框架桥下穿既有站场顶进施工方法

摘要：既有线框架桥顶进施工前，要根据施工现场实际情况制定切实可行的施工方法。施工过程中严格按照施工方案执行，总结并改进框架桥下穿既有站场施工工艺和存在的不足。在施工任务重、干扰多、难度大、工期紧情况下，确保了工程的安全质量施工进度。

关键词：框架桥; 加固; 顶进; 施工

Abstract: the framework of existing in jacking bridge before construction, according to the actual situation of construction site make feasible construction method. Construction process in strict accordance with the construction plan execution, summarizes and improve frame bridge station construction technology and wear both deficiency. In the construction task, more difficult, interference, time tight case, make sure the project safety quality construction progress.

Keywords: frame bridge; Reinforcement; Top into; construction

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

中铁六局集团呼和铁建公司承建的DK107+575.51下陆框架桥，为1-13×9.5m（局部1-16×9.5m）双线铁路框架桥，全长561.71m，主要为下穿大冶有色金属公司铁路货场而设，框架桥上原地表存在14股既有铁路线（其中R≤250m曲线6股，L=12.5m，43Kg/m钢轨，部分为69式砼枕线路，部分为木枕线路）和3条厂区生产运输道路,与该框架桥分别呈18°、30°、45°、60°斜交，地质情况为膨胀土与粉质黏土分层夹杂，部分基底为喀斯特岩溶地段，施工条件复杂，制约因素繁多。（附：平面示意图）

1、主要工程数量：框架桥主体采用C35钢筋砼浇筑，出入口采用C15砼挡墙防护，桥内水沟及盖板采用C20砼浇筑。砼共计3.8万立方米，钢筋制安4900吨，防水层制作1.3万平方米，岩溶基底处理钻孔7600延长米，注浆5241立方米。

2、主要技术参数：

箱桥孔径为1-13m，每节长10m，共计561.71延长米，孔内净高为9.0m。

每节箱桥自重1710吨，既有线路下部框架分4次顶进。

第1次顶进1、2道下的9#、10#、11#，箱桥自重5130吨，最大顶力为5100吨，顶进长度为48m。

第2次顶进3、4、5道及磅线下的12#、13#、14#、15#，箱桥自重6840 吨，最大顶力为6800吨，顶进长度为56m。

第3次顶进8、9道下的30#-35#，箱桥自重10260吨，最大顶力为10400吨，顶进长度为78m。

第4次顶进10、11道下的36#-41#，箱桥自重10260吨，最大顶力为10400吨，顶进长度为82m。

二、施工方案及方法

鉴于工期紧、任务重、干扰多、地形复杂等不利因素，为确保施工进度，根据工期要求并结合施工现场实际情况，修改及优化施工方案，在集中力量突击无既有线影响的、能够明挖的框架节之外，针对既有线下地质情况复杂、施工难度大等影响施工进度的关键环节，摈弃了股道下采用常规纵横抬梁扣轨后中继间顶进框架桥节的一般方法，决定采用D24型施工便梁与常规纵横抬梁相结合的方法加固既有线路，基坑全部大开挖后现浇或明挖中继间空顶框架节，避免顶进过程中进行土石方开挖缓慢延误工期。

由于框架桥7#～38#节地基部分为喀斯特岩溶地段，在该地段框架桥施工前，首先对基底进行注浆处理，施工时严格按照注浆钻孔密度30～36m2进行钻孔注浆，注重注浆效果。

全桥采取明挖现浇与明挖空顶相结合的施工方法，其中明挖基坑现浇框架38节：1#～8#节、16#～29#节、42#～57#节；预制框架顶进就位19节：9#～15#节、30#～41#节。

㈠、明挖基坑现浇框架施工

1、放坡明挖1#、2#、16#、17#、23#～27#、42#～47#计15节，改移公路后放坡开挖48#～57#计10节，D24型梁加固架空既有线新1道明挖3#～7#计5节，停用新2道后放坡明挖8#计1节，D24型梁加固架空既有线6、7道且停用地磅线明挖18#～22#计5节，D24型梁加固架空既有线8道明挖28#、29#计2节。

