下穿鐵路斜交框架橋頂進施工工序及技術

摘要：以某鐵路平改立工程為依托，首先闡述了框架橋的預制施工，包括鋼筋制作和綁扎、模板與支撐架施工、混凝土灌筑三方面內(nèi)容，進而圍繞頂進施工展開詳細的探討，闡述技術要點，最終取得了良好的施工效果。

關鍵詞：線路加固;橋體頂進;鐵路工程;施工工序

1" "工程概況

原某線K13+660平交道口位于曲沃以南，是為了便于村民日常通行而設。為了不改變鐵路兩側(cè)既有公路的走向，需將框架橋設為斜交，框架橋中心線與某正線交角為45°，框架主體平面為銳角。

框架橋凈高4.6m，凈寬4.0m，長13m，底板厚0.6m，邊墻與底板厚均為0.5m?？蚣苤黧w為C35鋼筋混凝土，后背梁頂進使用C20鋼筋混凝土。在后背梁上設置鋼軌樁，以增強其與原土的連接。

2" "框架橋的預制

2.1" "鋼筋的制作和綁扎

綁扎、制作鋼筋時要注意以下幾點：不能將鋼筋放在潮濕處，所放位置必須干燥;利用高標號水泥砂漿墊塊制作成保護層，墊塊的設置和綁扎鋼筋同步進行，厚度要求必須符合設計規(guī)范;為避免鋼筋由于自身存在油污和混凝土發(fā)生不當粘結(jié)，應提前進行除銹作業(yè);利用閃光對焊焊接的方式，處理框架涵主體部分的鋼筋接頭;鋼筋最大承受應力的位置禁止出現(xiàn)接頭，盡量將接頭分散。

配置同一截面上的受力鋼筋時，鋼筋接頭截面面積占受力鋼筋總截面面積百分率要求如下：對于利用閃光方式焊接接頭，受拉區(qū)禁止>50%;如對接頭進行閃光焊接，需先行試驗，再成批進行;逐個檢查焊接接頭的外觀，并隨機抽取試件實施冷彎試驗、抗拉強度試驗;對鋼筋加工后，要求鋼筋截面不因表面?zhèn)鄱s減大于5%的量;對鋼筋冷拉調(diào)直時，將圓鋼筋伸長率控制在2%以下，如果鋼筋為螺紋鋼，其伸長率應控制在1%以下;不能出現(xiàn)死彎，鋼筋拉伸調(diào)直過程中存在拉不直、脆斷等意外，需及時檢查鋼筋材質(zhì)，冷拉次數(shù)需在2次以下;謹慎處理拉不直、鋼筋脆斷、回彈等問題[1]。

2.2" "模板與支撐架

模板、支撐自身的強度、穩(wěn)定性和剛度應符合規(guī)范，模板的接縫處不能出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。模板孔眼大小與模板卡環(huán)統(tǒng)一，卡環(huán)不能存在質(zhì)量低下問題，必須和模板孔眼配套。WDJ型多功能腳手桿用于內(nèi)模加固。

在可調(diào)節(jié)的底座上設置立桿，支座位于框架涵的底板頂面。按照先放線再搭設桿件的順序。當混凝土強度為100%時進行拆除工作，先慢慢卸落支撐，卸落時縱向一起進行，橫向則需對稱均衡卸落。拆卸桿件時注意整理，確保場地處于干凈整潔狀態(tài)。

實際腳手架系統(tǒng)過程中，技術人員始終要遵守自上而下的操作順序一一展開，其中的豎立腳手桿可參照0.8m×0.5m的數(shù)值間距展開布置，橫豎兩向的步距控制在1.4m以內(nèi)。

為確保安全性，將腳手架的最大高度定在7.5m。值得一提的是，在腳手架的縱軸線確定以后，不可隨意對立桿展開操作，借助特定方法來確定每排立桿的實際位置，以起到相應支撐效果。

2.3" "混凝土灌筑

通?？蚣芙Y(jié)構(gòu)采用C40防水混凝土，澆筑分3次進行。先主體結(jié)構(gòu)底板，再邊墻，最后頂板。檢驗鋼筋、模板質(zhì)量符合要求后正式澆筑混凝土。在遵守《鐵路混凝土及砌體工程施工規(guī)范》的前提下，展開混凝土的灌筑，同時需遵守下列規(guī)定：

仔細復查鋼筋和模板尺寸，檢查模板的加固情況，上述問題無誤后才能澆筑，且澆筑速度必須緩慢;對橋身底板澆筑時，施工縫的位置必須大于斜筋。為使墻身混凝土更加牢固，將短鋼筋預埋到墻身中。

對邊墻澆筑前，先處理施工縫中的浮碴，并利用水進行清理，避免出現(xiàn)積水現(xiàn)象。正式澆筑混凝土前，先把同標號的水泥砂漿澆筑一層。對框架橋邊墻進行混凝土澆筑時，同時展開兩側(cè)的混凝土澆筑，以保證模板的均勻受力，避免發(fā)生跑模。

