⒄三山隧道(DK497+281.470~DK497+407.910),长126.44m。
⒅东乡沪昆高速公路立交特大桥(DK497+407.910~DK498+787.830),长1379.920m,35孔简支梁,三联连续梁。
⒆东乡沪昆高速公路立交特大桥至董家一号中桥区间路基(DK498+787.830~DK498+959.515),长171.685m。
⒇董家一号中桥(DK498+959.515~DK499+047.245),长87.730m,3孔简支梁。
(21)董家一号中桥至董家二号中桥区间路基(DK499+047.245~DK499+198.515),长151.270m。
(22)董家二号中桥(DK499+198.515~DK499+277.535),长79.020m,2孔简支梁。
(23)董家二号中桥至董家大桥区间路基(DK499+277.535~DK499+320.785),长43.250m。
(24)董家大桥(DK499+320.785~DK499+465.225),长144.440m,4孔简支梁。
(25)董家大桥至董家三号中桥区间路基(DK499+465.225~DK499+541.825),长76.60m。
(26)董家三号中桥(DK499+541.825~DK499+645.555),长103.730m,3孔简支梁。
(27)董家三号中桥至山里高家大桥区间路基(DK499+645.555~DK499+773.010),长127.455m。
(28)山里高家大桥(DK499+773.010~DK499+982.880),长209.870m,6孔简支梁。
(29)山里高家大桥至衙前特大桥区间路基(DK499+982.880~DK500+245.575),长262.695m。
(30)衙前特大桥(DK500+245.575~DK501+216.345),长970.770m,30孔简支梁。
(31)衙前特大桥至衙前大桥区间路基(DK501+216.345~DK501+276.820),长60.450m。
(32)衙前大桥(DK501+276.820~DK501+445.900),长169.080m,5孔简支梁。
(33)衙前大桥至衙前中桥区间路基(DK501+445.900~DK501+565.520),长119.620m。
(34)衙前中桥(DK501+565.520~DK501+669.200),长103.680m,3孔简支梁。
(35)衙前中桥至新杨大桥区间路基(DK501+669.200~DK501+772.420),长103.220m。
(36)新杨大桥(DK501+772.420~DK501+917.490),长145.070m,5孔简支梁。
(37)新杨大桥至新杨中桥区间路基(DK501+917.490~DK502+094.120),长176.630m。
(38)新杨中桥(DK502+094.120~DK502+205.790),长111.670m,3孔简支梁。
(39)新杨中桥至砂子岭大桥区间路基(DK502+205.790~DK502+386.420),长180.630m。
(40)砂子岭大桥(DK502+386.420~DK502+580.190),长193.770m,6孔简支梁。
(41)砂子岭大至畔上陈家特大桥区间路基(DK502+580.190~DK502+892.620),长312.430m。
(42)畔上陈家特大桥(DK502+892.620~DK504+492.790),长1600.170m,49孔简支梁。
(43)畔上陈家特大桥至山里艾家大桥区间路基(DK504+492.790~DK504+643.665),长150.875m。
(44)山里艾家大桥(DK504+643.665~DK504+788.125),长144.460m,4孔简支梁。
(45)山里艾家大桥至瓦子陂大桥区间路基(DK504+788.125~DK505+036.005),长247.880m。
(46)瓦子陂大桥(DK505+036.005~DK505+245.925),长209.920m,6孔简支梁。
(47)瓦子陂大桥至瓦子陂特大桥区间路基(DK505+245.925~DK505+397.685),长151.760m。
