孫麗男

隨著科技的發(fā)展，人口密度的增加，在營(yíng)業(yè)鐵路線(xiàn)上，有很多地方需要增建橋涵。例如:有些鐵路和道路原有的平交道口不能適應(yīng)交通安全和車(chē)流順暢的要求，需要改造為立體交叉;有些客運(yùn)量大的車(chē)站要求增加地道;在處理舊線(xiàn)既有橋涵病害時(shí)，有時(shí)要求擴(kuò)建或增設(shè)新橋涵等等。這些新增設(shè)橋涵工程都在運(yùn)輸繁忙的營(yíng)業(yè)線(xiàn)上進(jìn)行，為了不中斷營(yíng)運(yùn)，目前普遍采用限速行車(chē)直接頂進(jìn)橋涵的施工方法，即“頂進(jìn)法”。這種施工方法的特點(diǎn)是:在保證鐵路安全運(yùn)行的前提下，將在鐵路路基一側(cè)預(yù)制好的鋼筋混凝土箱形框架，采用高壓油泵帶動(dòng)油壓千斤頂，并借助于預(yù)先修好的后背支撐，頂入既有線(xiàn)路路基內(nèi)，即成為一座鐵路立交橋，這種施工方法就稱(chēng)為頂進(jìn)法。

1 設(shè)計(jì)原則

下穿鐵路框架橋主要應(yīng)遵循以下幾個(gè)主要設(shè)計(jì)原則:

1)頂進(jìn)框架橋施工范圍內(nèi)，涉及到的各類(lèi)管線(xiàn)應(yīng)查明其所屬產(chǎn)權(quán)單位，并調(diào)查其具體型號(hào)及使用用途等，了解與相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位達(dá)成的協(xié)議及具體處理辦法。2)頂進(jìn)框架橋前端一般會(huì)設(shè)置有刃腳，刃腳的主要作用有:a.切土，使箱涵沿著一個(gè)規(guī)則整齊的平面前進(jìn)，使邊墻與開(kāi)挖土體面緊貼吻合，以避免不必要的超挖，并有利于路基的穩(wěn)定。b.防止路基塌方，對(duì)挖土操作人員起到安全保護(hù)的作用。c.減少頂進(jìn)阻力，控制挖土的邊坡。目前實(shí)際采用的多為鋼筋混凝土刃腳和鋼刃腳，刃腳的邊墻端線(xiàn)與水平線(xiàn)的夾角應(yīng)視路基土質(zhì)情況而定，一般均不大于 60°，如圖 1所示。3)框架橋前端設(shè)置鋼筋混凝土刃腳后，后端為平衡前刃腳需設(shè)置平衡重尾墻。4)穿越多線(xiàn)的框架橋，其框架橋單節(jié)長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、地基承載力以及施工方法等多方面因素確定，框架橋節(jié)縫宜設(shè)置在兩線(xiàn)間中心。5)框架橋頂面與線(xiàn)路軌底的距離應(yīng)根據(jù)線(xiàn)路等級(jí)、加固措施等因素綜合確定，一般在 0.65～ 0.85之間。

2 工程實(shí)例

1)工程概述:本框架橋工程位于侯月線(xiàn) K20+200，橋位處鐵路為雙線(xiàn)鐵路，線(xiàn)間距4m，電氣化鐵路，直線(xiàn)區(qū)段，鋼軌為 60 kg/m，鋼筋混凝土軌枕。該橋場(chǎng)地地質(zhì)情況自上而下依次是:種植土，層厚0.4m;以下為砂質(zhì)黃土，地基基本承載力:層厚0.4m～7.5m承載力為130 kPa，7.5m以下為150 kPa。

2)結(jié)構(gòu)確定:根據(jù)建設(shè)單位的意見(jiàn)及道路的使用要求，框架橋結(jié)構(gòu)孔跨布置確定為單孔 12m，框架橋軸線(xiàn)與鐵路中心線(xiàn)夾角90°，框架橋軌底至頂板頂最小距離0.7m，結(jié)構(gòu)凈高為5.3m，使用凈高為5m的框架橋?？蚣軜蝽敯搴?.8m，底板厚 0.9m，邊墻厚0.8m。頂板加腋采用0.5m×1.5m，底板加腋采用0.2m× 0.2m，框架橋主體長(zhǎng)13m，前刃腳長(zhǎng)3m，后平衡重長(zhǎng)2m?？蚣軜蛄⒚娌贾脠D如圖 2所示。

3)結(jié)構(gòu)計(jì)算并繪制鋼筋圖?？蚣軜蚪Y(jié)構(gòu)計(jì)算采用鐵路地道橋CAD系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)受力情況，計(jì)算出框架橋控制截面鋼筋面積，并繪制出框架橋主體結(jié)構(gòu)鋼筋圖。根據(jù)主體鋼筋圖，確定刃腳懸臂、人行道懸臂、刃腳及刃腳補(bǔ)齊、平衡重的鋼筋布置圖。

