基于组合工便梁加固既有铁路线进行大跨度框架桥顶进施工方法与流程

本发明属于铁路营业线施工，具体涉及一种基于组合工便梁加固既有铁路线进行大跨度框架桥顶进施工方法。

背景技术：

1、随着我国经济的高速发展，城市交通必然更加便利，新增和改扩建下穿铁路顶进工程越来越多，以往的小跨度框架桥已不满足城市发展的需要，现在更多连续大跨度框架桥成为交通发展的必然之选。大跨度框架桥顶进因地制宜地出现了多种施工方法，采用连续组合工便梁线路加固技术，解决了大跨度框架桥穿越多股道铁路施工难题。同时该方法施工速度快，大大缩短了火车慢行影响时间，减少对铁路运营的影响，该技术实际运用效果良好，取得了良好的社会效益和经济效益，具有较好的推广意义。

技术实现思路

1、为解决目前技术的不足，本发明提供一种基于组合工便梁加固既有铁路线进行大跨度框架桥顶进施工方法，连续组合工便梁线路加固技术，解决了大跨度框架桥穿越多股道铁路施工难题，同时该方法施工速度快，大大缩短了火车慢行影响时间，减少对铁路运营的影响。

2、本发明为实现上述目的，采用以下方案：

3、基于组合工便梁加固既有铁路线进行大跨度框架桥顶进施工方法，包括以下步骤：

4、s1、框构桥预制及后背梁施工：包括，基坑防护施工、导坑开挖、滑床板施工、滑动层施工、框构桥、后背梁施工；

5、s2、轨道应力放散：利用天窗对无缝钢轨进行应力放散，按提前测量好的位置进行切割，连接夹板及扣件达到应力；

6、s3、临时支墩安装：临时支墩采用钢、木结合布置，间距为11m均匀布置；

7、s4、钢枕梁安装：钢枕梁安装在天窗点内完成；

8、s5、纵梁安装：纵梁安装水平吊装距离<20m时，采用新型200t折臂吊架设，安装前在线路外提前摆放就位，按24m或36m等强连接后平行放置于线路外侧；纵梁安装水平吊装距离＞20m时，采用轨道吊车架设；

9、s6、人工挖孔桩施工：包括人工通道开挖以及人工挖孔桩；

10、s7、横抬梁安装：每组横抬梁采用两道h70型双腹板工字钢梁双拼组合，两道横抬梁接头应错开不小于2m，接头处采用钢板和高强镙栓等强连接；

11、s8、开挖顶进：包括试顶进、设备调试；正式顶进；顶进过程中的线路加固；框架桥顶进纠偏；

12、s9、组合工便梁拆除、线路恢复：顶进完成后，台背回填全部采用砼回填；组合工便梁线路加固拆除遵循“先安后拆，先近后远”的原则；线路恢复后，正线采用大机捣固，完成阶梯提速，在阶梯提速时段观测线路沉降变化情况随时补充道砟。

13、进一步的，s1中基坑防护施工具体为：根据地勘进行基坑防护施工，采用钢板桩、高压旋喷桩、人工挖孔桩进行防护；开挖前对所开挖区域进行降水，降水高度为框架底部1～2m；

14、导坑开挖：分层开挖，基底预留10～15cm原状土，人工清理并碾压密实，确保基底承载力满足设计要求；

15、滑床板施工：滑床板由锚梁、滑床板、导向墩及滑动层组成，锚梁采用人工开挖、修整基槽，锚梁位置确保混凝土密实；

16、滑动层施工：滑板混凝土初凝后，人工依次铺设塑料布、润滑剂、滑石粉、顶层塑料布；

17、框构桥、后背梁施工：框构桥主体施工分两步，第一步完成底板及竖墙预埋钢筋绑扎，完成底板混凝土浇筑，第二步完成全部剩余竖墙、刃角及顶板钢筋绑扎，完成框构桥主体混凝土施工。

18、进一步的，s2中夹板不低于10.9级螺栓接头扭力，达到700～1100n·m，扣件扭力达到80～150n·m。

19、进一步的，s2中无缝线路切割轨缝按8mm预留，不宜大于10mm，作业时记录好切割前、切割后的轨温；切割完毕，现场技术负责人，根据现场切割情况，确定永久处理方案，便于以后配轨和焊接作业恢复线路；

