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【摘 要】 在铁路顶进桥涵施工过程当中,工便梁架空体系的应用已日渐成熟,而小曲线半径线路上架空却是一个难点环节,本文以侯马市北环路立交中桥顶进线路工便梁架空为例,介绍工便梁架空体系在小半径曲线架空中的应用。
【关键词】 框架中桥;架空;小半径;应用
1、工程概况
侯马市北环路立交中桥(6m+12m+12m+6m)位于黄韩侯铁路(山西段)铁路工程侯马至侯马北区间K673+300-K673+400处,是侯马市北环路扩建工程的配套工程,桥涵与线路正交,涵顶两股道,分别是南同蒲下行线和南环线,线间距6.5m,曲线半径400m。既有路肩宽度18.5m,路肩高度7.5m。
立交采用钢筋混凝土框架形式,其中1-12m利用既有北环路立交中桥,在既有中桥小里程侧(紧邻)顶进1-6.0m的钢筋混凝土框架涵,顶程28.25m;在既有中桥大里程侧(紧邻)顶进6+12m的钢筋混凝土框架中桥,顶程28.25m。涵身采用C40钢筋混凝土,结构尺寸:1-6.0m涵净高5.4m,顶板0.5m,底板0.6m,宽度7.2m;6+12m净高5.4m,顶板0.75m,底板0.85m,中墙0.8m,整体宽度20.6m。
该工程的特点:
1)架空线路半径太小:曲线半径400m;
2)组织难度大:1-6.0m涵和6+12m中桥同时顶进;
3)工程规模大:1-6.0m钢筋混凝土框架涵自重815t,架空长度16m;6+12m鋼筋混凝土框架中桥自重2625t,架空长度32m,顶程长28.25m;
4)上跨接触网,架空难度较大。
2、施工方法及步骤
2.1线路架空
根据对项目部所在地区物资情况的了解以及公司可利用资源的多方比选,采用I115工便梁架空体系进行线路架空。
对1-6.0m和6+12m采取分别架空的方式进行线路架空。1-6.0m涵采用L=16m的整体梁架空;6+12m中桥采用L=4×8=32m高强度螺栓等强度联接组合梁,中间设置3道横抬梁(2I60工字钢)组合(见附图1),钢枕采用H20型钢,用23根C20挖孔桩作为支撑桩。施工步骤:
1)支撑桩施工。支撑桩采用Φ1.2m人工挖孔桩,钢筋混凝土护壁,护壁厚度15cm,分节进行挖孔桩施工,每1m/节,护壁钢筋每节间相互连接,孔桩钢筋采用分段制作在孔内连接的方法施工,孔桩混凝土采用导管灌注,桩长14m,桩顶标高比既有轨底标高低80cm。
2)穿定位钢枕。吊装纵梁前在支墩上做好纵梁边线的标记,纵梁吊装前,提前将最少12根(每片梁3根)H20定位枕穿到线路底下,待纵梁落位后与之连接,保证纵梁稳定。
3)架设纵梁。架空时,利用封锁点用吊车架设。由于上跨接触网,为保证施工安全和节约时间,采用200t吊车两台,架空总长48m。架空时,两台吊车分别设置在北环路既有1-12m中桥的两侧,一台架设南环线,另一台架设南同蒲线,每台吊车各吊装8片梁。
4)安装H20钢枕。钢枕长L=4.96m,H=305mm,按照“隔六穿一”的原则,由两侧向中间的顺序穿,每挖1根穿1根,每穿1根加固1根,与钢枕接触面处用绝缘胶垫支垫以防止联电,外轨超高处用薄木板垫起后用木楔打紧,然后用U型螺栓将钢枕固定。
5)安装I60型横抬梁。6+12m中桥采用主架空区采用2根7m长的I60工字钢等强度联接,每个横抬支点2组连接好的工字钢用U型螺栓捆绑在一起作为1组横抬梁,共计横抬梁3组。间距7m。顶进施工时,一侧搭在涵顶上,一侧搭在支撑桩上。为减小摩擦阻力,在涵顶与横抬梁间设置滑车,间距过小无法防止滑车时,采用聚四氟乙烯板减小摩擦阻力。为防止横抬梁移位,将横抬梁端头支撑桩顶设置成L型。
见附图2
2.2顶进施工
