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铁路桥涵顶进施工线路加固方案_加固对策_**桥梁网
- 发布日期：2023-04-06 14:03:32
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- 来源：灌浆料网
一、工程概况
K277+734.838**路钢筋混凝土框架桥是根据与**市**新区协议设计为（10+12+12+10）m的分离式钢筋砼框架桥。根据协议，本桥铁路部门
只负责框架桥主体、出入口翼墙，中央防撞墙、桥下路面的施工，出入口以外引道、排水、照明设备均不在本施工范围内。本框架桥跨越**市规划**路，铁路与公路斜交0°48′35″。
桥址位于**电气化铁路马尚站东咽喉，线路里程K277+734.838处，桥上线路涉及5股线路,分别为上行正线、下行正线迁出线及二条岔线。影响6组道岔，其中3组SC325型提速道岔分别为上行线上的8#、18#两组P60-112提速道岔和下行线上的10#一组P60-112提速道岔，3组为迁出线和岔线上的普通木枕道岔，14#、16#为P50-19,12#为P43-112。
箱桥延线路方向总长51.46m,总高8.3米,因箱桥处于站场咽喉区，故设计将箱体横向长度按台阶状设置，其横向长度由站外向站内依次为**孔15.22m, 第二孔16.62m, 第三孔18.12m, 第四孔20.32m。
本框架桥采用顶进法施工，采用纵横抬梁法加固线路，箱体单孔设计**大顶力1410t，钢轨桩后背52m，按8根m布置。
桥址处框架基底置于粉质粘土上,地基允许承载力[σ]=150kPa, 框架基底承载力不小于150kPa。
二、施工组织
1、本工程由**铁路工程有限公司**分公司组织施工，成立：**铁路
工程有限公司**电气化平改立项目部，施工组织机构详见下图《施工组 织机构框图》
2、施工任务划分：
根据本工程的施工内容及工作量，项目部设4个作业队，具体施工任务划分见下表。
三、施工方案
（一）总体安排
1、开工前对施工地点的地形、地质水文、地上设施、地下建筑物（如地下管线、其他障碍物）等情况进行周密调查。联系建设单位及时与工务、电务、铁通签定施工安全配合协议，改移桥上电缆，将地下管、线、障碍物予以必要的迁移和架空防护。
2、本桥采取现场预制，要点顶进施工方案。在**线北侧引道位预制箱体，用纵横抬梁法加固线路，利用慢行点将顶进箱体。
3、与工务段签定无缝线路应力放散协议，向路局提出施工要点申请计划。
4、箱体施工方法采用原施工方案；主体基坑开挖以机械为主，人工辅助施工，土方采用自卸汽车运输。砼制备：箱桥施工采用商品混凝土。
施工组织机构框图
（二）线路加固方法
1、线路加固重点及难点
线路加固采用横抬梁法结合吊轨梁加固线路。箱桥顶进中，桥顶面范围内影响线路有四股分别为上、下行正线及迁出线、岔线。箱体在顶进中两边侧路基塌陷影响线路时，箱体青岛方需加固三股道，**方需加固五股道。影响道岔6组，其中3组SC325提速道岔，3组为普通木枕道岔，见《**路箱桥顶进线路加固平面布置示意图》。
本次线路加固的重点及难点：一、3组SC325提速道岔为砼枕，道岔间及道岔前后均为Ⅲ型砼枕，砼枕不能抽换为木枕。二、要切实保证提速道岔和普通道岔几何尺寸。三、顶进中确保道岔群及线路的整体稳定。
2、横抬梁的布置
为减小对运营线的干扰和便于线路加固，箱体采取四孔同时顶进的方法。线路及道岔的加固采用H型钢横抬梁，（HM400*400型钢），H型钢沿箱桥顶面按间距60cm均布，其目的是为加固道岔提供便利。箱体**外侧4根密设，作为箱体两侧防路基塌方纵抬梁支点（见《**路箱体顶进线路加固半立面示意图》）。经检算横抬梁**大跨度为10.5m，顶进过程中横抬梁跨度控制在9.5m至10.0m间，不能超过10米。
3、箱体两侧防路基塌方纵横抬梁布置