土质基坑开挖坡度采用1:1，中部设1.5～2.0Μ平台以便于施工操作人员通行及运输材料（如图所示）。坡率不足的部位采用钢板桩或钢轨桩防护。

框架桥与线路的交角在60°及以上时，既有线采取D24型施工便梁+纵横抬梁加固。交角在60°以下时，采取D型梁+纵横抬梁+横抬梁加固既有线；即取消D型梁中的定型横梁，以D型梁的两片纵梁分别作为纵抬梁，通过U型螺栓下吊工字钢横抬梁。D型梁设挖孔桩支承，工字钢纵抬梁设枕木垛支承，如图所示。

挖孔桩为外径φ1500钢筋砼空心桩，由于土质地基承载力小，桩底需设基础。成孔后，在护壁下设钢筋砼条形预制块支垫，然后扩挖基础部位的土方，将预制块外伸钢筋与基础钢筋焊连，现浇混凝土使基础形成整体。

D24型施工便梁+纵横抬梁加固线路示意图

2、预制框架顶进施工

框架分三步现浇：第一步底板，第二步边墙，第三步顶板。外露面均用钢制定型大模板，框架桥内以碗扣式钢脚手架支撑顶模及拉顶侧模。

以D 梁+横抬梁的方法加固既有1～5道，顶进线下9#～15#节（如图所示）。为防止顶进期间框架外侧坍方，受影响范围内的线路以纵横抬梁加固。框架采取对顶，将9#～11#节与12#～15#节分别从北侧和南侧顶入，工作坑占用6#～8#节及16#～18#节位置。因吃土顶进阻力大，故在每节之间设置中继间。

受既有道岔岔位干扰、线路与框架交角小及D型梁长度和数量等因素的影响，需拆除11道，并对9、10道采取横抬梁+纵抬梁+横抬梁的方法加固，顶进线下30#～41#节。以D梁的纵梁分别作横抬梁，从既有线下穿入，垂直框架中线设置，以便灵活调整挖孔桩的位置避开道岔或缩短架空跨度；以D型横抬梁作支承，上设工字钢纵抬梁，顺线路方向铺设；以纵抬梁作支承，下吊横抬梁架空既有线，与D型横抬梁平行设置（如图所示）。框架外侧的线路加固同明挖法。

30#～41#框架顶板至D梁底部净空不足，线路加固后影响框架顶板施工，且顶程长顶力大，故对受9、10道影响的框架采取明挖空顶。为了保证工期采用对顶法，将30#～35#节与36#～41#节分别从北侧和南侧顶入，工作坑占用24#～29#节和42#～48#节位置，顶进时每3节框架设一处中继间。

框架桥中线与线路交角在30°～60°之间，采取斜交正顶，并将承受顶力的底板做成台阶状。为了防止对顶过程中发生较大偏差，配设全站仪日夜监测，及时调整顶力进行纠偏。

框架桥顶进时采取重力式后背墙，同时考虑用已经达到砼强度标准的框架主题承担部分后背力。

㈡施工顺序

1、施工准备阶段：改移站场排水沟6处，修筑施工便道3条，跨厂区站线股道修建临时道口2处，拆除干扰厂房3800平方米。

2、改建轨道衡一处，拆除既有轨道衡及配套房屋。

3、施工阶段：

⑴、明挖现浇部分在三个作业面上平行施工。第一作业面1#～4#节，第二作业面7#～9#节，第三作业面42#～57#节。

⑵、框架顶进部分按四步进行顺序施工。第一步顶进9#～11#节，第二步顶进12#～15#节，第三步顶进30#～35#节，第四步顶进36#～41#节。

⑶、顶进后，在工作坑位置依次现浇42#～48# 节、24#～29#节、6#～8#节、16#～18#节。

⑷、各节框架以底板、边墙、顶板划分三个施工段组织流水作业。本节底板完成后，底板作业人员转至下一节，而本节侧墙由上一节侧墙作业人员转入；本节侧墙完成后，侧墙作业人员转至下一节，而本节顶板由上节顶板作业人员转入；即钢筋、模型、混凝土等工种的施工人员在每节框架的相同施工段内流水作业。

