淺析框架橋下穿鐵路加固頂進施工流程
2015-08-04
隨著交通建設的發(fā)展，多跨大孔徑框架橋頂推施工會越來越多的應用于下穿公路或者鐵路工程，施工方法各具特點。施工中出于安全預防，線路加固要求也會越來越高。本文針對某環(huán)線高速公路下穿鐵路運煤專線的線路采用縱橫臺梁加 3-5-3 吊軌進行加固、C25 混凝土挖孔樁支撐特點對頂推框架橋施工進行了論述，希望給以后的類似頂推橋施工提供參考。
1 工程概述
某市環(huán)線下穿某鐵路立交橋位于某高速公路 K33 +465．500 處，交叉鐵路下行線里程為 K256+273，相交角度為 121.4°( 前右角) ，某鐵路為單線電氣化鐵路，相交處的某鐵路為路堤段，路堤填方高度約為 2 m～3 m，線路位于 R =400m 的緩和曲線上，軌道類型為 60 kg /m，鐵路相交處軌頂標高為 1167.806 m，橋位處朔州環(huán)線位于R=2 000 m 的緩和曲線上，路線縱坡分別為－3.2%－3.0%，橋位處地勢較為平坦。
該橋孔徑為2m～13.5 m 框架立交橋，結構凈高6.8m，完工后的使用凈空高度不少于5m，設計結構尺寸為: 頂板厚1m，底板厚1.1m，邊墻厚1 m。
2 前期準備
2.1 根據(jù)相關技術資料、設計規(guī)范和現(xiàn)場勘查情況，制定詳盡的框架橋線路加固及頂進施工方案，報送分公司審批。
2.2 與工務段、電務段、車務段、供電等單位簽訂安全配合協(xié)議、弄清電纜、光纜的位置，提前移到安全位置。對挖出的光電纜，進行防護并實行 24 h不間斷監(jiān)護，光電纜不得外露，既有光電纜挖開后用槽鋼對扣防護，防護長度應超出框構橋兩邊緣再開挖 5 m 延長，在入地處呈 120°平緩入地，再上蓋混凝土 30 cm，填土夯實，插電纜防護標志。待框構頂進后將槽鋼一并放入水泥電纜槽中，確保入地處電纜有槽鋼防護并用混凝土澆筑保證不外露。不同部門的電纜實現(xiàn)有效隔離，確保防護良好，不留隱患。
2.3 工程前期的各項資料齊全，框構主體、后背、護坡樁、支撐樁強度達到設計要求，試驗報告齊全，并經(jīng)監(jiān)理單位簽字認可。
2.4 做好線路加固其他各項準備工作。
3 線路加固
本線路加固采用縱橫臺梁加 3-5-3 吊軌進行加固、C25 混凝土挖孔樁支撐，邊挖土邊頂進的施工方法?？v、橫臺梁使用Ⅰ56C型工字鋼。
3.1 線路準備。a.慢行申請行車速度按 15 km/h。b.申請封鎖線路。c.探明所有埋設電纜位置并做好防護。
3.2 挖孔樁施工。本工程挖孔樁分為護坡樁、支撐樁和抗移樁三種類型，施工均采用人工挖孔，鋼筋混凝土護壁，抗移樁樁徑1.25m，樁長20m，共11根。防護樁樁徑1.5m，樁長15m，共22 根。支撐樁樁徑1.25m，樁長15m，共6根。
3.3 軌枕抽換?；炷琳頁Q成木枕，利用天窗點一次抽換完成。
3.4 吊軌安裝。由人工抬鋼軌上道，使用直徑 22 的 U 形螺栓與木枕扣接。
3.5 橫臺梁安裝。橫臺梁使用Ⅰ56C 型工字鋼，由吊車吊起，一端落在路肩上，另一端落在已經(jīng)預制好的框架橋頂上，與路基垂直擺放。第二次吊起橫梁一端，另一端由人工拖拽串入已扒開道碴的鋼軌下使其就位。橫臺梁就位后兩端空挑部分立即用枕木垛支好。中間與 3-5-3 吊軌梁用直徑 22 的 U 形螺栓進行聯(lián)接。在框架橋頂放置鋼板，橫梁與鋼板間放置滑車，以減少摩擦力，確保行車安全，不頂進時線路下方用短枕木垛頂抬行車線。
