既有铁路梁桥改建框架箱形桥施工工法

1、PAGE 中铁七局集团有限公司 - PAGE 4 -既有铁路梁桥改建框架箱形桥施工工法1.前言随着城市基基础设施施水平逐逐渐提高高，投资资环境不不断改善善，提高高城市品品位，促促使城市市道路建建设迅猛猛发展，新新建或改改扩建的的城市道道路规模模及标准准均较高高。因此此城市道道路穿越越铁路立立交桥改改扩建也也日益增增多，跨跨度越来来越大，将将原来的的粗笨梁梁型桥立立交逐渐渐为秀巧巧的框架架箱型桥桥所代替替。20001年5月至11月，在在郑州紫紫荆山路路向南展展长下穿穿陇海线线上、下下行货线线施工过过程中，我我们根据据现场条条件进行行研究的的结果，建建立了多多孔连体体框架箱箱形桥置置换大中中梁式桥

2、桥的施工工方法横抬、破破碎、顶顶入方法法。该方方法取得得了良好好的经济济效益和和社会效效益，在在施工安安全、质质量、进进度、经经济等方方面赢得得了郑州州铁路局局、业主主和社会会各界的的广泛好好评，我我们将该该施工方方法进行行总结整整理形成成此工法法。2.工法特特点2.0.11在线路路一侧设设工字钢钢简支纵纵梁，另另一侧预预制框架架箱桥，形形成横抬抬梁的两两侧支点，在在轨道下下穿入工工字钢横横抬梁，抬抬起轨道道，对线线路进行行架空加加固防护护，保证证安全行行车。2.0.22采用液液压破碎碎机械拆拆既有墩墩台与桥桥梁，用用顶镐顶顶进框架架箱桥。2.0.33机具设设备简单单，全部部使用通通用机具具设

3、备。2.0.44占用劳劳动力少少，占用用施工场场地小。2.0.55不受地地形场地地限制，不不中断列列车运行行。3.适用范范围3.0.11适用于在各种种地形条条件下既既有铁路路大中桥桥扩孔、换换梁、改改造施工工。2.0.22适用于在各种种地形条条件下既既有铁路路平交改改立交施施工。4.工法原原理4.0.11施工期期间为了了不中断断列车运运行，在在拆除既既有桥梁梁前，必必须先对对轨道进进行独立立架空防防护。防防护方法法：在线线路一侧侧设临时时支墩（要要与既有有墩台位位置相互互错开），支支墩上架架设工字字钢简支支纵梁，另另一侧预预制框架架箱桥（强强度达到到1000%），作作为工字字钢横抬抬梁的两两端

4、支点点（预制制框架箱箱桥其顶顶面用方方木调整整标高后后支承横横梁），工工字钢横横抬梁穿穿入轨道道以下，抬抬起轨道道（如图图4.00.1）。这这样，由由抬梁将将轨道和和列车荷荷载传递递到纵梁梁和框架架箱桥上上，使既既有桥梁梁失去作作用。4.0.22既有墩墩台与桥桥梁采用用液压破破碎机械械拆除。4.0.33按顶入入法顶入入框架箱箱桥到设设计位置置，完成成桥梁置置换。图4.0.1独立立架空防防护示意意图5.施工工工艺和操操作要点点5.1框架架箱形桥桥置换大大中梁式式桥的施施工工艺艺流程图图：图5.1铁铁路梁桥桥改建箱箱型框架架桥工艺艺流程图图在纵梁和箱桥顶穿架横梁与纵梁连接在纵梁和箱桥顶穿架横梁与纵

5、梁连接线路架空设备承载取替既有梁桥 线路架空后维修铁路梁桥一侧对应既有桥墩台间适当处砌筑临时支墩既有线桥墩台基础防护顶进设备准备、安装、维护铁路梁桥另一侧按设计位置处预制箱桥（100%强度）箱桥顶支垫滑板，代替纵梁纵梁架设拆除既有梁和墩台利用行车间隙顶进箱桥就位拆除架空横梁恢复线路 拆除架空纵梁及临时纵梁支墩 附属工程施工至竣工交付 铁路既有线施工全过程安全防护无缝线路放散及锁定顶进箱桥既有路基防护PAGE PAGE 18 -5.2纵、横横梁设计计及顶力力计算5.2.11纵梁设设计纵梁采用厂厂制I1000工字钢钢梁，两两片并联联，临时时墩台用用片石砌砌筑（或万能能杆件），墩台台顶帽设设计成凹凹

