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摘要:结合工程实例,介绍了铁路地道桥中继间顶进施工技术要点,包括桥涵主体分节预制、线路加固、施工降水、桥体顶进、中线与高程控制等施工技术。同时对顶进施工中的控制措施进行阐述。通过工程实践证明取得了良好效果,为今后同类施工提供了借鉴。
关键词:铁路;地道桥;中继间;顶进;施工;纠偏;措施
随着国民经济的飞速发展,城市加大了公路主干道的修建。同时,既有铁路平交道口已严重影响城市公路交通运输能力,在不中断既有铁路正常行车的前提下,用顶进法在铁路线下修建立交桥(又称地道桥)已被广泛采用。
1.工程概况
沈阳市南北干道新建工程,桥址位于沈阳市大成火车站东侧咽喉区,该处有沈山上、下行线、沈北干行、电场专用线和牵出线等共7条铁路线。新建铁路地道桥为一座跨度2—14.5m、宽55.56m框构桥。桥梁设计荷载:铁路“中~活载”,汽车—20级,挂—l00级。净高4.5m。基础埋置深度2m。
结合桥涵特点和实际情况,采用中继间顶进法施工,其主要工序包括工作坑开挖和滑板 后背等施工、桥涵主体预制及防水层制作、施工降水、线路加固和桥体顶进等,施工工艺与其他顶进桥涵大致相同。本文仅就地道桥的关键(或特殊)环节及采取的控制措施加以论述。
2.顶进施工技术要点
2.1桥涵主体分节预制
由于场地不足,经设计院同意由三节一次浇筑预制顶进施工改为两节分别浇筑预制顶进施工,先预制、加固、顶进一节到预计位置,然后预制、加固、顶进第二节和前一节合龙,两节桥体的长度分别是22.55m、30m,总长55.56m。
2.2 线路加固
因本桥顶进时穿越线路较多,经计算并综合考虑各种因素,线路采用I55C工字钢横抬梁进行加固。所有加固线路,将砼轨枕换成I类木枕,并调整线路标高。线路使用三根组二束、五根组一束扣轨梁防护,横抬梁在线路两侧(或股道间)布置I55c三根组纵梁,纵梁与横梁、横梁与枕木及扣轨之间采用U型螺栓扣板联结,保证整体稳定性。
为减少地道桥顶进时的阻力,在地道桥范围内的每组横梁下加自制滚杠滑车减少摩擦,其余空间用木楔子或枕木头塞紧。横梁的一端支承在框构顶上,另一端则支承在路基枕木垛上。在顶镐的方向的桥顶顺线路每2m设置1个拉环,顶进时用导链或手扳葫芦固定线路方向,同时桥上备用足够的50T油镐,以备线路沉落整修所用。
2.3 施工降水
由于桥涵处东侧有卫工明渠,渠底高出桥框构底板以上3m,桥涵施工需降水。桥涵顶进的成败主要又取决于降水效果的好坏,所以顶进前必须进行充分降水。为此采用轻型井点与集水井结合方法,使工作坑和铁路施工期间地下水位降至基底以下不小于0.5m,经计算在工作坑内设6眼井点,间距10m。桥涵顶进期间作业坑范围井点降水排入工作坑东侧卫工明渠内,线路上桥范围内井点降水排入路基东侧沟内。
2.4 桥体顶进
顶进采用双孔中继间正顶的方法整体施工,工作坑设在桥址南侧,桥体顶进施工时采用24小时连续作业。在地道桥混凝土强度达到100%后,先将第一节顶入一定位置,接长滑板,预制第二节桥体,强度达到100%后,安装中继间,第一节顶进时以第二节桥体为后背,中继间千斤顶达到一定进程时,进行第二节桥体顶进,两节桥体交替顶进至全部就位。
