提梁機(jī)彈性軌道基礎(chǔ)施工技術(shù)

1、提梁機(jī)彈性軌道基礎(chǔ)施工技術(shù)1、工程概況 新建九江至南昌城際鐵路位于江西省境內(nèi)，自廬山站（ 含）引入，途經(jīng)九江縣、德安縣、共青城、永修縣、新建縣，在南昌 北與京九線接軌，經(jīng)京九線引入南昌。 CJQ-1 標(biāo)段起訖里程為DK17+326.8DK72+776.72（含武九聯(lián)絡(luò)線），正線長(zhǎng)度55.451km。 根據(jù)局工程任務(wù)劃分，九江梁場(chǎng)承擔(dān)DK17+326.8DK50+859.283 段358孔箱梁制、運(yùn)、架及橋面系的施工任務(wù)，其中 32m雙線箱 梁336孔，24m雙線箱梁22孔。九江梁場(chǎng)起移、 存放梁體采用原合武梁場(chǎng)提梁機(jī)設(shè)備， 整個(gè) 梁場(chǎng)采用縱列式布置。 提梁機(jī)基礎(chǔ)東西各一道， 中心跨度為 31m

2、， 每道768m其中填方區(qū)468m挖方區(qū)南北總長(zhǎng)300m2、施工方案2.1 、結(jié)構(gòu)形式提梁機(jī)軌道基礎(chǔ)采用柔性結(jié)構(gòu)， 通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算， 填方區(qū)采用U形道碴槽板柔性基礎(chǔ)與 CFG樁基礎(chǔ)相結(jié)合的組合形式，挖方區(qū) 采用單獨(dú)的U形道碴槽板柔性基礎(chǔ)。道碴槽板柔性基礎(chǔ)外形尺寸為 360cmX 200cm板厚30cm, 采用C30砼現(xiàn)澆，每6米設(shè)置一道沉降縫。槽內(nèi)鋪設(shè)級(jí)配碎石， 級(jí)配碎石上部為枕木，尺寸為 25cmX 25cmX 220cm,枕木間距為 50cm,枕木頂面高出道碴槽板頂面為 15cm油枕之上鋪設(shè)兩道P50 鋼軌，間距為 150cm。填方區(qū)的道碴槽板基礎(chǔ)底部設(shè)置雙排CFG樁砼強(qiáng)度為C20,樁徑為0

3、.5m，最大樁長(zhǎng)為13m樁間距縱向?yàn)?m橫向間距為3m CFG樁與道碴槽板采用鉸結(jié)形式。2.2、基礎(chǔ)施工2.2.1 、基礎(chǔ)槽開(kāi)挖場(chǎng)地開(kāi)挖整平至設(shè)計(jì)高程后， 由工程部對(duì)提梁機(jī)基礎(chǔ)軌道中 線放樣后，首先開(kāi)挖提梁機(jī)基礎(chǔ)基槽?；A(chǔ)采用挖掘機(jī)開(kāi)挖，施 工時(shí)注意做好防水、排水工作，避免基坑浸水，基礎(chǔ)每隔 30 米 設(shè)置一道橫向排水溝。2.2.2、填方區(qū)CFG樁施工填方區(qū)基槽開(kāi)挖好后，開(kāi)始CFG樁的施工，機(jī)械設(shè)備選用一臺(tái)CFG18型 CFG樁機(jī)一臺(tái)。CFG樁樁徑為0.5m，最大樁長(zhǎng)為13m 樁間距縱向?yàn)?m,橫向間距為3m施工流程圖為：放樣布點(diǎn)-CFG 樁機(jī)就位定點(diǎn)對(duì)中f振動(dòng)成孔至設(shè)計(jì)深度f(wàn)灌注首罐C20素

