朝陽站北端龍門吊軌道梁施工方案

長沙市軌道交通5號線一期土建工程二標段第五項目經(jīng)理部朝陽站北端龍門吊軌道梁施工方案編制：復核：審核：中國建筑股份有限公司長沙市軌道交通5號線二標第五項目經(jīng)理部二〇一七年三月朝陽站北端龍門吊軌道梁施工方案目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章編制說明及依據(jù) 朝陽站北端龍門吊軌道梁施工方案第一章編制說明及依據(jù)一、編制說明 在盾構(gòu)施工過程中，水平和垂直運輸是極其重要的部分，為滿足盾構(gòu)施工日常出渣、材料垂直運輸?shù)男枰柙谲囌局黧w結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上布設(shè)門式起重機。為規(guī)范施工過程，保證施工過程的安全文明施工，特編制此方案，為施工提供指導依據(jù)。二、編制依據(jù)(1)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2012；(2)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010；(3)《起重機設(shè)計規(guī)范》GB3811-2008；(4)《起重機械安全規(guī)程》GB6067-2010；(5)《通用門式起重機》GB/T14406-2011；(6)《起重設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB50278-2010；(7)《橋式和門式起重機制造及軌道安裝公差》GB/T10183-2005；(8)《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2013；(9)《起重機設(shè)計規(guī)范》GB3811-2008；(10)《朝陽站主體結(jié)構(gòu)施工圖》；(11)《朝陽站圍護結(jié)構(gòu)施工圖》；(12)《起重機設(shè)計規(guī)范》GB3811-2008；(13)《起重機試驗規(guī)范和程序》GB/T5905-2011；(14)45T門式起重機設(shè)計參數(shù)；第二章工程概況及設(shè)備概況一、工程概況長沙市軌道交通5號線一期工程土建2標第五項目部朝陽站盾構(gòu)工區(qū)共5區(qū)間，分別為【朝陽站～三一大道站】、【三一大道站～萬家麗北路站】、【朝陽站～晚報大道站】、【晚報大道站～馬王堆站】、【蟠龍路站～土橋車輛段站】區(qū)間，區(qū)間隧道均為盾構(gòu)法施工，單線區(qū)間總長4138.106m（含出入段線）。朝陽站車站基坑全長475.3m，南端盾構(gòu)井段基坑寬24.7m，基坑深18.69～18.22m；標準段基坑寬20.7m，基坑深17.31～16.41m；北端盾構(gòu)井基坑寬24.7m，基坑深17.22～17.73m。朝陽站南端為盾構(gòu)始發(fā)井，為滿足盾構(gòu)施工水平和垂直運輸需要，現(xiàn)擬在北端頭盾構(gòu)始發(fā)井口至車站中間范圍內(nèi)布置龍門吊軌道梁。二、龍門吊行走范圍朝陽站為盾構(gòu)始發(fā)場地，在朝陽站北端設(shè)置1臺16T龍門吊，1臺45T龍門吊，進行下料、出渣等垂直運輸工作進行下料、出渣等垂直運輸工作。龍門吊軌道沿車站結(jié)構(gòu)布置，呈南北走向，布置范圍從南端頭始發(fā)井至渣土池延長線以外。單側(cè)軌道長160m，全長320m。門吊軌間距24.2m。圖2.1朝陽站16T、45T龍門吊行走范圍平面圖三、龍門吊設(shè)備概況本工程在朝陽路站北端采用1臺45t門吊負責盾構(gòu)區(qū)間隧道掘進出渣，1臺16t門吊負責盾構(gòu)材料的下井和地面的水平運輸。