頂進(jìn)橋涵施工技術(shù)

1、橋涵頂進(jìn)施工技術(shù)一、基坑開挖首先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查、地質(zhì)勘探、確定地下水位在無(wú)影響或其他因素制約下，進(jìn)行基坑開挖?；娱_挖主要是考慮少占地和少拆遷，盡量縮短頂進(jìn)長(zhǎng)度，但必須要滿足施工的需要；基坑開挖前首先要確定工作坑滑板的尺寸，按照工作坑坑底尺寸、標(biāo)高及原地面高程，算出原地面放坡范圍，放線進(jìn)行開挖。一般工作坑滑板的尺寸可按下面的公式確定：長(zhǎng)度=橋涵身底板長(zhǎng)度+頂搞長(zhǎng)度+橫梁厚度+后背地梁厚度+0.3m；寬度=橋涵身底寬度+2方向墩寬度+0.2m。當(dāng)需要排除地下水和地表水時(shí)，工作坑的尺寸還需計(jì)入四周排水溝及積水井的尺寸?？拥壮叽绨凑諛?biāo)準(zhǔn)確定后留有施工工作面。根據(jù)土質(zhì)的情況，工作坑兩側(cè)邊坡一般按下面標(biāo)準(zhǔn)

2、確定：土質(zhì)邊坡可為1：0.751：1.5，靠鐵路路基一側(cè)的邊坡可緩于1：1.5。工作坑頂邊距最外側(cè)鐵路中心線不得小于3.2m?；娱_挖時(shí)，要做好便道順坡，待機(jī)械開挖至設(shè)計(jì)底標(biāo)高0.3m時(shí)，采用人工挖至滑板底標(biāo)高，并機(jī)械夯實(shí)基礎(chǔ)。二、滑板施工基礎(chǔ)開挖碎石填筑夯實(shí)完成后，按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行底滑板鋼筋、混凝土施工。為了防止頂進(jìn)時(shí)滑板一并被頂走，在滑板內(nèi)按每2.9m設(shè)一道300mm300mm鋼筋混凝土固梁。或采用滑板鋼筋連接后背梁形式，形成整體連接，防止框構(gòu)頂進(jìn)時(shí)滑板順同框構(gòu)一同移動(dòng)?；屙斆嫫秸纫獓?yán)格控制，采用方格網(wǎng)控制高程法，即在灌注底板混凝土?xí)r，用16鋼筋頭埋入混凝土內(nèi)，分成2.5m方格網(wǎng)，

3、按點(diǎn)抹平控制混凝土表面高程，使表面3m范圍內(nèi)平整度小于3mm（用3m直尺量測(cè)）。由于橋涵頂進(jìn)時(shí)軌道重量及列車的作用，扎頭的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抬頭的概率。所以，在制做滑板時(shí)，將滑板做成前高后低的仰坡。根據(jù)土質(zhì)情況和頂進(jìn)長(zhǎng)度不同，仰坡以設(shè)計(jì)為24為宜。滑板隔離層設(shè)置：為防止預(yù)制橋涵身時(shí)底板混凝土與工作坑滑板粘連，預(yù)制前在滑板上設(shè)潤(rùn)滑隔離層。其做法較多，一般由潤(rùn)油劑及塑料薄膜組成。常用的潤(rùn)滑劑為石蠟摻機(jī)油（一般機(jī)油用量為10%25%），氣溫高時(shí)用量酌減。摻入機(jī)油的目的是為了增加石蠟與水泥面的附著力，潤(rùn)滑層的厚度一般為23mm，石蠟表面再鋪灑一層厚1mm的滑石粉，然后在其上鋪塑料薄膜一層即成為較好的潤(rùn)滑隔離

4、層。根據(jù)各自的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也可采用不同形式的潤(rùn)滑層。預(yù)制橋涵身時(shí)，底板前端的底部宜設(shè)船頭坡，以便在頂進(jìn)中通過(guò)挖土，調(diào)整高低偏差。船頭坡尺寸一般為高5cm長(zhǎng)80cm。后背制作后背是承受橋涵身頂進(jìn)時(shí)反力的臨時(shí)結(jié)構(gòu)物。制作原則：（1）首先考慮后背能承受橋涵身在頂進(jìn)的全過(guò)程中所出現(xiàn)的最大頂力，并且有適當(dāng)?shù)陌踩珒?chǔ)備。（2）在逐次頂進(jìn)中，應(yīng)使后背所產(chǎn)生的變形較小，減小頂程損失，提高頂進(jìn)效率。當(dāng)后背利用土的抗力承受頂力時(shí)，土體受力后壓縮，往往后背變形較大。當(dāng)后背依靠結(jié)構(gòu)物與土的摩阻力承受頂力時(shí)，則后背變形較小。較大的變形不僅造成千斤頂?shù)捻敵虛p失，而且由于反復(fù)荷載作用，會(huì)降低后背結(jié)構(gòu)的抵抗能力。但依靠摩阻力為主