(48)瓦子陂特大桥(DK505+397.685~DK506+369.005),长971.320m,30孔简支梁。
(49)瓦子陂特大桥至下埠特大桥区间路基(DK505+369.005~DK508+655.605),长2286.600m。
(50)下埠特大桥(DK508+655.605~DK510+353.605),长1698.000m,52孔简支梁。
(51)下埠特大桥至下埠大桥区间路基(DK510+353.605~DK510+615.520),长261.915m。
(52)下埠大桥(DK510+615.520~DK510+956.090),长340.570m,10孔简支梁。
(53)下埠大桥至蛇山一号大桥区间路基(DK510+956.090~DK511+268.520),长312.430m。
(54)蛇山一号大桥(DK511+268.520~DK511+412.890),长144.370m,4孔简支梁。
(55)蛇山一号大桥至蛇山二号大桥区间路基(DK511+412.890~DK511+718.520),长305.630m。
(56)蛇山二号大桥(DK511+718.520~DK511+960.990),长242.470m,7孔简支梁。
(57)蛇山二号大桥至蛇山中桥区间路基(DK511+960.990~DK512+111.020),长150.030m。
(58)蛇山中桥(DK512+111.020~DK512+222.690),长116.670m,3孔简支梁。
(59)蛇山中桥至五都特大桥区间路基(DK512+222.690~DK513+690.220),长1467.530m。
(60)五都特大桥(DK513+690.220~DK514+619.390),长929.170m,28孔简支梁。
(61)五都特大桥至双溪特大桥区间路基(DK514+619.390~DK515+341.620),长722.230m。
(62)双溪特大桥(DK515+341.620~DK516+810.680),长1469.060m,45孔简支梁。
(63)双溪特大桥至白圩特大桥区间路基(DK516+810.680~DK517+202.090),长391.410m。
(64)白圩特大桥(DK517+202.090~DK520+673.800),长3471.710m,103孔简支梁,三联连续梁。
(65)白圩特大桥至明河特大桥区间路基(DK20+673.800~DK520+904.710),长230.910m。
(66)明河特大桥(DK20+904.710~DK523+109.240),长2204.530m,67孔简支梁。
(67)明河特大桥至车站路基区间路基(DK23+109.240~DK523+500.000),长390.760m。
(68)车站路基(DK23+500.000~DK525+200.000),长1700.000m。
2.1.桥上无砟轨道结构概况
桥上CRTSⅡ无砟轨道结构由两布一膜滑动层/高强挤塑板、混凝土底座板、水泥乳化沥青砂浆调整层和轨道板四部分组成。
自上而下分为:
20cm厚混凝土轨道板、3cm沥青砂浆垫层、混凝土底座板、“土工布+塑料膜+土工布”滑动层(简称两布一膜)、梁缝处1.45m范围内为5cm厚高强挤塑板。
CRTSⅡ型轨道板标准长度6.45m,板缝5cm,板间用张拉锁纵向连接。
轨道板铺设于桥面上,经精调和灌浆后进行纵向张拉连接成整体。
为了适应底座板连续结构,在桥梁两端路基上设置摩擦板及端刺,以限制底座板中的应力及温度变形,两端刺间底座板纵向跨梁缝连续,在桥梁固定支座上方设置预埋螺纹钢筋和剪力齿槽与梁体固结,形成底座板纵向传力结构。
底座板两侧设置侧向挡块,限制底座板横、竖向位移和翘曲。
水泥乳化沥青砂浆是填充于底座板与轨道板之间的结构层,主要起充填、支撑、承力和传力作用,并可对轨道提供一定的弹韧性,是轨道结构中的重要结构层,水泥乳化沥青砂浆充填层标准厚度为3cm。
底座板与梁面之间设两布一膜滑动层(剪力齿槽部分除外),使底座板与梁面可相对滑动。
台后摩擦板和端刺结构把自桥梁传来的水平力(牵引/制动力、温度力)锚定在路堤里,不致影响其后的轨道结构,并满足端刺纵向位移的要求。