1)安装及调试泵站、油顶。在顶进之前将油顶、泵站及顶铁安装就位,并调试良好。保证泵站工作正常,顶镐行程一致,顶铁与顶镐与前进方向一致。然后进行试顶。本工程在6+12m侧采用14台320t顶镐,1-6.0m侧采用6台320t顶镐,并各自备用2台。
2)顶进。顶进挖土使用3台挖掘机、3台转载机和3台自卸汽车配合挖土(1-6.0m涵配上述机械各1台)。本次顶进施工为吃土顶进,每次顶进不大于1m,边挖边顶,严禁超挖。顶铁每前进8m后设置一道横梁,保证顶铁形变一致。顶进时,在横抬梁和涵身之间用3道倒链联接,随顶进速度人工拉紧倒链,保证线路不会因摩擦阻力而发生变形。
3)破桩及软基处理。在顶进过程中顶至距离挖孔桩1.5m的时候停止顶进,用破碎锤破除桩身混凝土,用氧焊烧断挖孔桩钢筋。将桩身分段破除后在涵外处理,不影响顶进速度。如果在顶进过程中出现软基础,使用高标号早强钢筋混凝土浇筑过梁处理。
4)顶进过程当中的技术控制:在顶进施工之前,在箱涵顶部做好中线标记(用墨线弹出中线)和标高控制点(一般控制四个角),并在线路的相对位置做好标记。在箱涵顶进过程中,每顶进0.3~0.5m测量一次中线和标高,根据所反映出的情况及时调整,确保中线和标高符合要求。
3、安全质量控制
线路加固完成后要检查线路的水平、方向、轨矩、超高等是否满足要求,扣件、螺栓、卡环是否松动,钢枕和横抬梁与钢轨之间是否联电。并实行“趟检”制度,每过一趟列车检查一次线路,并做好检查记录。列车运行期间停止施工。
当轨温过高时,在钢轨两侧轨腰上设置海绵条浇水降温,海绵条设置区段为施工区段前后100m。
4、结束语
通过此次工便梁架空体系在小半径曲线上的成功架设,以及两侧涵体同时顶进成功,为此类施工积累了非常宝贵的经验,取得了预想的结果,也为同类施工提供了借鉴。
参考文献:
1、侯马市北环路立交中桥设计图,黄韩侯侯禹增施桥(变)HHXS-1(标)-1,中铁第一勘察设计院。
2、既有线防护参考图,黄韩侯施桥参22,中铁第一勘察设计院。
3、苏彦江,赵建昌,钢结构设计原理,中国铁道出版社
【关键词】 框架中桥;架空;小半径;应用
1、工程概况
侯马市北环路立交中桥(6m+12m+12m+6m)位于黄韩侯铁路(山西段)铁路工程侯马至侯马北区间K673+300-K673+400处,是侯马市北环路扩建工程的配套工程,桥涵与线路正交,涵顶两股道,分别是南同蒲下行线和南环线,线间距6.5m,曲线半径400m。既有路肩宽度18.5m,路肩高度7.5m。
立交采用钢筋混凝土框架形式,其中1-12m利用既有北环路立交中桥,在既有中桥小里程侧(紧邻)顶进1-6.0m的钢筋混凝土框架涵,顶程28.25m;在既有中桥大里程侧(紧邻)顶进6+12m的钢筋混凝土框架中桥,顶程28.25m。涵身采用C40钢筋混凝土,结构尺寸:1-6.0m涵净高5.4m,顶板0.5m,底板0.6m,宽度7.2m;6+12m净高5.4m,顶板0.75m,底板0.85m,中墙0.8m,整体宽度20.6m。
该工程的特点:
1)架空线路半径太小:曲线半径400m;
2)组织难度大:1-6.0m涵和6+12m中桥同时顶进;
3)工程规模大:1-6.0m钢筋混凝土框架涵自重815t,架空长度16m;6+12m鋼筋混凝土框架中桥自重2625t,架空长度32m,顶程长28.25m;
4)上跨接触网,架空难度较大。
2、施工方法及步骤
2.1线路架空
根据对项目部所在地区物资情况的了解以及公司可利用资源的多方比选,采用I115工便梁架空体系进行线路架空。
对1-6.0m和6+12m采取分别架空的方式进行线路架空。1-6.0m涵采用L=16m的整体梁架空;6+12m中桥采用L=4×8=32m高强度螺栓等强度联接组合梁,中间设置3道横抬梁(2I60工字钢)组合(见附图1),钢枕采用H20型钢,用23根C20挖孔桩作为支撑桩。施工步骤:
