铁路框构桥顶进施工
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铁路框构桥顶进施工
【摘要】随着科学技术的不断进步,我国铁路框构桥顶进施工技术的不断突破,铁路业的建设不断壮大,促使了我国经济的迅猛发展,但是在顶进施工的技术方面存在问题,本文从铁路框构桥顶进施工中的技术要求和顶进施工的优化等方面来研究。
【关键词】框构桥;顶进施工
一、前言
当今社会,铁路在人们的生活中变成了不可缺少的一部分。铁路框构桥的顶进施工是铁路建设中重要的技术项目,虽然还是会存在一些问题,但是科学在进步,不仅能保证顶进施工的质量,还会让社会经济更加快速的发展。
二、D型梁
桥式为1-9m的顶进式钢筋混凝土框架桥立交桥。该桥下穿2股道。采用D型梁加固。D型梁是在钢桁梁、工字钢梁、拆装式桁梁、六四式军用梁的基础上研制成的桥梁抢修器材(见图1)。
图1D型梁构造示意图
三、地质情况
线路基础地层为粉土、黏土及粉砂。地下水具有SO42-、Cl-侵蚀性。地下水位3.2m,0~6.7m粉质黏土基本承载力110kPa,6.7m~8.0m淤泥质黏土基本承载力85kPa,8.0m~14m粉质黏土基本承载力110kPa。框构桥基础位于此层,且地下水位高,渗水系数低,降水效果差,需进行相应处理。
四、工程概况
1、铁路线路D型梁加固
D型便梁通常按中—22荷载设计,主要适用于铁路单线、双线、直线、曲线(R-400 m)行车限速60 km/h以内,线路钢轨不轻于43 kg/m新轨。D型便梁分为D12,D16,D2和D24共4种型号,每种型号又分甲、乙两种类型。其跨度分别为12.06 m,16.08 m,20.10 m,24.12 m,以适用于各种跨度的桥涵施工,且具有结构稳
定、承载能力大、安装和拆除快等特点。达成线铁路扩能既有线改造工程八庙车站—小桥车站区间(K29+757~K30+508)共有4座涵洞均与铁路垂线正交,涵身及出入口基础、墙身、墙顶为C20混凝土,C25钢筋混凝土盖板,C30混凝土帽石,在涵顶面及侧墙设置防水层。其中有3座涵洞(K30+050,K30+220,K30+458.4)要架设D型便梁,有1座涵洞(K29+807.5)直接接长既有涵洞。
2、架设D型便梁
(1)架设工艺流程:安装纵梁底座→架设一片纵梁→穿横梁→架设另一片纵梁→横梁连接→牛腿及联结板连接→铺设线路设备等。
(2)纵梁安装:由于横梁高度低于纵梁高度,且固定在纵梁上半部,为便于横梁施工,纵梁分2次安装,即先落位两片纵梁中的一片,然后迅速穿横梁,待横梁就位后,再落位另一片纵梁,最后将横梁连接好。
(3)横梁安装:根据计算和现场量测,在D型梁范围内有几根轨枕与横梁相抵触,在穿横梁前先要抽出这几根轨枕才能安装横梁,横梁就位后应编号入座便于养护。
五、主要施工关键技术
1、顶进作业
(1)顶力设计及计算
框构桥顶进施工所克服的各种阻力之和为顶力,顶力大小与箱体自重、润滑隔离层的力学性能、路基土质、施工方法等因素有关。正确地确定顶力,对决定选用顶进设备及进行后背设计,极为重要。顶力阻力包括启动阻力、箱体自重底板与基底土的摩擦力、箱体底板带土顶进前切土阻力、两侧箱体切土阻力。
顶力设计按铁路桥规第11.2.2条 (2-132) 式:
P= K(N1f1+(N1+N2)f2+2Ef3+RA)
式中: P为最大阻力;K为1.2; N1为箱体顶上荷重,包括线路加固荷载,kN; f1为0.3桥顶表面与顶部荷重之间的摩阻系数;N2为箱体自重,kN;f2为箱体底板与基底土的摩阻系数;E为箱体两侧土压力,kN; f3为箱体两侧摩阻系数; R为刃脚下正面阻力;A为刃脚正面面积m2。
将以上已知值代入桥规(2-132) 式,整理后得:
P= L〔0.96Q + 0.5472(2 +H)H〕+3.3B+2.64H + 9.6(t)=3840t
计算得单个箱体最大顶力为:3840t,2个箱体最大顶力为7680t。
2、箱体顶进步骤
第一步: 箱体浇注完毕,准备顶进;
第二步: 箱体顶进至A排桩边缘最小距离0.5m处,横梁稳定支持于箱体后,拆除箱体范围内A排桩,继续顶进。
