目錄1 編制依據 1
2 工程概況 1
2.2 現有通訊管線概況 1
3 管線懸吊保護方案設計 3
3.1 管線穿越冠梁施工措施 3
3.2 管線穿越基坑內管線懸吊措施 6
3.3 計算論證 10
3.4平安大街站管線懸吊保護工程量 13
4 管線懸吊施工方法 13
4.1 施工順序 14
4.2 工字鋼施工 14
5管線保護 15
6 安全保證措施 15
平安大街站管線懸吊保護施工方案
1 編制依據
1.1石家莊市地鐵1號線平安大街站主體結構設計圖紙;
1.2 石家莊地鐵1號線平安大街站管線改遷平面圖;
1.4石家莊地鐵1號線04標段管線現場調查資料;
1.5《鋼結構設計規範》gb 50017-2003
1.6《混凝土結構設計規範》gb50010-2002
1.7國家及石家莊市現行相關規範及規程
2 工程概況
石家莊市地鐵1號線平安大街站位於中山東路與平安大街交口處,沿中山路方向路中布置。車站中心里程為k10+785.7m,長248.
95m,寬21.7m,為地下兩層島式站台車站,車站共設4個出入口與2組風亭。由於平安大街下方管線較多,受管線影響該車站方案採用車站中部單層暗挖,端頭兩層明挖的形式,出入口及風亭與車站相接處採用暗挖。
車站結構二層三跨箱型結構,基坑圍護採用直徑800@1300鑽孔灌注樁,樁長22.1m。暗挖段里程範圍為k10+761.
700~k10+809.700,長度為48m,為單層三跨拱頂曲牆復合襯砌結構,採用洞柱法施工。
2.2 現有通訊管線概況
平安大街站在施工過程中,有多束正在使用的通訊管線橫穿車站結構,按平安大街站管線改移設計圖紙要求,需對此管線進行懸掛保護後穿過車站。通訊管線橫穿構築物位置及管線數量見下表。
需要懸吊保護的管線詳見「平安大街站管線懸吊保護平面圖」。
現場管線調查**如下:
**1**2
**3**4
**5**6
3 管線懸吊保護方案設計
3.1 管線穿越冠梁施工措施
通過現場實測,管線管頂標高高於冠梁底標高,管線從冠梁中間穿過,在冠梁綁鋼筋的過程中,採用鋼板焊接成長方體對通訊管線進行保護,之後再澆注混凝土。管線的保護鋼板厚度為20mm,長方鋼筒尺寸分別為500mm
×500mm×800mm 。如下圖:
管線保護槽鋼斷面圖
3.2 管線穿越基坑內管線懸吊措施
根據平安大街站管線調查情況、管線重量及管線跨度,選用2根i25a 工字鋼作為主梁,為保證主梁的受彎穩定性要求,選用[20a槽鋼對工字鋼上下表面進行橫向連線,槽鋼間距為1m;選用φ20mm圓鋼作為吊桿及[12槽鋼作為託杆進行懸吊保護,在圓鋼與槽鋼形成的框內用10mm厚的木板形成封閉空間,將管線保護在封閉空間內。見「管線懸吊橫斷面圖」
工字鋼沿管線正上方布置,吊桿及托杆每間隔 1m分布;託杆與工字鋼頂部用點焊固定到工字鋼上;吊桿上設10cm絲扣,用雙螺母將吊桿與託杆進行連線。見「管線懸吊平面圖和縱斷面圖」,「槽鋼連線方法圖」。
工字鋼兩端坐落在與地面齊平的冠梁上,與冠梁上的鋼板進行焊接。如冠梁頂標高低於地面標高,用與冠樑同標號的混凝土製作100cm×80cm的混凝土基礎,基礎高度根據冠梁標高與地面標高確定。當基礎高度高於10cm時採用鋼筋混凝土製作,主筋採用φ20mm的螺紋鋼筋,間距10cm;箍筋採用φ12mm的螺紋鋼筋間距20cm。
詳見「基礎鋼筋布置圖」。
根據平安大街站現場通訊管線走向,在冠梁施工時,在冠梁頂面預埋800mm×400mm×20mm的鋼板,預埋鋼板與冠梁鋼筋進行機械連線。
根據平安大街站結構圖,平安大街站主體工程通訊管線跨度為 21.9m和23m,另外,工字鋼伸入冠梁每邊 80cm,型鋼體系總長23.5m和24.
6m m,由於工字鋼長度為限制,故需用2根12m兩段工字鋼進行連線來形成鋼梁體系;橫穿1號風亭24.6m和25.9m管線,採用2根12m、1根1.
