市政框構(gòu)橋下穿多股鐵路線頂進(jìn)施工技術(shù)

石慶喜

摘要：太原市市政道路改造工程中，三座市政框構(gòu)橋下穿市區(qū)大西高鐵等多股線路，在不中斷鐵路行車的條件下進(jìn)行線路加固、頂進(jìn)施工，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，河道中汛期施工，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，本文敘述了框構(gòu)預(yù)制、線路加固、多項(xiàng)控制措施等施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：框構(gòu)橋預(yù)制 ?鐵路線路加固 ?頂進(jìn)施工

1 工程概況

1.1大西下行線K269+532.3（1-13m）南沙河鋼筋混凝土框構(gòu)為頂進(jìn)框構(gòu)，框構(gòu)軸線與既有大西下行線斜交47.13°，在既有鐵路西側(cè)預(yù)制，1-13m框構(gòu)長(zhǎng)29.71m（道路方向），寬20.71m（線路方向）。全橋凈高6.5m，全高8.9m。采用縱橫抬梁對(duì)既有線進(jìn)行加固，在不中斷鐵路行車的條件下，采用頂進(jìn)法由西向東一次頂進(jìn)到位。1-13m框構(gòu)頂程為41.38m，下穿機(jī)務(wù)段回庫(kù)線、石太客專下行線及大西下行線。既有1-16m框構(gòu)橋防護(hù)樁需要在頂進(jìn)過(guò)程中用破碎錘及工程液壓剪進(jìn)行拆除。

1.2 大西上行線K269+738.42（1-16m）鋼筋砼框構(gòu)為頂進(jìn)框構(gòu)，頂進(jìn)框構(gòu)與大西上行線斜交51.55°，在既有鐵路東側(cè)預(yù)制，橋全長(zhǎng)38.04m，寬23.23m，凈高6.5m，全高8.9m。大西上行線K269+723.4（1-4m）鋼筋砼框構(gòu)為頂進(jìn)框構(gòu)，頂進(jìn)框構(gòu)與大西上行線斜交51.55°，在既有鐵路東側(cè)預(yù)制，橋全長(zhǎng)38.04m，寬6.31m，凈高7.6m，全高8.9m。主體采用C35鋼筋混凝土預(yù)制，框構(gòu)預(yù)制前在既有車輛段出行橋東側(cè)架設(shè)鋼便橋。采用縱橫抬梁對(duì)既有線進(jìn)行加固，在不中斷鐵路行車的條件下，采用頂進(jìn)法由東向西一次頂進(jìn)到位。框構(gòu)頂程為47.08m，下穿機(jī)務(wù)段出庫(kù)線，石太客專上行線、大西上行線三股道。由于本框構(gòu)橋在南沙河河道內(nèi)預(yù)制，基坑開挖前需將南沙河河道進(jìn)行臨時(shí)改移，頂進(jìn)完成后將河道進(jìn)行恢復(fù)。

2 挖孔樁防護(hù)方案

為防止頂進(jìn)時(shí)路基邊坡失穩(wěn)，危及行車安全。在施工前需對(duì)路基采用挖孔樁進(jìn)行加固防護(hù)。

2.1 大西下行線K269+532.3（1-13m）框構(gòu)橋

2.1.1 由于在既有1-16m框構(gòu)北側(cè)進(jìn)行新建1-13m框構(gòu)的施工，所以新建頂進(jìn)框構(gòu)南側(cè)不設(shè)置防護(hù)樁，框構(gòu)橋太原站方向線路東西兩側(cè)及線間設(shè)置防護(hù)樁，共26根。樁徑1.25m，樁長(zhǎng)19m。

2.1.2 框構(gòu)橋頂出端及線間支撐樁設(shè)置12根，樁直徑1.25m，樁長(zhǎng)10m，其中下段8.5m，頂部1.5m為素混凝土，分界面平鋪兩層塑料布隔離，接頭外側(cè)設(shè)6mm厚，長(zhǎng)度0.8m的兩半圓鋼套筒，鋼套筒外側(cè)設(shè)φ20鋼筋圍箍四道，頂進(jìn)時(shí)采用氧焊割開。