本方案采用45t門吊的設(shè)備參數(shù)進行軌道梁基礎(chǔ)的驗算，設(shè)備參數(shù)如下表所示：表2.1朝陽站45T龍門吊設(shè)備參數(shù)生產(chǎn)廠家河南省礦山起重機有限公司設(shè)備類型門式起重機設(shè)備型號MG45/16T-27M整機重量131.95t額定起重量45t跨度24.2m整機工作級別A6整機功率188KW最大輪壓353KN第三章龍門吊基礎(chǔ)安裝一、龍門吊軌道梁基礎(chǔ)布置本工程在朝陽站沿車站回填區(qū)域東西兩側(cè)冠梁之上及擴大端設(shè)置龍門吊的軌道基礎(chǔ)，走向為南北走向。龍門吊總跨度24.2m，額定起重量45T/16T，單側(cè)軌道長度為160m，其中擴大端16m范圍的軌道基礎(chǔ)布置在頂板上，其余144m龍門吊軌道梁設(shè)置在冠梁及原地面上，兩部分龍門吊軌道梁布置形式不同，擴大端采用混凝土柱+3拼工字鋼墊高的形式，其余采用鋼筋混凝土形式施作軌道梁基礎(chǔ)。龍門吊軌道采用P43鋼軌進行鋪設(shè)。待主體結(jié)構(gòu)及盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)施工完成后，破除所有的龍門吊軌道梁結(jié)構(gòu)。二、朝陽站北端龍門吊軌道梁基礎(chǔ)設(shè)計布置在擴大端部分的軌道基礎(chǔ)和布置在冠梁及地面的軌道基礎(chǔ)布置形式不同，采用混凝土柱+3拼工字鋼墊高的形式，冠梁外側(cè)采用鋼筋混凝土形式施作軌道梁基礎(chǔ)?，F(xiàn)對朝陽站冠梁外側(cè)部分軌道基礎(chǔ)設(shè)計作出詳細計算。（一）朝陽站軌道梁斷面尺寸設(shè)計根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，軌道梁截面范圍300mm~900mm，綜合考慮軌道梁基礎(chǔ)受力能力，朝陽站擴大端外側(cè)段龍門吊軌道梁基礎(chǔ)斷面驗算尺寸為600mm×300mm的矩形截面。在進行軌道梁施工時，應注意以下方面：（1）軌道梁制作時必須保證梁橫向和縱向的預留壓板螺栓孔位置偏差≤5mm，螺栓孔直徑比螺栓直徑大2～7mm，梁頂面要求平整，但不得抹壓光滑。（2）軌道梁的安裝偏差必須滿足下列要求，否則要調(diào)整好軌道梁后才能用混凝土澆筑。①梁中心位置對設(shè)計定位軸線的偏差≤5mm。②梁頂面標高對設(shè)計標高的偏差+10mm～5mm。③梁上預留螺栓孔及預留螺栓對梁中心的位移偏差≤5mm。（3）澆筑混凝土之前要復核軌道梁安裝是否有偏差，如果有要及時調(diào)整。另根據(jù)軌道梁的實測標高，確定一個合適的混凝土找平層頂面控制標高，然后安裝模板，預埋螺栓絲口處用電工膠布包好，避免澆筑混凝土時絲牙內(nèi)留有混凝土，造成軌道壓板螺栓無法安裝。（二）朝陽站軌道梁受力分析與強度驗算1、輪壓根據(jù)45噸龍門吊參數(shù)，最大輪壓p為353kN2、軌道梁斷面尺寸根據(jù)現(xiàn)場實際情況及軌道梁受力情況，軌道梁截面300mm~900mm之間，選取標準段龍門吊基礎(chǔ)梁尺寸h＝300mm，b＝600mm，鋼筋保護層a＝25mm3、朝陽站軌道梁地基承載力驗算基層為原有萬家麗北路破除瀝青混凝土路面后澆筑的C20混凝土以及圍護結(jié)構(gòu)施工澆筑的C35混凝土冠梁，按公式由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》表5.2.4可得；；；由于軌道基礎(chǔ)設(shè)置于冠梁上，冠梁采用C35鋼筋混凝土澆筑而成，且與地下連續(xù)墻穩(wěn)固連接，