9m三段工字鋼連線來形成鋼梁體系;橫穿2號風亭30.1m管線,採用2根12m、1根6m三段工字鋼連線來形成鋼梁體系;其餘通訊管線跨度小於12m,採用1根i25a工字鋼直接落在冠梁上。
兩段、三段工字鋼連線時,採用夾板螺栓連線和焊接相結合的連線方式。加工時,首先對兩塊工字鋼端面對接縫隙進行焊接,再從兩側進行夾板螺栓連線,夾板鋼板厚18mm,600mm×190mm,螺栓孔孔徑 20mm。工字鋼上下面均使用一塊 116mm×660mm×18mm的鋼板加強焊接;見「i25a工字鋼連線方法圖」。
工字鋼對接時設定預拱度,其值可取計算撓度值的50%。
管線懸吊平面圖和縱斷面圖
3.3 計算論證
根據懸掛保護管線的重量及跨度,選以橫穿車站主體,跨度為21.9m的管線為代表進行計算論證,在管線懸吊保護中,需要計算論證的是:
①吊桿受拉是否滿足要求;
②託杆受彎及受剪是否滿足要求;
③i25a工字鋼容許內力是否滿足要求;
④是否滿足撓度要求。
3.3.1鋼材檢算物理力學效能指標
(1)鋼材彈性模量e=2.06*105n/mm2;
(2)普通q235鋼材強度設計值:抗拉抗壓和抗彎f=215 n/mm2,抗剪125 mpa;
(3)普通q235鋼材撓度變形允許值[w]=l/400;
(4)i25a工字鋼線密度:38kg/m,[12槽鋼線密度:12.
059kg/m,[20a槽鋼線密度:22.63kg/m,φ20mm圓鋼線密度:
2.47kg/m。
3.3.2構件受力檢算
⑴荷載自重
在受力檢算過程中,荷載分項係數採用1.2,動力係數採用1.1。根據現場調查管線數量及型號計算得:
通訊管線自重:50 kg/m。
通過計算得:
乙個吊籃吊桿自重:(2.1×2+0.5)×2.47=12 kg;
乙個吊籃[12槽鋼自重:0.7×12.059=8.44 kg
乙個吊籃封閉木板自重:0.57×5×0.01=0.03 kg
⑵吊桿受力檢算
吊桿在對橫穿d出入口風道的電力管線進行懸吊時受拉最大,單根吊桿受力為:(50+12+0.03)/2×1.2×1.1×10/1000=0.41kn。
根據《混凝土結構設計規範》gb50010-2002)查得:
圓鋼受拉強度為210n/mm2, 單根φ20mm圓鋼最大承受拉力為:210×3.14×20×20/4=65.94kn。
綜上所述,採用φ20mm圓鋼作為吊桿滿足要求。
⑶託杆受力檢算
根據託杆受力分析可知,在與吊桿連線處為彎矩最大處,i25a工字鋼處為剪力最大處,分別對該兩處進行彎矩和剪力進行計算。
託杆受力與吊桿受力同時最大,即
f=(50+12+0.03)/2×1.2×1.1×10/1000=0.41kn。
查表得[12槽鋼
iy=38cm4 , sx=36.4cm3 ,w=23.9cm3
ix:sx=10.7cm , d=5.5mm
彎矩:m max=fl=0.41*0.1=0.041kn.m
σmax= mmax/wx=41×103/23.9×103=1.7 n/mm2< f=215 n/mm2
處剪力:qmax= f=0.41kn
據此校核剪應力強度
τmax=q*sx/(iy *d)=0.41×103×36.4×103/(38×104×5.5)=0.01mpa<[τ]=125mpa
經上計算,採用[12槽鋼作為託杆滿足要求。
⑴ 工字鋼受力檢算
工字鋼受力分析將其看作簡支梁,懸吊管線看作作用與工字鋼上的均布荷載。
①工字鋼彎矩和剪力檢算
由簡支梁受力分析可知,跨中處為最工字鋼彎矩最大處,支座處為剪力最大處,分別對該兩處進行彎矩和剪力進行計算。
單根i25a工字鋼承受重量為
q=(38+50/2+12/2+8.44/2+0.03/2)×1.2×10/1000=0.876kn/m。
查表得i25a工字鋼
ix=5017cm4 , sx=230.7cm3 ,w=402cm3
ix:sx=21.7cm , d=8mm
跨中彎矩:m max=ql2/8=0.876*21.92/8=52.5kn.m
σmax= mmax/wx=52.5×106/402×103=131 n/mm2< f=215 n/mm2
支座處剪力:qmax= ql/2=0.876*21.9/2=9.6kn
據此校核剪應力強度
τmax=q*sx/(ix *d)=9.6×103×230.7×103/(5017×104×8)=5.5mpa<[τ]=125mpa
由此可知工字鋼內力滿足要求。
②工字鋼撓度計算
對於均布荷載,其跨中擾度最大。
== (5×0.876×103×21.94)/(384×2.0×1011×5020×10-6)
=26mm<27700/400=69.25 mm。
由此可知工字鋼撓度滿足要求。
③結論 從計算結果來看,工字鋼內力小於其容許內力;管線撓度較小,滿足施工需要。
管線懸吊施工方案新
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