铁路框架桥论文

铁路框架桥论文（精选8篇）

铁路框架桥论文 第1篇

某矿区铁路框架桥由6×3个独立钢筋混凝土框架结构组成, 具体平面布置见图1-1。其中, 中间4×3个框架于2001年建成通车, 后因采动影响于2007年进行沉陷加固改造, 包括在桥两侧各新建2个宽为5m的钢筋混凝土框架, 并将中间 (2) (3) 框架进行加固处理, 将其侧墙和底板分别加厚200mm。受井下工作面采动影响, 该已发生大幅下沉, 桥体上方堆积矸石高度约4.7m, 且路堤坡脚已达到桥边护栏。该桥桥上路堤最大设计高度为2.5m, 而目前实际路堤高度已大于设计高度。根据开采沉陷预计, 该桥还将经历一次开采沉陷影响, 最终桥面路堤高度将达到9m。为确保工程安全, 需要对其结构承载力进行校核。

2 荷载计算

2.1 计算条件

该桥为钢筋混凝土铁路箱涵, 路线中间为单线铁路。桥体使用的主要材料为:混凝土采用C30, 钢筋采用HRB335钢筋。框架断面尺寸为6.96m×7.60m, 底板厚度为0.76m, 顶板厚度为0.64m, 两侧墙宽度为0.48m。

2.2 荷载计算

2.2.1 箱涵顶板自重 (取每延米计算)

厚度0.64m, 容重25kN/m3g1=0.64×1×25=16kN/m

2.2.2 填筑煤矸石引起的竖向压力和水平压力

(1) 箱涵顶部竖向压力p=KγH

系数K取1.415;γ取20kN/m3;H取9m

取每延米计算, 9m煤矸石的竖向压力为:

(2) 箱涵顶部及底部的水平压力e=ξγH1

ξ取0.35;γ取20kN/m 3;H1顶部9m, 底部9+6.7=15.7m。

取每延米计算, 涵洞顶部侧向水平压力:p1=63kN/m;

涵洞底部侧向水平压力:p2=109.9kN/m。

2.2.3 列车静活载在箱涵两侧引起的侧向土压力

应按列车静活载换算为当量均布土层厚度计算。

为轨底平面上活载竖向压力强度。

计算时取横向分布宽度2.5m;纵向分布宽度:当采用集中轴重时为轴距1.435m;当采用每延米荷重时为1.0m。

2.2.4 列车活载

取中-活荷载, 计算列车活载对箱涵的竖向压力和水平压力。列车活载在轨底平面上的横向分布宽度为2.5m, 其在路基内与竖直线成一角度 (正切为0.5) 向外扩散, 可按下列公式计算:

上式h取9m, ξ取0.35, qh=165/ (2.5+9) =14.3kPa, e=0.35×14.3=5kPa。

钢筋混凝土涵洞, 其顶上填土厚度超过1m时, 不计列车竖向动力作用, 故冲击系数μ=1.0。

取每延米计算, 列车活载施加在箱涵顶部的作用力为:

竖向压力:qv=14.3kN/m。水平压力:qH=5kN/m。

3 现有承载能力计算

3.1 现有钢筋布置

由于该桥横向现布置有6个框架, 其中承受铁路荷载的为 (2) (3) 框架, 因此校验计算取这两个框架进行。桥体钢筋布置见图3-3所示。

3.2 正截面抗弯承载力验算

混凝土采用C30, 受力主筋采用HRB335, 其相关参数取自参考文献[2]。安全等级1.0, 主筋净保护层厚度3cm。

3.2.1 顶板截面

中部D、D1、D2:h=64cm, h0=64-3-1.1=59.9cm;

侧墙D17:h=64+30=94cm, h0=94-3-0.8=90.2cm。

3.2.2 底板截面

中部D6、D7、D8、D9、D10:h= (76+20) cm。

顶板截面验算结果见表3-1。

4结构内力计算

采用国际通用Ansys计算软件, 取框架横向宽度1m, 建立平面模型。采用beam188单元, 地基采用文克尔地基模型, 共计500个单元。材料和几何参数均取实际工程参数。计算分3种荷载组合进行:荷载组合 (1) :均布竖向荷载285.3kN/m。荷载组合 (2) :梯形分布侧向压力, 上底84kN/m, 下底135.9kN/m。荷载组合 (3) :荷载组合 (1) +荷载组合 (2) 。

5结论

通过对现有钢筋混凝土结构正截面承载力能力和路堤高度为9m时的实际内力进行对比发现, 框架局部截面承载能力将不能满足承载要求, 需采取局部加固措施, 或者改变路堤堆填方式, 采用轻质路堤堆填方案, 以减小结构上部荷载作用。

摘要：井下工作面开采之后, 地面会发生大幅度沉降。通常开采沉陷的同时, 不断加高路堤, 以维持铁路轨面标高。某矿区既有铁路框架桥, 由于开采沉陷影响, 桥上路堤高度已达4.7m, 预计桥上路堤高度最终将达到9m。采用理论计算方法, 基于现有结构配筋, 分别计算了现有结构正截面抗弯承载力和最终结构的实际受力。经对比发现, 该桥不能满足堆填9m高路堤的承载要求, 需进行加固处理。

北方冻土地区铁路病害桥整治分析 第2篇

关键词：冻土地区铁路桥病害原因分析；桥梁基础优化设计方案；施工措施

一.工程病害情况

牙林线K268+433潮叉河既有病害桥位于内蒙古自治区根河市境内，始建于1952年，基础为薄壁沉井基础，圆端形实体桥墩。该桥于2000年6月17日列为长期慢行路段，限速25km/h。2007年哈局委托我院对本桥进行原位新建设计。根据哈尔滨铁路局工务处1999年《关于对牙林铁路线K268+433潮叉河病害桥情况》报告，既有铁路桥主要病害为：1号墩沉井横向断裂，并出现竖向裂纹。2号墩横向振幅严重超限，墩台身竖向裂纹。1、2、3号墩台身和基础混凝土腐蚀严重，劣化等级达到AA级。以上病害均已威胁到行车安全。决定采取拆除既有病害桥，原址新建铁路桥方案。

二.气象

根河市属寒温带湿润型森林气候，年平均气温为-7℃～-4℃，年降水量在300mm～450mm之间，气候特点是冬季漫长，夏季短暂。

按影响铁路工程气候分区划分，本区属严寒地区。

三.冻土深度段落划分

季节冻土：最大季节冻结深度为3.5m（冻结上限）。

永久冻土：本桥处于岛状融区冻土区。

四.工程地质特征

勘察深度内揭示地层为第四系全新统冲积层（Q4al），岩性为粉质黏土（强冻胀土）、粗、细圆砾土、含圆砾粉质黏土（该层局部为冻结状态）、火山角砾岩。

五.病害原因分析

1.1号墩沉井横向断裂，并出现竖向裂纹

本桥为山区河流，桥梁1#墩基础冲刷严重，水流冲刷导致河床严重下切。1#墩薄壁沉井基础横向断裂，原因为沉井基础内外介质不一致冻胀产生水平冻胀力挤压所致，表现为薄壁沉井基础横向断裂，同时由于基础埋深不足，冻胀产生切向和法向冻胀力导致基础失稳、倾斜。墩身混凝土受拉导致墩身横向、竖向裂纹交织。