桥上CRTSⅡ型一般构造见图2.1-1、2.1-2。
图2.1-1桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道横断面(超高=0)
图2.1-2桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道横断面(超高=175mm)
2.2.路基上无砟轨道结构概况
路基上无砟轨道根据所处位置不同主要分2种结构形式,即普通路基上、摩擦板上的无砟轨道结构。
2.2.1.普通路基上无砟轨道
此类工况在全线路基中所占比重大,自上而下的无砟轨道结构为:
20cm轨道板,3cm砂浆垫层,30cm砼支承层,路基表层(路基表层,非轨道结构部分)。
在不同轨道结构变化处(如与端刺、道岔接壤处),最后一块轨道板下设置钢筋砼底座代替砼支承层,轨道板与底座间设置锚栓连接。
轨道超高由路基表层解决。
线间采用C25混凝土封闭,厚度不小于100mm,混凝土封闭层纵向每2.5m设置一条伸缩缝,缝宽10mm,深25mm。
伸缩缝及接缝填以热熔性沥青。
线间混凝土封闭层顶面横向设置不小于4%的排水坡。
各部结构布局详见“路基段无砟轨道一般结构示意图”(图2.2-1~图2.2-4)。
图2.2-1直线地段CRTSⅡ型板式无砟轨道横断面
(1)
图2.2-2直线地段CRTSⅡ型板式无砟轨道横断面
(2)
图2.2-3曲线地段CRTSⅡ型板式无砟轨道横断面
(1)
图2.2-4曲线地段CRTSⅡ型板式无砟轨道横断面
(2)
2.2.2.摩擦板上无砟轨道
顶面无覆土、全长大于40m的桥梁结构两端需设置摩擦板及端刺结构。
当桥-桥间路基长度L≥200m时,桥端路基上设置标准摩擦板及端刺结构;当桥-桥间路基长度L<200m(分200m>L≥150m和L<150m两种情况)时,设置桥-桥紧邻地段摩擦板及端刺结构。
我分部区间路基长度均大于200m,故在桥端路基上设置标准摩擦板及端刺结构。
如下图:
图2.2-5标准摩擦板及端刺纵断面
摩擦板宽度一般为9m,厚度为0.4m,长度根据下部结构设计确定;标准大端刺尺寸:
上部结构沿线路纵向厚度为1m,沿线路横向宽度为9m,高度为2.75m;下部结构沿线路纵向为8m,沿线路横向为9m,厚度为1m。
摩擦板、端刺和过渡板混凝土采用C30,钢筋采用HRB500。
摩擦板、端刺、底座及过渡板在交界处全部固结,底座与摩擦板距主端刺约1m时进行锚固处理。
标准大端刺示意图
2.3.轨道主要设计参数
(1)钢轨
采用60kg/m、100m定尺长、非淬火无孔U71Mn(k)新轨。
(2)扣件
采用WJ-8C型弹性不分开式扣件,扣件高度34mm,垫板静刚度为23KN/mm。
(3)预制件
CRTSⅡ型轨道板长度为6450mm,宽度为2550mm,板厚为200mm,先导段由余江轨道板厂供应,采用C55混凝土浇筑。
横向设置60根直径为10mm的预应力筋;纵向通过6根直径为20mm的精轧螺纹钢筋连接成整体。
纵、横向钢筋按设计要求进行绝缘,钢筋间电阻值不小于2MΩ,用500V兆欧表测量绝缘性能。
含扣件每块总重为9.23t。
(4)砂浆垫层
CRTSⅡ型板式轨道的砂浆垫层设计厚度为30mm。
(5)底座板
CRTSⅡ型板式轨道底座板宽2950mm,采用C30钢筋混凝土浇筑,钢筋采用HRB500级,按不绝缘施工。
精度要求:
顶面高程±5mm,中线10mm,宽度0~+15mm,顶面平整度7mm/4m,厚度:
±10%设计厚度。
(6)防水层
防水层采用聚脲喷涂
(7)侧向挡块
侧向挡块采用C35混凝土,HRB335钢筋。
侧向挡块上宽下窄,其中不受底座偏移影响的侧向挡块上宽590mm,下宽400mm;几何尺寸随轨道高度的不同而变化;顶面自轨道板上边缘向线路外侧成2%的排水坡。
(8)滑动层
滑动层由聚丙烯土工布、高密度聚乙烯薄膜、聚丙烯土工布组成,宽2.95m(铺设时按3.05m,多余部分剪去),使用寿命不小于60年,滑动摩擦系数不大于0.35。
(9)硬泡沫塑料板
材质为挤塑聚苯乙烯塑料板,宽2950mm,长度1450mm,厚50mm,使用寿命不小于60年。
(10)限位板
限位板基本结构为两块钢板夹一层橡胶板,结构尺寸650*100*11mm。
