既有鐵路改造工程中的d型施工便梁加固方案

既有鐵路改造工程中的d型施工便梁加固方案

1工程的特點(diǎn)和特點(diǎn)1.1京包鐵路該項(xiàng)目位于呼和浩特新城未來的中心區(qū)域。規(guī)劃道路需穿越處的京包鐵路是我國(guó)的主要鐵路干線,軌道采用60kg/m鋼軌,雙線無縫線路,線間距僅有4m,線路路基填土約3m,兩側(cè)地勢(shì)較為平坦,交通便利。北垣路與既有騰飛路在此交會(huì),距東河110m。1.2計(jì)算荷載1)鐵路等級(jí):國(guó)鐵Ⅰ級(jí)。2)道路等級(jí):城市次干道。3)設(shè)計(jì)荷載:A:鐵路荷載:中-活載;B:道路荷載:公路-Ⅱ級(jí)。4)鐵路正線數(shù)目:雙線。5)道路行車道數(shù):雙向4車道。6)橋下凈空:機(jī)動(dòng)車道凈高不小于3.5m,非機(jī)動(dòng)車道凈高取2.5m。1.2從橋長(zhǎng)到框架橋主體內(nèi)道路本橋設(shè)計(jì)為2孔12.0m框架橋,與京包鐵路斜交23°設(shè)置(鐵路線路法線方向與騰飛路中心線的夾角),橋長(zhǎng)15.5m,橋?qū)?8.8m?？蚣軜蛑黧w內(nèi)道路部分位于騰飛路3%的設(shè)計(jì)縱坡上,機(jī)動(dòng)車道凈高不小于3.5m,非機(jī)動(dòng)車道凈高不小于2.5m。由于框架橋要保證水平頂進(jìn),主體工程非機(jī)動(dòng)車道需回填土至所需高程。1.3施工時(shí)間短、框架橋加固范圍小1)京包線車速快、行車密度高,在施工過程中需要保證鐵路正常運(yùn)營(yíng),便梁支墩的人工挖孔樁施工、線路扣軌均需要封鎖、停電進(jìn)行,每次施工時(shí)間較短。2)由于要頂進(jìn)的框架橋跨度較大,又有一定的斜交角度,線路加固范圍為44m,常用的D24型施工便梁架設(shè)方法很難滿足加固要求。3)既有線上、下行線間距僅為4m,小于便梁加固標(biāo)準(zhǔn)最小線間距4.2m,D型施工便梁的縱梁在雙線間布置困難,又因橋址處距既有東河大橋較近,不具備撥道或修便線條件,則需對(duì)D24型施工便梁進(jìn)行局部改造。2大孔徑挖孔樁臨時(shí)支墩方案方案二方案一:做3組挖孔樁臨時(shí)支墩,交錯(cuò)架設(shè)4孔D24型鋼便梁加固線路,框架主體分為兩箱,同時(shí)頂進(jìn)。優(yōu)點(diǎn)為頂進(jìn)作業(yè)所需時(shí)間較短,缺點(diǎn)為中間一組挖孔樁臨時(shí)支墩需占用較大空間,工點(diǎn)處鐵路線間距較小,作業(yè)空間有限,大孔徑挖孔樁施工時(shí)危險(xiǎn)較大,對(duì)鐵路安全也有影響,又由于兩箱體因臨時(shí)支墩所限,距離較遠(yuǎn),成橋后中間隔離帶較寬,騰飛路道路線形較差,如圖1所示。方案二:框架主體分為兩箱,先做2組挖孔樁臨時(shí)支墩,在上、下行線分別架設(shè)D24型鋼便梁加固線路,頂進(jìn)一個(gè)箱體,利用已頂進(jìn)箱體作為一側(cè)支墩,再做1組挖孔樁臨時(shí)支墩,架設(shè)D24型鋼便梁加固線路,頂進(jìn)第二個(gè)框架箱體。優(yōu)點(diǎn)為各組挖孔樁臨時(shí)支墩占用作業(yè)空間較小,施工及鐵路行車均較為安全。缺點(diǎn)為頂進(jìn)作業(yè)所需時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),如圖2所示。結(jié)合兩方案優(yōu)缺點(diǎn),綜合考慮鐵路行車及施工安全,施工方法的成熟性、可行性,通過進(jìn)一步具體分析與比較,采用方案二進(jìn)行線路加固。3設(shè)計(jì)要點(diǎn)和施工技術(shù)要求3.1頂進(jìn)后端設(shè)備條件工作坑是預(yù)制和頂進(jìn)框架橋的工作場(chǎng)地,其底面尺寸應(yīng)滿足框架橋箱體的預(yù)制、導(dǎo)向墩的安置、排水等工作空間。前端緊靠路堤,后端為頂進(jìn)后背墻和運(yùn)土車道。工作坑開挖施工臨時(shí)路基邊坡1∶1,基坑底寬30.8m?？拥酌孀龀深^高尾低的仰坡,以減免頂進(jìn)中出現(xiàn)“扎頭”?？拥姿闹軕?yīng)留有排水溝,以滿足施工期間排水的需要,防止工作坑被水浸泡。工作坑開挖后,需將坑底均勻夯壓密實(shí),嚴(yán)禁基坑變形。運(yùn)土馬道設(shè)在工作坑西側(cè),寬3.5m,坡度可按具體運(yùn)土車輛的爬坡能力來確定。