挖运土方与顶进工作循环交替进行,每顶进一顶程即应切断油路,并将千斤顶活塞拉回复原,补放小顶铁。每次顶进的顶程应控制的小一些(0.2~0.3 m);对于中继间法顶进施工来说,此点尤为重要,因为这样剪力力臂可以缩短,使剪力楔能发挥较大的抗剪能力,有效地防止错牙。
2.5 中线与高程控制
在每节4个角设置水准观测点,在桥涵顶板前后端中心线上设置中线观测点。在顶进过程中,桥体每前进一个顶程,即对桥体的轴线和高程进行观测,并做好记录,发现偏差及时通知指挥人员采取措施,进行纠偏。对于后背变形情况的观测,在横向位置设观测点。
3.顶进施工控制措施
顶进过程是整个工程的关键,在顶进施工中经常遇到桥体中线偏移及扎(抬)头现象,由于该地道桥每节涵洞顶程长度达到30m,若解决不好将会影响工程质量,甚至造成永久性的缺陷,针对该工程采取如下措施:
3.1 “左右偏差”控制措施
在顶进过程中,及时进行中线测量,两侧挖土宽度和进度应基本相同。当发现左右偏差较大时,采用增减一侧顶力或挖一侧土方的方法进行调整。左右偏移应尽可能在滑板上进行,否则调整困难。在纠偏时坚持勤纠、早纠、缓纠的原则,随顶进随观测, 及时指挥油泵控制台操作人员进行纠正。
3.2 “箱体抬头”控制措施
1)当底刃角前端超挖略低于底板,逐渐调整。2)当挖土不够宽、吃土量太大而抬高桥身时,在两侧适当超挖。超挖土方量由计算来确定。防止顶到一定距离后又造成“扎头”。
3.3 “箱体扎头”控制措施
1)在桥涵的底板前端设置“船头坡”,“船头坡”一般宽1m,高0 . 1m ~0. 2 m。“船头坡”可以产生欠挖效果、减少基底原土层扰动, 减少顶进“扎头”现象。2)在预制滑板时,顶进方向做成一定坡度的上坡,预留坡度的大小应根据基底土质条件和桥体线路条件确定。设想在出现“扎头”时,桥体能落到预期位置,一般可按1%~5 %预留。3)根据每次顶进时的高程变化,在开挖时控制地基面坡度,尽可能不破坏坡面原状土,严禁超挖后再回填。4)减少顶进前端的附加重量对高程的影响,及时运出顶进切土时的坍塌土方和未运出去的土方,机械作业完毕后及时退出框构。5)及时准确掌握顶推时高程的变化,在每个顶进间隔时间内进行测量并分析,及时掌握框构在顶进过程中的高程变化,为箱体前端土方的超挖、欠挖做出准确的判断。6)该桥涵跨度较大,顶进时如发生“扎头”,通过打混凝土带来调整。当发现“扎头”时涵体尚离到位还有一段距離,采用打混凝土带来逐渐调整;而当距离很短时采用打混凝土通带方法来调节。混凝土带一般为3×2m、厚度在5 0cm左右的混凝土带。一般分别设置在涵头两边,中间用碎石换填。在混凝土薄带中设置两根短轨( 长度深入涵体内50c m,轨底朝上) 来减小混凝土带与涵底的摩擦,防止顶进中混凝土带跟随涵体一起向前移动。根据情况在混凝土带中增加锚固墩来加强带与土的结合。顶进过程中发现土质有变化,混凝土带的厚度和大小可以做调整。
4.结语和体会
通过采用中继间法顶进施工铁路地道桥,在施工中合理制定施工方案,加强跟踪测量,及时准确分析、有效控制了中线偏差及“抬(扎)头”现象,并用较短时间完成了桥涵的预制和顶进,完全达到设计技术指标,为今后同类施工提供一些借鉴。
参考文献
[1] 铁道部第四勘测设计院桥隧处书名编.桥涵顶进设计与施工[M]. 北京:中国铁道出版社,1983.
[2] 铁路工程施工技术手册(桥涵)[M]. 北京:中国铁道出版社,1999.
