市政框构桥下穿多股铁路线顶进施工技术

石庆喜

摘要：太原市市政道路改造工程中，三座市政框构桥下穿市区大西高铁等多股线路，在不中断铁路行车的条件下进行线路加固、顶进施工，现场施工环境复杂，河道中汛期施工，施工安全风险大，本文叙述了框构预制、线路加固、多项控制措施等施工技术。

关键词：框构桥预制  铁路线路加固  顶进施工

1 工程概况

1.1大西下行线K269+532.3（1-13m）南沙河钢筋混凝土框构为顶进框构，框构轴线与既有大西下行线斜交47.13°，在既有铁路西侧预制，1-13m框构长29.71m（道路方向），宽20.71m（线路方向）。全桥净高6.5m，全高8.9m。采用纵横抬梁对既有线进行加固，在不中断铁路行车的条件下，采用顶进法由西向东一次顶进到位。1-13m框构顶程为41.38m，下穿机务段回库线、石太客专下行线及大西下行线。既有1-16m框构桥防护桩需要在顶进过程中用破碎锤及工程液压剪进行拆除。

1.2 大西上行线K269+738.42（1-16m）钢筋砼框构为顶进框构，顶进框构与大西上行线斜交51.55°，在既有铁路东侧预制，桥全长38.04m，宽23.23m，净高6.5m，全高8.9m。大西上行线K269+723.4（1-4m）钢筋砼框构为顶进框构，顶进框构与大西上行线斜交51.55°，在既有铁路东侧预制，桥全长38.04m，宽6.31m，净高7.6m，全高8.9m。主体采用C35钢筋混凝土预制，框构预制前在既有车辆段出行桥东侧架设钢便桥。采用纵横抬梁对既有线进行加固，在不中断铁路行车的条件下，采用顶进法由东向西一次顶进到位。框构顶程为47.08m，下穿机务段出库线，石太客专上行线、大西上行线三股道。由于本框构桥在南沙河河道内预制，基坑开挖前需将南沙河河道进行临时改移，顶进完成后将河道进行恢复。

2 挖孔桩防护方案

为防止顶进时路基边坡失稳，危及行车安全。在施工前需对路基采用挖孔桩进行加固防护。

2.1 大西下行线K269+532.3（1-13m）框构桥

2.1.1 由于在既有1-16m框构北侧进行新建1-13m框构的施工，所以新建顶进框构南侧不设置防护桩，框构桥太原站方向线路东西两侧及线间设置防护桩，共26根。桩径1.25m，桩长19m。

2.1.2 框构桥顶出端及线间支撑桩设置12根，桩直径1.25m，桩长10m，其中下段8.5m，顶部1.5m为素混凝土，分界面平铺两层塑料布隔离，接头外侧设6mm厚，长度0.8m的两半圆钢套筒，钢套筒外侧设φ20钢筋围箍四道，顶进时采用氧焊割开。

2.1.3 框构桥顶出端设置抗滑移桩，共5根，桩直径1.00m，桩长19m。

2.1.4 防护桩沿线路两侧设置冠梁，冠梁宽1.25m，厚1m。

2.2 大西上行线K269+738.42（1-16m）及大西上行线K269+723.4（1-4m）框构桥

2.2.1 防护桩。框构桥靠近太原站方向线路两侧及线间设置17颗防护桩，框构桥工作坑北侧设置32颗防护桩，共49根。桩径1.25m，桩长19m，桩身为C35钢筋砼。桩身采用直径25mm螺纹钢，每桩46根。防护桩沿线路两侧设置冠梁，冠梁宽1.4m，厚1m。

2.2.2 支撑桩。框构顶出端及线间设置支撑桩共计15根，桩直径1.25m，桩长10m，其中下段8.5m桩身为C25钢筋砼。桩身主筋采用直径25mm螺纹钢，每桩20根。顶部1.5m为素混凝土，分界面平铺两层塑料布隔离，接头外侧设6mm厚，长度0.8m的两半圆钢套筒，钢套筒外侧设φ20钢筋围箍四道，顶进时采用氧焊割开。

2.2.3 抗横移桩。框构顶出端设置抗滑移桩，共7根，桩直径1.00m，桩长19m，桩身为C25钢筋砼。桩身采用直径25mm螺纹钢，每桩32根。

冠梁形状为L形。冠梁上截面为0.7m×0.5m，下截面为1.4m×0.5m。

3 工作坑开挖及框构桥预制

3.1 大西下行线K269+532.3（1-13m）框构桥在机务段回库线线路西侧预制，大西上行线K269+738.42（1-16m）及大西上行线K269+723.4（1-4m）框构桥在机务段出库线线路东侧预制。基坑前端开口线距离线路护网外侧2m。工作坑前端开挖边坡为1：1。以便框构桥前悬臂板施工时放置于基坑前端边坡上，缩短顶进距离。

