既有铁路改造工程中的d型施工便梁加固方案

既有铁路改造工程中的d型施工便梁加固方案

1工程的特点和特点1.1京包铁路该项目位于呼和浩特新城未来的中心区域。规划道路需穿越处的京包铁路是我国的主要铁路干线,轨道采用60kg/m钢轨,双线无缝线路,线间距仅有4m,线路路基填土约3m,两侧地势较为平坦,交通便利。北垣路与既有腾飞路在此交会,距东河110m。1.2计算荷载1)铁路等级:国铁Ⅰ级。2)道路等级:城市次干道。3)设计荷载:A:铁路荷载:中-活载;B:道路荷载:公路-Ⅱ级。4)铁路正线数目:双线。5)道路行车道数:双向4车道。6)桥下净空:机动车道净高不小于3.5m,非机动车道净高取2.5m。1.2从桥长到框架桥主体内道路本桥设计为2孔12.0m框架桥,与京包铁路斜交23°设置(铁路线路法线方向与腾飞路中心线的夹角),桥长15.5m,桥宽28.8m。框架桥主体内道路部分位于腾飞路3%的设计纵坡上,机动车道净高不小于3.5m,非机动车道净高不小于2.5m。由于框架桥要保证水平顶进,主体工程非机动车道需回填土至所需高程。1.3施工时间短、框架桥加固范围小1)京包线车速快、行车密度高,在施工过程中需要保证铁路正常运营,便梁支墩的人工挖孔桩施工、线路扣轨均需要封锁、停电进行,每次施工时间较短。2)由于要顶进的框架桥跨度较大,又有一定的斜交角度,线路加固范围为44m,常用的D24型施工便梁架设方法很难满足加固要求。3)既有线上、下行线间距仅为4m,小于便梁加固标准最小线间距4.2m,D型施工便梁的纵梁在双线间布置困难,又因桥址处距既有东河大桥较近,不具备拨道或修便线条件,则需对D24型施工便梁进行局部改造。2大孔径挖孔桩临时支墩方案方案二方案一:做3组挖孔桩临时支墩,交错架设4孔D24型钢便梁加固线路,框架主体分为两箱,同时顶进。优点为顶进作业所需时间较短,缺点为中间一组挖孔桩临时支墩需占用较大空间,工点处铁路线间距较小,作业空间有限,大孔径挖孔桩施工时危险较大,对铁路安全也有影响,又由于两箱体因临时支墩所限,距离较远,成桥后中间隔离带较宽,腾飞路道路线形较差,如图1所示。方案二:框架主体分为两箱,先做2组挖孔桩临时支墩,在上、下行线分别架设D24型钢便梁加固线路,顶进一个箱体,利用已顶进箱体作为一侧支墩,再做1组挖孔桩临时支墩,架设D24型钢便梁加固线路,顶进第二个框架箱体。优点为各组挖孔桩临时支墩占用作业空间较小,施工及铁路行车均较为安全。缺点为顶进作业所需时间相对较长,如图2所示。结合两方案优缺点,综合考虑铁路行车及施工安全,施工方法的成熟性、可行性,通过进一步具体分析与比较,采用方案二进行线路加固。3设计要点和施工技术要求3.1顶进后端设备条件工作坑是预制和顶进框架桥的工作场地,其底面尺寸应满足框架桥箱体的预制、导向墩的安置、排水等工作空间。前端紧靠路堤,后端为顶进后背墙和运土车道。工作坑开挖施工临时路基边坡1∶1,基坑底宽30.8m。坑底面做成头高尾低的仰坡,以减免顶进中出现“扎头”。坑底四周应留有排水沟,以满足施工期间排水的需要,防止工作坑被水浸泡。工作坑开挖后,需将坑底均匀夯压密实,严禁基坑变形。运土马道设在工作坑西侧,宽3.5m,坡度可按具体运土车辆的爬坡能力来确定。3.2地锚梁与润滑隔离层由于框架结构较高,滑板应有足够的刚度和稳定性,以保证框架结构在预制和顶进中的顺利进行,滑板采用C25钢筋混凝土,厚度30cm,其下每3.0m设置纵横向地锚梁,地锚梁高度为0.25m。滑板下设10cm碎石垫层,表面应尽量光滑平整,高程误差不宜超过±3mm。润滑隔离层共设三层,分别为3mm石蜡机油润滑层(掺25%机油)、1mm的滑石粉、一层塑料薄膜,防止由于粘连而使顶进启动困难。为避免“扎头”现象,滑板顶面按5‰左右做成头高尾低的坡度。沿顶进前进方向,在滑板两侧设置导向墩和导向轨,以限制框架在空顶阶段可能出现的方向偏差。3.3重力式背墙后背墙采用M10浆砌片石,在后背墙与千斤顶之间设置后背分配梁,并将分配梁与滑板连成一体。由于后背墙设计为重力式,在墙后用条石或混凝土轨枕进行填充,形成重力式后背,以提供较大的顶力。在后背梁的直接受顶部位需预埋钢板及钢筋网。3.4便梁铺设由于单个箱体垂直宽13.8m,沿线路方向斜宽为14.99m,线路加固采用D24型钢便梁加固,加固范围有限,需对线下开挖路基坡面进行固化防护。因既有京包线上、下行线间距仅为4m,D24型钢便梁采用最低位布置,在相应处节点板上增设螺栓孔,将上牛腿S12更换为S3甲,以满足限界要求。架设时须严格按照便梁架设的施工流程进行。便梁支墩采用挖孔桩,须边挖边下钢护筒,线路中间同组两支墩距离较近,应在一个支墩完成浇注后再进行另一个孔的下挖。在便梁两次安拆过程中,应注意铁路路基边坡的临时防护。施工期间列车限速45km/h运营,为保证框架顶进过程中线路的稳定,在列车通过时严禁顶进。本桥位于无缝线路地段,施工过程中需对线路进行应力放散及锁定,如图3所示。3.5中心部框架、下设计框架桥桥下单箱设计净宽12.0m,使用净高不小于3.5m,框架桥结构高度6.96m(包含换填底板),腹板厚0.9m,顶板厚0.75m,底板厚0.85m,换填底板厚0.66m,中心处轨底至顶板为1.2m,以京包上行线控制设计,框架主体采用C35钢筋混凝土结构,防渗等级P8。框架桥顶设甲种防水层(TQF-1),上设C40玻璃纤维混凝土防护层。为避免箱桥顶板雨水排入路基,在箱桥顶作0.5%排水坡,将雨水引致接水槽中。桥上布置电缆槽和人行道栏杆。3.6顶进时框架控制桥址处北侧地势平坦,为减少对道路交通及周边环境的影响,设计顶进工作坑位于工点北侧,框架桥主体由北向南顶入。两箱体分先后单独顶进,单个箱体最大顶力为2540t,顶程25.34m。由于框架为斜交,顶进时两侧土压力不对称会对框架产生扭矩,顶进时可通过调整千斤顶间距及个数产生不对称顶力,抵消土压力扭矩。在列车通过时严禁顶进,在顶进时加强观测,严格控制框架的高程及方向。框架到位及附属工程完成后,拆除后背等辅助设施,恢复线路,解除限速。在顶进施工过程中,顶进2号箱体时需对前一次顶进时所用一侧临时支墩进行无声爆破拆除。4顶进设计分析如何保证顶进施工中既有线路的运营安全是既有铁路线下桥涵顶进施工重点和难点,特别是在线路加固条件困难、加固范围较大的框架顶