下穿多股铁路框构桥对顶施工技术初探

李宁

摘 要 本文以太原市新店北街框构桥工程为例，针对下穿多股铁路，且既有线存在纵坡大、高差大的情况，制定了线路加固方案和框构对顶方案，提出了框构顶部设置平台减小框构与线路纵向高差的措施、优化线间抗横移梁为方案、比选框构就位顺序，以及对顶框构精确对位措施，在实际施工中实践应用，并不断总结和优化，形成一套比较完整的框构对顶施工工艺。

关键词 多股铁路;框构桥;线路加固;对顶施工

引言

随着城镇建设和发展的步伐越来越快，路网建设自然也成为发展的一项重要工作，多层立交、公铁立交的建设和交叉也是必然趋势，跨越既有桥梁、既有铁路线也是不可避免的，因此，也就需要建设大量的上跨立交或下穿立交，来解决边运营边施工的问题。而框架桥作为比较常见的一种桥梁形式，普遍应用于下穿既有铁路和道路施工中。

本文依托太原市新店北街道路工程，两座4孔框构桥，以对顶形式下穿多股、大纵坡、大高差铁路线路，对线路加固措施、对顶控制措施进行了叙述和总结，为类似工程提供良好的借鉴和参考[1]。

1工程概况

太原市新店北街框构桥工程，分为1#框构和2#框构，分别下穿汾皇联络线、皇太聯络线和石太下行线铁路，既有线铁路纵坡分别为1.15%、0.73%和0.79%。汾皇联络线与皇太联络线和石太下行线铁路存在2.2m的高差，线路加固只能采取分体加固方案，加固形式采用纵横抬梁+3-5-3扣轨，同时为保证顶进和运行期间线路的稳定，两座框构高度不同，只能采取对顶方案。

1#框构全长10m，宽42.5m，高7.9m，预制于汾皇联络线西侧，下穿汾皇联络线铁路一股道，由西向东顶进，顶程26m。

2#框构全长28m，宽42.5m，高9.9m，预制于石太下行线东侧，下穿皇太联络线和石太下行线铁路两股道，由东向西顶进，顶程39m。

2下穿多股铁路框构对顶施工技术分析

（1）线路纵坡大

1#框构下穿的汾皇联络线线路纵坡1.15%，在框构桥42.5m宽度范围内的线路高差达到48cm。而在线路加固过程中，工字钢横梁随线路纵坡设置，框构与横梁间采用枕木井字架+小滑车支撑，线路纵坡越大，所垫枕木高度越高，越不稳定，营业线运行期间极易出现晃车等情况。如何对大坡度既有线路加固，保证线路稳定、行车安全，是本文的研究对象之一。

（2）线路之间高差大

汾皇联络线与皇太联络线和石太下行线有2.2m高差，在线间设置有抗移桩及冠梁，冠梁如何布置，既能确保线路加固安全，又能使拆除的时间最短，对铁路的影响最小，是本文的研究对象之二。

（3）对顶精度要求高

一般情况下，框构一端顶进时中线允许误差为20cm，顶进高程允许误差为顶程的1%，但偏高不大于15cm ，偏低不大于20cm。因为方案为预制对顶，为确保美观，对框构顶进的精度控制要求更高。如何确保框构精确就位，是本文的研究对象之三。

3下穿多股铁路框构对顶施工技术要点

3.1 减小纵坡产生的高差措施

为应对因既有线纵坡大而产生的框构顶与加固体系大高差问题，总体思路考虑以刚性材料替换常规枕木井字架的措施，经过综合比选，确定在框构顶半宽范围增加混凝土平台方案，减小框构顶与加固体系之间的高差[2]。

（1）高差确定

通过对框构全宽范围内线路轨顶标高实际测量，并与1#框构顶设计高程进行对比，计算得范围内轨底与框构顶高差为80cm-128cm，两点高差48cm。

（2）平台尺寸确定

①平台长度：通过模拟框构顶进过程，1#框构1/2长度下穿入既有线路，但工字钢横梁全部通过框构顶，框构后端在顶进过程中仍需要小滑车等临时支撑，同时为避免“前重后轻”而产生框构扎头问题，平台长度确定为与1#框构同长。②平台高度：一般线路加固施工中，考虑轨底绝缘垫片、工字钢横梁、U型卡、调节空间等，轨底至框构顶高差控制在80cm左右，为此，本处亦按不小于80cm进行控制，平台高度不宜超过24cm，为更多留有调节空间，平台高度确定为20cm。③平台宽度：考虑框构结构均衡受力问题，以及平台高度尺寸，确定宽度为框构顶面半宽范围。

综合以上，1#框构预制期间，在顶板上半宽范围内设置高度20cm混凝土平台，顶进过程中代替枕木墩等柔性材料，减小轨底与框构顶高差，到位后代替道砟作为永久构件不予拆除。