6、形槽口口，以便便固定纵纵梁抵抗抗横向力力（如图图4.00.1）。既有旧旧桥和新新设计的的框架箱箱桥位置置不一定定完全对对应， 所以便便梁长度度确定：新建框框架箱桥桥横跨宽宽度+新、旧旧桥两端端里程差差+施工对对桥头路路基的影影响范围围长度。计算纵梁抵抵抗横向向力，还还应计入入箱桥顶顶入时轨道和和横抬梁梁的最大大阻力FF。其最大阻阻力F计算为：FK（PPQ） （5.22.1-1）式中：F最大阻阻力； P箱桥桥全长6.00m范围围内轨道道重量； Q箱桥桥全长4.00m范围围内横抬抬梁重量量； f1涂油油钢板阻阻力系数数取0.4。5.2.22横抬梁梁设计横抬梁采用用工字钢钢I40，设设计跨度度8.0

7、0m，两两根并联联成组，用U型螺栓联结，每组间距按线路基本轨轨型和行车速度考虑，横抬梁设计最大挠度为15mm（规范挠度值是8.0m1/40020mm）。5.2.33顶力计计算根据设计文文件的地地质勘探探资料，结结合施工工现场工工作坑开开挖土的的性质和和地下水水位情况况，以及及顶进长长度和施施工方法法等因素素计算最最大顶力力：P=KNN1 f1+（N1+N2）f2+2EEf3（不设设钢刃角角） （5.22.3-1）式中：P-最大顶顶力；N1-线路路加固材材料荷载载和箱桥桥顶上其其他荷载载；f1-箱桥桥顶面钢钢滑板与与横梁的的摩擦系系数，钢钢滑板顶顶面涂油油摩擦系系数取0.4；N2-箱桥桥自重；f

8、2-箱桥桥底板与与基底的的摩擦系系数，取取0.77 0.8；E-箱桥两两侧土压压力；f3-侧面面摩擦系系数，取取0.77 0.8；K-系数，取取1.2。5.3操作作要点5.3.11临时墩墩台施工工1墩台位置置要与既既有桥位位相互错错开，给给破碎既既有桥墩墩、台、梁梁时机械械工作便便利的空空间。框架箱箱桥预制制好以后后到穿入入横抬梁梁前，必必须顶到到尽量接接近既有有桥的位位置，必必要时，可可先拆除除老桥的的人行道道或对墩墩台基础础作技术术处理，纵梁临时墩台内侧边沿到框架箱桥设计位置的距离考虑10cm为宜，保证箱桥能正确顶入就位即可。2 临时墩墩台尺寸寸和质量量要求临时墩台采采用商品品混凝土土泵送

9、灌灌注，机机械振捣捣，强度度达到1000%时在混混凝土基基础上采采用人工工砌筑M10水泥砂砂浆砌片片石支墩墩，片石石支墩几几何尺寸寸为：下下底长宽宽6.665.33m、顶面长长宽43m，高高8m ，M10水泥砂砂浆砌片片石支墩墩施工质质量标准准执行铁铁路混凝凝土与砌砌体工程程施工规规范、铁铁路混凝凝土与砌砌体工程程施工质质量验收收标准。5.3.22纵梁架架设1采用悬臂臂牵引法法，在桥桥头顺路路肩将工工字钢用用联接板板纵向联联结，在在另一桥桥头用卷卷扬机悬悬臂牵引引，在每每个墩台台顶设滚滚动支点点，当第第一个纵纵向联结结工字钢钢片架完完以后，再再架第二二纵向联联接片，然然后在墩墩台顶用用双千斤斤

