跨丰沙铁路斜拉转体桥既有线施工安全防护方案

1、跨丰沙铁路斜拉转体桥既有线施工安全防护方案中铁六局集团有限公司与 中铁大桥局股份有限公司联合体 2007年11月1日 一、工程概况 本桥是北京市六环路（良乡寨口段）工程的一部分，位于六环路的西环，上跨丰沙铁路。六环路与丰沙铁路相交处铁路里程为K18+027，公路里程为K28+405，相交角度38度。现况丰沙铁路为2股线，电气化铁路；规划不增线。丰沙铁路路基高于现况地面10m，铁路路基基顶宽14.6m，路基基底总宽44.5m，路基坡度1：1.5。铁路路堤斜交宽度约75m。桥梁覆盖了编号为030-033组接触网支柱，与028-029、034-035两组接触网支柱相邻。由于施工完成后032-033组

2、接触网支柱位于桥梁下方，030-031组支柱距桥梁边缘1.57m，需要对这几组接触网支柱进行改造，移出桥梁范围。与转体部分梁体预制相冲突的供电线及铁塔(编号:35KV城坨012)、地下的通信与信号电缆及其它与施工相冲突的管线需要拆迁或改造。本桥为56m+100m+70m+37m四跨连续子母塔单索面的预应力混凝土斜拉桥，主塔采用塔、梁、墩固结体系，索塔高度与中跨跨长之比为0.33，主梁主跨的跨高比为1/33；子塔采用塔、梁固结体系，索塔高度与中跨跨长之比为0.19。主梁采用单箱三室大悬臂箱梁预应力混凝土结构，顶板宽30.26m、底板宽12.0m、线路中心线处梁高3.0m。主墩（3号墩）采用圆形沉

3、井基础，分四节，每节高5m，总高20m；采用边距为612.0m的六角形花瓶式桥墩，墩高21.5m，墩顶2.5m范围内布置转体系统，转体完成后与主梁固结，形成塔梁墩固结的斜拉桥体系。2号墩采用圆形沉井基础，分三节，每节高5m，总高15m ；采用边距为3.87.6m的六角形花瓶式桥墩，墩高20.9m，墩顶6m范围内边距3.8采用半径10.111m圆曲线渐变为7.6m。墩顶沿径向设置2个40000kN纵向活动抗震盆式橡胶支座，支座间距为3.8m，为了减小恒载下支座的不均匀受力，桥墩向曲线外侧偏移0.21m。4号墩采用圆形沉井基础，分二节，每节高5m，总高10m；采用边距为3.87.6m的六角形花瓶式

4、桥墩，墩高21.5m，墩顶6m范围内边距3.8采用半径10.111m圆曲线渐变为7.6m。墩顶沿径向设置1个17500kN纵向活动和1个17500kN多向活动抗震盆式橡胶支座，支座间距为4.6m，为了减小恒载下支座的不均匀受力，桥墩向曲线外侧偏移0.2m。1、5号墩墩身为钢筋混凝土结构，墩高分别为18.87m、18.54m，截面2.51.5m的切角矩形截面，采用C40混凝土；均采用2个7.56.02.5m(横桥向顺桥向厚度)矩形承台和12根直径1.0m长27m的钻孔桩；盖梁为预应力混凝土结构，盖梁高2.2m，预应力筋为极限强度1860MPa高强低松弛钢绞线，锚具分别为M15-9、M15-19、

5、M15-12夹片锚，锚下控制应力为1339.2MPa。全桥位于缓和曲线（A=533.854）+圆曲线（半径为950m）及纵坡（2.038%）+竖曲线（半径为7000m）+纵坡（-2.174%）的曲线上，线形比较复杂。本桥采用墩上转体的施工方案，转体结构采用环道与中心支撑相结合的转盘结构。转动体系由球铰、下转盘、下环道与塔、梁、索组成的斜拉桥组成。转体箱梁长度182m， 2#墩方向主梁悬臂长92m，4#墩侧转体段梁长90m，为了将曲线箱梁的重心尽量调整到箱梁中线处，在转体箱梁曲线内侧翼缘板设一段长125m，宽3.13m的后浇段。二、沉井施工铁路边坡防护方案 本桥2#、3#沉井边离既有线铁路路堤较

6、近，距离分别为0.61m和1.69m。施工前需对铁路路堤进行防护以保证铁路正常运营。施工时采用在沉井施工区域沿铁路路堤边缘插打钢管桩的方法对铁路路堤进行防护，再加上沉井井壁抵抗土压力，在施工时对铁路路堤具有双重保护，更有利于保障路堤的安全。（一）施工准备 （1）钢管桩制作 根据设计院提供的桥位地质情况，地表土层厚约46m，土层下为厚约50m的卵石层。经比较，选用直径325mm、厚度8mm、长度10m的钢管桩。钢管桩上端开口，下端为闭口桩尖并采用外套桩靴，桩靴为四椎体结构，采用16Mn钢制作，壁厚10mm，高400mm，紧套在钢管桩的下口上并四周焊接（或采用钢箍进行固定）。由于桩顶承受巨大的振击