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010可查C35混凝土最小抗壓強度為35Mpa式中：——修正后的地基承載力特征值（kPa）；——地基承載力特征值（kPa），按本規(guī)范第5.2.3條的原則確定；、——基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表5.2.4取值；——基礎(chǔ)底面以下土的重度（kN/m3），地下水位以下取浮重度；——基礎(chǔ)底面寬度（m），當基礎(chǔ)底面寬度小于3m時按3m取值，大于6m時按6m取值；——基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度（kN/m3），位于地下水位以下的土層取有效重度； ——基礎(chǔ)埋置深度（m），宜自室外地面標高算起。表3.1承載力修正系數(shù)表土的類別淤泥和淤泥質(zhì)泥01.0人工填土e或Ii大于等于0.8的黏土01.0紅黏土含水量大于0.8含水量小于等于0.800.151.21.4大面積壓實土壓實系數(shù)大于0.95，黏粒含量大于等于10%的粉土最大干密度大于2.1t/m3的級配砂石001.52.0粉土黏粒含量大于10%黏粒含量小于10%0.30.51.52.0e或Ii均小于0.85的黏土粉砂、細砂（不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài)）中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4圖3.1軌道梁地基承載力演算模型（單位：mm）由于龍門吊45t最大輪壓為353KN，單側(cè)兩輪相聚較近，綜合考慮，P=706KN,軌道梁受力長度為輪間距0.8m+擴散寬度2h=0.6m（45°擴散角），寬度0.6m，不均勻系數(shù)取1.2。則需要地基承載力706000N*1.2/1.4m/0.6m=1.01MPa<35MPa故地基承載力符合要求。4.軌道梁受力計算本工程按照文克勒地基模型計算軌道梁，軌道梁單側(cè)長160m，現(xiàn)以尺寸600mm×300mm做受力計算。文克勒彈性地基梁的計算公式得到梁的柔度特征系數(shù)λ：k——基床系數(shù)，軌道梁基床為混凝土，取k=14.715N/mm3；E——C35混凝土彈性模量E=3.15×104N/mm2；I——截面慣性矩，I=bh3/12=1.35x109。L=160m，換算長度a=λL=2.6×160＞π，故該軌道梁為無限長梁。將兩輪的集中力根據(jù)力學平衡轉(zhuǎn)化為一個集中力P0,即P0=2p=706kN（放大集中力P0，結(jié)構(gòu)更安全）。對于無限長梁承受集中力荷載時：當x=0時，M、V/取得最大值。Mmax=67.88kN.m，Vmax=353kN采用C30：軸心抗壓fc=14.3N/mm2,軸心抗拉ft=1.43N/mm2，fy=360N/mm2查表得：α1＝1.0，β1＝0.8，ξb＝0.518鋼筋保護層a＝25mm，h0＝300-25＝275mm截面抵抗矩系數(shù)αs＝M/(α1fcbh0^2)=67.88×10^6/(1.0×14.3×600×275^2)=0.042ξ＝1-(1-2αs)1/2=0.044<ξb＝0.6,可以As=ξα1fcbh0/fy=0.044*1*14.3*600*275/360=288mm2選用4Ф18，As=1017mm2ρ＝1017/(600×300)＝0.42%>ρmin＝45ft/fy＝45×1.43/360＝0.179%，同時，ρ=0.84%>0.2%,滿足要求（1）驗算截面尺寸hw＝h0＝275mm,hw/b=275/600=0.458<4，βc＝1.0。