3.2地錨梁與潤(rùn)滑隔離層由于框架結(jié)構(gòu)較高,滑板應(yīng)有足夠的剛度和穩(wěn)定性,以保證框架結(jié)構(gòu)在預(yù)制和頂進(jìn)中的順利進(jìn)行,滑板采用C25鋼筋混凝土,厚度30cm,其下每3.0m設(shè)置縱橫向地錨梁,地錨梁高度為0.25m。滑板下設(shè)10cm碎石墊層,表面應(yīng)盡量光滑平整,高程誤差不宜超過±3mm。潤(rùn)滑隔離層共設(shè)三層,分別為3mm石蠟機(jī)油潤(rùn)滑層(摻25%機(jī)油)、1mm的滑石粉、一層塑料薄膜,防止由于粘連而使頂進(jìn)啟動(dòng)困難。為避免“扎頭”現(xiàn)象,滑板頂面按5‰左右做成頭高尾低的坡度。沿頂進(jìn)前進(jìn)方向,在滑板兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向墩和導(dǎo)向軌,以限制框架在空頂階段可能出現(xiàn)的方向偏差。3.3重力式背墻后背墻采用M10漿砌片石,在后背墻與千斤頂之間設(shè)置后背分配梁,并將分配梁與滑板連成一體。由于后背墻設(shè)計(jì)為重力式,在墻后用條石或混凝土軌枕進(jìn)行填充,形成重力式后背,以提供較大的頂力。在后背梁的直接受頂部位需預(yù)埋鋼板及鋼筋網(wǎng)。3.4便梁鋪設(shè)由于單個(gè)箱體垂直寬13.8m,沿線路方向斜寬為14.99m,線路加固采用D24型鋼便梁加固,加固范圍有限,需對(duì)線下開挖路基坡面進(jìn)行固化防護(hù)。因既有京包線上、下行線間距僅為4m,D24型鋼便梁采用最低位布置,在相應(yīng)處節(jié)點(diǎn)板上增設(shè)螺栓孔,將上牛腿S12更換為S3甲,以滿足限界要求。架設(shè)時(shí)須嚴(yán)格按照便梁架設(shè)的施工流程進(jìn)行。便梁支墩采用挖孔樁,須邊挖邊下鋼護(hù)筒,線路中間同組兩支墩距離較近,應(yīng)在一個(gè)支墩完成澆注后再進(jìn)行另一個(gè)孔的下挖。在便梁兩次安拆過程中,應(yīng)注意鐵路路基邊坡的臨時(shí)防護(hù)。施工期間列車限速45km/h運(yùn)營(yíng),為保證框架頂進(jìn)過程中線路的穩(wěn)定,在列車通過時(shí)嚴(yán)禁頂進(jìn)。本橋位于無縫線路地段,施工過程中需對(duì)線路進(jìn)行應(yīng)力放散及鎖定,如圖3所示。3.5中心部框架、下設(shè)計(jì)框架橋橋下單箱設(shè)計(jì)凈寬12.0m,使用凈高不小于3.5m,框架橋結(jié)構(gòu)高度6.96m(包含換填底板),腹板厚0.9m,頂板厚0.75m,底板厚0.85m,換填底板厚0.66m,中心處軌底至頂板為1.2m,以京包上行線控制設(shè)計(jì),框架主體采用C35鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),防滲等級(jí)P8。框架橋頂設(shè)甲種防水層(TQF-1),上設(shè)C40玻璃纖維混凝土防護(hù)層。為避免箱橋頂板雨水排入路基,在箱橋頂作0.5%排水坡,將雨水引致接水槽中。橋上布置電纜槽和人行道欄桿。3.6頂進(jìn)時(shí)框架控制橋址處北側(cè)地勢(shì)平坦,為減少對(duì)道路交通及周邊環(huán)境的影響,設(shè)計(jì)頂進(jìn)工作坑位于工點(diǎn)北側(cè),框架橋主體由北向南頂入。兩箱體分先后單獨(dú)頂進(jìn),單個(gè)箱體最大頂力為2540t,頂程25.34m。由于框架為斜交,頂進(jìn)時(shí)兩側(cè)土壓力不對(duì)稱會(huì)對(duì)框架產(chǎn)生扭矩,頂進(jìn)時(shí)可通過調(diào)整千斤頂間距及個(gè)數(shù)產(chǎn)生不對(duì)稱頂力,抵消土壓力扭矩。在列車通過時(shí)嚴(yán)禁頂進(jìn),在頂進(jìn)時(shí)加強(qiáng)觀測(cè),嚴(yán)格控制框架的高程及方向?？蚣艿轿患案綄俟こ掏瓿珊?拆除后背等輔助設(shè)施,恢復(fù)線路,解除限速。在頂進(jìn)施工過程中,頂進(jìn)2號(hào)箱體時(shí)需對(duì)前一次頂進(jìn)時(shí)所用一側(cè)臨時(shí)支墩進(jìn)行無聲爆破拆除。4頂進(jìn)設(shè)計(jì)分析如何保證頂進(jìn)施工中既有線路的運(yùn)營(yíng)安全是既有鐵路線下橋涵頂進(jìn)施工重點(diǎn)和難點(diǎn),特別是在線路加固條件困難、加固范圍較大的框架頂