既有线顶进大跨度框架桥施工技术
既有线顶进大跨度框架桥施工技术
摘要:以跨东方红总干渠、下穿既有西延铁路钢筋砼框架式立交桥为工程实例，对框架桥下穿既有铁路顶进施工技术中的线路加固、顶进施工等关键工序技术控制要点进行了总结。
关键词: 线路加固； 框架桥； 顶进施工 ；既有铁路
Abstract: the Red Cross, the main always wear both west delay of reinforced concrete frame type of railway bridge for practical engineering, the frame bridge in jacking construction in both railway lines of technology in jacking construction of reinforcement and key process technology, control key points are summarized.
Keywords: line reinforcement; Frame bridge; In jacking construction; Existing lines
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
东方红总干渠框架桥与既有西延铁路K798+328.10处1-24m下承式钢板梁跨越总干渠位置重合，设计在既有线与新线增加设置左右两个单线箱形框架桥，替换既有钢桥。框架桥孔径为1-12.3m，设计增建二线位于既有线（I线）下游侧，东方红总干渠渠道顶宽13.4米，底宽7.0米，最大流量40m3/s。
施工采用枯水时段组织作业。首先在增建II线设计位置完成II线框架桥主体预制，采用顶进作业至设计位置后，顺接两端路基，铺筑道碴铺设轨排，采用临时渡线将既有线拨接至II线框架上方，列车使用临时渡线通行。随后拆除既有线（I线）钢桥至施工场地外，然后在设计位置现浇施工I线框架桥，再将临时渡线拨回I线（既有线），完成线路增建工作。
2 主要施工工艺
2．1 工作坑开挖
工作坑是预制和顶进的临时性工作场地。框架桥工作坑设置于铁路北侧，由北向南顶进。在保证既有桥台两端土体边坡稳定和安全，工作坑顶部开挖边线距线路中心不小于4．5 米，坡度不陡于l：l，工作坑两侧边坡按l：0.25放坡，并采取30cm厚浆砌片石护墙，保证边坡稳固。坑底四周设有排水沟和集水井，出土车道宽4 m。工作坑开挖采取机械开挖，人工找平，严禁超挖。
2．2 后背墙和梁施工
后背墙采用C20钢筋混凝土。在后背墙与千斤顶之间设置钢筋混凝土后背梁，并与滑板连成一体，在后背墙的后面用M10浆砌石进行填充，形成后背，在顶进时提供支撑反力。后背结构在桥体顶进就位后予以拆除。
2．3 工作坑地板和地锚梁施工
工作坑挖至标高后按设计要求铺设10 cm厚碎石垫层进行夯填、整平，然后绑扎地锚梁钢筋，灌筑C15砼工作坑底板，制作隔离层。油石蜡厚度不得小于5 cm，工作坑底板平整度控制在5 mm以内，框架桥底板纵坡由南向北设置0．5％上坡顶进。高程误差不得超过±3 mm，并在表面做石蜡滑石粉层以减小顶进时的阻力，同时在框架两侧5 cm处设置导向墩和导向钢轨用以控制顶进时的方向偏差。
2．4 框架桥现浇工艺
框架桥预制首先要做好测量定位工作，在工作坑底板上放线定位。框架桥现浇的施工顺序为：支立底板模板及绑扎底板钢筋一浇注底板砼一绑扎边墙钢筋一支立边墙模板一浇筑边墙砼一支立加固顶板及悬臂人行道模型一绑扎顶板及悬臂人行道钢筋一浇注顶板及悬臂人行道砼一框架桥养护一做防水层。
在预制框架桥时前端做成船头坡，以防止框架桥顶进时产生“栽头” 现象，其制作方法为在结构底板最前端2 m范围用黄土坯制成高差为5cm的船头坡形状，再铺上油毡，灌筑后立即形成船头坡。
2．5 铁路线路加固
由于本项目既有钢桥跨度为24米，顶进框架桥为13米，高度低于既有钢桥，施工范围对既有西延铁路影响较小，顶进作业中仅需挖除部分桥台椎体土方，故对既有线路先不采取加固措施。在列车通过时，要求停止顶进，同时加强对既有桥两端桥台沉降观测，发生大变形后，及时采取钢轨桩应急加固处理即可。
