淺析框架橋下穿鐵路加固頂進(jìn)施工流程
2015-08-04
隨著交通建設(shè)的發(fā)展，多跨大孔徑框架橋頂推施工會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用于下穿公路或者鐵路工程，施工方法各具特點(diǎn)。施工中出于安全預(yù)防，線路加固要求也會(huì)越來(lái)越高。本文針對(duì)某環(huán)線高速公路下穿鐵路運(yùn)煤專(zhuān)線的線路采用縱橫臺(tái)梁加 3-5-3 吊軌進(jìn)行加固、C25 混凝土挖孔樁支撐特點(diǎn)對(duì)頂推框架橋施工進(jìn)行了論述，希望給以后的類(lèi)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(lèi)型為 60 kg /m，鐵路相交處軌頂標(biāo)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(shì)較為平坦。
該橋孔徑為2m～13.5 m 框架立交橋，結(jié)構(gòu)凈高6.8m，完工后的使用凈空高度不少于5m，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸為: 頂板厚1m，底板厚1.1m，邊墻厚1 m。
2 前期準(zhǔn)備
2.1 根據(jù)相關(guān)技術(shù)資料、設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，制定詳盡的框架橋線路加固及頂進(jìn)施工方案，報(bào)送分公司審批。
2.2 與工務(wù)段、電務(wù)段、車(chē)務(wù)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(duì)挖出的光電纜，進(jìn)行防護(hù)并實(shí)行 24 h不間斷監(jiān)護(hù)，光電纜不得外露，既有光電纜挖開(kāi)后用槽鋼對(duì)扣防護(hù)，防護(hù)長(zhǎng)度應(yīng)超出框構(gòu)橋兩邊緣再開(kāi)挖 5 m 延長(zhǎng)，在入地處呈 120°平緩入地，再上蓋混凝土 30 cm，填土夯實(shí)，插電纜防護(hù)標(biāo)志。待框構(gòu)頂進(jìn)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(hù)并用混凝土澆筑保證不外露。不同部門(mén)的電纜實(shí)現(xiàn)有效隔離，確保防護(hù)良好，不留隱患。
2.3 工程前期的各項(xiàng)資料齊全，框構(gòu)主體、后背、護(hù)坡樁、支撐樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)報(bào)告齊全，并經(jīng)監(jiān)理單位簽字認(rèn)可。
2.4 做好線路加固其他各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。
3 線路加固
本線路加固采用縱橫臺(tái)梁加 3-5-3 吊軌進(jìn)行加固、C25 混凝土挖孔樁支撐，邊挖土邊頂進(jìn)的施工方法?？v、橫臺(tái)梁使用Ⅰ56C型工字鋼。
3.1 線路準(zhǔn)備。a.慢行申請(qǐng)行車(chē)速度按 15 km/h。b.申請(qǐng)封鎖線路。c.探明所有埋設(shè)電纜位置并做好防護(hù)。
3.2 挖孔樁施工。本工程挖孔樁分為護(hù)坡樁、支撐樁和抗移樁三種類(lèi)型，施工均采用人工挖孔，鋼筋混凝土護(hù)壁，抗移樁樁徑1.25m，樁長(zhǎng)20m，共11根。防護(hù)樁樁徑1.5m，樁長(zhǎng)15m，共22 根。支撐樁樁徑1.25m，樁長(zhǎng)15m，共6根。
3.3 軌枕抽換?；炷琳?yè)Q成木枕，利用天窗點(diǎn)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(tái)梁安裝。橫臺(tái)梁使用Ⅰ56C 型工字鋼，由吊車(chē)吊起，一端落在路肩上，另一端落在已經(jīng)預(yù)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(kāi)道碴的鋼軌下使其就位。橫臺(tái)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(jìn)行聯(lián)接。在框架橋頂放置鋼板，橫梁與鋼板間放置滑車(chē)，以減少摩擦力，確保行車(chē)安全，不頂進(jìn)時(shí)線路下方用短枕木垛頂抬行車(chē)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(chē)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(dòng)使其準(zhǔn)確對(duì)位。三根Ⅰ56C 型工字鋼縱梁對(duì)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(jìn)行聯(lián)接。工字鋼接頭聯(lián)接采用等強(qiáng)度聯(lián)接，由兩塊厚 12 mm 鋼板制作成一組復(fù)板，每個(gè)接頭使用 12 條 M20 的螺栓進(jìn)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(shè)絕緣軌距桿，其軌距靠木枕來(lái)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(shè) 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(gè)線路和縱橫臺(tái)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(hù)樁和抗移帽梁的預(yù)埋螺栓上，橫梁后部的縱梁上每隔2m 加設(shè)一個(gè)10t導(dǎo)鏈，導(dǎo)鏈一端固定在縱梁上，另一端固定在框架橋頂預(yù)埋錨環(huán)上，框架橋頂進(jìn)時(shí)，邊頂進(jìn)邊拉緊導(dǎo)鏈，控制縱橫梁橫向移動(dòng)。c．縱梁縱向控制: 在縱梁每個(gè)端部加設(shè)一個(gè)直徑1m 深 5m 的鋼筋混凝土挖孔樁，并在樁頂預(yù)埋 6 根直徑 25 mm 的圓鋼，待縱梁安裝就位后及時(shí)與縱梁焊接限制縱梁的縱向移動(dòng)。d．曲線超高控制: 采用在鋼軌、吊軌和橫臺(tái)梁間設(shè)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(gòu)入，各種尺寸符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，施工中安排專(zhuān)人進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣墊片有破損，及時(shí)更換。曲線的各種幾何尺寸在工務(wù)的指導(dǎo)下標(biāo)示于外軌面，由專(zhuān)業(yè)養(yǎng)路隊(duì)進(jìn)行測(cè)量，隨時(shí)監(jiān)護(hù)，確保線路穩(wěn)定。
4 頂進(jìn)施工方案
本框構(gòu)橋主體混凝土數(shù)量 1259.12 m3，框構(gòu)自重約 3 274 t，
計(jì)算頂進(jìn)施工中最大頂力為 4270t。
4.1 頂進(jìn)設(shè)備
N = Pmax/ T·η。
其中，N 為需用千斤頂臺(tái)數(shù); Pmax為計(jì)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(jìn)法，框架采用320 t 頂鎬行程 800 mm，功率數(shù)按0.7計(jì)。代入公式: N =4 270/( 320 ×0.7)≈20 臺(tái)。確定采用 320 t頂鎬 20 臺(tái)，備用 5 臺(tái)，共計(jì) 25 臺(tái)。1-30 控高壓泵站1臺(tái)，備用1臺(tái)，共計(jì)2臺(tái)。
4.2 傳力設(shè)備
4.2.1 頂程計(jì)算: 28.32 m，本次施工頂柱長(zhǎng)度按 33 m 計(jì)算。
4.2.2 配備頂鐵: 頂鐵用鋼板和舊鋼軌焊接制成，長(zhǎng)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(bǔ)空鐵墊板。3) 配備頂柱: 20 ×35 m = 700 m。
4.3 頂進(jìn)作業(yè)
循環(huán)頂進(jìn)法順序如下:箱身挖土→頂進(jìn)→換頂鐵→再挖土→再頂進(jìn)→循環(huán)往復(fù)至框架橋就位。