为防止顶进过程中箱体两侧路基塌方，采用纵、横抬梁法加固线路及道岔。在箱体两侧的线路间及线路两侧路肩上，下设挖孔桩横抬梁支墩，横抬梁采用四拼H型钢，纵抬梁直线地段采用P50轨7扣轨束梁，岔下斜向地段采用9扣轨束梁，支墩布置为**排距箱体3.4m，第二排
距**排4.2m。砼支墩直径，青岛方上行线外侧及下行线与迁出线间为
200cm，迁出线外侧为150cm，**方上下行间，迁出线与岔线间为200cm，
其它为150cm，见《**路箱体顶进线路加固半立面示意图》。
4、线路及道岔加固措施
为确保线路和道岔几何尺寸，SC325提速道岔及Ⅲ型砼枕不能进行砼枕抽换为木枕。为此在砼枕上线路中心设5扣扣轨梁，加强道岔的整体性，砼枕下与横抬梁间每根钢轨下设5扣轨束梁，并与砼枕用U型螺栓连接，增强横抬梁的稳定性，并在砼岔枕及Ⅲ型砼枕与横抬梁间采用木枕和垫木支撑砼岔枕及Ⅲ型砼枕。箱桥范围内木枕道岔采取在木枕外侧设3扣吊轨内侧设5扣吊轨，吊轨梁用U型螺栓与木枕加固措施，两基本轨间用5扣吊轨梁用U型螺栓与木枕加固，以保证在穿进横抬梁道岔和线路的整体稳定性。道心扣轨随线路空隙，扣轨交叉长度保证1.0m。轨道外侧3扣轨与纵梁之间用枕木头支顶，用以保证线路曲线方向圆顺。
箱体两侧防路基塌方地段的道岔及线路加固，因其纵抬梁要承受列车荷载，并径其转递到横抬梁上，且受**大跨度制约，故采用7扣轨束梁设置在基本轨砼枕或木枕之下。
见《**路箱桥顶进线路加固平面布置示意图》。
5、线路及道岔防横移加固措施
为防止线路及道岔在箱桥顶进及列车经过时出现横向移动，采取在横抬梁上加设1扣2轨束梁用U型螺栓与横抬梁连接牢固，轨束梁设在顶进前进方向一侧（线路南侧），采用轨束梁顶住线路，防止线路横移，每股线路加设一道，共计三股防线路横移轨束梁，横抬梁支点采用木枕
支垫，并在横抬梁前端埋设木枕进行支挡，防止横抬梁在顶进时前移，
确保横抬梁顶进不移动、线路不横移及道岔的几何尺寸精度。
（三）后背设置
箱体顶进后背采取M10浆砌片石后背，后背上方填土厚度不小于3米，填土坡度为1：0.75，东侧两孔的后背设为一种形式，西侧两孔的后背设为一种形式，两后背采用台阶式布置，具体后背尺寸见《**路浆砌片石后背示意图》。
（四）箱体顶进
箱体顶进前应具备下列条件：箱体钢筋混凝土强度达到设计强度的100%，防水层及防护层按设计完成；线路已加固完毕；后背施工完毕，
顶进设备安装完毕已进行试顶；将地下水已降至滑板以下0.5米；观测人员、仪器装置及劳动力组织准备完毕；实施性施工组织及安全措施编制落实完毕。
顶进设备：本工程箱体用56台200t卧式千斤顶，用2台高压油泵向千斤顶供油。
传力柱及横梁：传力柱用钢轨焊制的传力柱。顶进中为了保持传力柱的稳定性，每隔4m传力柱间设横向联结钢板，钢板厚度为10mm，高度与传力柱同高：即400mm。顶镐头部与底板延伸部分钢筋砼接触面须加垫厚度为10~20mm的钢板。顶进挖土及灌注速凝砼：箱涵顶进挖土采用人
工挖除，人工清理基底，地面清理平整，超挖部分必须夯填密实，基底采用C20速凝砼，灌注砼后4小时左右达到砼强度后进行顶进，因四孔同时顶进，且中间两孔与两边孔底板标高不，清基完成后，中孔底板灌注0.2m厚C20速凝砼，两边孔灌注厚0.5mC20速凝砼，中孔砼灌注时宜 在每边孔预留10cm砼，即中孔底宽较设计宽20cm，防止中孔箱体顶进时挤压两边孔基础砼。
顶进作业方式：顶进挖土,采用两台挖掘机挖土，自卸汽车外运，在后背中间设宽4米的出土道，保证土方运输。土方开挖严格限制每作业
循环进尺，每次以0.5m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，开挖面与既有桥底版边保持3米, 不得超挖，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。
为确保顶进顺利进行，并保证行车安全，施工期间两端派防护人员，防护人员若在线路上发现危及行车安全的故障时，立即果断处理。指派有经验的线路检查人员随时认真检查路基和线路变化，如标高、水平位移、轨面不平等，一旦发现问题，立即调整处理。
