斜交大跨度框架箱橋架空頂進(jìn)施工技術(shù)

傅剛

摘要： 結(jié)合寧啟鐵路增建二線工程姚家框架橋的實(shí)際情況，提出了架空線路頂進(jìn)施工的施工方案，從線路架空加固、多組D型便梁的同時(shí)架設(shè)、多孔框架箱涵頂進(jìn)施工等方面，講述了具體的施工技術(shù)措施，為同類工程施工提供參考。

Abstract： Combined with the actual situation of Yaojia frame bridge in Ningqi railway additional second-line project， the overhead jacking construction scheme is put forward， and from the overhead line reinforcement， multigroup of D temporary beam constructed at the same time， jacking construction of porous frame culvert， describes the concrete construction technology measures， providing a reference for the similar engineering construction.

關(guān)鍵詞： 斜交；大跨度框架橋；架空線路；系梁；D型便梁；頂進(jìn)施工

Key words： skew；long span frame bridge；overhead line；straining beam；D temporary beam；jacking construction

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）16-0148-03

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)公路、鐵路交通的不斷發(fā)展，鐵路、公路的改造往往需要改擴(kuò)建或增建立交框構(gòu)，這些建筑物施工的共同點(diǎn)是需要在不間斷鐵路行車的條件下進(jìn)行。如何在鐵路運(yùn)營(yíng)條件下順利實(shí)現(xiàn)立交框構(gòu)下穿既有線路施工顯得十分重要。因此，頂進(jìn)法便成了這類工程施工的首選方案。下面結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)采用多組便梁架空頂進(jìn)斜交大跨度框架箱橋施工技術(shù)進(jìn)行介紹。

1 工程概況

泰州市為了進(jìn)一步改善交通環(huán)境，完善泰州市的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，泰州市政府?dāng)M在姚家路建設(shè)一座穿越寧啟鐵路的公鐵立交橋，寧啟鐵路增建二線工程姚家路框架橋位于江都站至泰州西站區(qū)間，穿越既有寧啟鐵路正線1股道，橋址鐵路里程為K135+694，路基高度約3.5m，立交橋道路中心線與寧啟鐵路夾角為25°立交橋采用1-2.5m+2-12m+1-2.5m框架結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。A、B箱邊墻厚0.9m，頂板厚0.6m，底板厚1.0m；C、D套涵邊墻厚0.3m，頂板厚0.3m，底板厚0.3m。工程所處地質(zhì)土層由上至下分別為①素填土，層厚0～1.0m，σ0=150kPa；②粉質(zhì)粘土，層厚5.8～6.4m，σ0=100kPa；③粉質(zhì)粘土，層厚8.8～10.2m，σ0=160kPa。 其中：C、D套涵（穿管線用的套涵）頂進(jìn)段橋面寬3.1m，高3.1m，最大頂程48m；中孔（雙向四車道主干道）頂進(jìn)段橋面寬13.8m，高7.45m，最大頂程55m，最大頂力21672kN。

2 線路的防護(hù)

本工程涉及4座框架的頂進(jìn)，線路防護(hù)采用1組D24，2組D16便梁，框架的頂進(jìn)順序?yàn)锽箱及D套涵、A箱、C套涵。加上施工系梁時(shí)架設(shè)的便梁，本工程需要3次縱移便梁，線路防護(hù)施工對(duì)營(yíng)業(yè)線影響較大。

2.1 架空方案的設(shè)計(jì)

中孔箱橋2～12m分離式框架，圖1中的A箱及B箱采取分別單獨(dú)頂進(jìn)的方式。B箱體頂進(jìn)時(shí)綜合箱體的寬度及與鐵路的25°夾角總跨度達(dá)到15.23m，再加上框架橋的高度達(dá)到7.45m，架空加固難度大。考慮后期基坑開(kāi)挖放坡影響，架設(shè)一組24m便梁無(wú)法滿足要求，決定采用D16型+D24型+D16型組合便梁架空線路，3組便梁共4處支點(diǎn)，兩側(cè)支點(diǎn)采用9m的人工挖孔樁，中間兩處支點(diǎn)為4.7m×12m×2m的系梁下面分別設(shè)置四根25m的鉆孔樁，頂進(jìn)B箱時(shí)同時(shí)頂進(jìn)D套涵（見(jiàn)圖2）；A箱的頂進(jìn)采取架設(shè)一組D24型便梁，兩處支點(diǎn)，一處采用9m的人工挖孔樁，一處為已頂進(jìn)完成B箱（見(jiàn)圖3）；C套涵的頂進(jìn)采取架設(shè)一組D24型便梁，兩處支點(diǎn)，一處采用9m的人工挖孔樁，一處為已頂進(jìn)完成A箱（見(jiàn)圖4）。

