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斜交铁路桥涵顶进施工技术
摘要:随着列车运行速度的提高,铁路平交道口需要改为立交形式,为不中断列车的运营,需进行一些桥涵顶进施工。文章介绍京秦铁路客运通道提速改造工程中某大角度斜交顶进框构的施工技术和措施。
关键词:提速改造 斜交桥涵 顶进施工
中图分类号:U449152文献标识码:B文章编号:100321995(2004)0820013202工程概况
在京秦铁路客运通道提速改造工程中,由于既有铁路跨102 国道的别山铁路中桥不能适应提速要求,需要原位拆除重新修建,鉴于102 国道的车流量非常大,需要修建立交的公路便线。别山立交公路便线及京秦线改线所设的三座框构桥分别下穿京秦左、右线,由京秦线南北两侧对顶施工。1 # 桥为京秦改线而设,由于在桥体预制过程中与2 # 桥相交,因而1 # 桥需要顶进。三座顶进框构净宽12 m ,机动车道要求净高≥415 m ,其中1# 桥体结构全高812 m ,其他桥的桥体结构全高6.8 m ,边墙厚0.8 m ,顶、底板厚均为0.9 m ,框构结构平面锐角50°。京秦左线顶进框构桥中心线与京秦左线交角为49°59′11″,交点铁路里程为K78 + 79619;京秦右线框构中心线与京秦右线交角50°27′25″,交点铁路里程K78 + 796.9。京秦改线原位预制框构桥中心线与京秦改线左线交角为47°57′49″。地质情况:0～0.8 m 为人工填土,0.8～6.4 m为砂粘土, 6.4～9.3 m为细砂。基本承载力200kPa ,5.2 m以下灰色,软塑,5.2 m 以上硬塑,地下水位
为保证既有线行车及施工安全,在桥体顶进前需要加固线路,桥体顶进、线路加固拆除均需要点慢行。因顶进框构桥与线路的斜交角度较大(50°),方向控制难度较大,在国内顶进框构桥施工中较少见。施工技术及控制要求
施工主要按线路加固、箱体顶进、补墙及挡墙砌筑、拆除线路加固设施的顺序进行,工作的难点和重点为前两项工作。
2.1线路加固
线路上、下行单独加固,加固段要进行技术检算,可按简支梁形式检算。对于跨度3 m 的涵洞,其静力强度、跨中挠度是检算的控制项目,当纵抬梁工字钢需用高强螺栓联结时,除检算以上内容外,还要重点检算疲劳强度。当工字钢受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过规定限值时,一般可不必检算总体稳定。
(1)顶进前对既有线采用吊轨横纵梁法进行加固。
吊轨采用43kg/m 扣轨,3-5-3 式布设扣轨,下穿1 束I40a 工字钢作为横梁。由于受到Ⅲ型轨枕间距(中心距为0.6 m ,两外侧距离为0.65 m)的限制,每束横抬梁间距为1.3 m。纵梁采用1 束I40a 工字钢,线路两侧各布设1 束。
(2)为保证在顶进过程中边箱体与主箱体间线路的稳定,采用全桥通长一次加固,在此段不设接头,纵梁设双工字钢,计算表明可满足施工中线路稳定的要求。
(3)横梁与框架顶间对穿木楔,以保证线路稳定。
(4)为保证在顶进桥体时线路不横移,在线路加固横梁与箱体顶面间设小滑车,并在箱体东西两侧设置地锚,顶进时用导链拉在纵梁与地锚上,随顶进而调整拉力,保证线路位置准确。
2.2 桥体顶进施工
根据本工程的特点,顶进时先空顶箱体3 m ,后进行正式顶进。
(1)启动(试顶)。顶进开始前必须进行试顶,试顶的压力一般为桥体自重的0.8～1.2 倍,空顶时严格控制桥体方向,防止偏离中心线。
(2)顶进及挖土作业。在每次顶进前对设备及线路加固情况进行全面检查,利用列车运行间隙顶进(列车通过时严禁顶进)。挖运土作业采用机械挖土、人工清槽刷坡并配合装载机及自卸汽车外运的施工方案。在距离底板底面200 mm内的范围内由人工挖土,防止超挖,以免造成“扎头”现象。根据地
质情况确定刃角与底板是否吃土,挖土坡度大致与刃角接近,挖土坡面大致平顺整齐。
(3)顶进测量。顶进前在桥顶面上设固定方向点,支经纬仪于线路南侧方向点上穿线,时刻监控顶进中框构的方向,每次顶进后必须进行高程测量。在顶进过程中,随时对中线及标高进行测量检查,其允许偏差均为±100 mm。
3技术措施
为保证顶进作业时的列车运行安全和施工安全,同时也为保证顶进施工的质量,采取如下措施：
⑴滑板工程。在基坑开挖至基底时设置6 ‰的纵坡。按设计图纸浇筑滑板,其下设置纵横向滑板锚梁；滑板浇筑完毕后在其上设置润滑层：将石蜡机油加热后均匀撒至滑板顶面,其上撒一层滑石粉,然后覆盖塑料布,塑料布上面抹一层沙浆。滑板高程误差控制在±10 mm 以内,以利于线路加固。
⑵挖土作业中,坚持土方开挖时四不挖制度,即列车通过时不开挖、桥体顶进时不开挖、发生塌方现象时不开挖、机械发生故障时不开挖。
⑶顶进方向控制。为控制好方向,在顶进时采用不平衡布镐法,在滑板上设置导向支墩;顶进时调整两侧顶力,用增减刃角阻力的措施来调整方向,随时顶进随时测量随时调整。
⑷防“扎头”措施。在滑动端设过渡段(基底换填砂卵石并夯实)以增强地基承载力,必要时在底板前端浇筑快硬钢筋混凝土纵梁。
⑸防“抬头”措施。如出现抬头时,应采取在箱体前端底板处适当超挖的方法。
4结语
本次施工由于采取了上述施工技术和措施,使得桥体在顶进中和顶进后的方向和高程控制均符合规范要求而且达到了优良标准。一般说来,桥涵顶进工程主要进行方向、高程(“抬头”或“扎头”)的控制,要控制好这几个方面,必须针对工程的特点(环境、地质、工程情况)制订相应的预防措施,并在实际顶进过程中加强观测(随时顶进随时观测),加强数据的对比,一旦发现有异常情况,立即采取相应的处理措施,以免产生不良后果。
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