3.2 线间高差抗横移措施

因线路存在高差，框构桥采用预制对顶方案实施，线间设置抗横移桩+“凸”型冠梁，顶面随线路纵坡设置，用于支撑和支挡横梁工字钢。同时，为降低框构顶进就位后抗横移梁的拆除难度和风险，按照抗移桩间距，间隔设置冠梁，冠梁与冠梁之间搭设一道I45b工字钢，与横梁梁端焊接，以加强其整体性。

3.3 框构对顶控制技术

（1）就位方案的确定

1#框构下穿汾皇联络线一股道，由西向东顶进，顶程26m;2#框构下穿皇太线和石太下行线两股道，由东向西顶进，顶程39m。

考虑框构桥顶进速度为4m/天，1#框构顶进就位需7天，2#框构顶进就位需10天;考虑抗横移梁拆除时间为2天。根据框构桥顶程、抗横移梁拆除时间对铁路的影响程度对框构顶进就位方式进行选型。

综上，为了确保顶进过程中对线路的影响最小，框构顶进方向容易控制，选择将抗横移桩及抗横移梁设置在就位线靠近汾皇联络线这一侧，顶进过程中确保2#框构先精确就位，拆除抗移桩及梁后，以2#框构的中轴线作为标准，继续顶进1#框构桥至就位线处，所以选择方案二[3]。

工序 ①将横移桩及梁设置在就位线远离汾皇联络线这一侧，确保不影响1#框构就位;②两框构同步启顶，1#框构先就位（7天）;2#框构顶进至抗移梁位置（10天），再进行抗横移桩及梁的拆除（2天），随后继续顶进至就位线处（1天）。③顶进时间用时13天 ①将横移桩及梁设置在就位线靠近汾皇联络线这一侧，确保不影响2#框构就位;②两框构同步启顶1#框构顶进至抗衡移梁位置停止，等待2#框构先就位（10天）;再进行抗横移桩及梁的拆除（2天），随后继续顶进1#框构至就位线处（1天）。③顶进时间用时13天 ①将横移桩及梁的中轴线设置在就位线处;②两框构同步启顶至抗衡移梁位置停止（10天），再进行抗横移桩及梁的拆除（2天），随后继续顶进两框构至就位线处（0.5天）。③顶进时间用时12.5天

优点 ①顶进时间短，对汾皇线影响最小;②顶进方向容易控制 ①对皇太线和石太下行线影响最小;②顶进方向容易控制 ①顶进时间短

缺点 ①凿除抗横移桩及梁后，2#框构继续顶进，可能会使皇太线和石太下行线发生横移 ①顶进时间长;②凿除抗横移桩及梁后，1#框构继续顶进，可能会使汾皇线发生横移 ①顶进方向不易控制;②凿除抗横移桩及梁后，两框构继续顶进，可能会使3股道发生横移

（2）对顶精度控制

①严格按照设计轴线位置进行框构桥预制，并在框构顶进前复测框构轴线位置及四角高程，确定轴线无误。②确保2#框构先精确就位。顶进过程监测方法为每顶进一镐及时对各观测点进行测量，明确框构走行趋势，制定相应纠正措施，同时绘制框构方向和水平变化关系图。观测点布置方法为在框构中心轴线前后两端设置顶进方向观测点，垂直于框构方向以观测点作为0点，弹出墨线并向两侧划分刻度值（一般50cm即可），在框构四角设置顶进高程观测点。顶进就位控制方法为在框构顶用墨线弹出就位后线路在2#框构顶上的投影线，通过直接量测框构两侧和中间位置墨线与线路的距离，制定相应纠偏措施，变传统的点定位为整体线定位，提高就位精度控制。现场实际控制2#框构轴线偏差1cm，四角高程偏差不大于2cm。③1#框构在距离就位线2m时，测量人员以2#框构中轴线作为参照，實时动态监测框构轴线和四角高程，同时现场实时量测1#框构两端和中间位置距离2#框构的距离，实时报告给顶进小组并制定相应纠偏措施，实现框构桥完美对接[4]。

4结束语

框构桥顶进技术在市政、公路、铁路施工中已经广泛应用，技术也已经成熟，本文结合工程实例，针对下穿多股铁路、纵坡大、线间高差大、框构桥不定高等特殊条件下，提出线路加固和对顶施工技术控制措施，保证了既有线运行和设备安全，保证了框构对顶精确就位，具有一定的指导意义。

参考文献

[1] JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范[S].北京：中华人民共和国标准，2004.

[2] 强士中，周璞.桥梁工程[M].成都：西南交通大学出版社，2000：73.

[3] 铁建设（2005）160号.客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准[S].北京：中国标准出版社，2005.

[4] 铁道部第四勘察设计院桥隧处.桥涵顶进设计与施工[M].北京：中国铁道出版社，1983.