2.2 便梁支墩施工

2.2.1 挖孔樁施工

便梁支墩為挖孔樁基礎(chǔ)的，挖孔樁的直徑1.2m，深度9m，挖孔樁底部根據(jù)地質(zhì)條件可適當(dāng)擴(kuò)孔，挖孔樁樁芯采用C30鋼筋混凝土，在開(kāi)工過(guò)程當(dāng)中，由于施工安全的考量在護(hù)壁材料上運(yùn)用15cmC20的混凝土，而模板材料運(yùn)用3mm的鋼板材料作為定型模板，并且將混凝土在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攪拌。在模板支立時(shí)檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)注意成孔的孔徑以及孔的垂直度，等到強(qiáng)度到80%左右再開(kāi)始將模板卸除后，再向下進(jìn)行挖掘。樁孔挖掘必須要進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，不得在中途有停頓，以防坍孔，鋼筋在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)綁扎成型，在封鎖點(diǎn)內(nèi)采用25t吊機(jī)吊裝完成，在挖孔樁樁頂兩側(cè)預(yù)埋0.8m 長(zhǎng)20# 槽鋼，外露20cm，限制D 便梁就位后的橫向位移。

2.2.2 系梁施工

便梁支墩為系梁加鉆孔樁基礎(chǔ)的，鉆孔樁的直徑1m，深度25m，系梁尺寸4.7m×12m×2m。便梁支墩施工需架設(shè)D24 便梁，便梁架在完工以后，按照1：1的放坡開(kāi)挖路基，其底端口徑為4.7m，開(kāi)挖出來(lái)的高度為2m，表面口徑為8.7m，其設(shè)計(jì)圖如圖5所展示。在路基進(jìn)行開(kāi)挖以后，將樁頭破了以后再進(jìn)行系梁鋼筋的綁扎，將模板立起來(lái)后現(xiàn)場(chǎng)將混凝土進(jìn)行澆筑，在其混凝土的強(qiáng)度高達(dá)75%之后再進(jìn)行回填，如果在回填的過(guò)程當(dāng)中沒(méi)有辦法進(jìn)行人工夯實(shí)的時(shí)候，澆筑C20混凝土，最后撤除便梁。澆筑系梁時(shí)，在便梁端部及其兩側(cè)預(yù)留孔洞，以便在便梁安裝就位后可以插入20#槽鋼進(jìn)行便梁縱橫向限位。

2.3 便梁架設(shè)

在工程施工當(dāng)中的挖孔樁施工過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行穿鋼枕的作業(yè)，運(yùn)用定位角鋼進(jìn)行位置確定，上好扣件。在施工過(guò)程當(dāng)中運(yùn)用封鎖計(jì)劃，使用軌道車將便梁安裝好，將縱橫梁進(jìn)行連接。在道碴清除之后，將所有的鏈接系統(tǒng)進(jìn)行連接，在系統(tǒng)組裝過(guò)程當(dāng)中將滿螺栓進(jìn)行上接，在螺栓擰緊的過(guò)程當(dāng)中，不僅要滿足螺栓的緊度，還要保證到彈簧墊的作用不被破壞，并且在施工過(guò)程當(dāng)中，要經(jīng)常性檢查，對(duì)螺栓進(jìn)行松緊度進(jìn)行調(diào)試。

3 挖土

框架橋高7.45m，保證開(kāi)挖面與側(cè)面不發(fā)生坍塌，確保人身和行車安全，是本工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。頂進(jìn)箱身挖土在便梁架設(shè)好后，基坑開(kāi)挖許可證簽完后再拉槽施工，以小挖機(jī)挖土，人工配合，小挖機(jī)把土打堆在頂進(jìn)箱身前端，由大挖機(jī)挖出，渣土車運(yùn)輸。

4 頂進(jìn)

箱橋最大頂力21672kN，中孔布置3200kN頂鎬12臺(tái)；兩邊孔布置3200kN頂鎬2臺(tái)。頂鎬均按最大頂力的50%作為有效頂力。兩邊孔頂程48m，中孔頂程55m，為保持傳力柱的受力平衡，采用傳力柱每增加4m布置一道橫向分配梁。對(duì)于傳力柱與箱橋底板或后背梁之間的空隙，必須用鋼板或硬雜木板將其楔緊。

4.1 頂進(jìn)準(zhǔn)備

①核對(duì)后背梁與箱身尾部距離，頂桿與箱尾后背要垂直，檢查液墊管路，保證液墊管暢通。②箱身砼強(qiáng)度達(dá)到100%后，方可開(kāi)始試頂，設(shè)專人觀察后背變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止，及時(shí)加固處理。③在預(yù)制框架時(shí)，在前端設(shè)置鋼刃腳和船頭坡。

4.2 頂進(jìn)施工

為加快頂進(jìn)速度，可采取先拉溝槽再挖土頂進(jìn)，拉通后即可在框架前端進(jìn)行正式挖土頂進(jìn)箱身，在工作坑滑板上空頂進(jìn)，特別注意箱身的水平中線，箱身一經(jīng)吃土，組織加快挖土出土速度，實(shí)行三班倒連續(xù)作業(yè)，保持箱身不斷頂進(jìn)；在套涵頂進(jìn)施工時(shí)，少挖輕頂，保證刃腳侵入土體。