2．6 顶进
框架桥顶进的设计顶力为443t，需配300 t油压千斤顶3台。千斤顶均放置在与箱身底板相连的钢板托设盘上，随箱身顶进前进而移动。
2.6.1 顶进的准备工作
从后背梁开始安装顶柱、顶铁、千斤顶，三者轴线在同一直线上。顶进开始前的试顶压力一般应为框架桥自重的0．8～1．2倍，开始启动时应使顶镐逐渐加压。每升压一次要稳定几分钟，并由专人对滑板、后背和顶进设备进行检查。如果一切正常，方可加压进行正常顶进。在加压过程中如油表值突然下降，表示框架桥与滑板脱离，框架桥开始向前移动，直至刃角开始吃土。
2.6.2 顶进及挖土作业注意事项
(1)开泵试顶当油压升高5 MPa～lO MPa时须停泵观察，发现异常，
及时处理。
(2)每次顶进前后，细致检查液压系统，顶柱(铁)安装情况及后背变化情况，安放顶进柱(铁)时应与顶力轴线一致。当顶程较长时，应按设计加设横梁以确保顶柱稳定。
(3)每次开镐顶进前应对设备及线路加固情况进行全面检查，确认设备情况正常、铁路线上无列车、清土达到要求、技术测量人员全部到位后再开始顶进。列车通过时施工人员及时携带工具撤离现场，严禁顶进。
(4)每次顶进都进行轴线和高程测量，轴线随时观测，水平高程每顶一镐一测，将测量结果及时通知顶进施工负责人，及时调整框架桥顶进的方向。
(5)开挖采用机械挖土、人工清槽、刷坡，并配合装载机、自卸汽车外运的施工方案。在距底板底面100mm范围内由人工挖土，防止超挖，以免造成“扎头”现象，注意在列车通过时、桥体顶进时、发生塌方时、机械发生故障时不得开挖。
(6)挖土进尺及坡度应根据土质和线路加固情况确定，不宜超挖。一般情况下每次挖掘进尺约0．5 m左右为宜。土质不好时，则应按千斤顶的顶程挖掘；即挖一个顶程的土方，立即顶进箱身，使箱身紧切开挖面。
挖土过程要严格控制刃脚切入土内深度，一般不小于10 cm。保证开挖面不发生坍塌是施工中的重要环节，故在施工中一定要放坡开挖，严禁超挖。
2.6.3 顶进方向控制
(1)箱体在空顶阶段可充分利用滑板上的导向钢轨，通过箱体与导向钢轨问的滚楔铁板来调整方向。
(2)适当调整两侧顶力：利用两侧千斤顶的供油阀门，增加或减少千斤顶的顶力，以调整方向偏差。
(3)在箱体前端加横向支撑来调整；支撑的一端支在箱体的边墙上，另一端支在开挖面上，顶进时迫使其向被顶一侧调整。
(4)后背顶铁调整；在换顶铁时，根据偏差的大小，将一侧顶铁楔紧，另一侧留l～3 cm的间隙，开泵后顶铁楔紧一侧先行受力顶进，另一侧相继受力，以此来调整顶进方向。
2.6.4 箱体“抬头”的调整措施
箱体两侧挖土不够宽容易造成箱体“抬头”，故可在前刃角两侧适当多挖。箱体“抬头”量不大时，可把开挖面挖到与箱底面平，如“抬头”量较大，则在底刃角前适当超挖，同时使上刃角不吃土，在顶进中逐步调整。
2.6.5 箱体“扎头”的调整措施
(1)在滑板前部1／3长度预留一横缝，当箱体重心出滑板时，滑板开裂，前部下沉，可减少箱体“扎头”量。
(2)适当增加抬头力矩，即增加上刃角阻力，使上刃角多吃土，侧刃角稍加吃土量，强制顶进，在顶力有较大富裕是可采用全面强制顶进，逐步顶进调整。
(3)吃土顶进开挖时，开挖面基底保持在箱体底面以上8 cm～lO cm，利用船头坡将高出部分土壤压入箱底来纠正“扎头”。
(4)考虑到基底土较松软、承载力较低，滑板前端换添砂卵石并夯实，形成过渡段，以增加滑板前端土壤承载力，减少“扎头”。
(5)用增加箱身后端平衡重的办法改变箱身前端土壤的受力状态，达到纠偏的目的。
3 结语
为保证安全，避免质量安全事故，施工时必须做到：工作坑周围要做好导流或围堰，防止雨水灌人，坑底要做降水和排水集水井；顶进时要及时纠偏；制定并落实好安全措施；顶进时防止塌方，线路加固及措施到位，保证列车行车和施工人员的安全。在采取了一系列的质量和安全保证措施后，使顶进工作得以顺利进行，为以后同类工程施工积累经验。
作者简介：
张胜权，男，1977年3月出生，1998.7毕业于渭南铁路工程技术学院，铁道工程专业，后于2010年于陕西建筑科技大学进修大专毕业。
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