3.6 縱梁安裝?？v梁使用Ⅰ56C 型工字鋼( 三根工字鋼束)，由吊車吊起單根工字鋼與橫梁垂直放置橫梁上面后再由人工撬動使其準確對位。三根Ⅰ56C 型工字鋼縱梁對位后立即使用直徑22 的 U 形螺栓和厚 10 mm 的扣板與橫梁工字鋼進行聯(lián)接。工字鋼接頭聯(lián)接采用等強度聯(lián)接，由兩塊厚 12 mm 鋼板制作成一組復板，每個接頭使用 12 條 M20 的螺栓進行打孔聯(lián)接。
3.7 線路控制。a.軌距控制: 因混凝土枕已換成木枕并加設絕緣軌距桿，其軌距靠木枕來控制，確保軌距符合要求。b.線路的橫向控制: 由于線路木枕已加設 3-5-3 吊軌并聯(lián)接，3-5-3 吊軌與橫梁聯(lián)接，橫梁聯(lián)接與縱梁聯(lián)接，整個線路和縱橫臺梁加固成整體。為使線路在橫向不發(fā)生位移，橫梁前端固定在防護樁和抗移帽梁的預埋螺栓上，橫梁后部的縱梁上每隔2m 加設一個10t導鏈，導鏈一端固定在縱梁上，另一端固定在框架橋頂預埋錨環(huán)上，框架橋頂進時，邊頂進邊拉緊導鏈，控制縱橫梁橫向移動。c．縱梁縱向控制: 在縱梁每個端部加設一個直徑1m 深 5m 的鋼筋混凝土挖孔樁，并在樁頂預埋 6 根直徑 25 mm 的圓鋼，待縱梁安裝就位后及時與縱梁焊接限制縱梁的縱向移動。d．曲線超高控制: 采用在鋼軌、吊軌和橫臺梁間設置不同厚度絕緣墊片的方式調(diào)整線路外軌超高值，保證曲線順適，絕緣墊片從廠家購入，各種尺寸符合設計標準，施工中安排專人進行檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣墊片有破損，及時更換。曲線的各種幾何尺寸在工務的指導下標示于外軌面，由專業(yè)養(yǎng)路隊進行測量，隨時監(jiān)護，確保線路穩(wěn)定。
4 頂進施工方案
本框構橋主體混凝土數(shù)量 1259.12 m3，框構自重約 3 274 t，
計算頂進施工中最大頂力為 4270t。
4.1 頂進設備
N = Pmax/ T·η。
其中，N 為需用千斤頂臺數(shù); Pmax為計算最大頂力; T 為千斤頂額定推力；η 為千斤頂?shù)墓β氏禂?shù)，采用循環(huán)頂進法，框架采用320 t 頂鎬行程 800 mm，功率數(shù)按0.7計。代入公式: N =4 270/( 320 ×0.7)≈20 臺。確定采用 320 t頂鎬 20 臺，備用 5 臺，共計 25 臺。1-30 控高壓泵站1臺，備用1臺，共計2臺。
4.2 傳力設備
4.2.1 頂程計算: 28.32 m，本次施工頂柱長度按 33 m 計算。
4.2.2 配備頂鐵: 頂鐵用鋼板和舊鋼軌焊接制成，長度規(guī)格分 10 cm，20 cm，25 cm，30 cm，40 cm，50 cm，100 cm，200 cm，400 cm，800 cm，另備若干 1 cm，2 cm，3 cm 厚的補空鐵墊板。3) 配備頂柱: 20 ×35 m = 700 m。
4.3 頂進作業(yè)
循環(huán)頂進法順序如下:箱身挖土→頂進→換頂鐵→再挖土→再頂進→循環(huán)往復至框架橋就位。
