關(guān)于雙孔箱形框架式地道橋的設(shè)計和施工技術(shù)探討

崔瑞田

(中交第四航務(wù)工程有限公司第一工程公司，廣東 廣州 510310)

1 項目概況

作為一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，架式地道橋常用于公路交叉口、人行地道以及車站過人通道的建設(shè)，該結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性和整體性，可以有效保障行人通行安全。

本文所述項目為某下穿鐵路地道橋，屬于兩孔鋼筋混凝土箱形框架橋，兩孔之間的寬度為25.6 m，橋梁項目的跨徑為2×12.4 m。在設(shè)計橋梁項目的時候需要明確荷載設(shè)計要求：人群荷載為3.5 kN/m2。地道橋基礎(chǔ)為卵石，框架在施工現(xiàn)場現(xiàn)澆而成，地基最大承載力為350 kPa。地道橋的計算斷面見圖1。

圖1 地道橋計算斷面圖(單位：cm)

2 雙孔箱形框架式地道橋的設(shè)計

2.1 結(jié)構(gòu)形式的選擇

該項目屬于雙向四車道，為了達(dá)到充分利用箱內(nèi)凈空的要求，應(yīng)運(yùn)用雙孔箱形鋼筋混凝土截面。地道橋計算模型見圖2。

圖2 地道橋計算模型

2.2 橫斷面尺寸擬定

線路加固的施工對空間具有一定的要求，為了滿足該空間需求，鋼軌、木軌以及工字鋼橫梁的高度分別為：153、161、361 mm，軌面和箱形截面頂面之間的距離為951 mm，只有這樣才能將軌面的變形量控制在合理范圍內(nèi)。

3 雙孔箱形框架式地道橋施工技術(shù)

該項目進(jìn)口段和出口段施工均應(yīng)用明挖現(xiàn)澆法進(jìn)行施工，中間地段應(yīng)用頂進(jìn)施工法進(jìn)行施工。其中明挖段可以應(yīng)用常規(guī)大開挖方式，在對基坑進(jìn)行施工時需要根據(jù)實際的地質(zhì)情況放坡。出口段提前設(shè)置好運(yùn)土通道，保證箱體施工有序進(jìn)行，避免工作坑后背土體受到破壞，應(yīng)用頂進(jìn)法施工時，需要采取有效的措施對鐵路線路進(jìn)行預(yù)加固處理。

3.1 開挖工作坑

出口段一側(cè)需要設(shè)置一個長度和寬度分別為32.0、27.6 m的基坑作為地道橋修建的輔助構(gòu)筑物，工作坑兩側(cè)放坡，應(yīng)用鋼板樁對工作坑的后背端進(jìn)行支護(hù)?；拥撞吭O(shè)置滑板，其主要作用不僅是橋體結(jié)構(gòu)的底模，而且是頂進(jìn)施工中排列頂柱頂鐵的場地。在滑板上涂抹適量的潤滑材料以降低滑道阻力。

3.2 頂板施工

1)支架搭設(shè)。搭設(shè)支架時應(yīng)注意控制好桿件的長短，立桿的接縫盡量錯開，控制相鄰接頭的高度差>1.5 m。通常來說，大橫桿的長度必須>6 m，其主要作用是對立桿施加約束的力量?？刂屏U的垂直度<1/200，同時注意控制好立桿的縱橫間距，支架搭設(shè)到一定程度后，需要檢查橫桿的水平度和立桿的垂直度。為了保證支架的搭設(shè)足夠穩(wěn)固，逐個檢查立桿底座，避免出現(xiàn)空浮或者松動現(xiàn)象。立桿和橫桿交錯的位置應(yīng)用直角扣件扣緊，仔細(xì)檢查，不能出現(xiàn)任何的遺漏問題。為了防止立桿出現(xiàn)偏心受荷問題，需要將大橫桿布置在立桿的內(nèi)外側(cè)。

邊搭設(shè)支架邊檢查鋼管，避免將彎曲的鋼管應(yīng)用到支架搭設(shè)中。需要錯開布置同一水平面內(nèi)的大橫桿接頭，大橫桿的橫向間距>1.5m為最佳。立桿緊鄰小橫桿設(shè)置，為了提高穩(wěn)固性需要應(yīng)用直角扣件扣緊。斜桿最下面的連接點和地面之間的距離應(yīng)<0.5 m，避免支架整體出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題。應(yīng)用對接扣件的方式接長斜桿，如果應(yīng)用搭接的方式需要控制搭接的長度>0.4 m，嚴(yán)格按要求設(shè)置斜撐桿，盡可能提高腳手架的承載力和剛度，禁止隨意拆除腳手架。

2)混凝土澆筑。隨著建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，市場上的混凝土供應(yīng)商數(shù)量越來越多，但是資質(zhì)參差不齊，施工單位在選購混凝土?xí)r，應(yīng)和信譽(yù)好、資質(zhì)齊、規(guī)模大、管理科學(xué)的混泥土供應(yīng)商建立合作關(guān)系，不能一味追求低價格。頂板混凝土澆筑必須連續(xù)澆筑，保證一次成型，澆筑頂板前需要標(biāo)記振動棒到底板的距離，澆筑完成后再標(biāo)記一次，控制振動棒進(jìn)入下一層混凝土的深度為10 cm。在整個灌注施工的過程中，需要指定工作人員檢查模板，一旦發(fā)現(xiàn)支撐或者螺栓松動的情況及時擰緊，如果發(fā)現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象應(yīng)及時疏通，鋼筋一旦發(fā)生移位，立即將其調(diào)整到正確的位置。為了避免出現(xiàn)混凝土離析的現(xiàn)象，嚴(yán)禁用振動棒推移混凝土，縱向按照從兩端向中間的方法進(jìn)行合龍澆筑，橫向和斜向的施工方法有所不同，前者按水平分層的方法施工，后者按分段的方法施工。完成混凝土拌制后運(yùn)輸?shù)綐蛭粋?cè)，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后嚴(yán)格檢查和控制混凝土的坍落度，測量所有到達(dá)施工現(xiàn)場的混泥土坍落度，混凝土質(zhì)量檢測員每天對混凝土進(jìn)行抽檢，確保所有的混凝土坍落度符合實際施工要求，并做好詳細(xì)的測試記錄。對于測試不合格的混凝土作退回處理，嚴(yán)禁使用。然后將混凝土泵送入模。澆筑混凝土?xí)r，控制上、下層的澆筑厚度<1.5 m，另外控制每層混凝土的澆筑厚度<30 cm。