[3]朱健身,陈东杰.城市地道桥顶进施工技术及工程实例[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2006
作者简介:杨庆新(1977—),女,大学本科,工程师,工程施工与企业管理
关键词:铁路;地道桥;中继间;顶进;施工;纠偏;措施
随着国民经济的飞速发展,城市加大了公路主干道的修建。同时,既有铁路平交道口已严重影响城市公路交通运输能力,在不中断既有铁路正常行车的前提下,用顶进法在铁路线下修建立交桥(又称地道桥)已被广泛采用。
1.工程概况
沈阳市南北干道新建工程,桥址位于沈阳市大成火车站东侧咽喉区,该处有沈山上、下行线、沈北干行、电场专用线和牵出线等共7条铁路线。新建铁路地道桥为一座跨度2—14.5m、宽55.56m框构桥。桥梁设计荷载:铁路“中~活载”,汽车—20级,挂—l00级。净高4.5m。基础埋置深度2m。
结合桥涵特点和实际情况,采用中继间顶进法施工,其主要工序包括工作坑开挖和滑板 后背等施工、桥涵主体预制及防水层制作、施工降水、线路加固和桥体顶进等,施工工艺与其他顶进桥涵大致相同。本文仅就地道桥的关键(或特殊)环节及采取的控制措施加以论述。
2.顶进施工技术要点
2.1桥涵主体分节预制
由于场地不足,经设计院同意由三节一次浇筑预制顶进施工改为两节分别浇筑预制顶进施工,先预制、加固、顶进一节到预计位置,然后预制、加固、顶进第二节和前一节合龙,两节桥体的长度分别是22.55m、30m,总长55.56m。
2.2 线路加固
因本桥顶进时穿越线路较多,经计算并综合考虑各种因素,线路采用I55C工字钢横抬梁进行加固。所有加固线路,将砼轨枕换成I类木枕,并调整线路标高。线路使用三根组二束、五根组一束扣轨梁防护,横抬梁在线路两侧(或股道间)布置I55c三根组纵梁,纵梁与横梁、横梁与枕木及扣轨之间采用U型螺栓扣板联结,保证整体稳定性。
为减少地道桥顶进时的阻力,在地道桥范围内的每组横梁下加自制滚杠滑车减少摩擦,其余空间用木楔子或枕木头塞紧。横梁的一端支承在框构顶上,另一端则支承在路基枕木垛上。在顶镐的方向的桥顶顺线路每2m设置1个拉环,顶进时用导链或手扳葫芦固定线路方向,同时桥上备用足够的50T油镐,以备线路沉落整修所用。
2.3 施工降水
由于桥涵处东侧有卫工明渠,渠底高出桥框构底板以上3m,桥涵施工需降水。桥涵顶进的成败主要又取决于降水效果的好坏,所以顶进前必须进行充分降水。为此采用轻型井点与集水井结合方法,使工作坑和铁路施工期间地下水位降至基底以下不小于0.5m,经计算在工作坑内设6眼井点,间距10m。桥涵顶进期间作业坑范围井点降水排入工作坑东侧卫工明渠内,线路上桥范围内井点降水排入路基东侧沟内。
2.4 桥体顶进
顶进采用双孔中继间正顶的方法整体施工,工作坑设在桥址南侧,桥体顶进施工时采用24小时连续作业。在地道桥混凝土强度达到100%后,先将第一节顶入一定位置,接长滑板,预制第二节桥体,强度达到100%后,安装中继间,第一节顶进时以第二节桥体为后背,中继间千斤顶达到一定进程时,进行第二节桥体顶进,两节桥体交替顶进至全部就位。
挖运土方与顶进工作循环交替进行,每顶进一顶程即应切断油路,并将千斤顶活塞拉回复原,补放小顶铁。每次顶进的顶程应控制的小一些(0.2~0.3 m);对于中继间法顶进施工来说,此点尤为重要,因为这样剪力力臂可以缩短,使剪力楔能发挥较大的抗剪能力,有效地防止错牙。