1)支撑桩施工。支撑桩采用Φ1.2m人工挖孔桩,钢筋混凝土护壁,护壁厚度15cm,分节进行挖孔桩施工,每1m/节,护壁钢筋每节间相互连接,孔桩钢筋采用分段制作在孔内连接的方法施工,孔桩混凝土采用导管灌注,桩长14m,桩顶标高比既有轨底标高低80cm。
2)穿定位钢枕。吊装纵梁前在支墩上做好纵梁边线的标记,纵梁吊装前,提前将最少12根(每片梁3根)H20定位枕穿到线路底下,待纵梁落位后与之连接,保证纵梁稳定。
3)架设纵梁。架空时,利用封锁点用吊车架设。由于上跨接触网,为保证施工安全和节约时间,采用200t吊车两台,架空总长48m。架空时,两台吊车分别设置在北环路既有1-12m中桥的两侧,一台架设南环线,另一台架设南同蒲线,每台吊车各吊装8片梁。
4)安装H20钢枕。钢枕长L=4.96m,H=305mm,按照“隔六穿一”的原则,由两侧向中间的顺序穿,每挖1根穿1根,每穿1根加固1根,与钢枕接触面处用绝缘胶垫支垫以防止联电,外轨超高处用薄木板垫起后用木楔打紧,然后用U型螺栓将钢枕固定。
5)安装I60型横抬梁。6+12m中桥采用主架空区采用2根7m长的I60工字钢等强度联接,每个横抬支点2组连接好的工字钢用U型螺栓捆绑在一起作为1组横抬梁,共计横抬梁3组。间距7m。顶进施工时,一侧搭在涵顶上,一侧搭在支撑桩上。为减小摩擦阻力,在涵顶与横抬梁间设置滑车,间距过小无法防止滑车时,采用聚四氟乙烯板减小摩擦阻力。为防止横抬梁移位,将横抬梁端头支撑桩顶设置成L型。
见附图2
2.2顶进施工
1)安装及调试泵站、油顶。在顶进之前将油顶、泵站及顶铁安装就位,并调试良好。保证泵站工作正常,顶镐行程一致,顶铁与顶镐与前进方向一致。然后进行试顶。本工程在6+12m侧采用14台320t顶镐,1-6.0m侧采用6台320t顶镐,并各自备用2台。
2)顶进。顶进挖土使用3台挖掘机、3台转载机和3台自卸汽车配合挖土(1-6.0m涵配上述机械各1台)。本次顶进施工为吃土顶进,每次顶进不大于1m,边挖边顶,严禁超挖。顶铁每前进8m后设置一道横梁,保证顶铁形变一致。顶进时,在横抬梁和涵身之间用3道倒链联接,随顶进速度人工拉紧倒链,保证线路不会因摩擦阻力而发生变形。
3)破桩及软基处理。在顶进过程中顶至距离挖孔桩1.5m的时候停止顶进,用破碎锤破除桩身混凝土,用氧焊烧断挖孔桩钢筋。将桩身分段破除后在涵外处理,不影响顶进速度。如果在顶进过程中出现软基础,使用高标号早强钢筋混凝土浇筑过梁处理。
4)顶进过程当中的技术控制:在顶进施工之前,在箱涵顶部做好中线标记(用墨线弹出中线)和标高控制点(一般控制四个角),并在线路的相对位置做好标记。在箱涵顶进过程中,每顶进0.3~0.5m测量一次中线和标高,根据所反映出的情况及时调整,确保中线和标高符合要求。
3、安全质量控制
线路加固完成后要检查线路的水平、方向、轨矩、超高等是否满足要求,扣件、螺栓、卡环是否松动,钢枕和横抬梁与钢轨之间是否联电。并实行“趟检”制度,每过一趟列车检查一次线路,并做好检查记录。列车运行期间停止施工。
当轨温过高时,在钢轨两侧轨腰上设置海绵条浇水降温,海绵条设置区段为施工区段前后100m。
4、结束语
通过此次工便梁架空体系在小半径曲线上的成功架设,以及两侧涵体同时顶进成功,为此类施工积累了非常宝贵的经验,取得了预想的结果,也为同类施工提供了借鉴。
参考文献:
1、侯马市北环路立交中桥设计图,黄韩侯侯禹增施桥(变)HHXS-1(标)-1,中铁第一勘察设计院。
2、既有线防护参考图,黄韩侯施桥参22,中铁第一勘察设计院。
3、苏彦江,赵建昌,钢结构设计原理,中国铁道出版社