CN111676819A - 组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及架空铁路顶进框构桥的施工工法，具体为组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法。本大跨度框构桥在铁路线右侧预制。采用I100工便梁和H70型横抬梁组合架空体系进行加固、架空。I100工便梁设置在距离线路中心左右两侧2.2m的位置，每组纵梁采用H20钢枕联结。横向两个支撑桩上于轨底设置H70型加强横抬梁，横抬梁于线路右侧延伸出纵梁中线位置4.5m,便于箱涵顶板尽早顶进到横抬梁下；横抬梁于线路左侧延伸至就位桩冠梁上，防止顶进期间线路横移。箱涵顶板预埋钢筋拉环2排，在顶进时用倒链和钢丝绳联接线路和桥体，防止线路横移。本发明适用于工便梁无法使用的大跨度框构顶进施工或线路的临时加固等。

Description

组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法

技术领域

本发明涉及架空铁路顶进框构桥的施工工法，具体为组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法。

背景技术

随着我国国民经济及交通运输高速发展，各地政府规划道路与铁路交叉增多，既有铁路立交涵宽度、高度均不能满足地方政府发展需求，同时地方政府结合长远规划目标，要求下穿既有铁路孔径越来越大，形成了一些形式多样、成熟的架空铁路顶进框构桥的施工技术，比如有钢轨扣轨梁加固线路顶进法、工字钢加固线路顶进法、D便梁加固线路顶进法、工便梁加固线路顶进法等，根据现场施工情况适用于不同顶进法。在铁路顶进框构桥施工过程中，受跨越长度，既有线安全要求等因素影响，在大跨度顶进框构桥施工过程中，通过改变架空方法提高线路安全性及加快进度成为了一项新的技术课题。

发明内容

针对大跨度顶进框构桥安全快速施工的问题，本发明提供了组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法。

本发明是采用如下的技术方案实现的：组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，该方法包括以下步骤：开挖基坑→排除地表水→工作坑封底→浇筑钢筋混凝土滑板→建造后背墙及后背桩→铺设工作底板润滑隔离层→预制箱涵→箱身防水层及润滑处理→支撑桩、就位桩施工→枕木抽换与钢枕连接→横抬梁安装→使用工便梁进行加固线路→安装顶进设备→进行试顶，并检查后背及顶进线路设备的工作状态→顶进作业，同时进行高程观测、线路检查、加固架空设备，箱身就位→路基及道床回填→修建附属建筑物→拆除线路架空设备→养护线路直至取消限速，恢复正常行车；

支撑桩、就位桩施工：沿着铁路线轨道行进纵向施工支撑桩，支撑桩位于轨道横向左右两侧，位于中间位置的支撑桩是处于框构桥顶进位置处，就位桩位于框构桥顶进方向上，支撑桩、就位桩施工采用人工挖孔，孔内采用串筒下料；

枕木抽换与钢枕连接：安装横抬梁前调整枕木间距，将多余枕木抽出并在枕木之间***钢枕，将钢枕与轨道连接；

横抬梁安装：在中间位置的支撑桩、就位桩顶部安装横抬梁；

使用工便梁进行加固线路：纵梁采用工便梁，纵梁沿着铁路线轨道行进纵向架设，纵梁搭设在支撑桩上方，并且纵梁与横抬梁采用螺栓连接，连接纵梁及钢枕；

顶进作业，同时进行高程观测、线路检查、加固架空设备，箱身就位：箱涵顶进过程中要对箱涵范围内的支撑桩进行破除，支撑桩破除前，将支撑点转移至箱涵顶面。

上述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，支撑桩、就位桩挖孔作业时，先在挖孔桩位置设置钢护筒做挖孔工作坑，孔内出土采用卷扬机提升，人工运至路肩外侧，挖孔桩所需各种型号钢筋，全部在孔外配制成型，然后依次送入孔内绑扎、焊接。

上述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，横抬梁在铁路线右侧延伸出右侧纵梁中心线4.5m, 便于箱涵顶板尽早顶进到横抬梁下；在铁路线左侧延伸出左侧纵梁中心线5m于就位桩冠梁上，防止顶进期间线路横移。