7、力量，为防止桩的径向失稳，在桩管外圈顶端部加焊一条宽为300mm、厚为10mm的扁钢加强箍。 考虑到施工场地紧及工期短的特点，钢管桩的制作由专业厂家完成，钢管桩的制作必须按设计要求及规范标准进行，钢管制作完成后运往施工现场。 （2）钢管桩的运输及堆放 钢管桩可由运输车运至现场，在运输过程中应防止桩管的来回滚动碰撞，避免由此而造成桩端、桩体损坏或弯曲。钢管桩的堆放场地应平整、坚实、排水畅通，场地承载力能满足堆放钢管桩荷载的要求，不会因桩体荷载而产生地基下沉，影响桩身平直。且管桩的堆放高度不宜超过5层，每层应用方木支垫，支垫位置为距桩端2m处，桩两侧用木锲塞住，防止滚动。由于本桥防护所用的钢管桩长

8、度不大，相对刚度较高，地基经硬化处理后承载力可满足钢管桩的堆放要求。 （3）打桩设备选择及其性能 为确保施工速度，采用2台打桩机同时进行打桩工作，同时考虑到设备的工作效率、设备移动的灵活性以及对环境的影响，桩锤选用DZ90电动振动锤，打桩架采用与振动锤相配套的DJB60型打桩架。 （4）施工场地清理平整插打钢管桩前，应清除现场妨碍施工的高空和地下障碍物，如施工区域内的电杆、跨越施工区的高压线、旧建筑的基础及地下线缆等，确保插打钢管桩的顺利施工。在桩架进场前，必须对整个作业区进行场地平整，对打桩架支撑部位换用碎石填铺30cm并进行压实处理，以保证桩架作业时所需的地基承载力，确保作业时管桩的垂直。

9、（二）插打钢管桩施工根据坐标控制点定出钢管桩的施工位置，由于铁路运营的荷载较大，钢管桩桩边距定为40cm，距2#、3#沉井边缘分别为0.61m和1.69m，插打顺序为先中间后两侧，具体施工步骤如下： （1）打桩机就位 准确移动打桩架至桩位处，并使其导杆正对桩中心，同时调节导杆的垂直度，待所有项目调节完毕后可固定打桩架撑脚。同时为明确管桩的下沉深度，可在桩架上、导杆上或直接在桩管上设置深度标尺，以便在施工中进行观测。 （2）钢管起吊安装 采用汽车吊以一点绑扎法进行钢管桩的起吊，待吊到桩位进行插桩，将钢管桩对准事先用石灰划出的样桩位置，并对桩身进行垂直度、水平方向的调整，做到桩身正、桩身直。然后放

10、松卷扬机钢丝绳，利用桩机和桩管自重把桩靴竖直压入土中。 （3）振击沉桩开动振动锤，同时放松滑轮，使桩管逐渐下沉，并开动加压卷扬机，通过加压钢丝绳对钢管加压，采用低频率对桩进行振击，在两台经纬仪的校核下使桩保持垂直，在无异常时即可正式沉桩，在开始振击频率小，当桩入土一定深度且稳定后，即可加大振击频率沉桩，但不得过大，避免桩头部位的变形破坏。打桩时，由开始振击沉桩至最后桩达到设计标高通常一次完成，以免因土体再次塑化导致沉桩困难，若因故中途停止，再恢复打设时，至少须先打入30cm深度后，才可恢复贯入量纪录。打桩时，应随时注意桩身的垂直情况，一旦发现发生倾斜现象应立即采取措施对桩进行扶正，在振击沉桩中

11、同时必须注意以下几点： 根据土层的地质分层情况应及时调整振动频率； 桩锤启动前电压应比额定电压高10%15%； 沉桩时必须有效控制沉桩速度，以防电流过大引起耐振电动机损坏。 （4）贯入度控制采用振击法的管桩深度一般以贯入度为主，设计持力层标高为辅，但由于本方案桩端采用桩靴装置，采用贯入度难以控制，因此本桥的钢管防护桩应以标高控制为主。按照图纸设计要求，钢管防护桩的沉入深度为10m，待钢管桩沉至10m处已处于持力层，可停止振击。打桩机移动位置进行下一个桩的插打工作。 钢管桩的允许偏差：垂直度1/100 桩长；桩位1/10桩直径。 （5）钢管桩混凝土灌注待钢管桩捶打至设计高程后，即可进行混凝土的灌

12、注工作，混凝土等级为C15，坍落度控制在1822cm，混凝土的灌注采用搅拌车直接进行灌注。（三）钢管桩插打施工安全防护 （1）打桩前，应对邻近施工范围内的原有建筑物、地下管线等进行检查，对有影响的工程，应采取有效的加固防护措施或隔震措施，施工时加强观测，以确保施工安全。 （2）打桩机行走道路必须平整、坚实，必要时须经压路机碾压密实，场地四周应挖排水沟以利排水，确保移动桩机时的安全。 （3）打桩前应先全面检查机械各个部件及润滑情况，钢丝绳是否完好，发现问题及时解决；检查后要进行试运转，严禁带病作业。打桩设备应由专人操作，并经查检查机架部分有无脱焊何螺栓松动，注意机械的运转情况，加强机械的维护和保