0.25βcfcbh0＝0.25×1.0×14.3×600×275＝589.8kN>Vmax＝353KN，截面符合條件。（2）驗算是否需要計算配置箍筋0.7ftbh0＝0.7×1.43×600×275＝165.165kN<Vmax＝353kN需要進行計算配置箍筋。V≤0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s,則Asv/s≧2.48若采用Ф10@100四肢箍，實有Asv/s＝4×78.5/100＝3.14>2.48配筋率ρsv=Asv/(bs)=4×78.5/（600×100）＝0.52％最小配筋率ρsvmin=0.24ft/fyv=0.24×1.43/220＝0.156％<ρsv=0.52％，故主筋選用4根HRB400Ф18，箍筋選用HPB300Ф10@100四肢箍。此外，為考慮材料節(jié)約：當截面高度增大至400，Asv/s≧1.23，箍筋選用Ф10@200四肢箍，實有Asv/s＝4×78.5/200=1.57>1.23。配筋率ρsv=Asv/(bs)=4×78.5/（600×100）=0.26%>ρsvmin=0.156%。當截面高度增大至500，Asv/s≧0.518，箍筋選用Ф8@200四肢箍，實有Asv/s＝4×50.24/200=1.08>0.518。配筋率ρsv=Asv/(bs)=4×50.24/（600×100）=0.16%>ρsvmin=0.156%。當截面大于500，箍筋均選用Ф8@200四肢箍可符合要求。25mm保護層25mm保護層圖3.2軌道梁基礎(chǔ)配筋圖（單位：mm）三、朝陽站北端龍門吊擴大端段軌道梁基礎(chǔ)設(shè)計擴大端軌道梁長為16m，經(jīng)現(xiàn)場勘察，西側(cè)軌道梁需設(shè)計于結(jié)構(gòu)頂板上，采用混凝土柱+3拼工字鋼墊高的形式，東側(cè)軌道梁起始和終止點標高分別為37.057、37.085，西側(cè)軌道梁起始和終止點標高分別為37.057、37.085。圖3.3現(xiàn)場照片頂板標高距軌道梁頂標高為2.9~3m，現(xiàn)采用混凝土柱+3拼工字鋼墊高的形式對擴大端進行墊高以滿足龍門吊的運行。鋼板厚度為20mm厚，工字鋼型號為40a；混凝土柱邊長為700mm，高度在2.5~2.6mm之間，具體高度根據(jù)現(xiàn)場放點核實確定，共設(shè)置6個。圖3.4軌道梁基礎(chǔ)剖面圖（單位mm）（一）承載力計算（1）荷載條件及計算模型龍門吊輪壓最大值為353kN，龍門吊8個鋼輪，設(shè)計每個鋼輪荷載為353kN，簡化受力模型，放大外部荷載。圖3.5計算模型（單位mm）圖3.6三拼工字鋼截面圖（單位mm）計算結(jié)果（1）通過專業(yè)軟件計算模型可得最不利情況各跨計算內(nèi)力圖3.7計算模型（單位mm）3拼40a最大抵抗彎矩及最大抗剪能力計算最大彎矩計算公式：Mmax=Wf40a工字鋼截面模量:W=1/6H[BH3-(B-b)h3]=1085700mm3型鋼抗拉強度標準值：f=210N/mm23根工字鋼組合梁最大抵抗彎矩：Mmax=Wf=3×1085700mm3×210N/mm2=683kN·m>192.4kN·m最大剪力：計算公式：Vmax=fA40a工字鋼截面面積:A=86.07cm2型鋼抗剪強度標準值：f=125N/mm23根工字鋼組合梁最大抵抗剪力：Vmax=fA=3×86.07cm2×125N/mm2=3226KN>>636.8KN柱配筋計算工字鋼置于柱上方，無偏心受壓，柱截面尺寸700mm*700mm，采用C30砼，保護層厚度35mm，l=2.5m，l/b=3.57，為短柱。一端固定，一端不動鉸支，柱的計算長度l0=0.7l=1.75m。驗算：Nu=0.9φ(fcA+AS′fy′)，因為φ=0.87，未配筋情況下，0.9φ*fcA=4030.8kN>>353*4=1412kN，柱承受工字鋼自重G=67.6*3*2.66=5.394kN，可忽略不計。