框架桥下穿既有铁路顶进施工技术

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月第4期   作者:宋小艺
[导读] 经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。
         摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。随着我国近年来公路、铁路交通的不断发展,铁路、公路的改造往往需要改扩建或增建立交框构,这些建筑物施工的共同点是需要在不间断铁路行车的条件下进行。在铁路行车密度不断加大和不断进行提速改造的形势下,既有线施工与行车安全间的矛盾日益明显。如何在铁路运营条件下顺利实现立交框构下穿既有线路施工显得十分重要。因此,顶进法便成了这类工程施工的首选方案。本文就框架桥下穿既有铁路顶进施工技术展开探讨。
         关键词:下穿施工;线路加固;框架桥
         引言
         随着我国经济的快速发展,铁路施工得到了快速的发展和进步,但是由于施工方案不完备,所以在施工过程中也存在着明显的施工缺点。因此,对下穿铁路框架桥施工方案进行研究,有助于提升我国铁路在多种复杂工况下的建设水平,对于我国铁路运输水平的提高以及下穿铁路框架桥施工具有积极的意义。
         1顶进施工技术简介
         框架桥涵顶进施工技术是利用千斤顶等相关设备,形成立体交叉通道的施工方法。在下穿既有道路和铁路的地道桥、框架桥涵建设施工中,顶进施工技术是控制其施工质量的关键技术。其工作原理是在正常运行的道路或铁路的上坡路基段开挖工作基坑,采用现浇滑板,用钢筋混凝土制作成框架,再砌筑其后背,加固既有线路,并安装相应的顶进设备。在顶进过程前方挖土完成一个顶程后可开启高压油泵,使顶镐产生顶力,并通过顶铁、顶柱、横梁等传力设备,在借助于后背的反作用力下把预制框架结构向前顶进。一个顶程完成后,在空档处安放顶铁,接着挖运另一个顶程,以便下次顶进,以此往复,直到整个预制框架结构顶进施工完成。顶进施工技术中有两个关键的控制要点,即结构高程和中线位移控制。
         2框架桥下穿既有铁路顶进施工技术
         2.1工作坑开挖
         工作坑是预制和顶进的临时性工作场地。框架桥工作坑设置于铁路北侧,由北向南顶进。在保证路基边坡稳定和安全的前提下,视土质情况放坡开挖,工作坑顶部开挖边线距线路中心不小于4.m,坡度不陡于1:1,工作坑两侧边坡按1:0.5放坡。坑底四周设有排水沟和集水井,出土车道宽4m。工作坑开挖采取机械开挖,人工找平,严禁超挖。
         2.2滑板施工
         工作基坑开挖完成后,需在框构底板下方设置滑板,滑板是桥涵工程中的重要构件,其结构形式通常有两种,即后背梁整体式和后背梁分离式。滑板的高低应根据施工现场的地质条件而定,分为前高后低和前低后高。同时,为防止底板在顶进过程中产生滑动,在底板下方应设置地锚梁。
         2.3试顶
         安装前,先要对液压系统的各部件进行单体试验,试验合格后方可进行安装。安装好全部液压系统,包括顶镐、油泵、油箱、管路以及配套辅助设备后,进行检查调试,使其运转正常。并对传力设备等也进行仔细检查,以满足顶进的需要。开顶前进行试顶,试顶的标准一般以当油压加大到箱身出现轻微活动即可。根据施工经验试顶,顶力约为顶桥结构自重的0.4倍~0.8倍,加压时顶镐同步缓缓加压,每次升压后稳定10min,稳定时间内对设备、滑板、后背梁及箱体进行检查。在加压过程中如油压突然下降,可能表明箱体已经脱离滑板开始移动,此时可继续顶进;如果后背或箱体结构性能不能满足顶进,从而出现变形,此时必须停止顶进,分析原因,采取可靠地加固措施后方可继续进行。顶进过程中应注意:(1)顶镐行程必须一致,同步加压。(2)为防止顶力偏心可能导致顶稿受损或安全事故发生,顶镐及施顶方向必须与桥轴线一致布置,为使顶镐作用力均匀传至后背,在后背和顶镐、箱尾与顶铁之间各设分配梁。(3)为保证顶铁的稳定,纵向每4m设一道横顶梁,增进顶柱整体性能。


         2.4正式顶进施工
         根据框架桥重量、摩擦系数等计算框架桥顶进的最大顶力,合理配置顶镐,这样才能保证施工过程中顶力的作用。(1)为保证顶进施工的质量,需要做好顶进前的准备工作,主要包括顶进设备、运输车辆等的配备。在安装千斤顶等设备时,应做好试压试验。对线路加固的质量进行检查,查看加固件是否存在破损或者脱落等问题。在对测量仪器性能检查合格后,则可以进行顶进施工。(2)框架桥处理。框架桥处理是指在框架桥体外表涂抹润滑剂,润滑剂采用机油与石蜡混合而成,二者的比例是1:4,在熬制的过程中,温度需要控制在120~150℃左右。(3)在框架桥顶进过程中,为防止过大的方向及高程偏差,每顶进一个工作循环,对框架桥的高程、方向进行观测。
         2.5顶进纠偏方法措施
         (一)箱身水平偏移纠偏措施:(1)增减一侧千斤顶的顶力,可通过开或关一侧千斤顶阀门及增加或减少千斤顶顶力数。(2)轮流开动两边高压油泵调整。(3)用后背顶铁或顶柱调整。(4)前端左右两侧刃脚前,可在一侧超挖,另一侧少挖土或不挖来调整方向。(5)在箱身前端加横向支撑来调整;支撑一端支在箱身边墙上,另一端支在开挖面上,顶进时迫使其向被顶一侧调整。(二)箱身抬头纠偏措施。(1)检查底刃脚安装是否向上翘起过大,侧刃脚是否向里翘的过大,可以适当调整刃脚的角度。(2)两侧挖土不够宽易造成箱身“抬头”,故可在两侧适当多挖。(3)箱身“抬头”量不大,可把开挖面挖到与箱底面平。如“抬头”量较大,则在底刃脚前超挖20~30cm,宽度与箱身相同,在顶进中逐步调整,在将要达到设计高程时,便应酌情停止超挖以免又造成箱身“扎头”。(三)箱身扎头纠偏办法。(1)吃土顶进;挖土时,开挖面基底保持在箱身底面以上8~10cm,利用船头坡将高出部分土壤压入箱底,纠正“扎头”。(2)调整刃脚角度,边刃脚应增如向里翘的角度,底刃脚应增加上翘的角度。(3)如基底土壤松软时,可换铺20~30cm厚的卵石、碎石、灌筑白灰柱桩、砂桩等方法加固地基,增加承载力。(4)用增加框架后端平衡重的办法,改变箱身前端土壤受力状态,达到纠正“扎头”的目的。但应注意增加重量后的逐步卸载问题,否则会出现“抬头”现象。同理亦可用于纠正“抬头”现象。
         结语
         铁路运输对于我国经济发展具有不可忽视的影响,下穿既有铁路框架桥的施工由于难度大且工程技术要求高而属于铁路建设中的重点工程。因此,在进行框架桥的施工时,要确保施工工艺以及选材符合施工前期计算载荷以及通行要求。
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