混凝土入模盡量勻速進(jìn)行。嚴(yán)格控制振搗施工過程，避免發(fā)生過振或者漏振情況，保證振搗密實度達(dá)到設(shè)計要求。尤其是小型構(gòu)件及鋼筋分布密度較大的位置，需要采用合理的振搗設(shè)備和振搗方法。混凝土振搗施工時，如果混凝土面停止下沉、表面不再出現(xiàn)泛漿或者冒泡的現(xiàn)象，證明密實度已經(jīng)達(dá)到相應(yīng)的要求。施工時為了更好地控制頂板標(biāo)高，需要設(shè)置標(biāo)高控制板，保證頂面的各項參數(shù)符合相應(yīng)的設(shè)計要求。采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，比如應(yīng)用覆蓋保濕類措施，避免混凝土表面脫水過快出現(xiàn)干縮裂縫。重視早期養(yǎng)護(hù)，尤其是混凝土齡期未超過7天時，必須保證混凝土處于濕潤的狀態(tài)，只有這樣，才能提高混凝土的耐久性和強(qiáng)度。

3.3 預(yù)制箱形橋體

在預(yù)制箱形橋體上，噴涂DPS混凝土永凝液作為防水層。預(yù)制橋體施工時需要處理好其他的臨時埋件，為后續(xù)施工打好基礎(chǔ)。

3.4 線路加固處理措施

1)線路加固要點。實際施工時必須嚴(yán)格控制相關(guān)參數(shù)，避免產(chǎn)生支架變形、模板變形等情況，另外采取有效的管控措施將線形誤差控制在合理范圍內(nèi)。按照設(shè)計加固線路，然后借助扣板將鋼軌和軌枕連接起來。為了防止橋體頂進(jìn)施工時線路出現(xiàn)較大的偏差，在頂進(jìn)方向用工字鋼設(shè)置板樁地錨，將工字鋼頂在錨樁上。

2)保證路基穩(wěn)定的措施。為了提高路基的穩(wěn)定性，應(yīng)該充分考慮基床土體的排水工作。常見的治理方法有：①對路基的一側(cè)或者兩側(cè)的側(cè)溝進(jìn)行加深處理，并且做好反濾層；②在側(cè)溝的下面或者內(nèi)側(cè)設(shè)置縱向滲溝。為了提高橋體頂進(jìn)施工中路基的穩(wěn)定性，避免塌方事故的發(fā)生，工作基坑邊坡頂和外側(cè)鐵路中線的距離應(yīng)>3.0 m，邊坡坡比必須>1∶0.5；應(yīng)用鋼板樁對工作坑側(cè)向邊坡與正向邊坡交匯處進(jìn)行支撐。

3.5 橋體頂進(jìn)

頂進(jìn)法施工技術(shù)較為常見，應(yīng)用該方法施工時不需要中斷交通，施工速度較快，另外施工過程安全可靠，被廣泛應(yīng)用到地道橋項目施工建設(shè)中。但是雙孔箱形框架式地道橋結(jié)構(gòu)尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而特殊，在整體頂進(jìn)施工時需要采取有效的措施加以控制。橋體的預(yù)制施工在工作坑內(nèi)完成，應(yīng)用設(shè)備將橋體頂進(jìn)到設(shè)計位置，然后千斤頂加力，頂力會沿著頂鐵、橫梁向后背梁和后背進(jìn)行傳遞。

4 結(jié)束語

1)頂板、底板、側(cè)墻以及中墻是構(gòu)成雙孔箱形框架式地道橋的主要結(jié)構(gòu)，和其他形式的地道橋結(jié)構(gòu)相比，雙孔箱形框架式地道橋具有上、下部結(jié)構(gòu)整體性較高、抗震性能高的特點，如果修建的地道橋項目需要穿越既有鐵路線路，可以應(yīng)用頂進(jìn)法進(jìn)行施工，不會對鐵路的行車產(chǎn)生任何影響。另外對單孔地道橋結(jié)構(gòu)來說，雙孔箱形框架式地道橋的頂板、底板、中墻以及側(cè)墻受力較為復(fù)雜，所以在設(shè)計的過程中需要仔細(xì)計算和分析，合理確定結(jié)構(gòu)的尺寸及配筋。另外，與簡支梁施工技術(shù)相比，雙孔箱形框架式地道橋施工技術(shù)的應(yīng)用更加復(fù)雜。

2)如果地下水位較高，地道橋很容易形成積水，可能會對交通造成一定程度的影響，所以必須采取有效的排水措施；雙孔箱形框架式地道橋結(jié)構(gòu)中，頂、底板、側(cè)、中墻相互連接構(gòu)成一個整體，一旦出現(xiàn)問題維修難度較大，因此，在規(guī)劃和設(shè)計時必須綜合考慮城市未來的發(fā)展。

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