20、夹板安装完成后进行跳线安装，钢便梁范围内必需采用绝缘跳线，防止后续施工时造成轨道短路发生红光带事故。

21、进一步的，s3中临时支墩底面积应不小于1.2m×1.2m。

22、进一步的，s4中钢枕梁安装前先将道砟装袋就地堆放，防止线路变形，施工时不扰动既有轨枕底的道碴；

23、穿入枕梁时，枕梁要保持平衡，避免撞击钢轨；扣件安装时线路一侧全部采用

24、绝缘扣件，另外一侧则全部采用钢扣件，保证轨道绝缘良好，防止红光带影响行车。

25、进一步的，s6中人工通道开挖具体为：在组合工便梁下方开挖工作通道，宽3m，高2.5～3m，通道边开挖边支护，开挖放坡根据土体情况调整，保持边坡稳定，每开挖3m，采用工字钢门型架或钢管架和竹胶板进行支护。

26、进一步的，s6中人工挖孔桩具体为：垂直运输架采取提升钢框架作为承重结构，配置慢速卷扬机提升，水平出渣采用传送带配合机械外运；钢护臂高度50cm一节，每一节段桩孔开挖完成后，安装一节段钢护筒，上下钢护筒预留10cm间隙，采用螺栓连接形成整体，护筒外侧采用自拌砼填塞密实；孔内分节安装钢筋笼，竖向主筋采用机械套筒联接；桩基混凝土全部采用地泵浇筑；两线间挖孔桩填芯灌注时，将地泵管从轨枕空档穿入，泵管上端低于轨底10cm,并在泵管上部铺设绝缘材料；灌注时设好防护，有列车通过时停止作业；桩身顶部4～6m段开始分层浇筑、分层振捣，确保砼浇筑质量。

27、进一步的，s7中横抬梁安装包括：

28、s71、临时支墩安装：临时支墩安装时对应横抬梁安装位置，在通道外侧平台排摆枕木垛，高度与支点桩同高，并在上方放置滑动小车或滚杠，支墩数量不少于2个，支墩与支墩、支墩与支点桩间隔5m布置；

29、s72、横抬梁安放：利用吊车将横抬梁临时吊放在临时支撑和外侧支点桩上，种用紧线器做好加固，在横抬梁远端安放倒链，另一端固定在既有支点桩或者抗滑桩上，每道横抬梁多根分次拼接安装，将钢横梁水平拉伸至安装位置，支点桩顶与横抬梁间临时放置滑动小车；

30、s73、横抬梁就位加固：横抬梁就位后使用u型螺栓将其固定在组合工便梁下方，固定之前先要对横抬梁上方的既有钢轨做好绝缘防护，再将u型螺栓进行紧固。同时利用千斤顶将横抬梁顶起5mm，在横抬梁与支点桩间安放临时支座和钢板，支座安装完成后撤除千斤顶，完成横抬梁加固；

31、s74、检查验收：横抬梁在加固时对线路标高进行严格控制，利用倒尺对钢轨底面标高实时测量，确保线路几何尺寸；加固完成后复核钢轨底面线路标高，并与配合人员共同确认，完成该工序验收。

32、进一步的，s8具体包括以下步骤：

33、s81、试顶进、设备调试：试顶工作以顶动桥体为止，在各观测点均有专人负责，随时注意变化情况，开泵后每当油压升高5～10mpa时须停泵观察，发现异状，及时处理，当千斤顶活塞开始伸出，顶柱压紧后应立即停泵，经检查各部情况无异常现象可再开泵，直至箱身起动；

34、s82、正式顶进：根据股道和支点桩分布情况，分段开挖、分段顶进，每次顶进前应检查液压系统、顶铁安装及后背情况；

35、顶进时按顶镐进程，每次顶进<1m或顶镐顶程的80％，在箱身前进后顶镐活塞恢复原位，在空挡处加入顶铁，以待下次开顶，依次循环；

36、当顶进至支点桩附近时，箱身顶面横抬梁用枕木垛支撑加固，滑动小车用楔形枕木固定，确认线路完全处于稳定可靠时方可拆除此排支点桩，拆除前先将支点上的垫木撤除，支点桩的下部拆除至箱桥底板底面以下5-10cm为宜，然后采用碎石土填料进行回填夯实；每次破桩的同时浇筑滑板，滑板承载力需满足承载力要求，滑板采用c45早强混凝土浇筑；

37、按顶进长度随时更换或填补不同规格的顶铁或顶柱，安放顶铁或顶柱必须保持与顶板轴线顺直一致，与横梁垂直，每行顶铁和顶柱要与千斤顶成一直线，为保证顶柱受压稳定，每隔4m设一道固定横梁，横梁与顶柱间用螺栓连结牢固，顶进前将不同规格尺寸顶铁、顶柱进行排列组合，根据每次顶程增加或更换，顶柱和横梁安装采用汽车吊车作业。