2. 2号墩横向振幅严重超限，墩台身竖向裂纹。

综合分析本桥2号墩身病害裂纹为冻胀变形所产生的裂纹。沉井基础受冲刷后，基底埋深不足，每年冬季基底冻胀产生法向冻胀力使基础被冻起，夏季融沉下落，多年反复导致基础不均匀沉降，墩台混凝土基础承载力下降，基础失稳倾斜。表现为墩台冻起、失稳、混凝土产生竖向裂纹，桥墩整体性受到破坏，横向振幅超限。

3.1、2、3号墩台身和基础混凝土腐蚀严重，劣化等级达到AA级。

本桥为严寒地区冻融环境下桥梁，始建于上世纪50年代，所处地区温差、湿度差较大，墩台混凝土基础受温度、湿度、冻融破坏导致混凝土强度降低。表现为墩台表面严重腐蚀露白浆，用手指即可搬下碎块。

六.病害桥基础优化设计方案

结合气候、地质、水文及施工条件，新建桥采取如下优化设计方案解决冻胀发生：

1.采用桩基础

选用直径1.25m钻孔灌注桩穿越永久冻土层，桩尖位于弱风化火山角砾岩中。解决因扰动多年冻土产生的桩基础不稳定问题。

2.墩台承台埋深及回填

墩台承台同时考虑冲刷及最大季节冻深影响，将承台底部设置于最大季节深度以下0.25m；并将局部冲刷考虑之内，承台采用六面配筋加强整体性，承台侧向回填级配碎石，预防季节冻土冻胀发生。

3.桩与承台连接处

桩基深入承台深度15cm处设置双层钢筋网，增强桩与承台的连接强度。

4.材料等级选取

（1）混凝土：抗冻融循环次数要求达到200次，新建桥桩基础、承台及部分桥墩均属于严寒且频繁接触水环境（D2环境），混凝土选用C40。最小胶凝材料用量不小于320kg/m?，且最大水胶比不大于0.45.

（2）细骨料：为保障混凝土不至于发生碱-骨料反应膨胀破坏，骨料砂浆棒膨胀率不得大于0.20%，并根据细骨料及碱骨料相关检验方法进行检验。性能满足《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005/2010相关要求。

（3）粗骨料：粗骨料应选用粒形良好、质地坚固、线胀系数小的洁净二级或多级级配骨料混配而成，骨料性能满足《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005/2010相关要求。

七.施工措施

1.钢护筒的制作与安装

为解决桩周上部冻土暴露融化，滑桶，护筒埋设采用内外双钢护筒。外钢护筒制作时按直径较桩径大30cm～40cm制作，内钢护筒按照较直径大10cm制作。为减小冻胀和热融引起切向力对桩的影响，内护筒外侧涂10mm渣油，且其底部要埋入冻结上限以下0.5m。

2.钻机选择

新建桥地质主要为粉质黏土、粗、细圆砾土、及风化的火山角砾岩。施工难点在于弱风化的火山角砾岩钻进，建议采用嵌岩钻头的旋挖钻机钻孔。考虑中密角砾土钻进中存在塌孔可能性，为保证施工安全，建议采用静态泥浆护壁进行钻进。

3.混凝土浇筑

浇筑混凝土时应分段分层连续进行，浇筑层高度应根据混凝土供应能力、一次浇筑方量、初凝时间、结构特点、钢筋疏密综合考虑决定，确保混凝土施工质量。

4.单桩竖向承载力现场静载试验

施工单位应严格管控施工质量，并进行单桩竖向承载力现场静载试验，确保单桩承载力满足设计要求。

5.回填措施

基坑回填采用非冻胀性级配碎石回填，并对回填面进行压平处理，桥台锥体坡脚采用回植塔头草保温。

結论：按照以上设计方案和工程措施新建的牙林线K268+433病害桥，采用穿越永久冻土层的柱桩基础基本承载力充足稳定。承台埋深设置合理，回填措施得当，消除了季节冻土融沉及冻胀发生，墩台未发生倾斜及裂纹等冻害。此桥自2008年新建成至今使用状况良好，为北方冻土地区病害桥整治提供了范例。

参考文献：

[1]《牙林线K268病害桥施工图设计》

[2]《青藏铁路多年冻土地区桩基础设计研究》作者：曹玉新 魏青朝《铁道工程学报》 2004年6月第二期，128-131页，文章编号：1006-2106（2004）02-0127-05。

[3]《桥梁工程冻土地区桩基础施工技术》作者：丁晓军 鲍跃平《民营科技》 2013年第8期，114页。

[4]《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005/2010

[5]《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-98

[6]《铁路桥梁钻孔桩施工技术指导》TZ322-2010

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梁在铁路框架桥施工时的运用 第3篇

关键词：既有线,工便梁,验算,安装,应用

为适应既有铁路提速需要,沟通铁路两边道路交通,取消事故频发的平交道口,在既有铁路下采用顶进法修建立交桥已被广泛采用。为确保既有线行车及施工安全,必须进行线路加固。目前线路加固较为普遍使用的方法有:吊轨梁法、横梁加固法、纵横梁加固法、轨束梁法、工字钢束梁等。在正线上尤以纵横梁加固法中的D形便梁应用较为广泛。目前D形便梁有12 m,16 m,20 m,24 m。但是当顶进跨度超过便梁长度时,D形便梁已不适应施工的需要,工便梁就应运而生。工便梁主梁采用Ⅰ115桥梁钢制造,长度为12 m,钢枕采用H20,横梁根据施工需要安设,与主梁采用高强度螺栓等强度拼接组成整体。

1 工程概况

DHK346+043.63南罗路钢筋混凝土框架桥(5 m+9 m+5 m)位于胶济客运专线ZH-7标上,下穿胶济电气化铁路,本框架桥轴线与胶济铁路线法线交角2°05′04″。设计框架桥轴长26.24 m,顶程为22.5 m。

1.1 线路加固方案确定

由于本桥设计为(5+9+5)m三孔,若采用跨度为24 m的D形便梁加固,需分两次顶进,先顶进5 m+9 m两孔后,再将便梁横移,进行5 m一孔顶进,这样在时间上不容许,安全上也存在风险。

若采用三孔L=3×12=36 m高强度螺栓等强度拼接的工便梁(Ⅰ115桥梁钢)加横梁(3Ⅰ56工字钢组)组合对既有线路进行加固,可三孔整体同时顶进。

1.2 挖孔桩支点及工便梁验算

1.2.1 工便梁支墩的确定

工便梁采用20根钢筋混凝土挖孔桩作为支点,根据线路加固平面布置,按照《桥涵基础设计规范》计算,便梁支墩挖孔桩最大间距L=8.4 m、桩直径ϕ=1.2 m,桩长为8.5 m;便梁支墩挖孔桩采用直径1.2 m钢筋混凝土护壁,护壁厚15 cm,桩长8.5 m的14根,桩长2 m的6根,共设挖孔桩支墩20根。每根桩内设置Φ16螺纹钢筋13根,混凝土保护层5 cm,主筋等间距布置,螺旋箍筋采用Ф8钢筋,间距20 cm。