与底座板接触的钢板采用厚度不小于2mm的不锈钢,与侧向挡块接触的采用厚度不小于5mm热镀锌钢板(镀锌厚度不小于60μm),橡胶板厚度为11mm。
(11)混凝土的设计与要求
无砟轨道混凝土结构使用寿命不得小于60年,使用环境为T2。
混凝土应采取措施预防碱-骨料反应。
底座板混凝土弹性模量不应大于31000MPa。
3.工程特点、重难点分析及对策
3.1.工程特点
(1)无砟轨道底座板、轨道板施工标准高,精度要求高。
特别是底座板温度、表面平整度控制,轨道板精调。
(2)工序复杂、技术难度大。
特别是底座板连结、临时端刺的施工,轨道板精调、垫层砂浆的浇筑。
(3)工程采用大量新技术、新工艺、新设备、新材料。
必须加强对“四新”技术学习、研究,加强对施工人员的培训和交底。
(4)工期紧、工程量大。
必须大量投入,合理安排组织施工,确保工期目标的实现。
3.2.重难点分析及对策
(1)桥面整修及验收
由于无砟轨道施工对桥面平整度、高程、梁端高差、梁端平整度控制等要求高,桥面整修难度大,工程数量多,投入大,且对桥面防水层及无砟轨道施工影响大,因此桥面整修及验收是工程的重点和难点。
桥面整修紧跟制架梁施工进行,加大投入,提前做好梁面整修和验收,保证在防水层及底座板施工前将桥面验收合格,具备轨道工程施工条件,确保不影响轨道工程施工工期。
(2)底座板张拉连结施工
底座板张拉时温度有严格限制,张拉前要对底座板温度、长度进行测量计算和控制,对张拉时间也有严格的限制,所有类型单元段底座板的连接施工均应在温差较小的24小时内完成,且张拉连结有其特殊的施工顺序和时间要求。
张拉连结工序复杂、要求高、时间空间跨度大,是施工的重点和难点。
认真学习无砟轨道相关标准和设计文件,借鉴国内外无砟轨道施工的新思路、新经验、新技术、新工艺,在充分消化吸收的基础上,形成适合本工程的成熟施工经验。
加强对技术人员及施工人员的技术培训和交底,做好施工组织管理和过程控制,做到一环扣一环有条不紊地进行施工。
(3)轨道板精调施工
轨道板精调采用专用精调系统,技术新颖,设备先进,专业性强,精度要求高,是施工的重点和难点。
加强对精调人员的技术培训和交底,认真学习相关标准及设计文件,借鉴国内外无砟轨道精调施工的先进技术和经验,在施工过程中严格控制,并不断总结,得出适合本工程轨道板精调施工的成熟经验并指导后续施工。
(4)轨道板垫层砂浆施工
垫层CA砂浆施工专业化强,设备先进,对砂浆性能及施工环境温度条件要求高,是施工的重点和难点。
加强对技术管理人员及施工人员的技术交底和培训,配备足够的试验人员,按要求做好砂浆的配合比试验和各项指标的检测工作,确保砂浆性能的稳定性,做好施工组织和协调,保证施工顺利进行,施工质量满足设计及规范要求。
4.总体目标
4.1.质量目标
主体工程质量“零缺陷”,坚持做到“不留遗憾”、“高标准、严要求”,竣工工程验收一次合格率100%。
4.2.安全目标
坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,建立健全安全管理组织机构,完善安全生产保证体系,杜绝较大(及以上)施工安全事故;杜绝较大(及以上)道路交通责任事故;杜绝较大(及以上)火灾事故;控制和减少一般责任事故。
4.3.工期目标
底座板施工开始时间2012年9月20日,计划结束时间2013年8月1日;CRTSⅡ型轨道板铺设开始时间2012年11月20日,计划结束时间2013年11月24日。
4.4.环保目标
施工现场的污水进行净化处理,土地资源节约利用,工程绿化完善美观。
底座板施工做到节能、节材和水保措施落实到位。
努力建成一流的资源节约型、环境友好型高速铁路。
5.施工总体布置
5.1.施工进度指标及计划安排
5.1.1.施工进度指标
按照以前的经验主要生产进度指标如下:
CPⅢ测设1KM/天;防水层256双延米/天;两布一膜160双延米/天;底座板120双延米/天;支承层200双延米/天;轨道板粗铺130双延米/天(40块板);轨道板精调130双延米/天(40块板);灌浆130双延米/天(40块板)。
5.1.2.各施工段进度计划
施工计划时间见下表:
表5.1.2-1东乡大桥施工计划时间表
编号
项目