10、顶吊起起纵梁接接头，取取出滚动动支点，安安装平支支座，利利用墩台台顶凹形形槽翼墙墙和钢板板将纵梁梁进行横横向固定定，以抵抵抗横向向水平力力。2预制侧框框架箱桥桥两侧与与路基间间的空档档架空部部分，采采用1.55m钢筋筋混凝土土挖孔桩桩作I1000纵梁支支点，纵纵梁先利利用25tt 汽车吊吊吊于箱箱桥顶，然然后纵移移到位。5.3.55横抬梁梁架设1在有碴桥桥上，有有些道碴碴厚度不不足，当当穿入I40工字字钢抬梁梁时有困困难，解解决这个个问题的的方法有有两个，一一是起道道顺坡，这这要增加加落道工工序，有有时顺坡坡也会遇遇到受坡坡度限制制的问题题。第二二就是换换弧形支支座为平平板支座座进行落落梁，为

11、为穿入横横抬梁留留出空间间。落梁梁时，要要随着落落梁用道道碴及时时找平线线路。然然后及时时进行穿穿横抬梁梁工序。先先将横抬抬梁放在在框架箱箱桥桥顶顶面上，然然后方枕枕扒碴，在在纵梁上上挂一个个倒向滑滑轮，将将卷扬机机挂固在在箱桥顶顶面，用用卷扬机机拖拉穿穿入横抬抬梁。横横抬梁每每组两片片，分片片穿入，然然后用U形螺栓栓联结，使使其进入入横抬梁梁工作状状态。2 随着横横抬梁的的逐组穿穿入，在在线路两两侧布置置30双槽钢钢组纵向向联系梁梁用U形螺栓栓，将横横抬梁联联系起来来，使其其形成整整体状态态。联系系梁要靠靠近线路路，以不不侵入建建筑限界界为准。5.3.66纵横梁梁间联结结横抬梁与纵纵梁一端端

12、联接间间用M244U型螺栓栓，它的的作用是是固定横横抬位置置和传递递横向力力，横抬抬梁的另另一端自自由放在在框架箱箱桥顶面面的支承承方木上上，支承承方木上上铺垫110mmm厚涂油油钢板，钢钢板既是是垫板，也也是滑板板；各横横抬梁间间用槽钢钢30联结，在在线路两两侧，每每侧一条条，使横横抬梁形形成整体体共同工工作。5.3.77轨道横横向控制制在纵向联系系梁与基基本轨之之间，用用12001220mmm方木对对称水平平支撑，间间距755cm，限限制轨道道横向移移动。5.3.88既有桥桥拆除1在线路架架空前拆拆除既有有桥人行行道、栏栏杆，凿凿除梁侧侧面钢筋筋混凝土土挡碴槽槽；分别别间隔清清除桥面面所有

13、枕枕档间道道碴，穿穿入横抬抬梁与纵纵梁联接接。在既既有梁下搭设设枕木垛垛或其他他形式支支墩，托托起旧梁梁，以便便拆除墩墩台。如如果采用用临时枕枕木支墩墩，枕木木支墩距距离墩台台边沿22米，高度度至梁底，防防止拆除除过程中中，梁的的一端翘翘起，顶顶起线路路发生变变形，影影响行车车及人身身安全，或或者中断断行车；枕木垛垛底部应应夯实，底底部两层层满铺枕枕木。当当所有线线路架空空设备承承载后，用用液压破破碎机破破碎墩台台，然后后将旧梁梁下落一一定高度度后破碎碎，以免免破碎机机碰撞轨轨道架空空设备；或者，可可以采用用定向、无声静态爆破将旧墩、台、梁拆除。采用通常方法将框架箱桥顶入就位，拆除架空设备恢复

14、线路。2拆除工作作全部使使用德国国进口砼砼破碎机机械来完完成时，拆拆除进度度情况如如下：1）砼梁每每小时拆拆除2mm3，拆除除量为1118mm3，需59小时拆拆除完；2）拆除片片石每小小时4mm3，拆除除量为3336mm3，需84小时拆拆除完；3）以上两两项拆除除时间合合计为143小时，6天时间间可以完完成拆除除任务；4）顶进挖挖土、清清除工程程垃圾时时间9天可以以完成。5）因此115天时间间可以完完成顶进进，再10天恢复复线路常常速，根根据上述述数字看看出，40天慢行行时间可可以完成成一座立立交桥架架空施顶顶工作。6.施工机机具设备备及劳动动力组织织6.1施工工机具设设备进场场数量要要根据桥