1.2.2 Ⅰ115型工便梁检算

支点间最大间距l=8.40 m。此时梁的最大受力跨度Lmax=8.4 m,为简化计算按简支梁考虑(见图1)。跨中最大弯矩:Mmax=q1l2/8=471.87 kN·m。

1)应力:

σ=(M+M1)h/(2I)=35.7 MPa。

2)挠度计算:

f=1.56 mm<[f]=8 400/400=21 mm,满足要求。

3)支座剪力:

τmax=VS/(Imδ)=11.18 MPa<100 MPa,满足要求。

4)换算应力检算:

检算截面取腹板与上下翼缘交接处。

正应力:σ=(M+M1)h/(2I)=33.53 MPa。

剪应力:τ=VS/(Imδ)=8.09 MPa<100 MPa,满足要求。

$\sqrt{\sigma {}^2+3\tau {}^2}=\sqrt{33.53{}^2+3\times 8.09{}^2}=36.34$MPa<1.1×170=187 MPa,满足要求。

5)整体稳定性计算:

M/W=74.41 MPa<[σ]=ϕ2×170=104.72 MPa,满足要求。

6)梁截面面积:

A=380×36×2+1 078×20=48 920 mm2,螺栓孔截面A1=3.14×122=452.16 mm2。$2A{}_1=904.32\text{m}\text{m}{}^2‚\frac{2A{}_1}{A}\times 100\%=1.8\%$。

故梁下翼缘因连接螺栓截面剥弱可忽略不计。

梁实际情况按连续梁工作,故梁的强度、刚度、稳定性、安全性更大。

1.2.3 横抬梁检算

根据线路加固平面布置,支撑墩最大间距8.4 m,因此,纵梁最大受力长度按8.4 m计算。

列车活荷载:P=ql=107×8.4=898.8 kN。

线路静荷载:P1=q1l=20×8.4=168 kN。

在支撑墩上采用两组Ⅰ56b工字钢组,每组3根Ⅰ56b工字钢。Ⅰ56b工字钢Im=71 400 cm4×3=214 200 cm4。

1)当第一排桩未被破坏时,纵梁受力后最终传给第一排A支撑桩,故横梁不需检算。

2)当第一排桩被破坏时,这时横梁受力情况如图2所示。

Mmax=Fab/L=1.2×4.3×898.8/5.5=843.24 kN·m。

强度计算:σ=(M+M1)h/(2I)=153.65 MPa<170 MPa,满足要求。

挠度计算:ω=FL${}_0^3$/(48EI)=6.93 mm<l/400=5 500/400=13.75 mm,满足要求。

3)当第二排B桩被破坏时,这时横梁一侧搭在框架上,另一侧在C桩上,如图4所示。

此时横梁受力情况与A排桩被破坏时相同,不需检算。

4)当第三排C桩被破坏时,这时横梁一侧搭在框架上,另一侧在D桩上,此时框架已顶过线路,横抬梁组受力小于前种情况,不需检算。实际施工时,可以采用大于本设计的横抬梁代换或加强。

1.2.4 H20钢枕检算

现行机车最大轴重P=220 kN,列车限速45 km/h,机车轮轴间距1.5 m,横梁间距568 mm,每根横梁折算受力220×0.568/1.5=83 kN,梁自重荷载q=0.68 kN/m,横梁按简支梁计算,横梁采用H20钢枕Im=6 016 cm4(见图5)。

应力:σ=(M+M1)h/(2I)=121.8 MPa<170 MPa,满足要求。

挠度:f=Fa(3l2-4a2)/(24EI)=9.56 mm<l/400=10.9 mm,满足要求。

实际工作中钢枕横梁两端由高强螺栓将其固定在纵梁上,属于超静定结构,强度、刚度、稳定性会更大。

2 工字梁安装

2.1 便梁安装

1)纵梁采用Ⅰ115型工便梁,用纵向连接板将3孔12m的工便梁连接起来组成36 m长便梁(每孔工便梁设6对挖孔桩支点,使其成为4.9+8.4+8.4+8.4+4.9五孔一联的连续梁)。接头连接板采用等强度连接,由两组上下夹板和一组腹板组成。

2)便梁架设采用50t吊车吊装到路肩外枕木支点上,然后横移到路肩上,线间便梁利用线路封锁点跨线横移。架设便梁前,在每片便梁两端位置必须先穿入2片以上钢枕,以便于便梁就位时随即与之连接,保证其稳定性,确保行车安全;吊便梁时,与接触网必须有足够的安全距离(>5 m),并设专人进行防护。

2.2 横抬梁安装

1)横抬梁采用2组长12 mⅠ56工字钢,每组3根,设置于8.4 m跨中墩上,所有横梁一端架设在挖孔桩上,一端搁置于框架顶端。顶进施工时,考虑横抬梁与箱顶摩擦力的作用,为避免纵梁横向变形,在箱顶接触面放置钢板,横梁与钢板间放置圆钢作滚轴,以减少摩擦力,保证纵梁及线路不移动,确保行车安全。

2)在工作坑后对应横抬梁位置的原地面设两个地锚,并用钢丝绳及10t倒链将横抬梁与地锚连接,防止顶进时横抬梁纵移影响行车安全。为确保纵移横抬梁施工安全,在8.4 m边跨的外侧支点上各插入一组2根规格为400×400的H钢,作为辅助横抬梁。

2.3 钢枕安装

在两工便梁纵梁之间,采用H20钢枕连接,钢枕长L=4.94 m,钢枕在既有混凝土枕的间隙内设置,每个间隙内穿一根钢枕,穿钢枕时要按工务“隔六穿一”的原则,开挖一空穿一根,穿一根加固一根,与钢轨接触面垫好绝缘板,如此反复逐次施工,严格控制水平和方向,确保行车安全,钢枕两端与纵梁连接,连接方法采用高强螺栓与纵梁连接拧紧。

3 线路控制

1)轨距控制:因混凝土枕按原位不动,不抽换,其轨距一靠混凝土枕来控制,二靠钢枕上的钢轨扣件来控制,确保轨距符合要求。2)线路的横向控制:由于钢枕上都有钢轨扣件,钢枕与纵梁相连接,使线路固定在工便梁之间,不致发生横向移动。3)通过上述措施,纵梁、横梁、线路形成一个整体结构,能确保线路不变形。

4 顶进作业

两次顶进法顺序为:箱身挖土→前段顶进→换顶铁→再挖土→再顶进→循还往复至前段就位→后段顶进→换顶铁→再顶进……循还往复,直至箱身就位。

5 结语

工便梁的运用解决了大跨度桥梁顶进时对线路的加固,保证了运营线安全。

注释

下穿铁路框架桥顶进质量控制技术 第4篇

为配合北京雁栖湖生态示范区的建设, 需要将京密路修建成快速通道, 达到中心城、首都国际机场与示范区的快速联络, 进而实现中心城、首都国际机场到达示范区的全高速通道。既有京密路以12. 5m -12. 5m双孔地道桥的形式下穿大秦铁路, 为配合京密高速公路的改建工程, 在不中断大秦铁路运营的前提下, 通过线路加固、列车限速等措施分别在既有地道桥两侧顶入15. 5m - 9. 5m和9. 5m - 15. 5m两座地道桥。

