既有線鐵路立交橋涵頂進(jìn)施工中高程和方向控制技術(shù)

韓 飛 上海鐵路局工務(wù)處

既有線鐵路立交橋涵頂進(jìn)施工中高程和方向控制技術(shù)

韓 飛 上海鐵路局工務(wù)處

在既有線鐵路立交橋涵施工中，頂進(jìn)施工具備結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良、安全可靠、工期短、對(duì)既有線影響小等優(yōu)點(diǎn)。該工藝在既有線鐵路立交橋涵施工中得到越來(lái)越多的使用。但是如何更好的解決橋涵頂進(jìn)施工過(guò)程中高程和方向控制仍然是一個(gè)普遍存在的難題。從箱涵頂進(jìn)過(guò)程中箱體的受力入手，對(duì)影響頂進(jìn)施工高程和方向的因素進(jìn)行分析。并根據(jù)分析結(jié)果提出解決的相應(yīng)措施。以實(shí)際工程為例，借鑒成功的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合理論知識(shí)，為今后既有線鐵路立交橋涵頂進(jìn)施工中高程和方向控制提供一定的參考。

橋涵頂進(jìn)；高程；方向；控制

1 工程概況

新長(zhǎng)鐵路K413+740新建1孔12 m立交橋工程位于新長(zhǎng)線江陰北-江陰區(qū)間，箱身中軸線與新長(zhǎng)鐵路正線法線交角為11.84°，箱身長(zhǎng)度14.5 m（正交尺寸），箱址緊鄰長(zhǎng)江，箱底土質(zhì)為粉質(zhì)粘土。

該工程采用基坑預(yù)制箱身，實(shí)施頂進(jìn)施工的方案。由于現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件較差，箱體本身與線路存在夾角，給箱體的高程和方向控制帶來(lái)很大困難。本文通過(guò)分析頂進(jìn)過(guò)程中箱身的受力狀態(tài)，掌握箱體發(fā)展趨勢(shì)，并提出相應(yīng)的控制措施。

2 頂進(jìn)過(guò)程中箱身受力分析

（1）箱身空頂時(shí)，僅受滑床板給予箱底的摩擦力。當(dāng)頂力大于箱身所受自重引起的靜摩阻力就會(huì)啟動(dòng)，當(dāng)頂力大于箱身啟動(dòng)后的動(dòng)摩阻力即可頂進(jìn)前行。其受力狀態(tài)如圖1

圖1 箱身空頂時(shí)的受力狀態(tài)

（2）當(dāng)箱身前端入土，結(jié)構(gòu)重心移出滑床板，其受力狀態(tài)如圖2。

以滑床板前緣O點(diǎn)為中心，頂進(jìn)中受力圍繞O點(diǎn)形成兩類旋轉(zhuǎn)力矩。作用在箱身上即“扎頭”、“抬頭”力矩。。當(dāng)Mz>Mt，為扎頭狀態(tài)；當(dāng)Mz

圖2 箱身前段入土?xí)r的受力狀態(tài)

（3）當(dāng)箱身與線路非正交存在夾角，箱身預(yù)制方向與線路平行。頂進(jìn)過(guò)程中，因?yàn)閮蓚?cè)入土先后不同，箱身受力會(huì)引起“甩頭”、“擺尾”現(xiàn)象。其受力狀態(tài)如圖3。

圖3 箱身與線路非正交存在夾角時(shí)的受力狀態(tài)

3 施工中采取的相應(yīng)措施

（1）施工中采用無(wú)覆土頂進(jìn)，減少頂進(jìn)中所受阻力。沒(méi)有上覆層對(duì)緩解箱身扎頭趨勢(shì)有一定作用。

（2）滑床板采用3‰的船頭坡，為了防止滑床板造成砼斷

裂，采取后背梁和滑床板一次性澆筑。

（3）采用高壓旋噴樁加固箱身基底土層強(qiáng)度，保養(yǎng)到位后方可進(jìn)行頂進(jìn)施工。

（4）利用經(jīng)緯儀控制箱身方向，利用水準(zhǔn)儀控制箱身高程。每頂進(jìn)1鎬進(jìn)行一次觀測(cè)，并記錄分析。及時(shí)調(diào)整保證箱身順利頂進(jìn)到位。