15、桥梁大小小而定。其其类别型型号如表表6.11。表6.1机机具设备备表序 号名 称规 格 型型 号单 位数 量备 注1千斤顶10t台22千斤顶100t台83顶镐320t台224卷扬机3-5t台15吊车8t台16吊车25t台17破碎机液压40台28工字钢I100焊焊制片8纵梁9工字钢I40100m根200横抬梁10槽钢I30 66-122m根30联系梁6.2在现现场设立立施工组组织领导导机构5人，进进行施工工管理。下下属各工工种班组组如表6.22。表6.2劳劳动力组组织表序 号工 种人 数备 注1吊车司机22顶镐控制工工83破碎机司机机64起重工85架子工106线路工107卷扬机司机机28防护员1

16、09普通工人207.施工质质量控制制7.0.11认真贯贯彻执行行项目经经理负责责制，建建立健全全项目经经理和作作业班组组内部质质量保证证体系，严严格执行行ISOO90001质量管管理体系系标准，严严格分工工负责，逐逐级负责责岗位制制度。7.0.22技术人人员及施施工管理理人员坚坚持做到到“图纸审审核制”、“技术资资料复核核制”、“工序交交接记录录本制”、“监督检检查人员员认证制制”、以及“质量安安全事故故报告制制”，各工工序间建建立自检检和互检检制，严严把每道道工序关关。 7.0.33严格按按照设计计文件、“铁路施施工技术术规范”及“验收标标准”和监理理工程师师要求组组织施工工，技术术资料和和

17、计量工工作要标标准化、规规范化，每每道工序序要自检检、互检检达到合合格后方方可施工工下道工工序，服服从监理理工程师师的监督督，把质质量要求求落到实实处。7.0.44依照公公司程程序文件件，实实行现场场作业有有序可控控，每道道工序较较好的方方案，严严格组织织施工技技术交底底，要有有各项施施工记录录，原始始资料有有依可查查，做到到可追溯溯性。7.0.55加强施施工中各各工序的的衔接，严严格执行行隐蔽工工程检查查签证和和分项分分布工程程检查制制度，凡凡隐蔽工工程，领领工员、技技术员、质质量检查查员必须须认真进进行自检检，合格格后备齐齐资料，通通知监理理工程师师检查签签认后，方方可隐蔽蔽施工。7.0.

18、66设专职职质量检检查员，把把质量工工作纳入入每晚施施工交班班会并组组织工程程质量评评比、检检验，根根据检查查情况奖奖优罚劣劣，促进进工程质质量提高高。7.0.77对工程程所购进进的各种种半成品品或工程程材料必必须获得得相当等等级质检检单位的的许可证证明，方方可使用用，严禁禁不合格格产品使使用到工工程上，对对合格产产品也要要进行编编号、标标明厂家家，并附附有出厂厂合格证证。所有有片石、砂砂子、碎碎石、水水泥必须须符合质质量标准准，砌筑筑浆片要要注意错错缝、灰灰缝宽度度及砌筑筑的砂浆浆捣实度度。施工工浆片石石及砼要要加强养养护工作作，搅拌拌砂浆、砼砼要按配配合比挂挂牌施工工，做好好试验工工作。

19、7.0.88对施工工进行全全过程计计量、试试验和检检测，确确保每道道工序都都达到规规范要求求，严格格原材料料入场检检测程序序，把好好材料合合格的标标准。7.0.99冬季施施工应严严格按照照规范执执行，防防止冻害害影响工工程质量量，掺入入的防冻冻剂，要要专人配配比，确确保工程程质量达达到优良良。8.安全措措施8.0.11成立项项目指挥挥部及经经理部，并并配备强强有力的的安全检检查班子子，项目目副经理理专职抓抓安全、质质量，使使安全工工作在组组织上得得以保证证。8.0.22建立健健全各项项安全制制度、安安全生产产奖惩办办法，使使安全工工作在制制度上得得以保证证，以强强化干部部、职工工安全思思想意识