2 桥体顶进

地道桥主体混凝土强度达到100% 后方可以进行顶进, 一经顶进必须连续进行直至完成。顶进前应根据具体情况制定详细的施工方案。以保证顶进期间的运营安全、施工安全、人身安全、顶进进度和质量控制。

2. 1 顶进前的准备工作

( 1) 与铁路相关部门联系, 签定施工安全协议; ( 2) 向铁路局申请慢行点 ( 限速45Km/h) ; ( 3) 顶进期间派专人到施工区间两端车站行车调度室随时掌握列车运行情况, 并将了解到的情况及时通知现场指挥员; ( 4) 线路防护人员在列车通过前及时通知顶进人员, 令其停止顶进。

2. 2 设备布置

两座地道桥桥体底板尾端设置两个顶进三角块, 以利于顶镐布置。根据桥体最大顶力及桥体纠偏顶力计算, 单座地道桥共布置500t液压顶镐15 台。桥体顶进时, 人工配合挖掘机、装载机出土, 自卸汽车运输。根据土质情况控制每次顶进时顶镐活塞的有效行程。每次顶进都进行中线和高程测量, 桥体中线随时观测, 水平高程每顶一镐一测, 将测量结果及时通知顶进施工负责人, 作到及时调整, 从而控制桥体顶进的水平、方向。

2. 3 顶进及挖土作业

( 1) 顶进是现场顶进工作的中心环节。每次开镐前应对设备及线路加固情况进行全面检查, 确认一切正常后再开镐顶进; ( 2) 完成一个中继间顶进过程后, 增换不同的顶铁再开镐, 如此往复直至顶进就位; ( 3) 顶进时利用列车运行间隙进行, 列车通过时严禁顶进; ( 4) 挖运土作业采用机械挖土, 人工清槽、刷坡并配合装载机、自卸汽车外运的施工方案。在距底板底面100 毫米内的范围由人工挖土, 防止超挖, 以免造成“扎头”现象, 土方开挖坚持四不挖制度; ( 5) 根据土质情况确定刃角与底板是否吃土; ( 6) 挖土坡度大致与刃角相近, 挖土坡面大致平顺整齐, 同时挖土与测量工作密切配合, 根据地道桥偏差情况及时改变挖土方法。

3 保证工程质量的技术措施

在施工过程中应自上而下严格按照“跟踪检查”、“抽检”、“复检”三个检测等级分别实施检测任务。认真接受建设单位、监理单位和工程质量监督部门的监督。具体的质量保证措施如下: ( 1) 框构体结构混凝土达到设计强度100% 后方可进行顶进施工; ( 2) 顶进前要保证后背混凝土达到设计强度, 回填土密实, 防止顶进时破裂; ( 3) 箱身在工作坑底板上空顶时, 应特别注意箱身的轴线方向; 刃脚一经吃土, 将组织加快挖土出土速度, 将实行三班倒连续作业, 保持箱身不断顶进, 如由于某种原因迫使暂时停止箱身顶进, 必须间续地顶动箱身, 防止箱身阻力增大; ( 4) 每班交接前, 对千斤顶、油泵液压系统、顶铁、顶柱、后背、刃脚和平台等设备都要经过检查, 使其保持状态良好, 掌握箱身当时的方向及高程状况后, 才能开始操作继续顶进。在顶进过程中, 要始终做好记录, 随班交接, 有利于箱身顶进。

4 顶进质量控制技术

框架桥顶进的质量控制在我看来就是顶进时的偏差控制, 最大限度的控制好桥体顶进时的方向、高程, 就是让施工产生最小的偏差。根据类似工程的施工方案和本人参与建设该类工程的相关施工经验, 我对偏差控制的技术方法总结如下。

4. 1 设置船头坡

在预制箱身时, 在箱底前端作船头坡, 以便顶进时将高出箱底的土壤压入箱底增加其承载能力, 阻止扎头。船头坡其坡长为1 米, 坡率为6% , 采用黄土坯制成船头坡形, 铺上油毛毡, 浇筑混凝土后即成。

4. 2 测量控制

为了准确掌握桥身顶进的方向和高程, 应在桥身的后方设置观测点以观测桥身顶进时中线和水平偏差。观测点应离后背稍远, 以免后背变形影响观测仪器的稳定。在通道桥箱体内四个角上进行高程测量。顶进方向偏差的观测可在桥身一侧的前后端各设一个标尺进行。测量工作对桥身顶进很重要, 必须每顶一镐测量一次高程和左右方向偏差, 并做好记录, 以便及时纠正偏差, 保证顶进顺利进行。

4. 3 顶进方向和高程的控制

桥身“起动后”沿滑板空顶直至就位的移动情况大致是:

在滑板设有前高后低的仰坡情况下, 开始桥身沿滑板的坡度上升。当桥身被顶出滑板三分之一后, 滑板前端由于桥身的自重, 使滑板前端土壤压缩, 而此时桥身端部往往已进入铁路轨道范围, 由于活载作用, 使滑板端部下沉而出现裂缝, 此时桥身开始低头。当桥身重心移出滑板后, 低头更为明显, 当桥身继续顶进尾部脱离滑板的时候, 往往造成滑板断裂, 箱尾下沉, 随后桥身在路基内顶进, 直至就位。为保证顶进桥身的位置正确, 防止顶进的方向及高程偏差, 除加强观测, 认真预防外, 纠偏应小纠、勤纠, 防止大偏大纠, 减少因纠偏而引起的非正常变形。

( 1) 当箱身重心脱离工作坑底板时, 容易产生“扎头”现象, 可采用如下措施进行调整: 1为防止“扎头”, 除工作坑底板上预留坡度外, 还可在箱身前端底板下设置“船头坡”, 造成一个上坡的趋向; 2调整刃脚角度: 边刃脚应增加向里翘的角度, 底刃脚应增加向上翘的角度; 3如基底土壤松软, 可换铺20 - 30 厘米厚的卵石、碎石、混凝土碎块等加固地基, 增加承载力。

( 2) 箱身方向左右偏差调整方法: 1箱身在空顶阶段容易发生方向偏差, 可充分利用方向墩设专人加换左右两侧与方向墩间的滚楔铁板。一镐一调整; 2用增减一侧千斤顶的顶力。如向左偏, 即关闭减少右侧千斤顶, 如向右偏则反之; 3用后背顶铁调整。如箱身前端向右偏, 则将右侧顶铁楔紧, 左侧顶铁预留间隙, 开泵后, 则右侧先受力顶进, 左侧不动; 4用轮流开动两边高压油泵调整, 如向左偏就开左侧高压油泵, 向右偏则反之。