顶进时，顶柱及后背上部严禁站人。当列车通过时，必须停止顶进，施工人员撤离工作面。施工期间要严格管理施工机械及工具，严防侵限。顶进现场要备有足够的道碴、枕木、草袋、木材、钢轨等用以应急抢修。
当列车通过时，必须停止顶进，施工人员撤离工作面。顶进现场要备有一定量的道碴、枕木、草袋、木材、钢轨等以应急抢修时用。
四、安全质量措施
为确保**路框架桥顶进施工优质安全的完成，特制定以下安全质量措施，望所有参加施工的人员认真学习并切实执行。
1、在既有线施工作业，必须先制定完备的安全技术措施，进行详细的技术交底，并组织所有的参加人员学习有关规定和要求。
2、认真贯彻执行《铁路技术管理规程》、《桥涵施工规范》、《铁路工
务安全规则》、《铁路行车线上施工技术安全规则》及《铁路线路维修规则》中与本次施工有关的规定和要求。
3、顶进施工前首先到分局办理施工慢行要点计划，得到批准后方可据以施工。
4、按批准的要点计划进行施工前，应严格按照《铁路工务安全规则》第2.2.10条防护办法设置，要求设置慢行防护信号标志，未设置防护严禁施工。两端800米处设置移动减速信号牌（限速45km）、减速防护地段终端信号牌，在20m处设置减速地点标。
5、对线路加固使用的材料必须先确认完好无损后才能使用。
6、顶进施工前，必须先确认开挖范围内是否有电缆，对于有电缆的地段必须先挖探沟确认其位置，制定防护措施以保证安全，不得擅自碰撞、移动电缆、光缆。
7、横抬梁组拼时，每一连接螺栓处均需安装稳定垫木，往线路下穿横抬梁时，每次线路扒开度不得大于2.5m，横抬梁**多可同时穿入两组，
穿入的横抬梁垫实稳定可以承受线路荷载后方可进行下一组的穿入工作，顶进完毕拆除加固时按此方法反向进行。
8、进行线上作业时，应做好绝缘防护工作，撬棍等金属工具应加装绝缘套，以防造成轨道短路。
9、顶进期间车站与工地之间应建立通信联系，专人向工地通报列车通过情况，同时向运输部门通报工地生产情况。
10、吊轨进行加固线路时，扣板、“U”形螺栓不得侵占护轨轮缘槽位置，即宽90mm，深60mm，也不得超过轨面5mm。
11、顶进施工前应对以下内容进行检查：
①横抬梁支点挡背牢固度应良好，滑条钢板上应涂油，以减小磨擦，防止工字钢带动线路横移。
②防横移及拨道设备如倒链、撬棍、起拨式起道机等是否配备齐全。
③顶进作业前对设备进行调试，对箱体进行试顶。
12、传力柱应加设横向系，液压系统严禁超过额定压力，建立传唤线路，机械操作人员要听从线路防护员的停机命令。
13、成立线路养护小组，对线路进行昼夜整修，确保线路质量。
14、顶进时应派专人观察线路，如发现变形，应立即停止顶进，及时处理并加强养护。
15、顶进时顶柱和后背上不得站人，以防顶柱崩出或后背意外伤人。
16、顶进挖土每次开挖进尺不得超过1.0m，以防因暴露时间过长而造成两侧路基坍塌。
17、箱体一经吃土，必须组织尽快挖土，实行三班倒作业，保持箱体不断顶进，当由于某种原因迫使顶进暂时终止时，亦应间续顶进，防止因时间过长而使阻力增大。
18、顶进挖土时，必须放坡开挖，坡度不大于1：1，严禁垂直开挖或悬空开挖。
19、每次交班前，对千斤顶、油泵液压系统、顶铁、后背等设备进行仔细检查，并掌握涵身当时的方向、高程等情况后才能继续顶进，顶 进过程中要始终作好记录，随班交接。
20、顶进箱身应在列车运行间隙进行，当有列车通过时，应立即停止顶进并在列车到达以前检查线路状况是否良好，遇有危及行车安全的情况时，应在列车到达之前处理，如在列车到达之前不能处理，应按《技规》要求派出防护人员设置信号，通知列车停止前进。
21、顶进时遇有以下几种情况不得挖土：
①列车通过时不得挖土，同时工作人员撤离开挖面2m以外。
②机械设备发生故障时不得挖土。
③较长时间不顶进时不挖土。
④交接班前不挖土。
22、桥上道岔为胶接及冻接，按无缝线路处理，线路加固前必须先进行应力放散，同时施工过程中应满足以下要求：
①列车慢行接管线路时，必须对线路情况调查清楚，如处于何种区段（固定区、伸缩区、缓冲区），铺设日期、锁定轨温、此段两端观测桩处标记的爬行量等，建立巡道检查养护维修记录台帐及交接班制度。