⑸、施工进行到50#-57#节箱体之前，要对长乐工业园区公路进行改道，自38#节右侧沿开挖边线外改道至57#节箱体外，待箱体施工完成后将原路顺坡接通，按原标准复建。

2、加固方案：

⑴、将11道加固的75m、其它股道50m范围内的混凝土枕木全部抽换成Ⅰ类油枕（11道斜交角度较小，枕木尽可能顺桥方向摆放）,按1840根/km设置，采用“3―7―3”扣轨将枕木连成整体，以便增加线路的整体稳定性。

⑵、横抬梁用Ⅰ56b或Ⅰ56a工字钢，间距0.55m。

⑶、36#、37#道岔区，扣轨在尖轨活动范围无法设置，此时在每两根枕木间穿一根Ⅰ56b或Ⅰ56a工字钢，工字钢跨度≤5.6m。

⑷、为防止工字钢倾覆，在股道间的工字钢上放P43kg钢轨用防爬器将工字钢和钢轨锁死。

⑸、箱桥与路基纵向连接处设纵向双Ⅰ56b或 Ⅰ56a工字钢（两根工字钢间放木撑，防止两根工字钢错位）与横向工字钢用U型卡连接牢固（每股线路两侧各一组），纵向工字钢离开线路枕木头1.5m，工字钢一端搭在桥上横向工字钢上，另一端搭在路基土方的枕木上，用横向木撑支撑牢固，防止侵限。纵向工字钢的支点跨度不得大于7.0m。

三、D24型施工便梁安装方法

下陆特大框架桥施工采用的D24型施工便梁为武汉中铁工程机械厂生产的跨度为24.12m的改进型产品，它的每片纵梁由3片对接组成，可分别吊装现场拼装，克服了旧型产品整体吊装困难的缺点，具有拼装和运输方便的优点。

D24施工便梁在安装时，根据框架桥顶至既有线路轨底距离等现场的不同情况，必须合理选择D梁高、中、低位联结方式，选定每股道的安装程序。主要安装程序有两种：

㈠、先纵后横的安装程序

如选择D梁高位或中位联结方式时，优先选择先纵后横的安装程序。

1、使纵梁就位

根据地形条件，可采用轨道列车吊或25t吊车吊装。利用列车间隔时间，按计划所定的布设位置，先将一片纵梁组合安装就位，另一片纵梁组合安置时，考虑预留抽换枕木的空间，在设计挖孔桩桩顶用枕木垫高出轨底0.2m左右安置，垫稳撑牢后，再将联接板及牛腿安装就绪。

2、抽换轨枕

纵梁就位前，为保证横梁的位置与轨枕一致，便于抽换后及时联结，事先应将轨枕间距做适当调整。抽换横梁时必须按照《工务安全规则》要求“隔六抽一”，由纵梁两端向中心排列抽换，每抽取一根轨枕，即塞入一根横梁，在塞入横梁时要对准纵梁的联结板方可定位，同时将橡胶垫垫好，上好定位扣件。

3、将垫高的那一片纵梁降落就位，用高强度螺栓联结纵横梁，上紧拧牢，每个螺栓扭力必须达到120KN/m。

4、纵横梁联结就位后，逐段扒除道碴，掏空斜杆位置处道床，安装斜杆和其它联结系统。在组装过程中，联结板及牛腿上Φ23孔均应上满螺栓，弹簧垫圈不得漏装。

㈡、先横后纵的安装程序

如选择D梁中位或低位联结方式时，不便于抽换轨枕，则优先选择先横后纵的安装程序。

1、使横梁就位

横梁就位前，事先将轨枕间距做适当调整，并将每根横梁位置标于既有线轨道上。同样抽换横梁时必须按照《工务安全规则》要求“隔六抽一”，由纵梁两端向中心排列抽换。采用定位角钢定位横梁，同时垫好橡胶垫，上好定位扣件。