( 3) 纠正箱身“抬头”的方法: 1两侧挖土不够宽, 易造成箱身“抬头”, 故可在两侧适当多挖; 2箱身“抬头”量不大, 可把开挖面挖到与箱底面平, 如“抬头”量较大, 则在底刃脚前超挖20 ~ 30cm, 宽度与箱身相同, 同时使上侧刃脚不吃土, 在顶进中逐步调整, 在未达到设计高程时, 便应酌情停止超挖, 以免又造成箱身“扎头”。

5 结语

框架桥顶进法目前已经成为营业线铁路平改立、公路下穿铁路通道的主要施工工艺, 已经被广泛应用。这就要求我们施工单位, 不仅要在施工工序上加以注重, 还要对工程项目的质量严格要求, 力求交给业主和广大人民群众一个满意的工程。

摘要：质量重于生命, 责任重于泰山。现如今框架桥顶进法已经成为营业线铁路平改立、公路下穿铁路通道的主要施工工艺, 施工方法已经相当成熟, 并且已经被广泛应用。本文结合铁道部和北京铁路局关于营业线施工的各项文件要求及铁路桥涵工程施工质量的验收标准, 以京密路 (京承高速怀柔开放环岛) 2#合同段下穿大秦铁路框构桥工程为例, 针对大秦铁路繁忙货运干线的行车特点, 根据施工现场的实际情况和遇到的问题, 综合以往类似工程的施工方案和本人参与建设该类工程的相关施工经验详细介绍了下穿铁路框架桥顶进质量控制方法和技术。

关键词：营业线,框架桥顶进,质量,偏差,控制

参考文献

[1]铁路技术管理规程.

[2]道路桥梁工程施工手册.

[3]铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003.

如何设计顶进式下穿铁路框架桥 第5篇

很多铁路线虽然已经开始营运, 但是很多地方因为种种原因必须建设新的桥涵。为了使得线路的运营不受到施工的影响, 当前所使用的方式中最常见的便是限速行车直接顶进的方式, 即我们日常中所说的顶入法。该种方式在施工中具有其独有的特点, 主要是保证了铁路的安全运行, 通过在路基一侧的预制箱型框架或者预制圆管, 通过油压千斤顶借助事先准备好的支撑, 直接顶入路基中, 完成铁路桥涵建设。该种方式即顶入法, 是当前铁路施工建设中最常用的方式, 被应用在很多国内大型立交桥的建设中, 并取得了相应的成果, 得到了业内的一致肯定, 文章便主要针对下穿铁路框架桥梁的主要涉及过程展开了讨论。

1 设计中的基础原则

首先在进行施工前要将框架桥所涉及的范围进行清理, 并对施工范围内的环境予以了解, 包括地面设施以及地下设施, 例如施工区域管线的种类以及位置规格, 并调查清楚管线的所属单位, 并对管线的临时处置协议以及处理方案予以清晰。

其次为了方便施工后的翼墙的建设以及行车安全, 应当对框架桥的规格进行仔细考量, 分别对地质结构以及桥高和过桥管线等内容进行确定, 此外, 人行道以及刃角和围墙也是需要进行考虑的因素。

再者, 该种方式建立的桥梁, 应当确保其前段的稳定性和安全性, 设置相应的钢筋混凝土刃角的方式能够得以实现。并且还要以挖土过程中边坡的稳定做为基础, 确定伸臂的长度, 以保证结构能够承受住施工以及行车所产生的荷载。

第四, 该种方式建立的立交桥在施工后应当在其结构后部进行尾墙的设置, 从而使得其结构能够保持平衡稳定, 标语翼墙施工。而施工中以及施工后所受到的荷载嘴和便是伸臂程度确定的基础。另外, 框架桥变强所受到的附加弯矩也是影响伸臂强度的基础。

第五, 若框架桥的穿越为多线结构, 那么应当在充分考虑地基承载、地质结构以及温度应力和截面特性等因素后确定分解长度, 通过这种综合确定法, 确定单孔节长大致为15m左右, 而双孔节长一般为18m左右, 节缝一般设置在线间。

最后, 当已经存在一个框架桥, 顶进操作是同类立交桥, 那么就需要在两桥之间预留充分的空间用以预防出现顶进偏差, 在此基础上尽量的另两座桥的边墙距离缩短到1米左右。另外, 框架桥的同线路轨道之间的高差需要根据加固材料以及道路等级等因素进行确定, 一般约0.85m。

2 工程实例

以某工程为实例进行分析, 首先对工程所使用的结构进行确定, 继而展开以下步骤:

2.1 结构图的计算与绘制

在结构图的设计与计算中通常会使用到CAD软件, 但是该软件系统适用于正交框架桥的设计, 但是文章中所讨论的框架桥结构为斜交式, 为了保证能够得到准确无误的计算结果, 应当首先采用框架桥有限元结构分析软件对其结构进行计算分析, 得出相应的截面钢筋面积, 对控制截面结构予以确认, 继而将结果输入到CAD系统中进行计算绘制, 得出主体钢筋图, 并依照该图纸进行相关结构的布置, 同时确定结构长度, 例如尾墙补齐钢筋以及刃角钢筋以及人行道悬臂和刃角悬臂钢筋的确定等。在完成结构图纸的绘制后便需要对相关的防护设置进行布置, 在防护桩的设置中应当保证其结构的稳定并方便拆除。

2.3 工作坑设计中应当注意的问题

工作坑的设计主要包括工作坑后背的计算, 滑板、锚梁和导向墩的设置。工作坑滑板是作为预制框架桥时的施工垫层及顶进启动时与基底土壤的隔离层。滑板可使框架桥结构物在浇灌混凝土的过程中不致产生不均匀的沉降, 并能防止框架桥结构与其结构底面以下土壤的黏结影响顶进启动, 此外滑板还对框架桥沿着一定的水平面顶进起导向作用。工作坑后背是提供顶入式框架桥所需最大顶力的临时支撑结构物。目前, 普遍采用的后背形式是工字钢桩或槽钢桩加钢筋混凝土后背梁, 该框架桥采用I40b工字钢桩加钢筋混凝土后背。

2.4 如何有效加固线路

为不中断铁路运营, 框架桥顶进前需对铁路线路进行加固。线路加固横梁采用I40b工字钢, 每隔一根木枕穿一根横梁, 横梁间距09m。加固纵梁采用I45b工字钢, 双根一束布置, 位于线路两侧21m处, 置于横梁上, 用U形螺栓与横梁连接。

2.5 加强降水措施

由于框架桥处地下水位较高, 施工前需进行施工降水。地层中有细砂层, 渗透系数大, 因此采用管井法降水。铁路路基降水与工作坑降水分别进行, 先进行工作坑降水, 框架桥顶进前再进行路基降水, 以减少降水对铁路路基的影响。

2.6 辅助工程施工

框架桥附属结构及辅助工程主要有:出入口挡土墙、三角顶块、栏杆、电缆槽、挡水矮墙、钢刃角、防撞角钢、限高架、检查台阶等。这些附属结构及辅助工程可以根据框架桥的具体情况选择设置。