13、养，保证机械的正常使用。 （4）打桩机架安设应铺垫平稳、牢固，起吊钢管桩时要防止桩头冲击桩架，撞坏桩身，吊立后要加强检查，发现不安全情况及时处理。在打桩过程中遇有地坪隆起或下陷时，应随时对架机及路轨调平。 （5）现场才作人员要佩戴安全帽，高空检修桩机时要配安全带，并不得向下乱丢物件。有心脏病、高血压病者不能从事打桩作业。 （6）机械司机在打桩操作时要精力集中，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机械的运转情况，发现异常情况立即检查处理，防止机械倾斜、倾倒，桩锤不工作时突然下落等事故发生。 （7）夜间施工应有足够的照明设施；雷雨天、大风、大雾应停止打桩作业。（四）边坡防护施工工艺流程图场地

14、平整钢管桩制作、进场测量放线定桩位桩架进场桩架就位、调整运桩到位起吊、插桩经纬仪校验垂直度水准仪检测打桩至设计标高 灌注钢管内混凝土二、转体箱梁现浇施工铁路边坡防护方案转体部分箱梁现浇施工时，现浇施工采用碗扣式满堂支架，转体箱梁曲线外侧的满堂支架侵入铁路路堤6m，满堂支架由于承受梁体的重力及施工荷载，其底部地基必须有足够的承载力，而铁路护坡为片石护坡，承载力不能满足要求，容易产生滑坡现象，为了确保梁体的安全及铁路路堤安全，必须在梁体支架侵入铁路护坡区域内（转体施工部分支架长度185m）防护。采用台阶式浆砌片石基础对其防护。施工步骤如下： （1）护坡杂物清理由于铁路护坡上树木、杂草较多，因此在施

15、工前有必要对护坡进行清理，沿满堂支架方向清理长度为185m。将清理后的树木、杂草等杂物通过工程运输车运至场外指定地点。铁路护坡上的松散片石也必须进行清理，考虑到该片石可以利用，可暂时将其集中堆放。 （2）护坡台阶挖设及片石砌筑 距坡底6米范围内挖设台阶，台阶截面尺寸为40cm60cm （高宽）三角形状，共挖设10个台阶，台阶挖设好后对其进行夯实，以提高其承载力，夯实完毕后即可在台阶上砌筑片石台阶，片石台阶截面尺寸为90cm140cm(高宽)，底部直接支撑在土台上，片石台阶分4层。 （3）混凝土浇筑在片石砌筑表面浇筑10cm厚的混凝土基础，混凝土采用C15商品混凝土，坍落度控制在50mm70mm

16、，采用平板振动器进行振捣，每10m处设一道2cm宽沉降缝，混凝土浇筑完成后即可进行覆盖养护。（4）铁路护坡复原：箱梁转体施工完成后，对铁路路堤边坡进行复原。清除浆砌片石台阶基础，恢复施工前原貌。三、施工机械高空作业铁路安全防护措施 转体桥箱梁现浇施工过程中，塔吊、汽车吊等施工机械四、箱梁转体施工铁路安全防护方案 本桥跨越丰沙铁路，由于桥下通过的客车、货车密度大，长时间封锁铁道线或频繁干扰铁路运输，将会造成巨大的经济损失，转体施工时应确保铁路运输的安全。我们将采取如下措施：（一）办理铁路要点手续在跨既有线路转体施工时，涉及的部门单位较多，为了确保施工的顺利进行，要注意各部门单位间相互的配合，在转

17、体施工前要向铁路部门办理的铁路要点手续如下：（1）向北京铁路主管部门报送铁路要点施工方案。（2）提前一个月向分局运输处报送铁路要点计划。（3）与相关站、段签订施工安全协议。（4）办理“既有线施工审批表”。（5）办理“既有线施工许可证”，交纳安全保证金。（二）转体施工的安全保证措施（1）本工程认真贯彻执行北京市建设施工现场安全防护标准和在既有线上施工的一切规章制度。对所有在岗人员进行安全教育，认真学习相关操作规程，经项目经理部审定合格者方可持证上岗。所有上岗人员始终贯彻落实“安全第一”的原则。（2）由于转体工程难度大、程序复杂、作业机械多，故要求转体施工前应建立统一的指挥机构，并配备通信联络工具。转体施工中应听从统一指挥，发现问题或隐患应及时报告，并随时处理。（3）跨线转体作业时，必须提前向铁路行车部门进行申请铁路要点封闭线路，批准给点后方可进行作业，转体时还应积极和车站联系，并应派专职防护员进行防护。（4）在转体施工时要设专职防护员，着装、持上岗证，所有在岗人员严格遵守建安工人操作规程。做好下部防护措施，严防上部施工坠落物件危及行人与施工安全。用对讲机随时汇报防护情况。（5）在转体施工中，操作人员精力高度集中，从事本职工作，密切注意转体情况，遇到障碍，立即停工排障。转体位置要准确，梁体支撑要稳固，梁体就位后，马上与相邻梁体联接。（6）所有在岗人员认真落实上级指令，做到有令则行，