5、，承受橋涵身頂力的后背，往往工作量較大。一般的后背形式見說(shuō)明表1后背形式靠土的水平抗力的后背打樁式用槽鋼、鋼軌、工字鋼、鋼板樁等組成的鋼樁后背鋼筋混凝土樁后背拼裝式木枕式后背鋼筋混凝土預(yù)制塊后背靠土體與結(jié)構(gòu)之間的摩阻力的后背重力式引道擋土墻后背堆砌片石后背齒坎式砌體后背后背梁的作用是將千斤頂?shù)捻斄鶆虻貍髦梁蟊成?，避免受力集中。后背梁宜與滑板聯(lián)結(jié)，當(dāng)后背抗力不足時(shí)，可在工作坑滑板上填土壓重，使作用于后背梁上的頂力除由后背抵抗外，一部分由滑板上填土后所增加的摩阻力承擔(dān)。為了防止頂柱接長(zhǎng)后產(chǎn)生向上拱起，或左右拱出的現(xiàn)象，可在頂柱上填土碾壓，一般填土厚度為1.01.5m。傳力設(shè)備包括頂鐵、活動(dòng)橫梁、

6、固定橫梁及頂柱等。頂鐵一般按照每次千斤頂?shù)某鲦€量（即頂程）更換，使橋涵身繼續(xù)頂進(jìn)?；顒?dòng)橫梁：隨橋涵身前進(jìn)并將頂力均勻地傳布給頂鐵。固定橫梁：為頂柱的橫向聯(lián)系梁，主要作用是避免頂柱受壓失穩(wěn)，同時(shí)也可起到使頂力均力分布的作用。頂柱：隨著橋涵身向前頂進(jìn)，必須借助頂柱來(lái)傳遞頂力，將頂力傳給后背。橫梁常用工字鋼及鋼板焊成。頂柱可用鋼軌組焊，也可用鋼筋混凝土制作。頂鐵和頂柱的規(guī)格一般長(zhǎng)度為400cm、200cm、100cm、50cm。將其排列組合，以便根據(jù)每次頂程，進(jìn)行更換。橫梁易每隔4.0m設(shè)置一道，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)頂進(jìn)長(zhǎng)度配置。頂柱（頂鐵）必須保持與頂橋軸線直順一致，與橫梁垂直，做到平、直、順，并注意做到每?jī)?/p>

7、道橫梁間的各道頂鐵長(zhǎng)度一致，否則應(yīng)用短頂鐵調(diào)整。各道頂柱間距應(yīng)一致。當(dāng)短頂鐵累計(jì)長(zhǎng)度超過(guò)4m時(shí)，即換成一根4m長(zhǎng)的頂柱，每48m加設(shè)一道橫梁，以保持頂柱的穩(wěn)定。對(duì)于涵管頂進(jìn)施工，鋪設(shè)導(dǎo)軌是保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)工作，只有導(dǎo)軌的高程、方向及坡度符合要求，才能保證頂進(jìn)涵洞方向、坡度、高程的正確。導(dǎo)軌一般使用鋼軌，軌下鋪枕木，為保證軌道牢固，枕木下應(yīng)鋪15cm厚碎石，并灌水泥砂漿固結(jié)。兩根導(dǎo)軌內(nèi)距按下式計(jì)算（單位以mm計(jì)）：A=式中 A兩導(dǎo)軌內(nèi)距； D管節(jié)外徑；h導(dǎo)軌高；e管節(jié)外壁距枕木面距離，一般規(guī)定為20mm。三、框構(gòu)主體施工按設(shè)計(jì)圖紙要求首先進(jìn)行底板鋼筋布置及混凝土澆筑，底板鋼筋綁扎時(shí)預(yù)留框構(gòu)墻身