结语

下穿框架桥作为当下使用最多的桥梁施工建设技术之一, 对我国的交通建设影响甚为深远, 而对于该类桥梁的建设, 其质量的主要影响因素便在于其设计之上。通过上述的分析论述, 可以看出在进行该类桥梁的设计中必须保证以下几方面内容, 首先需要综合考虑桥梁的混色机, 对施工中所涉及的各种因素进行全面的分析, 避免对行车以及行人活动的影响;其次, 还需要注意, 在设计中同现浇框架中钢筋的使用相比, 该种桥所使用的钢筋量要更大, 从而避免病害的发生。在这, 需要综合了解施工区域的地质水文状况, 从而保证桥梁基础稳定, 确保施工可以顺利进行, 并且, 在顶进的过程中, 需要保证行车的安全, 因此架空设备的设定需要保证列车可以以45km/h的速度行进通过。最后, 必须保证工作坑的后背设计能够满足顶力要求, 防止由于后背事故所造成的工期延误, 并按照合理的构造以及施工要求进行附属工程施工, 以保证桥梁在使用过程中可以保持结构的稳定以及外表的完善。

摘要：文章主要阐述了交通建设中铁路框架桥在设计上所遇到的技术问题, 主要针对下穿框架桥的相关设计内容进行了探讨, 以基础设计原则为出发点, 针对结构设计以及线路加固以及相关设计技术展开了探讨, 以此为类似的工程提供施工技术资料。

关键词：顶进式,下穿铁路框架桥,设计

参考文献

[1]孙丽男.下穿铁路顶进式框架桥设计[J].山西建筑, 2011 (05) .

[2]陈文珍.D型便梁加固在羊子岭隧道进口段下穿既有铁路施工中的应用[J].隧道建设, 2009 (03) .

铁路框架桥论文 第6篇

佛山市南海区大沥镇河东中心路是一条重要的规划道路, 规划道路红线宽50m, 双向六车道城市主干路标准。该道路下穿三眼桥车站中部, 车站共有15 股道, 车站北侧为贵广南广四线铁路, 以及L1、L2 联络线, 均为有砟轨道。根据地方规划要求, 河东中心路采用2 - 13. 5m框架桥下穿车站, 9 ~ 11 号框架位于贵广南广四线铁路、L1 联络线下方。9 ~ 11 号框架与铁路的位置关系见图1、图2。

贵广南广铁路四线路基为路堤, 框架顶最大填土高度约8m, 由于车站内线间距较小, 路基两侧设置悬臂式挡墙。下穿三眼桥车站战场贵广铁路施工时, 因工期紧张, 只同步施工了9、10 号框架, 这两节框架施工时基坑采用采用钻孔桩支护, 框架施工完成后基坑四周的钻孔桩未拆除。11 号框架为2 - 13. 5 ( 净宽) × 6. 7m ( 净高) , 框架间横向净距为2m, 顶板厚1. 8m, 底板厚1. 9m, 边墙厚1. 2m, 单孔框架外轮廓尺寸为15. 9m ( 宽) × 10. 4m ( 高) 。

L1 联络线处原地面为河涌, 场地范围内地表水发育, 水量、水位受大气降水控制。地表为第四系冲洪积层, 分为淤泥、粉质粘土、粉土三个亚层; 其下为白垩系泥质粉砂岩。11 号框架底为强风化泥质粉砂岩, 基本承载力为 σ0= 350k Pa。贵广南广铁路、L1 联络线路基施工时, 对地基进行了加固处理, 悬臂式挡墙底6m范围采用旋喷桩加固, L1 联络线下采用搅拌桩加固。

2 管棚设计

贵广南广铁路已正式运营, 根据桥位处的地形条件, 11 号框架采用管棚- 顶进法施工, 采用管棚对高速铁路路基进行防护, 管棚均采用Φ970* 16mm的无缝钢管, 管棚材料为Q345q D, 顶部管棚打设长度23m, 管中心标高1. 196m, 伸入已施工的10 号框架4m, 管棚底面距已施工的10 号框架顶20cm, 伸出L1 桩基挡墙的部分顺着L1 路肩按1∶1. 5 的边坡用沙袋压脚。框架侧面管棚中心距离框架外边缘0. 2m, 长度23. 5m ~ 37m。在管棚的端部以及顶部管棚的边缘采用Ⅰ40b工字钢与管棚焊接, 以增强管棚的整体性。

主要施工步骤: ( 1) 施工顶进工作坑围护桩、止水桩, 施工冠梁及横撑; ( 2) 贵广左线、南广左线、L1 联络线加固; ( 3) 施工框架顶面管棚; ( 4) 临近L1 一侧基坑放坡; ( 5) 施工框架侧面管棚; ( 6) 顶进滑板施工、框架预制; ( 7) 顶进; ( 8) 框架顶面及侧面管棚注浆, L1 线路恢复。

3 顶部管棚计算分析

取单根管棚进行计算分析, 在框架顶进过程中, 当框架进入到铁路路基下方时, 管棚一端支撑在开挖坡面土体前端, 另一端支撑在11 号框架前端, 该部分管棚受管棚以上的列车活载、土压力作用。对管棚在以下两种工况下的受力情况: 工况一: 框架顶进开挖边坡线在L1 范围内, 此时管棚前端支撑在土体上, 后端支撑在框架前端, 管棚承受L1 路基上土压力、列车活载, 考虑顶进顶程, 管棚计算跨度取8. 5m。

工况二: 顶进开挖边线到原10 号框架围护桩边缘, 管棚前端支撑在10#框架上, 后端支撑在11#框架前端, 管棚承受L1 路基上土压力、贵广四线路基土压力、贵广左线活载、南广左线活载, 考虑顶进顶程, 管棚计算跨度取10. 6m。

计算荷载: ( 1) 恒载。自重: 管棚容重78. 5k N/m3。11 号框架顶路基填料为级配碎石: 级配碎石容重21k N/m3, 加载宽度按管棚中心距0. 99m计算; 级配碎石换算线荷载161. 1k N / m; L1 联络线路基范围内的级配碎石换算线荷载110. 1k N/m。 ( 2) 单线活载。按中活载计算, 单线活载换算线荷载8. 02k N/m。边界条件: 对两种工况, 分别按两端简支, 一端固定、一端简支计算。采用MIDAS Civil进行计算。

计算结果汇总:

注: 管棚下缘受拉时应力为负, 管棚上缘受拉时应力为正。一端固定、一端简支时最大应力发生在固定端。

4 结论

( 1) 最大位移发生在管棚计算跨度跨中, 工况一下, 即顶进边坡线在L1 路基范围内时, 管棚的计算跨度较小, 管棚的变形小; 管棚的变形、应力由工况二控制。

( 2) 最大位移发生在工况二时, 按简支计算时管棚最大位移为21. 2mm; 考虑管棚伸进10#框架一定距离, 按一端固定、一端简支计算市管棚最大位移为8. 9mm。实际最大位移介于两种情况之间。

( 3) 管棚按两端简支, 一端固定、一端简支计算, 在同一种工况下最大应力值非常接近, 按简支计算时, 最大应力发生在计算跨度中点, 按一端固定、一端简支计算时, 最大应力发生在固定端。工况二时, 最大应力值为175. 8MPa。

参考文献

[1]TB10002.1-2005铁路桥涵设计基本规范[s].