3.2 大西下行线K269+532.3（1-13m）框构桥基坑两侧开挖边坡1：0.5m，距离基坑底4m时，在基坑周围边坡根部打入I40b工字钢作为基坑边坡防护，然后进行垂直开挖，基坑成型后，12m工字钢打入基坑底地面下8m，外漏4m。

3.3 大西上行线K269+738.42（1-16m）及大西上行线K269+723.4（1-4m）框构桥基坑紧邻河道侧基坑防护采用I40b工字钢支护，距（1-4m）框构桥北侧边墙4m基坑边坡打入I40b工字钢钢板桩，打入基坑底地面下8m，外漏4m，工字钢顶部至原地面采用1：0.5放坡开挖。（1-16m）与（1-4m）框构桥预制，框构间采用一层竹胶板隔离作为沉降缝，框构桥内侧边墙采用φ16螺纹钢筋进行对拉，间距0.5m。以便于施工时钢筋绑扎及模板支设，框构桥预制完成后，然后在列车慢行限速45km/h条件下，与1-16m框构桥同时由东向西一次性顶进到位。

3.4 基坑底标高按照顶进方向设置3‰仰坡，基坑顶面周围设计截水槽，基坑四角设置集水坑，以便雨水及地面水流入基坑后，及时利用污水泵排出工作坑。

3.5 框构桥预制模板采用组合钢模板，底板浇筑完成后，顶板及边墙采用满堂红脚手架做支撑。支架搭设顺桥向立杆间距0.9m，横桥向立杆间距0.6m，步距1.2m。

4 线路加固方案endprint

线路加固：线路加固采用纵横抬梁及3-5-3扣轨法。横梁按0.55-1.1m循环布置。

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

4.1 方枕

大西下行线K269+532.3（1-13m）框构桥由西向东依次下穿机务段回库线、石太客专下行线与大西下行线;大西上行线K269+738.42（1-16m）及大西上行线K269+723.4（1-4m）框构桥由东向西依次下穿机务段出库线、石太客专上行线与大西上行线;框构桥顶进时三股线路采取整体线路加固，为了保证横抬梁在穿入时方向和位置的准确，首先在大西上下行线轨道上按计划位置标明枕木、工字钢和穿入的具体位置。通过拉线，确定石太客专下行线（石太客专上行线）、机务段回库线（机务段出库线）方枕数量，后进行方枕施工。按标定位置穿入3.4m长木枕。穿入的木枕上铁垫板，钉齐道钉。施工中安排专人监护，防止联电，如此反复逐次施工，严格控制水平、方向及轨道几何尺寸，确保行车安全。

4.2 设置3-5-3扣轨

扣轨采用P50钢轨，纵向扣轨采用3-5-3形式布置，即两股钢轨外侧采用3扣轨，轨道中心采用5扣轨。

4.3 穿设横梁工字钢

横梁采用I45（B型）工字钢，垂直于线路方向布置，间距0.55-1.1-0.55-1.1m循环布置，桥范围内全部加固，框构桥两侧各穿8道工钢。

4.4 架设纵梁工字钢

为增加刚度和稳定性，在线路两侧路肩及线间共设4束长纵梁，每束均为三根I45（B型）工字钢组成。

4.5 防线路横移措施

为防止线路横移，大西上行线（1-16+1-4m）框构桥在线路西侧设置抗移桩及其冠梁，用于支挡横向工字钢。冠梁为L型钢筋混凝土结构，下部宽1.4m、高0.5m，上部宽0.7m，高度0.5m。为确保行车安全，应根据线路会发生横移的不同情况，在桥体顶板预制时尾部设置拉环，采用倒链与线路加固体系连接在一起，随顶进随拉紧倒链。

为减小框构桥与横梁的摩擦力，在横梁与框构桥顶板间放置小滑车。

5 工程竣工技术指标

本工程集长顶程、多股道、线路高差大、防洪压力等施工难点于一身，对以往的顶桥施工经验是一次前所未有的挑战，针对本工程的诸多特点及难点，采取的各种技术措施都得到了良好的实施，但在实际施工中也存在着不可预见的难题，需要在今后的施工中得到不断的完善、总结，使用新工艺新技术，对进一步提高工程质量提供技术支持。

参考文献：

[1]张爱民.铁路既有线框构桥顶进施工技术[J].铁道建筑技术， 2014（S1）.

[2]彭向东.斜交顶进框构桥施工[J].国外桥梁，2000（03）.

[3]梁红燕.顶进式下穿铁路框架桥设计[J].铁道建筑，2009（06）.endprint