（5）采用小型挖機(jī)在線路下方挖土頂進(jìn)，反向出土，每頂一鎬（100 cm），挖一個(gè)頂程工作面，確?？蚣芮型粒钩?。箱涵底板部位土方嚴(yán)禁挖深，每次挖土深度控制在底板底部以上20 cm左右，防止扎頭。

（6）箱身方向糾偏方法

①用增減一側(cè)千斤頂?shù)捻斄Γ杭撮_(kāi)或關(guān)一側(cè)千斤頂法門，增加或減少千斤頂頂力數(shù)。如向左偏，即關(guān)閉減少右側(cè)千斤頂，向右偏則反之操作。

②后背頂鐵（柱）調(diào)整；在加換頂鐵時(shí)，可根據(jù)偏差的大小，將一側(cè)頂鐵楔緊，另一側(cè)頂鐵楔松或預(yù)留間隙。如箱身前端向右偏，則將左側(cè)頂鐵預(yù)留間隙，開(kāi)泵后，則右側(cè)先受力頂進(jìn)，左側(cè)不動(dòng).調(diào)整時(shí)應(yīng)摸索掌握規(guī)律性，并注意箱身受力不均時(shí)產(chǎn)生的變化狀況。

③可在前端一側(cè)超挖，另一側(cè)少挖土或不挖來(lái)調(diào)整方向。如箱身前端向右偏，即在右側(cè)箱身前超挖20 cm～50 cm。

④在箱身前端加橫向支撐來(lái)調(diào)整，一端支撐在箱身邊墻上，另一端支在開(kāi)挖面上，頂進(jìn)時(shí)迫使其向被頂一側(cè)調(diào)整。

4 箱涵實(shí)際到位后的高程和方向偏差

經(jīng)過(guò)總結(jié)以往施工的經(jīng)驗(yàn)，采取多重措施，該工程最終頂進(jìn)控制數(shù)據(jù)如表1。

方向和高程控制均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，為今后施工提供了很好的經(jīng)驗(yàn)。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)箱涵頂進(jìn)過(guò)程中箱身的受力分析，施工控制措施可分為頂進(jìn)前靜態(tài)控制措施及頂進(jìn)中動(dòng)態(tài)控制措施，目的都是為了使箱身達(dá)到一種的平衡狀態(tài)。

（2）在箱涵的頂進(jìn)過(guò)程中，一些重要節(jié)點(diǎn)控制尤其重要，例如箱重心移出滑床板、箱體整體移出滑床板等，控制好這些節(jié)點(diǎn)，就意味著控制了箱身發(fā)展的趨勢(shì)。

（3）箱涵頂進(jìn)過(guò)程中箱涵的受力受多種因素影響，在施工中，一定要結(jié)合實(shí)際情況，綜合分析，制定合理的保障措施，才能實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)施工的可控。

表1 最終頂進(jìn)控制數(shù)據(jù)

[1]鐵路橋涵施工規(guī)范，TB10203-2002,166～173.

[2]鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)范程，TB10303-2009，108～118.

[3]凌國(guó)杰.橋涵頂進(jìn)施工中的方向控制.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1999，（11），37～38.

[4]彭福生.錫北路長(zhǎng)大箱型橋頂進(jìn)施工高程和方向控制.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2002，（4），22～27.

[5]橋涵頂進(jìn)與施工》[M]，廖元裳著,中國(guó)鐵道建筑出版社,2004.

[6]結(jié)構(gòu)力學(xué)》（上冊(cè)）[M]，李廉琨著,高等教育出版社,2004.

責(zé)任編輯：宋 飛

來(lái)稿時(shí)間：2015-01-14