38、s83、顶进过程中的线路加固：开始顶进前将桥顶预埋的拉环与横抬梁间用倒链钢丝绳连接，顶进时专人负责调紧倒链，拉拽速度与箱涵顶前进速度同步，防止顶进时破坏线路；

39、在涵顶横抬梁下安装滑动小车，用以顶进时线路荷载的转移及减少顶进阻力；当远端防护员报告列车露头出现时，立即停止顶进施工，用木楔子将滑动小车固定，并用枕木垛将横抬梁垫起，用以稳固线路；

40、顶进过程中密切监测铁路位移沉降及线路几何尺寸，顶进时每过一趟火车对线路进行一次检查并检查紧固螺栓，发现不符合要求立刻修复；

41、顶进涵顶进最终容许误差：中线误差<20cm，高程误差<1％顶程，偏高<15cm，偏低<20cm；

42、s84、框架桥顶进纠偏：箱身方向偏差调整，随顶进随调整的原则，每顶进一镐，测量一次，校正一次；

43、箱身在空顶阶段发生方向偏差时，利用方向墩设专人加换左右两侧与方向墩间的滚楔铁板；也可在边墙外侧设一台千斤顶校正空顶阶段的方向；

44、用增减一侧千斤顶的顶力：即开或关一侧千斤顶阀门，增加或减少千斤顶顶力数；

45、用轮流开动两边高压油泵调整：如向左偏就开左侧高压油泵，向右偏就开右侧高压油泵；

46、用后背顶铁调整：在加换顶铁时，根据偏差将一侧顶铁楔紧，另一侧顶铁楔松或留间隙，调整时摸索掌握规律性，注意箱身受力不均时产生的变化状况；

47、前端左右两侧刃脚前，可在一侧超挖，另一侧少挖土或不挖来调整方向；

48、在箱身前端加横向支撑来调整，支撑一端支在边墙上，另一端支在开挖面上，顶进时迫使向被顶一侧调整。

49、进一步的，s9具体包括以下步骤：

50、组合工便梁线路加固拆除时，提前将道砟装袋，堆码在线路两侧，施工“天窗”时间内，先拆除横抬梁，并用道砟填满横梁之问的空档，并捣固密实，再拆除纵梁，然后按“隔6抽1”抽出横梁，同时用道砟补充横梁的位置，捣固密实，直至拆除完成。

51、对比现有技术，本发明的有益效果在于：

52、1、利用临时支墩进行组合工便梁架设后，便可进行人工挖孔桩、横抬梁安装等作业，取消扣轨梁挖桩工艺，减少安全风险，节省工期。施工人工挖孔桩时，在铁路线路下开挖施工通道，可减少人员进入铁路线内的次数，保障了铁路运行及人身安全，同时列车来临时可连续施工，提高了施工效率。

53、2、纵梁不用200t新型大吨位折臂吊安装，相比于传统轨道车架梁，折臂吊架梁操作更加灵敏方便，同时可跨越铁路线架梁，在一个封锁天窗内可同时施工两条线路，极大的加快了架梁速度，节省成本。

54、3、组合工便梁结构设计合理，使用方便，纵梁与钢枕梁间每隔10cm为一处连接点，无特殊情况不再调整既有轨枕间距，仅调整钢枕梁间距，减少对既有道床稳定的影响。

55、4、本方法采用h20型钢枕梁、i115型纵梁、h70型双腹板工字钢横抬梁组合对线路加固，纵梁间采用刚板和高强镙栓等强连接，理论上可无限接长，无预拱度，保持线路平顺，按不同跨度合理增设支点桩和横抬梁，线路变形小，整体结构受力稳定，优于d型便梁和吊轨纵、横抬梁法，满足24m以上大跨度线路架空技术要求。

56、5、i115型纵梁单根长度12m，重量轻，方便架设；跨铁路线水平吊装距离<20m时，采用新型200t折臂吊可跨股道架设36m长纵梁(3根拼接，重量<15t)，安全快速；水平吊装距离＞20m时，采用轨道吊车架设24m纵梁(2根拼接，重量<10t)，解决吊装距离超限问题。纵架设时仅封闭线路，无需接触网停电，限高可控制在轨顶4.1m以内，满足接触网安全限界和国铁集团禁止跨越接触网吊装架设施工便梁的要求。