混凝土澆筑中存在的間隙時間要小于終凝時間，否則立刻采取緊急措施。砂漿、混凝土養(yǎng)護、拌制所需的水必須為飲用水。

通過實驗確定外加劑的相關摻量。保證調(diào)拌均勻的基礎上摻用外加劑;通過實驗確定混凝土、砂漿的比例。拌和前，將理論配比轉(zhuǎn)換成實際配比，作出詳細清單，拌制材料按照清單所列的量投放[2]。

3" "頂進施工工藝關鍵點

頂進時配2臺500t液壓頂鎬，試頂后分次頂進就位。挖運土主要采用裝載機出土、人員配合清槽刷坡、自卸車棄運方式。頂進時嚴格按規(guī)范操作，每次進尺0.4～1m，不得超挖。為保證既有線路車及施工安全，在加固線路、橋體頂進、拆除加固時，必須嚴格按規(guī)定慢路。橋體與鐵路線路交角較小，頂進時方向比較難以控制，因此線路加固與橋體頂進為重點控制內(nèi)容。

3.1" "頂進前檢查工作

檢查線路加固情況以及后背與頂進設備的狀況;檢查現(xiàn)場照明、液壓系統(tǒng)安裝及試驗情況;檢查觀測人員組織和儀器的裝置情況。檢查主體框架混凝土強度，確保其達到100%。確保防護、監(jiān)護、設備操作人員及各崗位責任人到位，防護手續(xù)及工具齊備。

頂進過程中，隨時注意觀察傳力柱、橫梁、頂鏑、后背及線路等情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。同時在橋面上設固定觀測點，對軸線和高程進行密切觀測，根據(jù)橋身頂進的偏差情況采取相應措施糾正。

3.2" "地基加固

在橋體頂進前，提前注漿加固線路路基，避免頂進時出現(xiàn)意外坍塌。一般需要對橋體本身、橋體兩側(cè)10m附近位置進行注漿。底板、框構(gòu)頂板頂面向下2.5m無需注漿。一般利用退式注漿法完成施工，具體時先把斜孔布置在線路下，再輻射注漿。

斜插入線路之外的部分直接垂直注漿，按照2m的間距布設各排注漿孔。當完成注漿加固后，對地基的承載力進行檢驗，通常要求其承載力大于180kPa才符合要求。在注漿時，列車不能以大于120km/h的速度行進[3]。

3.3" "線路加固體系施工要點

3.3.1" "換木枕

木枕長度為3.4m，按照“隔六換一”的規(guī)則穿插枕木。當把木枕穿好后，將絕緣膠墊釘齊道釘在軌底和枕木之間，對枕底道夯實，再對第二根按照上述方式施工。以上過程均需保證在行車安全下進行。

3.3.2" "鋪設扣吊軌梁

順線路中心線的方式對扣吊軌梁進行鋪設，且保證鋼軌接頭有1m錯位，將木梭頭加設在扣軌端部。利用U型卡子、扣板對吊軌梁和木枕進行連接，增強其整體性。

3.3.3" "加設橫梁

通常用40b工字鋼制作橫梁，按照0.6m和1.2m的距離，將既有軌枕中穿插到橋體內(nèi)外側(cè)橫梁。按照兩側(cè)夾板的方式連接工字鋼接頭，在扣板合U型螺栓的幫助下完成枕木以及橫向工字鋼之間連接，同時設置絕緣膠管。

穿工字鋼時，盡力避免線路不均勻。保證穿好一根工字鋼橫梁時搗固密實，并提前擰緊扣件螺栓?？蚣茼敯迤鸬街喂ぷ咒摍M梁一端的作用，支撐樁、抗橫移樁則承擔另一端。

3.3.4" "架設縱梁

一般由3道縱梁組成架空體系，將其分別設置在鐵路線中間和兩側(cè)。利用2根45b工字鋼制作成一道縱梁用于加固體系，連接時采用工字鋼扣板，且工字鋼接頭錯開度要大于1.5m。采用Φ22mmU型螺栓，將橫梁工字鋼和縱梁工字鋼進行連接。枕木垛基座面積要求超過1m²，用于支撐縱梁兩端[4]。

3.3.5" "防止橫移

每隔1m將一個鋼套環(huán)埋在箱體頂面。拉錨固定好線路，頂進工序進入穿越線路后，工字鋼縱梁的鎖定會用到倒鏈。牽拉地錨上固定剩余一端，及時調(diào)整倒鏈長度。為避免線路橫移，以此對線路中線進行控制。

橫梁頂進端頭頂在抗橫移樁縱向工字鋼梁上，在U型卡子的作用下，橫梁工字鋼、扣軌和全部線路組成一個整體。為避免橫梁出現(xiàn)橫向位移，需利用抗橫移樁縱向工字鋼。

3.4" "預埋件施工

此次施工中，部分鋼筋作為預埋件被放置于墻體之中，這在橋體的底板鋼筋作業(yè)中均有所體現(xiàn)。對于框架橋內(nèi)部所含的水溝位置，鋼筋在預埋處理時需在每一處的預埋墻體內(nèi)設置一道長度為6m、寬度為2cm左右的斷縫，用以確保后續(xù)主體鋼筋綁扎時出現(xiàn)的螺栓構(gòu)件不穩(wěn)固現(xiàn)象。