4.3 糾偏措施

該框架橋頂程長(zhǎng)，故對(duì)頂進(jìn)時(shí)中線水平要嚴(yán)格控制。在整個(gè)橋體中心轉(zhuǎn)移出工作坑底板之后，低頭的現(xiàn)象更為明顯。在橋身向前進(jìn)行的時(shí)候，當(dāng)尾部與底板之間分離后，底板會(huì)出現(xiàn)斷裂的情況，并且橋尾會(huì)有下沉的情況出現(xiàn)，在完全脫離后，橋身會(huì)開(kāi)始平穩(wěn)前進(jìn)，直到橋身就位。在橋身與底板脫離到橋身就位的過(guò)程當(dāng)中，為了防止過(guò)大的方向和橋身高度之間的誤差，除了在觀測(cè)方面加強(qiáng)認(rèn)真預(yù)防之外，還要在工作過(guò)程當(dāng)中經(jīng)常性檢查，及時(shí)矯正。

①橋身在整個(gè)空頂階段過(guò)程當(dāng)中會(huì)有方向偏差的現(xiàn)象出現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)該現(xiàn)象的時(shí)候應(yīng)當(dāng)運(yùn)用方向墩來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

②在橋身與底板斷連時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)坑底板留一些向上的角度，預(yù)防“扎頭”的現(xiàn)象產(chǎn)生。

③在橋身準(zhǔn)備入土?xí)r，要對(duì)挖土的斷面進(jìn)行檢查，看是否正確，并且挖土要注意均勻程度，一旁應(yīng)該有專業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo)，防止施工隊(duì)進(jìn)行亂挖。

④橋身方向左右偏差調(diào)整的方法：

1）行頂力的增減。通過(guò)千斤頂?shù)拈y門(mén)開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行頂力書(shū)的增減變化。2）高壓油泵進(jìn)行調(diào)整，高壓油泵要兩邊輪流開(kāi)動(dòng)，進(jìn)行左右兩側(cè)之間的交替工作。3）對(duì)頂鐵柱的調(diào)整來(lái)進(jìn)行偏差調(diào)節(jié)。在進(jìn)行頂鐵加換時(shí)，根據(jù)出現(xiàn)的偏差大小，對(duì)頂鐵進(jìn)行松緊度的調(diào)整，比如說(shuō)橋身向右偏移時(shí)，要將頂鐵右邊進(jìn)行調(diào)試，在左邊的頂鐵預(yù)留一些空間。當(dāng)泵被打開(kāi)后，右頂鐵右邊會(huì)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，受力頂進(jìn)，而頂鐵的左邊將保持原狀，在調(diào)節(jié)的過(guò)程當(dāng)中一定要保證自身了解其規(guī)律流程，并且在使用過(guò)程當(dāng)中時(shí)常注意橋身的變化。4）身前端加橫向支撐來(lái)調(diào)整；支撐一端支在橋身邊墻上，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。

⑤糾正框架抬頭、扎頭。在挖土過(guò)程當(dāng)中，如果兩邊的挖土寬度不夠的情況下，會(huì)容易產(chǎn)生“抬頭”的現(xiàn)象，所以在挖土的過(guò)程當(dāng)中，適當(dāng)?shù)脑黾觾蛇叺膶挾?，如果抬頭量不大，可以在前方進(jìn)行適當(dāng)?shù)某?，如果框架橋出現(xiàn)扎頭現(xiàn)像，可以通過(guò)增大吃土量或換填地基的方法解決。

5 便梁拆除

回填完成后，即開(kāi)始D便梁的拆除施工，先利用一個(gè)封鎖點(diǎn)，軌道吊拆除縱梁。再利用一個(gè)封鎖點(diǎn)拆除橫梁，D 便梁及橫梁拆除后及時(shí)將提前備好的道砟回填至并搗固密實(shí)，兩做好線路養(yǎng)護(hù)及觀測(cè)工作，防止線路下沉、橫移。

6 總結(jié)

通過(guò)對(duì)姚家路鐵路立交橋線路架空、框架頂進(jìn)方案的編制與實(shí)施，獲得了一些新的施工經(jīng)驗(yàn)，成功地解決了多組便梁同時(shí)架設(shè)進(jìn)行框架橋大跨度架空作業(yè)的難題，證明了通過(guò)增設(shè)系梁鉆孔樁基礎(chǔ)可以增加便梁架空跨度，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)過(guò)多次縱移便梁進(jìn)行多孔框架橋的頂進(jìn)，在頂進(jìn)過(guò)程中采取了預(yù)防和糾偏措施，克服了框架自重大、頂程長(zhǎng)等難點(diǎn)，很好地完成了姚家路框架橋的頂進(jìn)。

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