2.1.3 框構(gòu)橋頂出端設(shè)置抗滑移樁，共5根，樁直徑1.00m，樁長(zhǎng)19m。

2.1.4 防護(hù)樁沿線路兩側(cè)設(shè)置冠梁，冠梁寬1.25m，厚1m。

2.2 大西上行線K269+738.42（1-16m）及大西上行線K269+723.4（1-4m）框構(gòu)橋

2.2.1 防護(hù)樁?？驑?gòu)橋靠近太原站方向線路兩側(cè)及線間設(shè)置17顆防護(hù)樁，框構(gòu)橋工作坑北側(cè)設(shè)置32顆防護(hù)樁，共49根。樁徑1.25m，樁長(zhǎng)19m，樁身為C35鋼筋砼。樁身采用直徑25mm螺紋鋼，每樁46根。防護(hù)樁沿線路兩側(cè)設(shè)置冠梁，冠梁寬1.4m，厚1m。

2.2.2 支撐樁?？驑?gòu)頂出端及線間設(shè)置支撐樁共計(jì)15根，樁直徑1.25m，樁長(zhǎng)10m，其中下段8.5m樁身為C25鋼筋砼。樁身主筋采用直徑25mm螺紋鋼，每樁20根。頂部1.5m為素混凝土，分界面平鋪兩層塑料布隔離，接頭外側(cè)設(shè)6mm厚，長(zhǎng)度0.8m的兩半圓鋼套筒，鋼套筒外側(cè)設(shè)φ20鋼筋圍箍四道，頂進(jìn)時(shí)采用氧焊割開。

2.2.3 抗橫移樁?？驑?gòu)頂出端設(shè)置抗滑移樁，共7根，樁直徑1.00m，樁長(zhǎng)19m，樁身為C25鋼筋砼。樁身采用直徑25mm螺紋鋼，每樁32根。

冠梁形狀為L(zhǎng)形。冠梁上截面為0.7m×0.5m，下截面為1.4m×0.5m。

3 工作坑開挖及框構(gòu)橋預(yù)制

3.1 大西下行線K269+532.3（1-13m）框構(gòu)橋在機(jī)務(wù)段回庫(kù)線線路西側(cè)預(yù)制，大西上行線K269+738.42（1-16m）及大西上行線K269+723.4（1-4m）框構(gòu)橋在機(jī)務(wù)段出庫(kù)線線路東側(cè)預(yù)制。基坑前端開口線距離線路護(hù)網(wǎng)外側(cè)2m。工作坑前端開挖邊坡為1：1。以便框構(gòu)橋前懸臂板施工時(shí)放置于基坑前端邊坡上，縮短頂進(jìn)距離。

3.2 大西下行線K269+532.3（1-13m）框構(gòu)橋基坑兩側(cè)開挖邊坡1：0.5m，距離基坑底4m時(shí)，在基坑周圍邊坡根部打入I40b工字鋼作為基坑邊坡防護(hù)，然后進(jìn)行垂直開挖，基坑成型后，12m工字鋼打入基坑底地面下8m，外漏4m。

3.3 大西上行線K269+738.42（1-16m）及大西上行線K269+723.4（1-4m）框構(gòu)橋基坑緊鄰河道側(cè)基坑防護(hù)采用I40b工字鋼支護(hù)，距（1-4m）框構(gòu)橋北側(cè)邊墻4m基坑邊坡打入I40b工字鋼鋼板樁，打入基坑底地面下8m，外漏4m，工字鋼頂部至原地面采用1：0.5放坡開挖。（1-16m）與（1-4m）框構(gòu)橋預(yù)制，框構(gòu)間采用一層竹膠板隔離作為沉降縫，框構(gòu)橋內(nèi)側(cè)邊墻采用φ16螺紋鋼筋進(jìn)行對(duì)拉，間距0.5m。以便于施工時(shí)鋼筋綁扎及模板支設(shè)，框構(gòu)橋預(yù)制完成后，然后在列車慢行限速45km/h條件下，與1-16m框構(gòu)橋同時(shí)由東向西一次性頂進(jìn)到位。