[2]TB10002.5-2005铁路桥涵地基和基础设计规范[s].

[3]TB10002.2-2005铁路桥梁铜结构设计规范[s].

[4]蒋坤, 夏才初等.长管棚下箱涵顶进施工中管棚力学作用及其实例分析[J].土木工程学报, 2010 (2) :105-108.

[5]杨功勤.利用管棚加固铁路线路[J].工程建设与设计, 2013 (6) :134-138.

铁路框架桥论文 第7篇

随着社会的发展,轨道交通建设也发展迅速,尤其是轨道交通建设的发展,因其具有速度快、运输能力大等优点,在交通运输中发挥的作用也更加突出。在人口密度大的都市,轨道交通对于缓解地面交通压力具有不可替代的作用。随着城市化进程的加快,人口密度的快速增长、生活空间日益拥挤,交通阻塞等现象已成为严重影响和制约城市经济发展的一个重要问题。而导致交通不畅的一个重要原因,是大量铁路与公路的平交道口的设置所造成的堵车问题。把大量的公路与铁路的平交路口改为立交路口能够很好的解决这一问题,提高交通效率。而框架地道桥是平交道口改立交道口的主要形式之一。本文研究的重点是引道工程挡土墙的计算方法问题,这在框架桥工程建设中占据十分重要地位。

工程概况

本文以某工程为例,首先介绍工程的相关信息。道路主线西侧既有路距离道口约240m处为设计起点K0+000,向东穿越在建1～7.0m顶进框架桥后继续延伸约80m连接铁路东侧公路,设计终点对应路线里程为K0+318。路面采用厚20cm的C30混凝土+30cm水泥稳定碎石+基底碾压密实。南北侧框架桥入出口处JD2、JD3曲线半径20m,将此曲线段路面宽度两侧各加宽1m至道路宽度为9.0m,保证车辆的顺利通行。

道路纵断面从起点K0+000处以-3.783%、240m下坡再以1.51%、78.73m上坡与东侧既有道路顺接,选用的竖曲线半径均为500m。为保证道路两侧边坡稳定及避免地下水对道路的影响,对地面线2.0m以下主路K0+040.79～+206.27段两侧道路采用重力式挡土墙。图1为引道设计概样图。

为了方便计算,将底面变为水平,道路一侧挡墙坡度改为1:0.25,顶面由原来的60cm变为70cm,地面线由原来的低于挡土墙面40公分,变为与挡土墙面平齐,由原来的凹凸不平,变为垂直线。如图2,为简化完的挡土墙截面图。墙后填土参数为:粘性土,φ=20°,γ=19KN/m3。墙与填土之间的摩擦角为φ=1/2×φ=10°

极点圆法对挡土墙的计算

极点圆法是以土的极限平衡理论为基础,利用应力圆来确定填土的实际滑动面,然后通过绘制作用力(作用于滑动土体上的作用力)平衡的闭合力多边形方法来确定作用在挡图墙上的土压力。这种方法既可用于滑动面为平面的情况,也可用于滑动面为组合面的情况。本文假设滑动面为平面。

如图3为引道挡土墙受力分析图,墙面与竖直线成α角,填土表面水平,滑动面为平面BC,BC的绘制方法如下:

(1)以b为圆心,任意适当长度为半径,绘制图3中的圆;

(2)通过b点作墙AB法线的平行线OC;

(3)过o点作土压力Pa作用线的平行线oa,与圆弧相交于a点,即极点;

(4)过o点分别作夹角为φ的om,on两线段,与b圆交与点m,点n;

(5)连接am;

(6)在B点作am的平行线,与地面线交于C点,BC即为滑裂面。

挡土墙重力G有公式:

入得

粘性土与墙面AB之间存在黏结力Cw,与墙面BC之间存在黏结力,C有公式:

式中:k一填土与挡土墙面上单位面积黏结力(kN/m2)

C—填土的单位面积凝聚力(kN/m2)

带入c=15Kpa,k=10Kpa

运用力的多边形法则,可求土压力如图4所示。

运用正弦定理,可求得:

挡土墙对滑裂体的力P墙为Pa与CW的合力,夹角为100°,运用余弦定理,可求

P墙=80.46KN/m,与水平面夹角为49°(逆时针方向);

滑裂体下方的土层对滑裂体的力P土为R与C的合力,夹角为70°,运用余弦定理,可求

P土=153.18KN/m,与水平面夹角为110°(逆时针方向);

通过极点圆法对挡土墙的计算,可得到挡土墙的各种尺寸如图5所示。结果符合框架桥引道路部分规范的相关规定,且经实际检验,符合工程质量、安全要求,设计计算部分合格。

结语

铁路框架桥论文 第8篇

随着我国道路和铁路工程的不断发展,既有道路和铁路中时常需要改建或新建一些工程设施,进而对这些过程设施施工提出了新要求,即需要在不影响工程设施上方铁路或公路正常运行的条件下完成施工。然而,施工过程中,上方汽车和列车在运行时会产生强烈的振动,极易导致下方施工中的路基土体失稳,引发路基坍塌,甚至列车车厢脱轨的严重后果。目前,在下穿既有道路和铁路施工中,现有的D形便梁加固法较难满足大跨度框架桥涵的施工要求,而横抬梁、吊轨加纵加固方法则存在工程整体强度和刚度不足的问题。在确保上方道路和铁路正常运行的条件下,怎样保证下穿既有道路和铁路下框架桥涵工程的施工质量,显得十分必要。基于上述条件,顶进施工技术便应运而生,并很快成为下穿既有道路和铁路下框架桥涵工程施工的首选方案。

1顶进施工技术简介

框架桥涵顶进施工技术是利用千斤顶等相关设备,形成立体交叉通道的施工方法。在下穿既有道路和铁路的地道桥、框架桥涵建设施工中,顶进施工技术是控制其施工质量的关键技术。其工作原理是在正常运行的道路或铁路的上坡路基段开挖工作基坑,采用现浇滑板,用钢筋混凝土制作成框架,再砌筑其后背,加固既有线路,并安装相应的顶进设备。在顶进过程前方挖土完成一个顶程后可开启高压油泵,使顶镐产生顶力,并通过顶铁、顶柱、横梁等传力设备,在借助于后背的反作用力下把预制框架结构向前顶进。一个顶程完成后,在空档处安放顶铁,接着挖运另一个顶程,以便下次顶进,以此往复,直到整个预制框架结构顶进施工完成。顶进施工技术中有两个关键的控制要点,即结构高程和中线位移控制。

2工程概况

框架桥位于蓟汕高速公路中第四标段内,设计范围为K9+085.918~K12+530.400,全长约3.44公里。该框架桥下穿标段内的北环铁路,其中框架桥轴线与铁路中心线夹角85°37',框架桥下方地层岩性从上到下依次为杂填土、细砂土、细砂砾土,其中细砂砾土厚度达13.6m。该施工现场地下水丰富,季节性水位在地表以下5m,稳定水位在地表以下8m。为减少桥涵施工对北环铁路正常运行的影响,经多次技术方案比选,决定对该框架桥涵工程采用顶进施工。框架桥主体长度30m,主体宽度29.5m,基底位于地面下10.5m,框架结构跨度2×20.58m,其中顶板厚度120cm,底板厚度140cm,边墙厚度130cm,中墙厚度120cm,结构净高9.5m,结构总高13.5m,框架主体采用C40钢筋混凝土,依次从线路左侧顶进施工,设计最大顶力2532t,最大顶程23m。