20、识。8.0.33施工队队伍进点点后，在在编制实实施性施施工组织织设计的的同时，编编制主要要工序的的安全操操作规程程，制定定切实可可行的安安全技术术措施，各种作业严格执行。8.0.44在行车车线路上上施工，必必须先制制定安全全技术措措施，严严格执行行在既有有线上作作业的有有关规定定，进行行技术交交底，并并组织有有关人员员学习有有关规定定和要求求。8.0.55牢固树树立“安全第第一”的思想想，坚持持“安全生生产、预预防为主主”的方针针，坚持持季、月月、旬专专职检查查评比和和班前、班班中、班班后“一日三三检”制度，坚坚持安全全技术交交底，班班前安全全讲话和和岗前培培训持证证上岗。8.0.66线路架架

21、空时，箱箱涵顶进进均应办办理慢行行要点计计划审批批手续，待待运输部部门批准准后方可可施工。8.0.77设置工工点防护护员，严严禁未设设防护进进行施工工。严格格执行高高空作业业的有关关规定。在框架箱桥顶进过程中，要随时检查线路状况，线路状况不良不得放行列车。8.0.88设置工工地与车车间的联联络电话话，专人人负责联联系列车车通过情情况，及及时通知知现场，并并经常向向运输部部门介绍绍工地情情况。8.0.99对既有有线路设设备进行行拆换、加加固或起起拨道时时，应事事先与当当地工务务部门取取得联系系，经协协商研究究后，方方可进行行，无缝缝线路地地段施工工应按有有关规定定进行。8.0.110按上上级批复

22、复后的加加固方案案对既有有线路进进行加固固，任何何改变原原定加固固方案的的建议，必必须重新新报请上上级批准准后采用用。8.0.111遇有有危及行行车安全全情况时时，应尽尽量在列列车通过过这前处处理。若若不能完完成时，应应派出防防护人员员设置信信号，通通知列车车停止前前进。8.0.112顶进进施工完完毕，线线路恢复复正常后后，应会会同当地地工务部部门共同同检查线线路情况况，合格格后办理理撤消要要点计划划手续，线线路防护护工作结结束。8.0.113车辆辆、机具具、材料料、临时时构造物物设置不不得侵入入铁路限限界。8.0.114工地地工棚区区要做好好防火、防防盗要配配备一定定数量的的防火消消防器具具

23、，冬季季施工要要防煤气气中毒。8.0.115夏季季在无缝缝线路上上作业降降低轨温温的方法法是：在在基本轨轨腰两侧侧夹置海海棉带，海海棉带中中放置通通长多孔孔水管，通通入有压压水，可可把轨温温控制在在锁定轨轨温以下下，防止止胀轨跑跑道。8.0.116落梁梁要缓慢慢，分端端交替逐逐渐进行行，保持持两片梁梁原来的的焊联状状态，落落梁前要要在线路路上备好好道碴, 随落随随起道找找平轨道道。8.0.117在破破碎机进进场作业业时，要要设警界界线，防防止破碎碎机械碰碰撞线路路架空设设备。轨轨道架空空设备昼昼夜设专专人检查查维修，确确保临时时工程的的质量，保持完好状态。 9.环保措措施9.0.11按照ISO

24、O140001环境管管理体系系标准建建立了完完善的环环境管理理体系，成成立以项项目经理理任组长长的环境境保护及及文明施施工领导导小组，配配备专兼兼职环保保实施人人员，并并及时搞搞好环保保工作。 9.0.22切实贯贯彻环保保法规，严严格执行行国家及及地方政政府颁布布的有关关环境保保护、水水土保护护的法规规、方针针、政策策和法令令。在编编制实施施性施工工组织设设计时，制制定防止止和减轻轻污水、大大气污染染，防淤淤积，保保护生态态环境的的环保措措施，把把施工生生产的环环保工作作作为一一项内容容，并认认真贯彻彻执行。9.0.33加强施施工生产产中的环环境保护护工作，根根据地区区特点，针针对性的的采取措