上述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，横抬梁与轨道之间垫竹胶板和橡胶垫，避免轨道与横抬梁之间的硬接触。

上述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，顶进施工时，考虑横抬梁与箱顶磨擦力的作用，为避免纵梁横向变形，在箱顶接触面放置钢板，横抬梁与钢板间放置钢滑车，减少磨擦力。

上述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，支撑桩采取对角错位施工方法，前桩浇筑完成后再进行对角处下一根桩的挖孔。

本发明经过施工工艺对比总结实际操作，对以往施工经验进行改进和再创新，采用连续工便梁架空工艺而非D便梁架空线路，减小了施工风险、降低了施工难度，取得了良好的经济效益和社会效益，形成本工法。施工证明，工法工艺操作简单可行，安全可靠，适用性强，经济效益相对明显，合理可行。本工法的实践成功，可为其它相似条件下同类型施工提供经验借鉴。

本发明方法具有以下优点：

连续性好，纵梁可连续拼接，解决了D便梁在超过24m大跨度框构桥顶进过程中不适用的问题。

扣轨方式架空线路容易出现红光带，行车安全性不易保证；且相对与扣轨法，线路稳定性好，安全风险低。

受力明确，结构较为简单，现场容易操作、安装。便梁可拆卸重复利用。

适用于工便梁无法使用的大跨度框构顶进施工或线路的临时加固等。

附图说明

图1为工便梁加固线路平面图。

图2为工便梁加固线路纵断面图。

图3为体系转换示意图。

图中：1-既有铁路线，2-箱涵，3-工便梁，4-横抬梁，5-支撑桩，6-就位桩，7-冠梁，8-钢滑车，9-钢枕。

具体实施方式

本大跨度框构桥在铁路线右侧（图1中铁路线下方）预制。采用I100工便梁和H70型横抬梁组合架空体系进行加固、架空，架空长度3×16m。I100工便梁设置在距离线路中心左右两侧2.2m的位置，每组纵梁采用H20钢枕联结。横向两个支撑桩上于轨底设置H70型加强横抬梁，横抬梁于线路右侧延伸出纵梁中线位置4.5m,便于箱涵顶板尽早顶进到横抬梁下；横抬梁于线路左侧延伸至就位桩冠梁上，防止顶进期间线路横移。箱涵顶板预埋钢筋拉环2排，在顶进时用倒链和钢丝绳联接线路和桥体，防止线路横移。加固线路期间列车限速45km/h。

施工工艺流程

开挖基坑→排除地表水→工作坑封底→浇筑钢筋混凝土滑板→建造后背墙及后背桩→铺设工作底板润滑隔离层→预制箱涵→箱身防水层及润滑处理→支撑桩、就位桩施工→枕木抽换与钢枕连接→横抬梁安装→使用工便梁进行加固线路→安装顶进设备→进行试顶，并检查后背及顶进线路设备的工作状态→顶进作业，同时进行高程观测、线路检查、加固架空设备，箱身就位→路基及道床回填→修建附属建筑物→拆除线路架空设备→养护线路直至取消限速，恢复正常行车。

施工操作要点

支撑桩、就位桩施工

本桥共设就位桩3根，直径D=1.25m，长度L=15m；支撑桩14根，沿铁路线纵向前后两端端部各两根，端部总共4根长度12m，中间10根长度15m，直径D=1.25m，中间的左右两侧6根支撑桩位于框构桥顶进位置处，就位桩位于中间左侧3根支撑桩的左侧，每根就位桩与两根支撑桩位于一横向直线上，中间的6根支撑桩控制标高，目的是在就位桩上方路基上挖横抬梁槽安装横抬梁。支撑桩及就位桩的位置见图1工便梁加固线路平面图，桩施工采用人工挖孔。

挖孔桩施工顺序：挖孔桩（支撑桩）采取对角错位施工方法，前桩浇筑完成后再进行对角处下一根桩的挖孔。在既有线上进行挖孔桩作业，要确保行车和人身安全，须在列车间隔时进行，先在挖孔桩位于轨面下，设置直径为1.25m、深1.0m的钢护筒做挖孔工作坑。孔内出土采用卷扬机提升，人工运至路肩外侧，不得侵限。挖孔桩所需各种型号钢筋，全部在孔外配制成型，然后依次送入孔内绑扎、焊接，钢筋笼长度不得大于5m。孔内采用串筒下料。