②备足无缝线路抢修用品，如鼓包夹板、普通夹板、急救器、防爬器（支撑）、草袋、水桶、抽水机、水管等。
③动线路前先将换枕范围两端外50m范围内上紧扣件，按伸缩区要求加强防爬锁定。
④按《铁路工务手册·轨道》中第七节内容及要求并防护线路。
⑤配备轨温计随时测量实际轨温，当**高轨温超过锁定轨温10℃时，要求加强防爬锁定。
⑥施工作业时要注意线路状态的变化，发现起道省力、拨道困难、方向不良、硬弯增加、水平不好、连续空吊、枕端道渣离缝等胀轨预兆，应立即线路及顶进作业，设置防护，及时恢复线路，采取降温措施。
⑦一旦发生胀轨道事故，必须按《铁路工务手册》中“无缝线路故障处理”的有关办法采取抢救措施，并立即通知工务部门前来共同处理。
⑧无缝线路防胀轨措施
桥涵在无缝线路地段施工，必须派专人24小时盯守线路，防止线路胀轨，备足道渣，养护线路，并对轨道不定时浇水降温。
当发现线路连续出现碎弯并有胀轨迹象时，必须加强巡查或派专人监视，观测轨温和无缝线路方向的变化。如碎弯继续扩大，应设慢行信号，并通知工区紧急处理。线路稳定后，恢复正常通车。
发生胀轨跑道后，可采取浇水或喷洒液态二氧化碳等办法降低钢轨温度，轨温降低后方可拨道。曲线地段拨道只能上挑，不宜下压。拨道后必须夯拍道床，限速放行列车，并派人看守，待轨温降至接近锁定轨温时，再恢复线路和正常行车速度。
采取降温措施后，仍不能恢复线路时，在地形许可的情况下，可从跑道故障处两端向中间拨成半径不小于200米的反向曲线，曲线间加直线不得短于10米。如双线地段，拨后应满足线间距要求。拨道后限速5kmh放行列车，并派人看守。
23、高空作业人员要注意人身安全，各种工具不得乱放，以防侵限或掉落伤人。
24、作好工地防火、防洪、防盗及用电管理对各种用电设备经常进 行检查维修，确保其处于良好的工作状态。
25、顶进施工完毕，线路恢复正常后应会同当地工务部门共同检查线路情况，合格后方可撤除线路加固并办理撤消要点手续，线路防护工作方告结束。
26、其他劳动纪律：
①线路防护人员及顶进时在岗人员严禁攘离职守。
②严禁班前、班中饮酒，严禁穿拖鞋或不配戴防护用品作业。
③不得在线路上行走或坐卧休息。
五、附计算资料
（一）框架桥顶进力学计算
1、**大顶力计算：
**大顶力Pmax的计算公式：
Pmax=K[N1f1+( N1+ N2)f2+2Ef3+RA]
安全系数：K=1.2;摩擦系数：f1=0.3，f2=f3=0.8
1、东侧两边孔
桥上线路重：N1=3*2.5BP1=3*2.5*25.73*1.0=192.975t
箱桥自重：N2=1181*2.5+10=2962.5t
土壁侧压力：E=（e1+e2）HL2=（ξγH1+ξγH2）HL
=（0.3*1.9*1.0+0.3*1.9*9.3）*8.3*15.22=370.34t
其中:系数ξ=0.3;土体比重γ=1.9;桥上土高H1=1.0米;桥高H=8.3米;总高H1+H=9.3米。
刃角顶力：RA=2.2H=2.2*8.3=18.26t
东侧两边孔**大顶力：
Pmax=1.2*[192.975*0.3+(192.975+2962.5)*0.8+370.34
*0.8+18.262]=3465.2 t
2、西侧两边孔
桥上线路重：N1=5*2.5BP1=3*2.5*25.73*1.0=321.625t
箱桥自重：N2=1403.2*2.5+10=3518t
土壁侧压力：E=（e1+e2）HL2=（ξγH1+ξγH2）HL
=（0.3*1.9*1.0+0.3*1.9*9.3）*8.3*20.32=494.6t
其中:系数ξ=0.3;土体比重γ=1.9;桥上土高H1=1.0米;桥高H=8.3米;总高H1+H=9.3米。
刃角顶力：RA=2.2H=2.2*8.3=18.26t
西侧两边孔**大顶力：
Pmax=1.2*[321.625*0.3+(321.625+3518)*0.8+494.6*0.8
+18.262]=4287.6 t
2、油顶布置计算