故柱只需構(gòu)造配筋，ρmin＞ρ=0.6%，ρ=0.6%*700*700=2490mm2，選用12根HRB400Ф18鋼筋，As=3052mm2，柱不受剪力，采用構(gòu)造配箍，短柱全程加密，箍筋采用Ф8@100。柱采用植筋植入頂板內(nèi)。圖3.8柱配筋圖（單位mm）第四章主要施工方法一、施工順序及工藝流程測量放線→基面鑿毛→植筋→鋼筋進場檢驗→鋼筋綁扎→支?！A埋壓板螺栓→混凝土拌合→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護。（一）測量放線施工測量人員在對布置龍門吊軌道梁基礎(chǔ)的地面進行測量，確定軌道中心線位置進行放線，確定軌道梁基面的最高高程，并確定該點為設(shè)計標高。（二）基面鑿毛為使得軌道梁基礎(chǔ)面與原場地路面契合得更緊，對軌道范圍內(nèi)的基面進行表面鑿除，鑿毛深度5～10mm，鑿除始發(fā)井段軌道設(shè)計軸線擋土墻的混凝土，鑿毛工作結(jié)束后清理作業(yè)現(xiàn)場。（三）植筋用鉆頭直徑為22mm的電鉆在測量放的線上鉆孔，鉆孔深度為250mm，孔間距300mm。鉆孔完成后，將長度為450mmmφ14螺紋鋼插入鉆孔中并釘實，冠梁范圍內(nèi)的鉆孔在植筋前還要在植筋孔內(nèi)注入一定量的植筋膠，以增加錨固力。（四）鋼筋進場檢驗施工用鋼材必須保證為正規(guī)廠家生產(chǎn)，每批鋼材必須備齊出廠合格證、檢驗報告、鋼材出爐批號標牌等方可進場，進場后分門別類掛好標識牌，整齊堆放并按規(guī)范要求送檢，檢測為合格產(chǎn)品方能使用。所有鋼筋的配料加工均在鋼筋加工場地統(tǒng)一進行。鋼筋配料前認真核對圖紙，生產(chǎn)時嚴格按照鋼筋配料單的尺寸、形式、數(shù)量進行。（五）鋼筋綁扎按設(shè)計及規(guī)范要求，基礎(chǔ)鋼筋采用綁扎搭接。鋼筋綁扎應嚴格按施工圖進行，要做到橫平豎直、整齊美觀，數(shù)量間距都要嚴格符合圖紙和規(guī)范的要求?；A(chǔ)鋼筋保護層采用預制混凝土墊塊尺寸為40×40×40mm，綁扎在主筋上，縱橫方向間距1m。將主筋和植筋焊接牢固。（六）預埋基礎(chǔ)梁螺栓在軌道基礎(chǔ)施工時要預埋Φ22@800㎜的壓板螺栓，此螺栓在安裝軌道時與軌道壓板連接固定軌道，縱向間距為800㎜，橫向中心間距為200㎜，螺栓與主筋焊接牢固。（七）澆筑混凝土混凝土采用分成澆筑，澆筑時先澆中間，后澆兩側(cè)。嚴禁將混凝土直接沖擊在模板上。混凝土下料高度不得大于2m?；炷翝仓轿缓蟛捎谜駬v棒振搗密實。澆筑上部分分層混凝土時，振搗棒應插入下部混凝土5～10cm。以保證上下層混凝土結(jié)合良好。振搗混凝土時應盡量少觸碰鋼筋。混凝土澆筑時應連續(xù)，嚴禁出現(xiàn)施工冷縫。澆筑混凝土時測量人員應對測量高程進行確定，保證龍門吊軌道梁面都在相同高程內(nèi)。（八）混凝土養(yǎng)護澆筑混凝土以后及時進行混凝土的養(yǎng)護，混凝土養(yǎng)護時，在混凝土表面鋪設(shè)一層土工布，土工布表面鋪設(shè)一層塑料布，頂面用重物壓牢，灑水使土工布保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時應注意灑水量，以免污水流入周圍土體，改變土的含水率。二、施工準備（一）工程數(shù)量龍門吊基礎(chǔ)工程量見表4.1。