下穿多股鐵路框構(gòu)橋?qū)斒┕ぜ夹g(shù)初探

李寧

摘 要 本文以太原市新店北街框構(gòu)橋工程為例，針對(duì)下穿多股鐵路，且既有線存在縱坡大、高差大的情況，制定了線路加固方案和框構(gòu)對(duì)頂方案，提出了框構(gòu)頂部設(shè)置平臺(tái)減小框構(gòu)與線路縱向高差的措施、優(yōu)化線間抗橫移梁為方案、比選框構(gòu)就位順序，以及對(duì)頂框構(gòu)精確對(duì)位措施，在實(shí)際施工中實(shí)踐應(yīng)用，并不斷總結(jié)和優(yōu)化，形成一套比較完整的框構(gòu)對(duì)頂施工工藝。

關(guān)鍵詞 多股鐵路;框構(gòu)橋;線路加固;對(duì)頂施工

引言

隨著城鎮(zhèn)建設(shè)和發(fā)展的步伐越來(lái)越快，路網(wǎng)建設(shè)自然也成為發(fā)展的一項(xiàng)重要工作，多層立交、公鐵立交的建設(shè)和交叉也是必然趨勢(shì)，跨越既有橋梁、既有鐵路線也是不可避免的，因此，也就需要建設(shè)大量的上跨立交或下穿立交，來(lái)解決邊運(yùn)營(yíng)邊施工的問題。而框架橋作為比較常見的一種橋梁形式，普遍應(yīng)用于下穿既有鐵路和道路施工中。

本文依托太原市新店北街道路工程，兩座4孔框構(gòu)橋，以對(duì)頂形式下穿多股、大縱坡、大高差鐵路線路，對(duì)線路加固措施、對(duì)頂控制措施進(jìn)行了敘述和總結(jié)，為類似工程提供良好的借鑒和參考[1]。

1工程概況

太原市新店北街框構(gòu)橋工程，分為1#框構(gòu)和2#框構(gòu)，分別下穿汾皇聯(lián)絡(luò)線、皇太聯(lián)絡(luò)線和石太下行線鐵路，既有線鐵路縱坡分別為1.15%、0.73%和0.79%。汾皇聯(lián)絡(luò)線與皇太聯(lián)絡(luò)線和石太下行線鐵路存在2.2m的高差，線路加固只能采取分體加固方案，加固形式采用縱橫抬梁+3-5-3扣軌，同時(shí)為保證頂進(jìn)和運(yùn)行期間線路的穩(wěn)定，兩座框構(gòu)高度不同，只能采取對(duì)頂方案。

1#框構(gòu)全長(zhǎng)10m，寬42.5m，高7.9m，預(yù)制于汾皇聯(lián)絡(luò)線西側(cè)，下穿汾皇聯(lián)絡(luò)線鐵路一股道，由西向東頂進(jìn)，頂程26m。

2#框構(gòu)全長(zhǎng)28m，寬42.5m，高9.9m，預(yù)制于石太下行線東側(cè)，下穿皇太聯(lián)絡(luò)線和石太下行線鐵路兩股道，由東向西頂進(jìn)，頂程39m。

2下穿多股鐵路框構(gòu)對(duì)頂施工技術(shù)分析

（1）線路縱坡大

1#框構(gòu)下穿的汾皇聯(lián)絡(luò)線線路縱坡1.15%，在框構(gòu)橋42.5m寬度范圍內(nèi)的線路高差達(dá)到48cm。而在線路加固過(guò)程中，工字鋼橫梁隨線路縱坡設(shè)置，框構(gòu)與橫梁間采用枕木井字架+小滑車支撐，線路縱坡越大，所墊枕木高度越高，越不穩(wěn)定，營(yíng)業(yè)線運(yùn)行期間極易出現(xiàn)晃車等情況。如何對(duì)大坡度既有線路加固，保證線路穩(wěn)定、行車安全，是本文的研究對(duì)象之一。

（2）線路之間高差大

汾皇聯(lián)絡(luò)線與皇太聯(lián)絡(luò)線和石太下行線有2.2m高差，在線間設(shè)置有抗移樁及冠梁，冠梁如何布置，既能確保線路加固安全，又能使拆除的時(shí)間最短，對(duì)鐵路的影響最小，是本文的研究對(duì)象之二。

（3）對(duì)頂精度要求高

一般情況下，框構(gòu)一端頂進(jìn)時(shí)中線允許誤差為20cm，頂進(jìn)高程允許誤差為頂程的1%，但偏高不大于15cm ，偏低不大于20cm。因?yàn)榉桨笧轭A(yù)制對(duì)頂，為確保美觀，對(duì)框構(gòu)頂進(jìn)的精度控制要求更高。如何確保框構(gòu)精確就位，是本文的研究對(duì)象之三。