2.5 中线与高程控制
在每节4个角设置水准观测点,在桥涵顶板前后端中心线上设置中线观测点。在顶进过程中,桥体每前进一个顶程,即对桥体的轴线和高程进行观测,并做好记录,发现偏差及时通知指挥人员采取措施,进行纠偏。对于后背变形情况的观测,在横向位置设观测点。
3.顶进施工控制措施
顶进过程是整个工程的关键,在顶进施工中经常遇到桥体中线偏移及扎(抬)头现象,由于该地道桥每节涵洞顶程长度达到30m,若解决不好将会影响工程质量,甚至造成永久性的缺陷,针对该工程采取如下措施:
3.1 “左右偏差”控制措施
在顶进过程中,及时进行中线测量,两侧挖土宽度和进度应基本相同。当发现左右偏差较大时,采用增减一侧顶力或挖一侧土方的方法进行调整。左右偏移应尽可能在滑板上进行,否则调整困难。在纠偏时坚持勤纠、早纠、缓纠的原则,随顶进随观测, 及时指挥油泵控制台操作人员进行纠正。
3.2 “箱体抬头”控制措施
1)当底刃角前端超挖略低于底板,逐渐调整。2)当挖土不够宽、吃土量太大而抬高桥身时,在两侧适当超挖。超挖土方量由计算来确定。防止顶到一定距离后又造成“扎头”。
3.3 “箱体扎头”控制措施
1)在桥涵的底板前端设置“船头坡”,“船头坡”一般宽1m,高0 . 1m ~0. 2 m。“船头坡”可以产生欠挖效果、减少基底原土层扰动, 减少顶进“扎头”现象。2)在预制滑板时,顶进方向做成一定坡度的上坡,预留坡度的大小应根据基底土质条件和桥体线路条件确定。设想在出现“扎头”时,桥体能落到预期位置,一般可按1%~5 %预留。3)根据每次顶进时的高程变化,在开挖时控制地基面坡度,尽可能不破坏坡面原状土,严禁超挖后再回填。4)减少顶进前端的附加重量对高程的影响,及时运出顶进切土时的坍塌土方和未运出去的土方,机械作业完毕后及时退出框构。5)及时准确掌握顶推时高程的变化,在每个顶进间隔时间内进行测量并分析,及时掌握框构在顶进过程中的高程变化,为箱体前端土方的超挖、欠挖做出准确的判断。6)该桥涵跨度较大,顶进时如发生“扎头”,通过打混凝土带来调整。当发现“扎头”时涵体尚离到位还有一段距離,采用打混凝土带来逐渐调整;而当距离很短时采用打混凝土通带方法来调节。混凝土带一般为3×2m、厚度在5 0cm左右的混凝土带。一般分别设置在涵头两边,中间用碎石换填。在混凝土薄带中设置两根短轨( 长度深入涵体内50c m,轨底朝上) 来减小混凝土带与涵底的摩擦,防止顶进中混凝土带跟随涵体一起向前移动。根据情况在混凝土带中增加锚固墩来加强带与土的结合。顶进过程中发现土质有变化,混凝土带的厚度和大小可以做调整。
4.结语和体会
通过采用中继间法顶进施工铁路地道桥,在施工中合理制定施工方案,加强跟踪测量,及时准确分析、有效控制了中线偏差及“抬(扎)头”现象,并用较短时间完成了桥涵的预制和顶进,完全达到设计技术指标,为今后同类施工提供一些借鉴。
参考文献
[1] 铁道部第四勘测设计院桥隧处书名编.桥涵顶进设计与施工[M]. 北京:中国铁道出版社,1983.
[2] 铁路工程施工技术手册(桥涵)[M]. 北京:中国铁道出版社,1999.
[3]朱健身,陈东杰.城市地道桥顶进施工技术及工程实例[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2006
作者简介:杨庆新(1977—),女,大学本科,工程师,工程施工与企业管理