8、鋼筋，鋼筋搭接長(zhǎng)度要符合施工規(guī)范；頂板作業(yè)施工，一般采用滿堂支架施工，支架要承受頂板混凝土重力、頂板鋼筋重力、施工荷載及其他外力作用荷載，按照荷載作用力合理分布腳手架間距，并設(shè)剪刀支撐桿件，防止橫向作用力。框構(gòu)主體施工完畢后按照設(shè)計(jì)要求涂刷防水材料。四、線路架設(shè)如今我們施工的項(xiàng)目既有正線線路基本為無(wú)縫線路，無(wú)縫線路在鋼軌中有很大的溫度應(yīng)力，由于頂橋作業(yè)，容易產(chǎn)生脹軌跑道，所以在無(wú)縫線路區(qū)段進(jìn)行橋涵頂進(jìn)施工前，必須提前與線路維修單位聯(lián)系，了解鎖定溫度和區(qū)段長(zhǎng)度，在維修單位配合指導(dǎo)下進(jìn)行應(yīng)力放散和重新鎖定。頂橋施工中，線路容易移動(dòng)，路基容易坍方。為保證行車安全，在頂進(jìn)作業(yè)前，必須對(duì)線路加固，并做好

9、防護(hù)及必要的應(yīng)急措施，同時(shí)要考慮橋身頂進(jìn)中可能發(fā)生的高程變化。線路加固施工流程：抽換枕木軌束梁鋪設(shè)穿設(shè)橫抬梁架設(shè)縱梁。1、軌束梁鋪設(shè)如今正線重軌均為P60鋼軌，所以我們一般軌束梁采用P50鋼軌，組合形成為3-5-3形式；當(dāng)位于岔區(qū)時(shí)，應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)計(jì)成軌束漸變形式。其長(zhǎng)度每端懸出橋涵身為6.25m。當(dāng)軌束梁所用軌型與主軌相同時(shí)，易侵入限界，則應(yīng)在重軌下面增設(shè)墊板（墊板厚度：制作墊板時(shí)可按鐵墊板道釘口位置預(yù)設(shè)道釘孔或墊板與軌底同寬，防止打入道釘時(shí)墊板劈裂）。軌束梁的端部應(yīng)安設(shè)臨時(shí)木梭頭，以防機(jī)車車輛底部零件掛上軌梁。枕木應(yīng)與軌束梁箍緊。（軌束梁示意圖1）2、橫抬梁施工在軌束梁下設(shè)置I55C鋼橫梁，鋼

10、橫梁放置在枕木底，以便獲得最大的橋下凈空。在橋身頂進(jìn)前，穿入鋼橫梁直接放在線路下的路基面上，每穿入一根橫抬梁應(yīng)與軌束梁緊箍，在線路外的路基上設(shè)置支點(diǎn)帶。當(dāng)開始頂進(jìn)后，鋼橫梁一端臨時(shí)支承在橋涵頂板上，而另一端仍在路基支點(diǎn)面上。隨著橋涵身的逐步頂進(jìn)，列車荷載便通過(guò)軌束梁和鋼橫梁轉(zhuǎn)移到橋涵身及路基的支點(diǎn)帶上。鋼橫梁的確定：路基開挖前，橫梁長(zhǎng)度必須能支承在橋涵頂板上，接近就位時(shí)，橫梁能支承在線路外側(cè)固定的地面上為準(zhǔn)，不能因?yàn)殚_挖而導(dǎo)致路基坍塌。安放工字鋼時(shí)，應(yīng)按工務(wù)安全規(guī)則的要求，在計(jì)劃的枕木下掏空，然后將工字鋼橫梁穿入枕木下挖空的位置就位，再用U形螺栓、扣板與軌束梁連成一體。（橫抬梁示意圖2）。在頂

11、進(jìn)前先把工字鋼穿過(guò)全部跨越的線路股道，一端支承在橋涵身頂板上，另一端支承在前方最外一股道外的枕木支點(diǎn)帶上，頂進(jìn)時(shí)工字鋼不動(dòng)。由于鋼橫梁與橋涵頂板面支承墊木之間的滑動(dòng)摩擦阻力，導(dǎo)致鋼橫梁沿頂進(jìn)方向移動(dòng)，引起線路方向偏移，所以必須在鋼橫梁前端安設(shè)能承受線路水平推力的支墩（前支撐）；另一側(cè)是，頂進(jìn)過(guò)程中，難免出現(xiàn)高低偏差，因而改變了橫梁與橋涵頂板之間的高差，所以在鋼橫梁與頂板之間應(yīng)有可調(diào)整的空隙，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備齊小油頂以便線路下沉起道，當(dāng)列車接近時(shí)嵌入硬木楔，以便傳遞壓力。3、縱橫梁施工這種方法是在上述橫抬梁的基礎(chǔ)上，在橫抬梁上線路的兩側(cè)各加一組與線路平行的縱梁，縱梁的兩端設(shè)基礎(chǔ)支撐，縱梁與橫梁用U形螺栓