线路加固、架空

1 准备工作

与铁路局有关设备管理单位签订安全协议及施工配合(监护)协议，并对可能影响的供电、电务、通信、工务等部门的设备进行迁改并采取有效的防护措施。

完成铁路两侧支撑桩、就位桩、冠梁、后背、框构桥预制，且孔桩及冠梁混凝土强度达到100%的要求。

线路加固前组织人员对框构桥施工范围内的线路进行一次全面整修。架设纵、横梁前一天，注意第二天的天气情况，遇有雨雪天气时，提前备足炉渣等防滑材料铺筑在作业人员行走地段，待施工完毕后清理干净；夜间停止纵、横梁的按拆作业。

2使用工便梁进行加固线路

纵梁由I100工便梁组成，总计架空长度48米，纵梁要求连接紧固、支撑稳固。安装纵梁前技术人员用水平仪测量支撑桩，按方案做出桩顶控制标高。工便梁吊运安装时，设专人进行防护，并利用“天窗点”封锁线路，每次90分钟。封锁点前吊车、作业人员和架空材料在线路右侧就位，利用轨道车进行工便梁施工。工便梁纵梁采用I100工字钢（尺寸为1000*360*20*40），结构相对简单，纵梁搭设在横抬梁上，采用螺栓连接。

3横抬梁安装

线路架空部位横抬梁采用高强度H70型钢，长度13.5米。横抬梁在线路右侧延伸出右侧纵梁中心线4.5m,在线路左侧延伸出左侧纵梁中心线5m于就位桩冠梁上。横抬梁槽挖好一根，穿一根横抬梁，加固一根，与纵梁用φ22mm的U形螺栓联在一起。为防止线路横移，横抬梁延伸于就位桩上的工字钢冠梁上。横抬梁与基本轨之间垫竹胶板和橡胶垫，避免基本轨与横抬梁之间的硬接触。横抬梁接头处用腹板和上下夹板高强度螺栓联结。

顶进施工时，考虑横抬梁与箱顶磨擦力的作用，为避免纵梁横向变形，在箱顶接触面放置钢板，横抬梁与钢板间放置钢滑车，减少磨擦力，以此在顶进过程中调整横抬梁。

4枕木抽换与钢枕连接

安装横抬梁前适当调整枕木间距，将多余枕木抽出，由纵梁两端向中心排列，在两枕木之间***钢枕，间距0.67m。使用连接扣件将钢枕与轨道连接，钢轨连接扣件的扣板定位支座直接与钢枕侧筋板连接，固定时将可调节扣板沿钢轨方向微调，与钢轨顶紧，保证钢轨的横向稳定，并在钢轨与扣板之间放置尼龙绝缘角，防止轨道电路短路，影响信号和行车。塞入横抬梁时要对准主梁联结螺栓孔并定位牢固。同时钢轨底部垫好绝缘胶垫，上好扣件。纵梁落位后，联结纵横梁及钢枕。安装所有联结螺栓，组装过程中，螺栓应紧固，弹簧垫圈不得漏装。

5维护与线路控制

线路加固完毕，要严格检查线路的方向、水平、轨距及加固螺栓扣件是否松动，料具是否侵限，道砟是否稳固等，做到每过一次列车检查一遍，并做好现场记录。使用过程中应随时检查，上紧松动的螺栓。

轨距控制：其轨距一靠砼枕来控制，二靠钢枕上的钢轨扣件来控制，确保轨距符合要求。

线路的横向控制：由于钢枕上都有钢轨扣件，钢枕与纵梁相联结，使线路固定在工便梁之间，不致发生横向移动。

体系转换

1取土顶进

将架空位置的路基和下方土挖掉，架空铁路线利用纵梁支撑在横抬梁上，为避免既有线路位移，在顶进过程中用倒链将箱形桥主体与横抬梁连接，同时在就位桩上预埋工字钢作为冠梁。

