下穿铁路框架箱涵顶进施工技术应用
2020-10-20李德新
李德新
摘要:目前,在下穿既有道路和铁路施工中,现有的D形便梁加固法较难满足大跨度框架桥涵的施工要求,而横抬梁、吊轨加纵加固方法则存在工程整体强度和刚度不足的问题。在确保下穿既有道路和铁路下框架桥涵工程的施工质量的条件下,怎样保证上方道路和铁路正常运行,显得十分必要。
关键词:下穿铁路;框架箱涵;顶进施工;技术应用
引言
随着我国交通运输业的不断进步与发展,我国的铁路和道路施工经常要在原有基础上进行一些新的工程建设。通常采用下穿铁路框架箱涵顶进施工来实现新的工程改造,该施工技术能够很好的实现对既有铁路的加固,不影响铁路的运营安全,又能确保下穿铁路新建道路的顺利实施。
1顶进施工技术简介
框架桥涵顶进施工技术是利用千斤顶等相关设备,形成立体交叉通道的施工方法。在下穿既有道路和铁路的地道桥、框架桥涵建设施工中,顶进施工技术是控制其施工质量的关键技术。其工作原理是在正常运行的道路或铁路的上坡路基段开挖工作基坑,采用现浇滑板,用钢筋混凝土制作成框架,再砌筑其后背,加固既有线路,并安装相应的顶进设备。
2现状分析
当前国内传统的框架桥施工采取人工配合机械开挖,手动控制千斤顶的顶力,当预制框架桥顶进一定顶程后,人工对轴线和高程进行观测,发现偏差时再采取措施纠正,往往偏差相对较大,纠偏时间较长,效率较低。本工程下穿电气化铁路,且必须在春运来临之前完成并恢复线路。这条线路为主干线,线路繁忙,安全风险大,有效施工时间少,按传统的施工方法不能满足需要。
3下穿铁路框架箱涵顶进施工技术
3.1D型钢梁线路加固
3.1.1架梁前的准备工作
架梁前的准备工作主要包括两点:保证各个架梁部位连接稳固以及提前测量挖孔桩的标高。对于第一点,首先要对螺栓、横梁以及牛腿等连接部位进行仔细检查,保证其连接的稳定性,其次将钢梁进行预拼装并做好保养,从而确保钢梁各部位连接稳固。对于第二点,在提前测量挖孔桩的标高时,要调平桩顶面铺设的木板,并保持相邻挖孔桩的标高高度相差在0.1cm之内。
3.1.2穿横梁和纵梁架设施工工艺
为了能够更好的固定横梁位置,需要在穿横梁施工之前将轨枕中心位置、横梁架设位置、轨枕移动位置、横梁中心位置用不同颜色的油漆标出。D型纵梁需要在封锁点内完成架设,架设之前首先要封闭该铁路干线的上下行線,同时将供电臂停电。箱身的顶进顺序按照由东向西以及先车行道后人行道的顺序进行。
3.2箱涵顶进施工技术
3.2.1液压顶进设备
顶进设备包括千斤顶、拉锚、传力柱、高压油泵、空压机,根据设计要求计算该项目框架箱涵最大顶力为7737.2t,此次工程采用的千斤顶的有效顶程为25cm。利用N=Pmax/(kPi)公式来计算该顶进施工需要的千斤顶台数。其中各个字母代表的意义如下:①N:千斤顶的台数;②Pmax:最大顶力(t);③k:千斤顶的效率系数,一般为常数,常取0.7;④Pi:单个千斤顶的设计顶力(t)。利用上式计算可得N=7737.2/(0.7×400)≈28台,因此该施工需布设28台千斤顶。
3.2.2顶进施工技术
箱涵预制时,首先要在在垫层上涂一层润滑剂,以便能够更好的进行顶进工作,通常采用机油调制滑石粉作为箱身润滑剂,涂抹过程中还要保证涂抹厚度超过2mm。其次要对千斤顶的液压顶进系统、顶力传递系统以及各个设备进行检测,等各个部位监测显示正常后才能够同时启动千斤顶进行顶进工作,并做好油压和顶进数据的记录。在进行箱身顶进施工工艺时,要特别注意框架的轴线方向以及高程中线的纠偏,一旦箱身前段开始吃土,需不断提高挖土出土的速度,从而保证箱身能够保持连续顶进的状态,这样可以大大减少顶进重新启动的动力。同时为了保障顶进施工安全,采用边开挖边顶进的施工方案,一般是开挖至0.4m左右时立即顶进,随后再次开挖,并始终控制开挖坡度保持在1∶0.9-1∶1.1之间。施工时,箱身在顶进过程中每顶进4m,在传力柱的顶端设置一道分配横梁,并按设计要求相互扣紧,以保证传力柱的横向稳定性。如果是后背梁和箱底板接触的横梁顶铁要特别注意是否有间隙,如果有要立刻用合适的薄铁板砌紧,并用合适的稀砂浆进行填灌。根据顶进的距离不定时的更换不同规格的顶柱或是顶铁,但是在更换过程中必须保证顶铁的方向与横梁垂直,同时与顶桥轴线保持一致,整体看上去就是千斤顶与顶铁长度一致且成一条直线。
3.3D型便梁拆除
3.3.1纵梁拆除
因为D型纵梁是在“封锁点”内完成架设的,因此拆除工作也是在“封锁点”内进行。拆除之前,要封闭该铁路干线的上、下行线,同时将供电臂停电。线间纵梁拆除完成后要立即用道渣和渗水土进行回填,同时调整线路轨距和高差。
3.3.2横梁拆除
横梁按照从两侧到中间的顺序拆除,拆除横梁的同时就要用钢筋混凝土桥枕进行更换,并按照规定要求及时进行回填与捣实。在加固设施拆除完毕后进行D型便梁的拆除,拆除过程要保证安全第一的原则,一旦发现拆除工作威胁到行车安全时要立即停止拆除,及时找出原因并解决。当D型便梁全部拆除完成后要按照维修标准进行全面养护,及时补充道砟,拨正方向。
4取得的效果
本次框架桥的总体施工管理打破以往铁路立交桥顶进施工管理的惯例,与传统顶进相比较,利用智能顶进系统能够快速实时地对框架桥顶进的姿态(框架桥中线、高程)及实时顶力进行查看和综合判断,能够快速准确地为框架桥的总体顶进措施提供科学指导。结合全覆盖的实时监控管理,能够快速实时地查看现场桥体内开挖情况,顶进情况,铁路线上施工情况,周边安全防护情况等,从管理上更加科学和可视化。通过对采用传统方式顶进箱涵与采用智能顶进系统顶进箱涵的研究和比较,与用传统方式顶进箱涵相比,用智能顶进系统顶进对铁路变形影响较小。
5结语
文章通过对下穿既有线路下的框架桥涵顶进施工法的介绍,验证了顶进施工法的优越性。实践表明,顶进施工法施工时间短,施工质量高,对既有线路影响范围小,在保证既有线路的正常运行条件下,利用顶进设备将预制好的构筑物逐渐顶入路基,被广泛用于地道桥、框架桥涵的施工中,具有较高的应用与推广价值。
参考文献:
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(作者单位:中铁四局集团第二工程有限公司)