2、纵梁就位

利用列车间隔时间，将纵梁片分别吊至作业面联结组装就位。

3、纵横梁联结就位后，逐段扒除道碴，掏空斜杆位置处道床，安装斜杆和其它联结系统。

㈢安装和使用时必须注意的几点事项：

1、牛腿及联结板上全部螺栓应同时上紧拧牢，弹簧垫圈置于螺母与平垫圈之间。

2、在使用过程中，应随时检查、上紧松动的螺栓。

3、斜杆不得漏装，尤其在曲线上使用更应加强注意。

4、既有线路钢轨接头在跨内，钢轨接头要调整在横梁上。

5、副跨吊轨加固范围内的木枕不得由腐朽枕木。

6、施工人员要与运输部门加强联系，掌握列车运行情况，最大限度地利用行车空隙，对线路进行加固、检查和养护。

7、设专职人员作巡回检查施工范围内线路和安全防护，并准备足够的方木、草袋、工字钢，组织好人力和工具，一旦发生不良情况，立即进行抢险加固。

8、各工种间要加强协作，互相配合，统一指挥。

9、列车通过前，对线路进行检查，所有加固部件及料具不得侵入规定限界。U型螺栓头不得高出扣板顶面，扣板顶不得高出行车轨顶面。

四、工程质量、安全保证措施

㈠、质量保证措施

建立施工现场各级质量管理机构，健全各项质量标准和规章制度。严格按照施工方案、技术措施施工。确保工程质量符合《验标》、《施工规范》规定。

㈡、安全保证措施:

严格执行国家和铁道部[2001]14号文件和郑州铁路局[2001]42号文件，必须严格执行《中华人民共和国铁路技术管理规程》、《铁路工程施工安全技术规程》等有关安全生产管理方针、政策、法令、法规规定，以及建设单位关于施工安全的有关规定。

五、取得的经验与教训

既有线路加固期间，尽管对加固的各个部位都予以力学检算，各个细节均超前预想，但不可预知的因素与无准确经验参考使全体参建人员为此费尽心血，轮班昼夜巡视，常常夜不能眠。

施工初期，由于对开挖膨胀土基坑的施工难度估计不足，雨季致使基坑边坡滑塌，基坑深，清淤难，冒雨抢险，一度严重影响施工进展。针对滑塌情况，组织相关人员多方面分析原因，在施工实践中总结，采用了以下方法予以防治：

1、开挖边坡中部预留平台卸载。

2、开挖后迅速对坡脚进行钢轨桩、圬工挡墙防护。

3、坡面覆盖彩条布或纤维砂浆抹面，尽量减少膨胀土坡面的暴露期。

4、坡顶深挖截水沟，防止地表水渗透和雨水的冲刷，。

一系列方法，标本兼治，有效遏制边坡滑塌现象的频繁发生，为今后的施工积累了宝贵经验。

大冶有色金属公司厂区内没有系统的排水设施，正式、非正式的排水沟渠纵横交错，生产与生活废水到处排放，因此框架桥下穿厂区后防水问题凸显。在施工中对拉筋眼防水处理方面经验不足，基坑回填后部分拉筋眼仍有些须渗水情况。

在对框架节砼浇筑过程中，狠抓内实，对外美重视不够，部分框架节砼表面平整度尚有瑕疵，外观整体美观程度受到影响。

因此，对于下穿既有铁路站场的特大框架桥施工，必须根据现场实际结合工期要求，合理安排框架节现浇与顶进施工，既有线下尽量安排明挖空顶，详细施工检算，强化线路加固，进一步优化施工方案，确保安全、质量与进度整体推进。

参考文献：

1、《铁路桥涵施工规范》中国铁道出版社2002年

2、《铁道混凝土与砌体工程施工规范》中国铁道出版社2001年

3、《铁路工程施工安全技术规程》中国铁道出版社2003年

4、《D24型施工便梁使用说明书》武汉中铁工程机械厂

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。