表4.1朝陽站北端龍門吊基礎(chǔ)工程數(shù)量項目名稱單位數(shù)量備注柱HPB300φ8鋼筋t0.16箍筋柱HRB400φ18鋼筋t0.374主筋軌道梁HPB300φ10鋼筋t1.48箍筋（單側(cè)）軌道梁HRB400φ18鋼筋t2.6主筋（單側(cè)）植筋HRB400φ14鋼筋t0.39基面和側(cè)墻植筋（單側(cè)）軌道梁C30砼m328.8（單側(cè)）軌道梁壓板套400（單側(cè)）壓板螺栓個400預埋深度0.06m（單側(cè)）P43鋼軌m160（單側(cè)）40a工字鋼m54需加勁處理（二）施工準備（1）軌道基礎(chǔ)施工現(xiàn)場平整無雜物，運輸通道暢通無阻，材料堆放不影響其它施工；（2）有施工用電、用水的條件及消防器材。（三）人員準備表4.3龍門吊軌道梁施工管理人員組織安排表序號人員分類人數(shù)備注1總負責1對作業(yè)全過程的組織、協(xié)調(diào)、安排并對安全、質(zhì)量、進度負主責2技術(shù)員1制定基礎(chǔ)施工技術(shù)方案并指導具體實施3安全員1作業(yè)全過程的安全監(jiān)督和管理，檢查事故隱患，及時提出糾正預防措施4質(zhì)檢員1對作業(yè)過程的工藝質(zhì)量進行檢查和驗收5電工1負責電氣系統(tǒng)的安裝、修整、調(diào)試6測量員2負責基礎(chǔ)施工過程中的測量表4.4龍門吊軌道梁施工勞務組織安排表序號勞務類別人數(shù)備注1鋼筋工42電工1需具備特種作業(yè)證件3模板工104焊工25混凝土工6合計合計16（四）材料機具準備表4.5施工用起重設(shè)備與輔助工具名稱、規(guī)格序號名稱數(shù)量規(guī)格1振搗棒2臺2電焊機2臺380v/17kvA～21kvA3氣割器具1套4水平儀1臺5水平尺16鋼卷尺230m、50m7鋼卷短尺25m8大錘、手錘59安全帶條/人10安全帽頂/人11電工接線工具1套12線垂1套第五章質(zhì)量控制標準質(zhì)量控制分兩個階段進行，即施工準備階段、施工階段。一、施工準備階段（一）龍門吊軌間距及高程控制（1）龍門吊軌道梁設(shè)計軸線偏差≤5mm；（2）龍門吊軌道梁設(shè)計標高對設(shè)計標高誤差-5mm～10mm。（二）鋼筋質(zhì)量控制（1）每批鋼筋都應有出廠證明書，該出廠合格證應有供應商蓋章并標明供應數(shù)量、日期方有效；（2）鋼筋表面不得有裂紋，結(jié)疤和折疊；（3）鋼筋表面的凸塊和缺陷不得大于所在部位尺寸的允許；（4）直條鋼筋的彎曲度應不大于4mm/m，總彎曲度不大于長度的0.4%；（5）鋼筋綁扎過程中，如發(fā)現(xiàn)鋼筋與預埋件或其他設(shè)施相碰時，應會同有關(guān)人員研究處理，不得任意彎曲鋼筋；（6）鋼筋綁扎允許偏差：表5.1鋼筋綁扎允許偏差序號項目偏差范圍1鋼筋的長度、寬度±10mm2骨架的寬度、高度±5mm3受力鋼筋間距±10mm4箍筋構(gòu)造筋間距±20mm5焊接預埋件中心線位移10mm6基礎(chǔ)受力鋼筋保護層±10mm（三）混凝土質(zhì)量控制（1）配合比設(shè)計應合理，砂石級配良好，粒徑不能過大，適宜的外加劑，以保證砼有一定的粘聚性；（2）在澆筑鋼筋砼過程中，應注意保持鋼筋的位置正確，且不要碰撞，以免降低鋼筋的握裹力；（3）砼澆筑過程中要及時振搗，保證混凝土密實。二、施工階段應嚴格進行材料、構(gòu)配件檢驗、試驗和工程試驗。實行工序質(zhì)量監(jiān)控，加強質(zhì)量檢查，隱蔽工程驗收檢查、工程預檢、基礎(chǔ)和主體工程檢查驗收等，對關(guān)鍵工序特別是鋼筋棚拼裝實行旁站監(jiān)察。加強對成品保護，施工過程中對已完分項、分部工程制定防護措施加以保護。第六章安全及文明施工一、安全施工措施（一）安全生產(chǎn)責任制本工程制定以項目經(jīng)理為主，安全負責人為輔，各級工長及班組為主要執(zhí)行者，安全員為主要監(jiān)督者，醫(yī)務人員為保障者的安全生產(chǎn)責任制。（二）安全交底培訓（1）進入施工現(xiàn)場人員必須首先參加入場安全教育培訓，