3.4 基坑底標(biāo)高按照頂進(jìn)方向設(shè)置3‰仰坡，基坑頂面周圍設(shè)計(jì)截水槽，基坑四角設(shè)置集水坑，以便雨水及地面水流入基坑后，及時(shí)利用污水泵排出工作坑。

3.5 框構(gòu)橋預(yù)制模板采用組合鋼模板，底板澆筑完成后，頂板及邊墻采用滿堂紅腳手架做支撐。支架搭設(shè)順橋向立桿間距0.9m，橫橋向立桿間距0.6m，步距1.2m。

4 線路加固方案endprint

線路加固：線路加固采用縱橫抬梁及3-5-3扣軌法。橫梁按0.55-1.1m循環(huán)布置。

大西上行K269+738.42（1-16m）及大西上行線K269+723.4（1-4m）。

4.1 方枕

大西下行線K269+532.3（1-13m）框構(gòu)橋由西向東依次下穿機(jī)務(wù)段回庫(kù)線、石太客專下行線與大西下行線;大西上行線K269+738.42（1-16m）及大西上行線K269+723.4（1-4m）框構(gòu)橋由東向西依次下穿機(jī)務(wù)段出庫(kù)線、石太客專上行線與大西上行線;框構(gòu)橋頂進(jìn)時(shí)三股線路采取整體線路加固，為了保證橫抬梁在穿入時(shí)方向和位置的準(zhǔn)確，首先在大西上下行線軌道上按計(jì)劃位置標(biāo)明枕木、工字鋼和穿入的具體位置。通過(guò)拉線，確定石太客專下行線（石太客專上行線）、機(jī)務(wù)段回庫(kù)線（機(jī)務(wù)段出庫(kù)線）方枕數(shù)量，后進(jìn)行方枕施工。按標(biāo)定位置穿入3.4m長(zhǎng)木枕。穿入的木枕上鐵墊板，釘齊道釘。施工中安排專人監(jiān)護(hù)，防止聯(lián)電，如此反復(fù)逐次施工，嚴(yán)格控制水平、方向及軌道幾何尺寸，確保行車安全。

4.2 設(shè)置3-5-3扣軌

扣軌采用P50鋼軌，縱向扣軌采用3-5-3形式布置，即兩股鋼軌外側(cè)采用3扣軌，軌道中心采用5扣軌。

4.3 穿設(shè)橫梁工字鋼

橫梁采用I45（B型）工字鋼，垂直于線路方向布置，間距0.55-1.1-0.55-1.1m循環(huán)布置，橋范圍內(nèi)全部加固，框構(gòu)橋兩側(cè)各穿8道工鋼。

4.4 架設(shè)縱梁工字鋼

為增加剛度和穩(wěn)定性，在線路兩側(cè)路肩及線間共設(shè)4束長(zhǎng)縱梁，每束均為三根I45（B型）工字鋼組成。

4.5 防線路橫移措施

為防止線路橫移，大西上行線（1-16+1-4m）框構(gòu)橋在線路西側(cè)設(shè)置抗移樁及其冠梁，用于支擋橫向工字鋼。冠梁為L(zhǎng)型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部寬1.4m、高0.5m，上部寬0.7m，高度0.5m。為確保行車安全，應(yīng)根據(jù)線路會(huì)發(fā)生橫移的不同情況，在橋體頂板預(yù)制時(shí)尾部設(shè)置拉環(huán)，采用倒鏈與線路加固體系連接在一起，隨頂進(jìn)隨拉緊倒鏈。

為減小框構(gòu)橋與橫梁的摩擦力，在橫梁與框構(gòu)橋頂板間放置小滑車。

5 工程竣工技術(shù)指標(biāo)

本工程集長(zhǎng)頂程、多股道、線路高差大、防洪壓力等施工難點(diǎn)于一身，對(duì)以往的頂橋施工經(jīng)驗(yàn)是一次前所未有的挑戰(zhàn)，針對(duì)本工程的諸多特點(diǎn)及難點(diǎn)，采取的各種技術(shù)措施都得到了良好的實(shí)施，但在實(shí)際施工中也存在著不可預(yù)見(jiàn)的難題，需要在今后的施工中得到不斷的完善、總結(jié)，使用新工藝新技術(shù)，對(duì)進(jìn)一步提高工程質(zhì)量提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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