3顶进施工流程及步骤

3.1施工流程框架桥涵顶进施工工艺主要流程:施工准备→施工场地清理→开挖工作基坑→框构主体预制→框构顶进→框构就位→拆除后背梁→恢复线路→施工完成。

3.2施工步骤

3.2.1开挖工作基坑工作基坑是预制和顶进框构结构的工作场地,其位置选取时需调查施工地区的地貌特征、地层结构、土质颗粒等,根据桥涵轴线长度,选取土石方数量最小、顶进施工长度最小的线路,在其侧边开挖工作基坑。该桥涵工程中,工作基坑开挖尺寸26.5×31.5m,其中顶进施工面按照1:1.5放坡,框构两侧按照1:1放坡。工作基坑开挖完成后,在其底板面由下至上分别铺设30cm厚碎石垫层、40cm厚C25钢筋混凝土滑板,2cm厚M10水泥砂浆抹面,3mm厚润滑层,最上方铺设一层塑料布。为满足施工中排水需要,在工作基坑四周设置1.5m深集水井,在其两侧设置30cm深排水沟。

3.2.2滑板施工工作基坑开挖完成后,需在框构底板下方设置滑板,滑板是桥涵工程中的重要构件,其结构形式通常有两种,即后背梁整体式和后背梁分离式。滑板的高低应根据施工现场的地质条件而定,分为前高后低和前低后高。同时,为防止底板在顶进过程中产生滑动,在底板下方应设置地锚梁。该工程中设计滑板厚40cm,滑板混凝土采用C25,滑板下设置8道横锚梁,10道纵锚梁,锚梁宽50cm,高50cm。为增强顶进施工中的后背力,在滑板靠近后背处预留长≥1.5m的钢筋,深入至后背,待后背施工时,使滑板与后背一起浇筑形成整体。另外,为避免出现“扎头”现象,滑板顶面需按5‰坡度做成前高后低。

3.2.3框架桥涵预制框架桥涵预制前应在工作基坑的底板上做好定位测量工作,预制过程中还应注意在滑板和刃角处均应进行防润滑处理。该工程中,预制箱涵主体为双腔式现浇钢筋混凝土结构,主要材料为C35混凝土,箱身混凝土约2085m3,抗渗等级为P8,抗冻性F100,采用I级、II级钢筋,桥体预制时可先底板后墙身及顶板施工。为防止破坏滑板隔离层,在底板浇筑时应严格控制振捣深度;为防止框架桥顶进施工中出现“栽头”现象,在框架桥前端应采用船头坡,其制作方法是在结构底板前端2m范围内采用黄土制成高差5cm的船头坡形状,再铺上油毡,灌筑后便形成船头坡。

3.2.4后背墙施工后背墙在桥涵施工中非常重要,常见的后背墙有重力式、板装式和拼装式,后背墙的结构形式应根据施工现场的地质和地形条件来选取,其中重力式和板装式最为常见。后背墙将决定整个桥涵工程的稳定性,因此后背强应具有足够的稳定性和抗压力。该工程中后背墙采用C20钢筋混凝土,在后背墙与千斤顶之间设置后背梁,后背墙后面采用M10浆砌石填充,形成后背,在顶进施工时提供顶力。

3.2.5线路加固框架桥涵施工中,原有线路的路基易出现松动,进而使原有线路的高程及轨道距离参数都会出现不同程度的变化。因此在顶进作业前须对施工路段上方的原有线路进行加固处理,线路加固的一般方法有吊轨法、吊轨横梁法、吊轨纵横梁法。该工程中,线路加固采用2组D24施工便梁和P50钢轨吊轨横梁法对线路进行加固;下部结构采用8根人工挖孔桩支墩,桩径1.6m,桩长18.5m;为避免线路横向位移,线路末端采用4组P43轨枕木垛支承工字钢纵梁进行加固;同时,为增加线路整体稳定性和上方列车的行车安全,在线路两侧横梁上加装5根P50轨束梁。

3.2.6顶进施工该工程中,根据桥体自重,顶进施工中顶力按照桥体自重乘以1.2系数,顶镐按60%的传递效率,经计算,该工程共采用32台500t液压顶镐进行顶进施工。

线路加固完成后,须进行试顶,待刃脚进入路基边坡时即可开始挖土。顶进施工中,采用小型轮胎式挖掘机进行开挖,挖土过程中应严格控制刃脚的入土深度在10cm上下。挖土过程中,应尽量加快挖土和出土速度,以保证桥涵箱体可以不断顶进。同时,开挖面的坡度应控制在1:0.8~1:0.2之间,宽度应小于桥涵箱体外轮廓约10cm。当刃脚处挖土完成一进尺长度后,开动高压油泵,使千斤顶产生顶力,推动桥涵箱体前进,该工程中每次冲程最大顶距设置为50cm。桥涵箱体顶进后,在空挡处放置顶铁,以待下次开顶,直至桥涵箱体达到预定位置。

3.2.7顶进施工中注意事项(1)顶进施工中最大顶力不得超过设备满负荷的85%。(2)顶进施工中,当顶进至既有线路下方时,顶进挖土尺寸应≤0.8m,并做到随挖随顶。(3)顶进施工中应避免箱涵带水施工,顶进前须做好降水和排水处理。

4测量校正及检测

顶进施工中,为准确掌握箱涵的顶进方向和高程,在箱涵后方需设置观测站,以观测顶进施工时箱涵的中线及水平偏差。观测站内可设经纬仪和水准仪各一台,设为纵向观测站;在箱涵4个角设置4个水平尺,以便高程测量;在箱涵一侧的前后端各设1个标尺以进行顶进方向的偏差测量。该工程中,桥涵顶程为49.8m;经测量,其高程顶进误差为130mm,满足设计要求≤150mm;中线误差185mm,满足设计要求≤200mm。

5结语

文章通过对下穿既有线路下的框架桥涵顶进施工法的介绍,验证了顶进施工法的优越性。实践表明,顶进施工法施工时间短,施工质量高,对既有线路影响范围小,在保证既有线路的正常运行条件下,利用顶进设备将预制好的构筑物逐渐顶入路基,被广泛用于地道桥、框架桥涵的施工中,具有较高的应用与推广价值。

摘要：框架桥涵顶进施工技术是下穿既有铁路中工程施工的关键技术,广泛运用于增建或新建道路、铁路中。本文结合蓟汕高速公路中下穿北环铁路下的框架桥涵工程,简要介绍了顶进施工技术在下穿铁路工程中的施工步骤及关键技术。结果表明,顶进施工技术具有较好的经济效益和社会效益。

关键词：下穿铁路,框架桥涵,顶进施工

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