12、及扣板聯(lián)成一體?？v梁一般采用I55C工字鋼3片組成，其位置應(yīng)保證不侵入線路限界，兩端支撐為混凝土支撐墩、枕木垛支承（說(shuō)明圖4）。 頂鎬數(shù)量的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)最大頂力，可進(jìn)行頂鎬選型和確定頂鎬的需要數(shù)量，一般應(yīng)滿足下式的要求： nKPiPmax 式中n頂鎬臺(tái)數(shù)； K頂力利用系數(shù)，一般取0.60.7； Pi每臺(tái)頂鎬的設(shè)計(jì)頂力（KN）； Pmax設(shè)計(jì)最大頂力（KN）。五、頂進(jìn)控制措施（1）頂進(jìn)扎頭控制措施：橋涵身頂進(jìn)中，當(dāng)其重心接近工作坑滑板前緣附近時(shí)，極易向下扎頭。涵內(nèi)出土?xí)r應(yīng)預(yù)留橋涵吃土厚度，預(yù)防橋涵扎頭。為了防止過(guò)大的高程偏差，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)糾正。如造成過(guò)大偏差后欲再糾正，則極為困難。現(xiàn)將橋涵

13、身頂進(jìn)的外力作近似分析如下：說(shuō)明圖8中P為頂力，P1、P2分別為橋涵身頂部及底部的摩阻力，PM為土的側(cè)壓力產(chǎn)生的摩阻力，為刃腳阻力，Q為橋涵身自重，PV為地基反力，q為頂部線路、加固材料及列車荷載。在頂進(jìn)過(guò)程中，各種外力對(duì)橋涵身尾部a點(diǎn)的力矩為：P2、Q、P、q產(chǎn)生b點(diǎn)向下轉(zhuǎn)的力矩；PV、PM、P1產(chǎn)生使b點(diǎn)向上轉(zhuǎn)的力矩。上述各種外力的大小及其距a點(diǎn)的遠(yuǎn)近，將直接影響頂進(jìn)中力矩的平衡。如加大刃腳阻力及底板下土的反力，減小線路及加固材料對(duì)橋涵身前部的壓力將是有效阻止橋涵身扎頭的主要措施。所以頂進(jìn)中，刃腳上部欠挖吃土頂進(jìn)，底板前端利用船頭坡壓土頂進(jìn)，打松工字鋼橫梁與頂板間的抄手木楔以減少橋涵身前端

14、的壓力等均為常用的減少扎頭的方法。當(dāng)出現(xiàn)扎頭時(shí)，應(yīng)邊頂進(jìn)邊調(diào)整。當(dāng)?shù)鼗^松軟時(shí)，還可以采用片石、碎石和混凝土板等填鋪在橋涵身前端，鋪平夯實(shí)，上鋪鐵板以增加其承載力，減少扎頭。當(dāng)出現(xiàn)抬頭現(xiàn)象，則應(yīng)以相反的方法予以調(diào)整。（2）防止線路橫移的措施當(dāng)橋涵跨度較大且涵頂無(wú)覆蓋土?xí)r，為防止線路的橫移，可采取如下措施：減小鋼橫梁與頂板間的摩擦力在頂板面涂以柴油、石蠟，成為光滑的滑移面，可減少摩擦力。近幾年，北京鐵路局在線路加固時(shí)，利用高度約10cm、可調(diào)整方向的走形小車，置于工字鋼與頂板之間，變滑動(dòng)為滾動(dòng)，摩擦力大大減少，取得了很好的效果。設(shè)置前支頂、卷?yè)P(yáng)機(jī)等措施阻止線路橫移在橋涵身頂進(jìn)的前方設(shè)置板樁地錨，