3下穿多股鐵路框構(gòu)對(duì)頂施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 減小縱坡產(chǎn)生的高差措施

為應(yīng)對(duì)因既有線縱坡大而產(chǎn)生的框構(gòu)頂與加固體系大高差問題，總體思路考慮以剛性材料替換常規(guī)枕木井字架的措施，經(jīng)過(guò)綜合比選，確定在框構(gòu)頂半寬范圍增加混凝土平臺(tái)方案，減小框構(gòu)頂與加固體系之間的高差[2]。

（1）高差確定

通過(guò)對(duì)框構(gòu)全寬范圍內(nèi)線路軌頂標(biāo)高實(shí)際測(cè)量，并與1#框構(gòu)頂設(shè)計(jì)高程進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算得范圍內(nèi)軌底與框構(gòu)頂高差為80cm-128cm，兩點(diǎn)高差48cm。

（2）平臺(tái)尺寸確定

①平臺(tái)長(zhǎng)度：通過(guò)模擬框構(gòu)頂進(jìn)過(guò)程，1#框構(gòu)1/2長(zhǎng)度下穿入既有線路，但工字鋼橫梁全部通過(guò)框構(gòu)頂，框構(gòu)后端在頂進(jìn)過(guò)程中仍需要小滑車等臨時(shí)支撐，同時(shí)為避免“前重后輕”而產(chǎn)生框構(gòu)扎頭問題，平臺(tái)長(zhǎng)度確定為與1#框構(gòu)同長(zhǎng)。②平臺(tái)高度：一般線路加固施工中，考慮軌底絕緣墊片、工字鋼橫梁、U型卡、調(diào)節(jié)空間等，軌底至框構(gòu)頂高差控制在80cm左右，為此，本處亦按不小于80cm進(jìn)行控制，平臺(tái)高度不宜超過(guò)24cm，為更多留有調(diào)節(jié)空間，平臺(tái)高度確定為20cm。③平臺(tái)寬度：考慮框構(gòu)結(jié)構(gòu)均衡受力問題，以及平臺(tái)高度尺寸，確定寬度為框構(gòu)頂面半寬范圍。

綜合以上，1#框構(gòu)預(yù)制期間，在頂板上半寬范圍內(nèi)設(shè)置高度20cm混凝土平臺(tái)，頂進(jìn)過(guò)程中代替枕木墩等柔性材料，減小軌底與框構(gòu)頂高差，到位后代替道砟作為永久構(gòu)件不予拆除。

3.2 線間高差抗橫移措施

因線路存在高差，框構(gòu)橋采用預(yù)制對(duì)頂方案實(shí)施，線間設(shè)置抗橫移樁+“凸”型冠梁，頂面隨線路縱坡設(shè)置，用于支撐和支擋橫梁工字鋼。同時(shí)，為降低框構(gòu)頂進(jìn)就位后抗橫移梁的拆除難度和風(fēng)險(xiǎn)，按照抗移樁間距，間隔設(shè)置冠梁，冠梁與冠梁之間搭設(shè)一道I45b工字鋼，與橫梁梁端焊接，以加強(qiáng)其整體性。

3.3 框構(gòu)對(duì)頂控制技術(shù)

（1）就位方案的確定

1#框構(gòu)下穿汾皇聯(lián)絡(luò)線一股道，由西向東頂進(jìn)，頂程26m;2#框構(gòu)下穿皇太線和石太下行線兩股道，由東向西頂進(jìn)，頂程39m。

考慮框構(gòu)橋頂進(jìn)速度為4m/天，1#框構(gòu)頂進(jìn)就位需7天，2#框構(gòu)頂進(jìn)就位需10天;考慮抗橫移梁拆除時(shí)間為2天。根據(jù)框構(gòu)橋頂程、抗橫移梁拆除時(shí)間對(duì)鐵路的影響程度對(duì)框構(gòu)頂進(jìn)就位方式進(jìn)行選型。

綜上，為了確保頂進(jìn)過(guò)程中對(duì)線路的影響最小，框構(gòu)頂進(jìn)方向容易控制，選擇將抗橫移樁及抗橫移梁設(shè)置在就位線靠近汾皇聯(lián)絡(luò)線這一側(cè)，頂進(jìn)過(guò)程中確保2#框構(gòu)先精確就位，拆除抗移樁及梁后，以2#框構(gòu)的中軸線作為標(biāo)準(zhǔn)，繼續(xù)頂進(jìn)1#框構(gòu)橋至就位線處，所以選擇方案二[3]。