除此之外，鋼筋頂板在展開混凝土澆筑作業(yè)期間，為節(jié)省施工工序提升工程進度，技術人員不可將其裸露在戶外，借助專業(yè)的鑄鐵落水管及蓋板對所澆筑的管底部位展開控制工作，使其最大高度不超過65m，確保工程質(zhì)量的同時將泄水管的操作控制在安全使用范圍內(nèi)。且頂部的電纜槽要以實際的頂板預埋鋼筋型號及尺寸為基準，不可將前期設置好的擋水矮墻拆除，這會非常不利于鋼筋的預埋作業(yè)。

3.5" "防“扎頭”

利用以下措施，可以盡可能避免橋體頂進中出現(xiàn)“扎頭”現(xiàn)象：把“船頭坡”設置在箱體前端的底板，底板前端吃土由橋體抬頭、扎頭大小直接決定;如果扎頭較多，需將縱向混凝土梁設置在橋體墻體下，提升橋體高程。

對刃腳角度進行調(diào)整，將向里翹的角度增大，以此使底刃腳向上翹的角度增大?；赝临|(zhì)如果較軟，為了加固地基，可換填成20～30cm厚的碎石、卵石，從而避免出現(xiàn)扎頭。

3.6" "主體結(jié)構(gòu)施工過程監(jiān)測

對框架橋展開施工時，提前把數(shù)碼應變計埋設于框架橋的頂板、墻體以及底板位置，以便及時測量養(yǎng)護混凝土時的溫度變化以及框架橋內(nèi)部應力變化情況。通過測量到的數(shù)據(jù)，決定是否需要調(diào)整養(yǎng)護策略，是否實施專門針對性的技術措施。

選取振弦埋入式應變計進行應力（應變）監(jiān)測。在頂進時實時監(jiān)測主體結(jié)構(gòu)，一般來說主體結(jié)構(gòu)施工會花費大概2.5個月，一天監(jiān)測一次。

高程監(jiān)控方法如下：把高程控制點設計于橋體上方四角處，一個角兩個點，當頂進壓住一點時，隨即觀測另一點即可。對4角控制點實際發(fā)生的變化隨時進行記錄，并及時分析高程變化。

3.7" "注意事項

禁止在油管附近及頂鐵區(qū)域跨越、停留，禁止在后背處站人。停頂后，方可進行換頂鐵等作業(yè)。傳力柱方向必須與頂力軸線一致，并與橫鐵垂直做到平、順、直，每6m傳力柱設一道橫梁，傳力柱及橫梁間要采用填土等措施，防止移動。

洞內(nèi)挖土應在施工負責人統(tǒng)一指揮下進行，開挖的坡度及長度由技術人員根據(jù)土質(zhì)情況而定。挖土時應自上而下進行，嚴禁欠挖、超挖、從下部掏土、逆坡挖土，保持坡面平順，挖土中隨挖隨頂。

洞內(nèi)挖土做到五不挖：列車通過時不挖;開鎬頂進時不挖;設備出故障時不挖;發(fā)生塌方時不挖;現(xiàn)場與駐站防護聯(lián)系不上時不挖。

3.8" "糾偏與調(diào)整措施

糾偏措施：增減一側(cè)頂力或在一側(cè)適當超挖或欠挖。

扎頭調(diào)整措施：視扎頭量和土質(zhì)情況，臨時增加鋼板船頭坡，增加底板前端向上翹的角度。如因土質(zhì)松軟，可在底板前換鋪片石或加碎石，邊換邊鋪邊頂進。必要時可打人廢舊混凝土枕或木枕作為支撐樁，或采用灌注速凝混凝土等方法，也可在頂進中或頂進后采用支頂法調(diào)整。

抬頭的調(diào)整措施：如因挖土不夠?qū)?，吃土量過大而抬高橋身時，可在兩側(cè)適當超挖，通過底板前端超挖略大于邊墻來逐漸調(diào)整。

4" "結(jié)語

本文針對頂進作業(yè)的作業(yè)工序進行分析，詳細闡述了頂進式框架橋中的施工要點以及注意事項。頂進式框架橋工程工序復雜，施工技術之間聯(lián)系緊密，采取本文提到的相關技術、措施進行施工，可大大提升施工效率大大提升，同時可保證既有線路行車的安全性，且高程、方向符合各種設計標準。

參考文獻

[1] 董麗娟.多孔連續(xù)斜交框架橋頂進施工過程受力分析[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2020（9）：219-224.

[2] 聶細鋒，劉志軍，黃樹強.高填方段大跨度雙孔鐵路框架橋的力學性能[J].鐵道建筑，2020（11）：26-28.

[3] 高輝.淺談鐵路框架橋接長施工的交通導改方法[J].四川水泥，2017（5）：21-22.

[4] 趙海粟.基于MIDAS的下穿鐵路斜交框架橋的有限元分析[J].四川建筑，2017（2）：89-90+93.