25、措施，以以最大限限度地减减少对施施工环境境的破坏坏。9.0.44创建文文明工地地，采取取有效措措施，消消除施工工污染。对对工程垃垃圾、生生活垃圾圾等要及及时处理理，并运运往当地地环保部部门指定定的地点点。在人人口稠密密区施工工要尽量量降低噪噪声污染染，减少少对当地地居民正正常工作作和生活活的影响响。9.0.55施工场场地平整整，材料料设备堆堆放整齐齐有序，标标志齐全全、醒目目。做到到工完场场清，按按原来标标准迅速速恢复被被破坏的的设施。运运输砂石石和弃碴碴在夜间间进行，车车载不过过满，采采取遮挡挡措施，防防止在运运输过程程中沿途途抛洒扬扬尘。9.0.66所有生生活污水水或其它它污水必必须经过过

26、处理，方方可排入入城市污污水管道道。9.0.77废渣处处理应及及时，堆堆积和废废弃不应应影响防防洪排水水设施，弃弃土按联联系好的的弃土场场位置和和规定组组织施工工。9.0.88强化环环保管理理。建立立健全企企业的环环保管理理机制，定定期进行行环保检检查，加加强对环环保知识识、环保保政策的的教育，及及时处理理违章事事宜，并并与地方方环保部部门建立立工作联联系，接接受社会会及有关关部门的的监督。10.经济济效益分分析10.0.1如方方案采用用先预制制框架箱箱桥，待待强度达达到设计计要求后后，进行行线路封封锁施工工，需要要铁路局局同意批批复才能能折除既既有梁、墩墩台，然然后挖土土、清运运垃圾及及顶进

27、作作业，中中断铁路路运输10天，运运输损失失近400万元（铁铁路局不不可能批批准）；而采用用此方法法施工影影响铁路路运输损损失不足足50万元。节节约350万元。10.0.2如方方案采用用修筑便便线绕行行就位现现浇施工工，占用用大量城城市绿地地面积，拆迁建筑物多，严重影响城市道路交通，且修筑一条便线费用约200万元以上。而采用此方法施工影响铁路运输损失不足50万元，线路架空直接费用80万元，且架空设备在该项目上周转三次，成本费用大大降低。节约费用120万元。10.0.3该方方法架空空设备简简单轻便便，对行行车安全全可控性性强，对对铁路运运输减小小到最低低程度；在施工工中占用用施工场场地小，避避免

28、了修修筑便线线绕行和和居民临临时迁移移，不影影响周围围居民及及企事业业单位正正常生活活和工作作，有利利于文明明施工；占用劳劳动力少少，工程程进度快快，干扰扰因素少少，各种种设备资资源能较较好地利利用，有有较好的的经济效效益、社社会效益益和环境境效益。11.工程程实例11.0.1郑州州市紫荆山山路向南南展长，下下穿陇海海线上行行货线，该该处原有有1座316.0m预预应力钢钢筋砼梁梁桥，本本货线高高7.00m，公公路和铁铁路法线线夹角228。新新建立交交桥为77m12mm12mm7m整体体框架，全全宽511.3mm。本段线线路基本本轨型660kggm，枕下下道碴厚厚度1015ccm，无无法抬道道顺坡。用本工法施施工，线线路架空空长度880.00m，通通过换弧弧形支座座为平板板支座进进行落梁梁，为穿穿入横抬抬梁留出出空间。纵纵梁采用用宝鸡桥桥梁厂生生产的I1000工字钢钢梁，两两片并联联，I1000跨度155.255m，横横抬梁间间距采用用75ccm，横横抬梁最最大挠度度15mmm；拆拆除工作作全部使使用德国国进口砼砼破碎机机械来完完成。本本工程220011年5月10日开工，99月25日竣工，工工期1388天。在施施工中施施工安全全、行车车安全得到到了有效效保证，收到了了较好的的经济效效益。11.0.2郑州州市