工序 ①將橫移樁及梁設(shè)置在就位線遠(yuǎn)離汾皇聯(lián)絡(luò)線這一側(cè)，確保不影響1#框構(gòu)就位;②兩框構(gòu)同步啟頂，1#框構(gòu)先就位（7天）;2#框構(gòu)頂進(jìn)至抗移梁位置（10天），再進(jìn)行抗橫移樁及梁的拆除（2天），隨后繼續(xù)頂進(jìn)至就位線處（1天）。③頂進(jìn)時(shí)間用時(shí)13天 ①將橫移樁及梁設(shè)置在就位線靠近汾皇聯(lián)絡(luò)線這一側(cè)，確保不影響2#框構(gòu)就位;②兩框構(gòu)同步啟頂1#框構(gòu)頂進(jìn)至抗衡移梁位置停止，等待2#框構(gòu)先就位（10天）;再進(jìn)行抗橫移樁及梁的拆除（2天），隨后繼續(xù)頂進(jìn)1#框構(gòu)至就位線處（1天）。③頂進(jìn)時(shí)間用時(shí)13天 ①將橫移樁及梁的中軸線設(shè)置在就位線處;②兩框構(gòu)同步啟頂至抗衡移梁位置停止（10天），再進(jìn)行抗橫移樁及梁的拆除（2天），隨后繼續(xù)頂進(jìn)兩框構(gòu)至就位線處（0.5天）。③頂進(jìn)時(shí)間用時(shí)12.5天

優(yōu)點(diǎn) ①頂進(jìn)時(shí)間短，對(duì)汾皇線影響最小;②頂進(jìn)方向容易控制 ①對(duì)皇太線和石太下行線影響最小;②頂進(jìn)方向容易控制 ①頂進(jìn)時(shí)間短

缺點(diǎn) ①鑿除抗橫移樁及梁后，2#框構(gòu)繼續(xù)頂進(jìn)，可能會(huì)使皇太線和石太下行線發(fā)生橫移 ①頂進(jìn)時(shí)間長(zhǎng);②鑿除抗橫移樁及梁后，1#框構(gòu)繼續(xù)頂進(jìn)，可能會(huì)使汾皇線發(fā)生橫移 ①頂進(jìn)方向不易控制;②鑿除抗橫移樁及梁后，兩框構(gòu)繼續(xù)頂進(jìn)，可能會(huì)使3股道發(fā)生橫移

（2）對(duì)頂精度控制

①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)軸線位置進(jìn)行框構(gòu)橋預(yù)制，并在框構(gòu)頂進(jìn)前復(fù)測(cè)框構(gòu)軸線位置及四角高程，確定軸線無(wú)誤。②確保2#框構(gòu)先精確就位。頂進(jìn)過(guò)程監(jiān)測(cè)方法為每頂進(jìn)一鎬及時(shí)對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，明確框構(gòu)走行趨勢(shì)，制定相應(yīng)糾正措施，同時(shí)繪制框構(gòu)方向和水平變化關(guān)系圖。觀測(cè)點(diǎn)布置方法為在框構(gòu)中心軸線前后兩端設(shè)置頂進(jìn)方向觀測(cè)點(diǎn)，垂直于框構(gòu)方向以觀測(cè)點(diǎn)作為0點(diǎn)，彈出墨線并向兩側(cè)劃分刻度值（一般50cm即可），在框構(gòu)四角設(shè)置頂進(jìn)高程觀測(cè)點(diǎn)。頂進(jìn)就位控制方法為在框構(gòu)頂用墨線彈出就位后線路在2#框構(gòu)頂上的投影線，通過(guò)直接量測(cè)框構(gòu)兩側(cè)和中間位置墨線與線路的距離，制定相應(yīng)糾偏措施，變傳統(tǒng)的點(diǎn)定位為整體線定位，提高就位精度控制?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制2#框構(gòu)軸線偏差1cm，四角高程偏差不大于2cm。③1#框構(gòu)在距離就位線2m時(shí)，測(cè)量人員以2#框構(gòu)中軸線作為參照，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)框構(gòu)軸線和四角高程，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)量測(cè)1#框構(gòu)兩端和中間位置距離2#框構(gòu)的距離，實(shí)時(shí)報(bào)告給頂進(jìn)小組并制定相應(yīng)糾偏措施，實(shí)現(xiàn)框構(gòu)橋完美對(duì)接[4]。

4結(jié)束語(yǔ)

框構(gòu)橋頂進(jìn)技術(shù)在市政、公路、鐵路施工中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，技術(shù)也已經(jīng)成熟，本文結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)下穿多股鐵路、縱坡大、線間高差大、框構(gòu)橋不定高等特殊條件下，提出線路加固和對(duì)頂施工技術(shù)控制措施，保證了既有線運(yùn)行和設(shè)備安全，保證了框構(gòu)對(duì)頂精確就位，具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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[2] 強(qiáng)士中，周璞.橋梁工程[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2000：73.

[3] 鐵建設(shè)（2005）160號(hào).客運(yùn)專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[4] 鐵道部第四勘察設(shè)計(jì)院橋隧處.橋涵頂進(jìn)設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1983.