4、砼-邊提鉆邊灌注-灌注至設(shè)計(jì)高度。CFG樁施工7天后，由試驗(yàn)室對(duì) CFG樁施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)， 檢驗(yàn)項(xiàng)目為砼 7 天強(qiáng)度與斷樁與否。檢驗(yàn)不合格處進(jìn)行局部 CFG 樁補(bǔ)強(qiáng)。2.2.3 、道碴槽板施工挖方段基槽開(kāi)挖好后或填方段 CFG樁施工好后，則可進(jìn)行道碴槽板的施工。施工工藝流程為：整平f振動(dòng)碾壓f道碴槽板底板砼澆注f道碴槽板側(cè)板砼澆注f兩側(cè)回填土。振動(dòng)碾壓采用1臺(tái)12噸壓路機(jī)進(jìn)行施工。道碴槽板砼強(qiáng)度為C3Q為排放道碴槽內(nèi)積水，道碴槽施工時(shí)，在填方地段每隔20m在道碴槽板底部 設(shè)置一道排水管，排水管采用內(nèi)徑10cm的PVCt，進(jìn)水口端用雙層土工布進(jìn)行包裹，排水示意圖見(jiàn)圖 2.2.3-1 。圖 2.

5、2.3-1 ：道碴槽板排水示意圖2.2.4 、軌道鋪設(shè) 道碴槽板施工好后，開(kāi)始填鋪道碴，安裝枕木，鋪設(shè)軌道。道碴采用5-32mm級(jí)配碎石，枕木采用 25cm*25cm*220cm鋼軌 為P50鋼軌。3、施工注意事項(xiàng)提梁機(jī)軌道基礎(chǔ)施工時(shí)，需注意如下事項(xiàng)：1 ）、填方區(qū)，填土必須分層填筑分層壓實(shí)，填筑厚度不得超過(guò)40cm壓實(shí)度需達(dá)到95%2）、基槽開(kāi)挖時(shí)，需注意防、排水。3）、CFG樁施工后，需進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行道 碴槽板的施工。4）、道碴槽板施工前，需進(jìn)行一次整平壓實(shí)。5） 、鋼軌鋪設(shè)后，采用提梁機(jī)空載行走2 遍，然后對(duì)軌道 高度進(jìn)行再次調(diào)平。1.4 、提梁機(jī)軌道設(shè)計(jì)1.4.1、不設(shè)C

6、FG樁情況下的道碴槽板基礎(chǔ)受力分析1.4.1.1 基底附加應(yīng)力因鋼軌為柔性結(jié)構(gòu)， 縱向傳力剛度小， 提梁機(jī)支腿主軸荷載 通過(guò)鋼軌傳遞至荷載下部枕木， 再通過(guò)道碴傳遞至道碴槽板， 至 道碴槽板荷載由集中力經(jīng)擴(kuò)散已接近均布荷載。 為簡(jiǎn)化計(jì)算， 對(duì) 道碴槽板分析時(shí)，按均布荷載進(jìn)行分析，集中力按 45 度擴(kuò)散角 進(jìn)行擴(kuò)散，則均布荷載長(zhǎng)度為：L= 6X 0.5+1.65 X 2=6.3m,取6m 應(yīng)力擴(kuò)散示意見(jiàn)圖 1.4.1.1-1 。圖 1.4.1.1 1: 荷載傳遞分布圖（單位 :m）主軸集中力P主軸=531kN,經(jīng)擴(kuò)散后，其均布荷載為q=4P/L=4X 531/6=354kN/m;鋼軌自重 :1k

7、N/m ;道碴橫截面為 5.5m2，其自重：5.5 X 1.5 X 10=82.5kN/m；道碴槽板橫截面為 2.1m2,其自重：2.1 X 2.5 X 10=52.5kN/m； 則基底應(yīng)力為：（r=（ 354+1+82.5+52.5 ） /3.6=136.1kN/m2圖 1.4.1.3 2：鋼軌支點(diǎn)強(qiáng)制位移（單位：mm）1.4.1.3 3：鋼軌強(qiáng)制位移下產(chǎn)生的應(yīng)力（單位：MPa）1.4.2、CFG樁彈性支承下的道碴槽板基礎(chǔ)受力分析1.4.2.1 道碴槽板基礎(chǔ)受力分析1.4.2.1.1 道碴槽板基礎(chǔ)縱向受力分析為減小鋼軌彈性變形，需在道碴槽板下設(shè)置CFG樁。根據(jù)承載力要求與變形要求，道碴槽板下