15、用圓木、方木或工字鋼將橫梁頂在板樁地錨上，可有效地防止線路橫移。必要時(shí)還可以用千斤頂以板樁地錨作后背將線路進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)穿越線路股道較少時(shí)，也可在工作坑兩側(cè)設(shè)置地錨，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑車組調(diào)整線路方向。六、頂進(jìn)方法（1）整體頂進(jìn)法于路基的一側(cè)設(shè)置工作坑，在工作坑的滑板上預(yù)制整體橋涵身，借助事先修筑的后背，利用高壓油泵帶動(dòng)千斤頂，連續(xù)將橋涵身頂進(jìn)就位（圖6）整體頂進(jìn)法示意圖6其特點(diǎn)是：橋涵身一次預(yù)制完成，整體頂進(jìn)。但所需的頂進(jìn)設(shè)備及施工機(jī)具較多，而且還需要一個(gè)強(qiáng)大的后背來(lái)承受推力。由于整體頂進(jìn)可連續(xù)完成，施工期短，對(duì)運(yùn)輸干擾時(shí)間短，故目前被廣泛采用。試頂與頂進(jìn)頂進(jìn)的實(shí)施是整個(gè)工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此開頂前

16、應(yīng)該進(jìn)行試頂。試頂頂力一般為頂橋結(jié)構(gòu)自重的0.40.8倍，但開始啟動(dòng)時(shí)不能突然增大到此數(shù)值，而要使頂鎬同步逐漸增壓，最好是每次升到一定壓力后穩(wěn)定幾分鐘，并對(duì)設(shè)備及滑板、特別是滑板和框架進(jìn)行檢查，如一切正常，方能加壓正式頂進(jìn)。在加壓過(guò)程中，如油壓突然下降，一是表明框架已脫離滑板開始移動(dòng)，這時(shí)則可繼續(xù)頂進(jìn)；二是后背或框架出現(xiàn)變形，這時(shí)應(yīng)停止頂進(jìn)，分析變形原因，采取加固措施。頂進(jìn)過(guò)程：在滑板上空頂進(jìn)，當(dāng)框架前忍角接觸路基邊坡時(shí)，開始挖土運(yùn)土，當(dāng)忍角前方挖土寬度達(dá)6070cm即可開動(dòng)油泵，使頂鎬推動(dòng)框架前進(jìn)，待頂鎬完成一個(gè)行程，即安放一個(gè)不同規(guī)格的頂鐵，等待下次開頂，如此反復(fù)直至框構(gòu)就為。挖土與運(yùn)土頂

17、進(jìn)速度主要取決于洞內(nèi)的挖、運(yùn)土速度，故應(yīng)盡可能為提高挖運(yùn)土的速度創(chuàng)造條件，如工作面寬廣，盡量采用機(jī)械挖運(yùn)土，人工開挖底邊忍角。挖土?xí)r，每次掘進(jìn)深度應(yīng)視土質(zhì)情況及有關(guān)要求而定，一般每次進(jìn)深約為2050cm；同時(shí)，挖土應(yīng)與測(cè)量工作緊密配合，根據(jù)框架偏差情況及時(shí)改變挖土方法。頂進(jìn)方向及高程控制頂進(jìn)時(shí)，每完成一個(gè)頂程，就要進(jìn)行一次水準(zhǔn)測(cè)量，以便及時(shí)掌握框架的坡度變化情況。對(duì)于施工中比較容易出現(xiàn)方向偏差和高程偏差，應(yīng)采取措施嚴(yán)格加以控制，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。頂進(jìn)施工時(shí)，防止框架被頂裂的方法：1、預(yù)制框架時(shí)，在框架底部與頂鎬接觸的地方預(yù)埋一塊1012cm厚的鋼板，使其在頂進(jìn)時(shí)起到傳力均勻的

18、作用；2、頂進(jìn)前，對(duì)框架進(jìn)行全面檢查，底板和框架四角不能有裂縫，并必須等到框架結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行頂進(jìn)施工；3、在頂進(jìn)過(guò)程中，如框架發(fā)生方向偏差，應(yīng)采取不等壓的方式逐漸加壓糾偏；4、頂鎬倒置。（2）中繼間法將橋涵身軸向分節(jié)預(yù)制，在工作坑后端修建小型后背，各節(jié)橋涵身之間和末節(jié)橋涵身與后背之間安設(shè)千斤頂，然后由前至后依次逐節(jié)驅(qū)動(dòng)千斤頂，逐節(jié)推動(dòng)橋身。后背處的千斤頂回收后，安放頂鐵，往復(fù)循環(huán)頂進(jìn)，直至橋涵頂進(jìn)就位。此法適用于涵身較長(zhǎng)或受場(chǎng)地限制無(wú)法修建大型后背的情況。頂進(jìn)程序見（圖7）。為使各節(jié)橋涵身間不出現(xiàn)錯(cuò)縫，各接縫間均安設(shè)抗剪銷。為不使土擠進(jìn)橋涵身，兩節(jié)間設(shè)鋼接縫板，鋼板面與橋涵身混凝土面齊平