第三步: 箱体顶进至B排桩边缘最小距离0.5m处,横梁稳定支持于箱体后,拆除箱体范围内B排桩,继续顶进。
第四步: 箱体顶进至设计位置后,拆除箱体范围内C排桩,后拆除结路回固,恢复线路。如图2。
图2顶进示意图
3、顶进作业方式
顶进挖土采用挖掘机挖土,风化石采用风镐配合挖掘机开挖,自缷车运输,严格限制每作业循环进尺,每次以1m左右为宜,挖一个顶程的土方,立即顶进箱身,使箱身紧靠开挖面,开挖面坡度控制在1∶0.5~1∶0.8 之间,不得超挖,并且吃土顶进。千斤顶加压应均匀,出现偏差及时调整。顶进中施工人员每顶一顶程测量一次其高程及方向,发现问题及时研究,制定措施加以纠正,如遇到“昂头”“扎头”现象,应及时处理,确保顶进质量。
六、施工步骤
1、以保证列车正常安全运行为前提,进行箱体后端的基础处理。
2、基础施工时为了防止桥身向后倾覆,采取了分段施工法,先处理2号气囊位置的基础,然后将气囊摆放好充气至0.2MPa,并保持压力。再处理1号的基础,处理前为减小框构桥沉降,在1号侧的尾墙下搭设2.5m×2.5m 的枕木垛,操作方法同2号。最后处理3号的基础,3号处理方法同1号。人工将底板下的土挖出,开挖宽度3.35m,深度1m,对影响气囊顶升的断裂滑板采用人工风镐破除,并检查清理框构底板下表面的尖锐物。
3、气囊在使用前要进行充气压力试验,用高压胶管将送气主管道与顶升气囊通过阀门连接,同时确保送气管路畅通且充气气压在0.28MPa~0.48MPa 之
间。气囊充气时要循序渐进,充气速度不能过快,注意6条气囊的气压均衡,气囊气压达到0.28MPa 时,要缓慢充气并注意观察框构桥是否脱离地基,当框构桥离开地基25cm时停止充气,喷砂回填空隙,并观察气囊基础沉降情况,根据沉降情况对气囊充气增加气囊高度,抵消基础沉降。
4、框构桥顶起后,用喷锚机由框构桥两侧和气囊之间的空隙向框构桥底板与地基间隙喷砂。喷满后,对所有气囊都减压至0.2MPa,然后对2号气囊减压,填高基础,气囊充气至0.2MPa。按照此步骤先操作1号再操作3号,然后进行第二次顶升。如此循环,直到将框构桥后端抬升至与前端标高一致。
5、施工过程中,要随时监控框构桥主体各部分高程的量测,发现异常立即停止施工,分析原因制定有效措施后再进行施工。
七、顶进施工措施的优化
为了促进工程的顶进施工措施的优化,我们要积极做好顶进前的准备工作,这需要依靠相关铁路运输部门的人,通过其相关的施工安全协议的制定,确保其顶进工作的稳定运行,在其顶进期间内,我们要通过对相关人员的应用,确保其列车运行情况的有效掌握,促进其线路系统的不断健全,以满足实际工作的需要。在此过程中,我们也要进行设备安全系统及其设备安装情况的有效把握,促进其顶铁及其顶镐环节的优化,确保其整体工程运作效率的提升,保证其下序环节的稳定运行。在此过程中,我们要确保铁板垫片对于工程的有效应用,保证其吊车运作环节的协调,促进其顶进施工措施的完善,确保该系统的内部各个环节的有效协调,以满足实际工作的发展需要。顶进开始前必须进行试顶。试顶的顶力不能过大,一般应为桥体自重0.8~1.2倍,开始启动时使顶镐逐渐加压,每升压一次要稳定几分钟,并由专人对滑板、后背、框架桥和顶进设备进行检查。如一切正常,方可加压进行正常顶进。在加压过程中如油表值突然下降,表示框架与滑板脱离,框架开始向前移动,直至刃角吃土后顶进结束。空顶时严格控制桥体方向,防止偏离中心线,增加纠偏工作。顶进是现场顶进工作的中心环节,每次开镐前对设备及线路加固情况进行全面检查,确认一切正常后再开镐顶进。完成一个顶进过程后,增换不同的顶铁再开镐,如此往复直至顶进就。
八、结束语
总之,在铁路框构桥的顶进施工的方面,尽管可能存在一些技术上的问题需要去解决,但是,在严谨顶进施工的步骤和顶进施工技术措施方面的优化,都会让铁路框构桥顶进施工技术提高,是社会经济更上一层。
参考文献
[1]铁道部第四勘测设计院桥隧处编 桥涵顶进设计与施工 中国铁道出版社
1983年
[2]金晓骆 铁路桥涵顶进施工中的纠偏方法 上海铁道科技 2010年
[3]舒文超 桥涵顶进施工中常用纠偏法的结构受力分析 建筑技术 2002年