8、CFG樁。CFG樁縱向按2m的間距布設(shè)，橫向間距為 3m。道碴槽板橫截面見(jiàn)圖142.1 -1 。1.4.2.1-1 ：提梁機(jī)軌道基礎(chǔ)橫斷面圖（單位： m） 地基梁按彈性鉸接支承支承彈性地基梁道碴槽板，采用Midas進(jìn)行整體分析，分析結(jié)果為：CFG樁最大支承反力為1005kN,單根CFG樁支承反力為503kN;在提梁機(jī)提梁負(fù)荷最大 輪壓作用下，CFG樁最大彈性變形為1.3mm，道碴槽板縱向最大 彈性變形為1.3mm，最大彎矩為857kN.m。1.4.2.1.2 道碴槽板基礎(chǔ)橫向受力分析道碴槽板橫向受力析時(shí)，以中部?jī)蓹M向CFG樁中心線為對(duì)稱 線在縱向截取2m寬度，作為分析模型的橫向?qū)挾?，并不?jì)兩側(cè)

9、 豎肋的作用，按簡(jiǎn)支梁型進(jìn)行橫向受力分析，即受力模型長(zhǎng)為 3.6m，寬為2m,厚0.3m，支承中心間距為3n。作用于分析對(duì)象 上的橫向均布荷載 （上部提梁機(jī)最大活載及軌道、 道碴自重荷載 形成的均布荷載）為 q=（354+82.5+1+52.5）*2/3.6=272.2kN.m。按CFG樁彈性支承地基梁的受力模型，采用Midas進(jìn)行分析，分析結(jié)果為：中部最大沉降為1mm最大彎矩為119kN.m。1.4.2.2 CFG 樁承載力驗(yàn)算根據(jù)CFG樁對(duì)道碴槽板的彈性支撐分析，可知單根CFG樁樁 頂最大反力為503kN。樁底反力P為樁頂反力與CFG樁自重之和：P=503+ 0.196 x 13X 2.4

10、 X 10=564.2kPa按摩擦樁估算CFG樁基承載力，允許承載力按下式確定:P= (U 藝 I t P+A” R)/2。其中，U-樁身周長(zhǎng)；I- 樁在沖刷線以下的有效長(zhǎng)度 ;T P-樁壁土的平均極限磨力；A-樁底面積；(T R-樁尖處土的極限承載力。取地質(zhì)勘探報(bào)告地基較軟弱處位置計(jì)算 , 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 1.4.2.2-1:表142.2-1:中部CFG樁基承載力計(jì)算樁徑(m) 0.5 樁端截面積(m2) 0.196 樁身周長(zhǎng)(m) 1.571備注土層 層厚 (m) 地質(zhì)勘察報(bào)告樁極限側(cè)阻力取值 (KPa) 地質(zhì)勘察報(bào)告樁極限端阻力取值 (KPa) Ii t P(1) 回填粉質(zhì)粘土 2.7 8

11、0 216硬塑粘土(2) 粉質(zhì)黏土 2.1 80 168 硬塑粘土(3) 粉質(zhì)黏土 7.9 50 395 軟塑粘土(4) 粉砂質(zhì)泥巖 0.3 130 1027 39 強(qiáng)風(fēng)化.U 刀 li t P 1284.3樁極限端阻取值 (KPa) 1027 樁端阻力 (KN) 201.3取設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為13m,則單樁豎向承載力特征值P=(Uli t P+A” R)/2 742.8承載力允許值為742.8KN564.2KN,滿足要求！1.4.2.3 CFG 樁沉降量因CFG樁樁底處為強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，泥巖壓縮性極小，可不進(jìn)行CFG樁沉降量計(jì)算。CFG樁在上部荷載作用產(chǎn)生的最大彈性 變形為1.3mm，滿足施工要求。1.4.3 、道碴槽板配筋采用MIDAS/civil中的“ RC BeamDesign”功能，配筋計(jì)算 結(jié)果見(jiàn)圖 1.4.3-1TOP(基礎(chǔ)上部)：At=8444mm2BOT (基礎(chǔ)下部)：Ab=8444mm2根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)關(guān)于“受彎 縱向鋼筋的最小配筋率”的要求，縱向受拉鋼筋最小配筋率為0.45ftd/fsd=0.45 X 1.43/300=0 .21%,且不小于 0.2%。鋼筋最小 配筋面積為 Amin=4540X 1270X 0.21/10