4)線(xiàn)路加固與防護(hù)。為不中斷鐵路運(yùn)營(yíng)，框架橋頂進(jìn)施工前需對(duì)既有鐵路線(xiàn)路采取加固措施。根據(jù)鐵路運(yùn)營(yíng)單位的要求，框架橋施工時(shí)列車(chē)限制行駛速度不應(yīng)低于45 km/h，為滿(mǎn)足列車(chē)行駛速度的要求，本橋施工時(shí)線(xiàn)路加固采用D 16m施工便梁進(jìn)行加固?？蚣軜蚴┕で靶桀A(yù)先在線(xiàn)路兩側(cè)施工挖孔樁，挖孔樁直徑1.25m，樁長(zhǎng) 14.4m。便梁一端需設(shè)置兩根挖孔樁，兩根樁之間以系梁銜接。另外，為了減少框架橋頂進(jìn)施工過(guò)程中對(duì)線(xiàn)路的影響，框架橋的四角路基需設(shè)置路基防護(hù)樁，防護(hù)樁同樣采用直徑1.25m的鋼筋混凝土挖孔樁。

5)工作坑的設(shè)計(jì)。工作坑是預(yù)制和頂進(jìn)橋涵的工作基底，工作坑前端僅靠鐵路，后端一般布置運(yùn)土通道及后背。工作坑位置應(yīng)根據(jù)鐵路線(xiàn)路平面、堆放材料的場(chǎng)地、鐵路兩側(cè)的地形地貌等條件全面考慮。如頂進(jìn)橋涵穿越多股線(xiàn)路時(shí)，工作坑一般避免設(shè)在靠近鐵路正線(xiàn)的一側(cè)，以減少對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)母蓴_;如穿越的鐵路線(xiàn)路系曲線(xiàn)地段，則最好選擇在曲線(xiàn)外側(cè)。工作坑的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足鐵路安全的要求，并且坑底四周應(yīng)留有排水溝或集水井位置，以滿(mǎn)足施工期間排水的要求。

工作坑的設(shè)計(jì)主要包括工作坑后背的計(jì)算，滑板、錨梁和導(dǎo)向墩的設(shè)置。工作坑滑板主要是作為預(yù)制箱涵時(shí)的施工墊層以及頂進(jìn)啟動(dòng)時(shí)與基底土壤的隔離層，使框架橋結(jié)構(gòu)在澆筑混凝土的過(guò)程中不致產(chǎn)生不均勻的沉降，并能防止框架橋結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)底面以下土壤的粘結(jié)影響頂進(jìn)起動(dòng)。此外滑板還對(duì)框架橋沿著一定的水平面頂進(jìn)起到導(dǎo)向作用。為了防止框架橋頂進(jìn)時(shí)，工作坑滑板隨著框架橋的巨大頂力向前移動(dòng)，在滑板頂面需設(shè)置有潤(rùn)滑隔離層，滑板底面以下設(shè)有錨梁，以此來(lái)增加滑板的抗滑能力。另外在滑板的兩端還設(shè)有導(dǎo)向墩，導(dǎo)向墩一般距離框架橋邊墻外側(cè)5 cm～10 cm，導(dǎo)向墩沿頂進(jìn)方向設(shè)置，可起到控制框架橋空頂階段頂進(jìn)方向準(zhǔn)確的作用。工作坑后背是提供頂入式框架橋所需最大頂力的臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)物。目前普遍采用的是鋼軌樁或槽鋼加鋼筋混凝土后背。本工程框架橋后背根據(jù)設(shè)計(jì)最大頂力確定為鋼軌樁加鋼筋混凝土后背。

3 結(jié)語(yǔ)

框架橋?qū)τ诟纳萍扔薪煌顩r起到十分重要的作用，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，因此得到了廣泛的應(yīng)用?？蚣軜蛟谠O(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)下穿框架橋結(jié)構(gòu)的確定必須綜合考慮多方面的因素，以便更好的為行車(chē)及行人提供良好的交通環(huán)境。2)下穿框架橋采用頂進(jìn)法施工，為保證施工過(guò)程中鐵路限速不低于45 km/h安全通過(guò)，線(xiàn)路加固措施需完善，保證鐵路列車(chē)不間斷運(yùn)營(yíng)。3)工作坑后背的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足頂進(jìn)框架橋設(shè)計(jì)最大頂力的要求，防止在橋體頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)生后背開(kāi)裂、傾覆等事故，延誤施工工期。4)框架橋附屬結(jié)構(gòu)及輔助工程需依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，保證框架橋在使用過(guò)程中的整體穩(wěn)定，并滿(mǎn)足一定的美觀(guān)要求。

[1] 武 華.D型便梁在鐵路框架橋施工中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009，35(5):306-307.