2体系转换

过程中要对箱形桥范围内的支撑桩进行破除。为确保既有行车安全，现场采用H70的横抬梁进行体系转换，支撑桩破除前，将支撑点转移至箱形桥顶面，利用小滑车进行顶推。

线路养护、便梁拆除及注浆等

1线路养护

为防止顶进期间出现胀轨现象，可采取如下措施：一是在线路架空前将既有无缝线路进行放散；二是线路架空期间在轨腰处夹海绵同时采用喷雾器进行降温，一般为当日的9点-16点进行洒水降温，确保海绵处于湿润状态。

线路架空前，每8小时对施工地段的线路几何尺寸及联结配件进行检查；架空后，每2小时对施工地段的线路几何尺寸及联结配件进行检查；拆除架空后4小时内每趟车检查整修一遍，之后每2小时检查整修一遍至恢复常速。

2便梁拆除

3注浆

箱形桥两侧回填注浆。箱形桥两侧对称均匀回填，人工配合机械分层夯实并注浆。水泥采用P.O42.5硅酸盐水泥。注浆间距1m均匀平行四边形布置，顺序应先注周边，后注中间，并应间隔钻孔注浆。

Claims (6)

1.组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，该方法包括以下步骤：开挖基坑→排除地表水→工作坑封底→浇筑钢筋混凝土滑板→建造后背墙及后背桩→铺设工作底板润滑隔离层→预制箱涵→箱身防水层及润滑处理→支撑桩、就位桩施工→枕木抽换与钢枕连接→横抬梁安装→使用工便梁进行加固线路→安装顶进设备→进行试顶，并检查后背及顶进线路设备的工作状态→顶进作业，同时进行高程观测、线路检查、加固架空设备，箱身就位→路基及道床回填→修建附属建筑物→拆除线路架空设备→养护线路直至取消限速，恢复正常行车；

其特征在于：支撑桩、就位桩施工：沿着铁路线轨道行进纵向施工支撑桩（5），支撑桩（5）位于轨道横向左右两侧，位于中间位置的支撑桩（5）是处于框构桥顶进位置处，就位桩（6）位于框构桥顶进方向上，支撑桩（5）、就位桩（6）施工采用人工挖孔，孔内采用串筒下料；

枕木抽换与钢枕连接：安装横抬梁（4）前调整枕木间距，将多余枕木抽出并在枕木之间***钢枕（9），将钢枕（9）与轨道连接；

横抬梁安装：在中间位置的支撑桩、就位桩顶部安装横抬梁（4）；

使用工便梁进行加固线路：纵梁采用工便梁（3），纵梁沿着铁路线轨道行进纵向架设，纵梁搭设在支撑桩上方（5）的横抬梁上并采用螺栓连接，连接纵梁及钢枕（9）；

顶进作业，同时进行高程观测、线路检查、加固架空设备，箱身就位：箱涵（2）顶进过程中要对箱涵范围内的支撑桩进行破除，支撑桩破除前，将支撑点转移至箱涵（2）顶面。

2.根据权利要求1所述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，其特征在于：支撑桩（5）、就位桩（6）挖孔作业时，先在挖孔桩位置设置钢护筒做挖孔工作坑，孔内出土采用卷扬机提升，人工运至路肩外侧，挖孔桩所需各种型号钢筋，全部在孔外配制成型，然后依次送入孔内绑扎、焊接。

3.根据权利要求2所述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，其特征在于：横抬梁（4）在铁路线右侧延伸出右侧纵梁中心线4.5m,在铁路线左侧延伸出左侧纵梁中心线5m于就位桩冠梁（7）上。

4.根据权利要求3所述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，其特征在于：横抬梁（4）与轨道之间垫竹胶板和橡胶垫，避免轨道与横抬梁之间的硬接触。

5.根据权利要求1-4所述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，其特征在于：顶进施工时，考虑横抬梁与箱顶磨擦力的作用，为避免纵梁横向变形，在箱顶接触面放置钢板，横抬梁（4）与钢板间放置钢滑车（8），减少磨擦力。

6.根据权利要求2所述的组合式工便梁连续加固线路大跨度框构桥顶进施工方法，其特征在于：支撑桩采取对角错位施工方法，前桩浇筑完成后再进行对角处下一根桩的挖孔。

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