油顶个数：采用200 t油顶，油顶效率按70%计，每个油顶有效顶力140t。
1、东侧两孔需要200 t油顶3465.2140=24.8个,按照25个油顶布置 。
2、西侧两需要200t油顶4287.6140=30.6个，按照31个油顶布置。
（二）M10浆砌片石后背截面尺寸计算
1、截面尺寸设计
根据郎金被动土压力计算公式：P=γξh2tg2(450+φ2)
设采用M10浆砌片石，砌石顶填土坡度1：0.75，ξ=0.59
H2=mH1,m=0.4，φ=200，γ=1.9
后背墙顶部土压力：P1=γξh2tg2(450+φ2)
=1.9*0.59*0.4H1* tg2(450+2002)=0.915H1(t m)
后背墙底部土压力：P2=γ(h1+ξh2)tg2(450+φ2)
=1.9*( h1+0.59*0.4H1)* tg2(450+2002)=4.79h1
后背墙土压力:EP=( P1+ P2) hH12=(0.915H1+4.79H1) H12=2.852H12
（1）、东侧后背：
EP*26.5=3465.2，EP=131=2.852 H12
解：H1=6.8m
后背墙厚度:b=0.541h1+0.03=3.7 m。
其他尺寸：b1=b-0.3=3.4 m;
hA=1.1 b1-0.3=3.44 m,
（2）、截面验算
A-A截面以上长度在刚性角以外，即θ≥350，需进行验算。
B-B截面以下长度在刚性角以内，即θ≤350，不需进行验算。
A-A截面土压力：P1= 0.915H1=6.222 t m
其中P2=2.852H12=32.572t m2;
△P=（P2-P1）H1*HA=14.531 t m2
PA=P1+△P=20.753 t m2
EPA=(P1+PA)2*HA=50.579 t m2
yA=(PA+2P1)3(PA+P1)*HA=1.538
A- A截面弯矩MA= EPA* YA=77.8t- m
弯矩验算MA′=4.333*b2=59.32 t-m
所以MA >MA′(采用M10砂浆不安全)
若安全则必须4.333*b2>77.8
则b>4.24m
调整后背墙截面尺寸(详见《**路浆砌片石后背示意图》)
b=4.2 m；hA= 3.5m; hB=2.8 m; h1=6.8m。
B-B截面以下hB b=2.84.2=0.67,θ=tg-10.67=33.690＜350不需进行验算。A-A截面以上hB b=3.54.2=0.833,θ=tg-10.7=39.80≥350需进行验算。
检算同上：P1= 0.915H1=6.222 t m
其中P2=2.852H12=32.572t m2;
△P=（P2-P1）H1*HA=13.563 t m2
PA=P1+△P=19.785 t m2
EPA=(P1+PA)2*HA=45.511 t m2
yA=(PA+2P1)3(PA+P1)*HA=1.446
B- A截面弯矩MA= EPA* YA=65.8t- m
弯矩验算MA′=4.333*b2=76.44 t-m
所以MA
剪力验算:τ= EPAAA=45.511*103(4.2*1.0*104)=1.08 kgcm2
τ＜[τ]=2.86 kgcm2(采用M10砂浆安全)
（3）、西侧后背：
EP=161.8=2.852 H12
解：H1=7.53m，取H1=7.6m
后背墙厚度:b=0.541h1+0.03=4.14 m。
其他尺寸：b1=b-0.3=3.84 m;
（4）、截面验算
A-A截面以上长度在刚性角以外，即θ≥350，需进行验算。
B-B截面以下长度在刚性角以内，即θ≤350，不需进行验算。
A-A截面土压力：P1= 0.915H1=6.954 t m
其中P2=2.852H12=36.404t m2;
△P=（P2-P1）H1*HA=16.354 t m2
PA=P1+△P=23.307 t m2
EPA=(P1+PA)2*HA=63.85 t m2
yA=(PA+2P1)3(PA+P1)*HA=1.73
A- A截面弯矩MA= E