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        框架橋頂進(jìn)中D24 m施工便梁的改進(jìn)應(yīng)用

        2011-07-30 08:58:38毛坤海龔宏華
        鐵道建筑 2011年8期
        關(guān)鍵詞:橋頂牛腿縱梁

        毛坤海,龔宏華

        (南昌鐵路局 南昌工務(wù)段,南昌 330002)

        1 工程簡介

        南昌洪都大橋?yàn)I江路BB匝道框架橋,于京九下行線K1 438+982處下穿鐵路,并與京九下行線以82.37°角相交,主框 1-13 m×7.9 m,副框1-7.5×7.9 m,兩框架橋并排布置,邊墻設(shè)置5 cm沉降縫。兩框架正長均為27.03橫延米,兩框架均分為兩節(jié),其中一節(jié)為14 m,另一節(jié)長為13 m。

        路堤高度7 m,路基主要填料為砂性土,土質(zhì)松散,穩(wěn)定性差,必須采取措施,保證箱涵頂進(jìn)期間路基的穩(wěn)定。本框架橋以填筑土層為持力層,其承載力為120 kPa。

        2 線路加固施工方案比選

        頂進(jìn)框架橋位于贛江大橋南端,線間距僅為4.04 m,無法滿足D24 m便梁架空線路直線地段線間距≥4.51 m的規(guī)范要求。線路加固方案為本工程的重點(diǎn)也是難點(diǎn),通過專家討論,擬定四種線路加固方案,現(xiàn)將四種線路加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)列于表1。

        通過比較各種加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)成本,最后確定采用改造后的D24 m便梁加固線路??傮w方案是先架空副框上方的線路,把副框頂進(jìn)到位,然后利用副框做支點(diǎn),架空主框上方的線路,再把主框頂進(jìn)到位。

        3 D24 m便梁組裝改進(jìn)技術(shù)要求

        根據(jù)《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》附表3-3“D型施工便梁主要尺寸和適用條件”,D24 m施工便梁縱梁若采用最低位組裝時(shí),雙線(直線段)線間距要求≥4.51 m。本工程線間距僅為4.04 m,滿足不了線間距要求,需要對現(xiàn)有D24 m便梁進(jìn)行改造,使便梁進(jìn)一步落低,以滿足限界要求。

        表1 線路加固方案比較

        3.1 牛腿改進(jìn)技術(shù)要求

        將線路內(nèi)側(cè)施工便梁上牛腿,按設(shè)計(jì)圖增設(shè)φ23的圓孔。采用超低位安裝,相當(dāng)于上牛腿往上提,使梁頂至軌頂距離為149 mm,線路中心至梁邊的水平距離為1 490 mm,滿足梁頂至軌頂≤200 mm的要求(如圖1所示)。便梁及牛腿組裝如圖2、圖3所示。

        3.2 橫梁改進(jìn)技術(shù)要求

        如果橫梁采用標(biāo)準(zhǔn)橫梁(L=4 000 mm),則線路中心與橫梁中心偏移500 mm,為了減小橫梁偏心受力,采用縮短橫梁(L=3 500 mm),使得橫梁中心與線路中心只偏移250 mm,對便梁、橫梁受力更為有利。

        圖1 D24 m便梁超低位安裝(單位:mm)

        圖2 D24 m便梁超低位安裝全貌

        圖3 D24 m便梁上牛腿安裝

        3.3 D24 m便梁上牛腿檢算

        已知橫梁間距為600 mm,每孔便梁安裝37根橫梁,橫梁與便梁通過上下牛腿及節(jié)點(diǎn)板連接。高強(qiáng)螺栓抗剪強(qiáng)度[σ]=310 MPa。列車活載采用特種荷載進(jìn)行計(jì)算,特種活載的作用范圍是6 m,考慮橫梁最不利受力情況,即在這6 m范圍內(nèi)的橫梁受力。

        特種活載:T=250×5=1 250 kN

        每根橫梁所承受的最大豎向力F=1 250 kN/10=125 kN

        橫梁所受的力通過牛腿螺栓把力傳遞到便梁上??紤]最不利情況,即僅上牛腿2個(gè)螺栓受力的情況下,則每根橫梁能承受容許豎向力[F]=310×3.14×100×4=389.2 kN>F=125 kN。

        說明重新設(shè)計(jì)的上牛腿螺栓抗剪強(qiáng)度足以滿足受力要求。

        4 D24 m便梁支點(diǎn)的設(shè)置

        線路外側(cè)的便梁支點(diǎn)采用人工挖孔樁,線路中間的支點(diǎn)由于線間距太小,并且行車密度大,人工挖孔樁施工比較困難,故采用枕木垛+雙層扣軌(形式為7-6,6-5)。如圖4所示,扣軌兩端搭在外側(cè)的樁頂上。

        外側(cè)便梁支點(diǎn)設(shè)置為樁基礎(chǔ),承載力足夠滿足要求。至于中間便梁支點(diǎn),經(jīng)檢算,支反力為1 060 kN,即枕木垛面荷載為106 kPa<120 kPa(地基允許承載力)。

        5 線路加固技術(shù)措施及注意事項(xiàng)

        1)施作便梁支點(diǎn)前,采用軌束梁對線路進(jìn)行臨時(shí)加固。此后方可進(jìn)行孔樁開挖。

        2)開挖臨時(shí)加固線路軌束梁支點(diǎn)時(shí),須設(shè)置鋼筋木板支擋,確保支點(diǎn)處線路道砟不滑溜,不缺砟。

        3)在線路下橫穿鋼軌及其它扣配件安裝時(shí),嚴(yán)格做好線路防聯(lián)電措施,杜絕“紅軌”的發(fā)生。

        4)框架橋頂進(jìn)到位后,過渡段及框架橋之間應(yīng)及時(shí)填灌,并在框頂鋪設(shè)砂層上卸鋪石砟,串實(shí)搗固后先松卸線路外側(cè)一片縱梁,再逐根拆卸橫梁解體。

        5)副框頂進(jìn)到位后,便梁需要縱拖,即將便梁縱梁分別在線路兩側(cè)用卷揚(yáng)機(jī)縱向拖拉。拖拉時(shí)要大致整平縱梁底板下的石砟,并要預(yù)防鋼絲繩與鋼軌接觸造成軌道電路短路。

        6 便梁支點(diǎn)監(jiān)控測量

        雖然中間支點(diǎn)的承載力能滿足要求,但是計(jì)算過程中并沒有考慮到框架橋在頂進(jìn)過程中會導(dǎo)致地基土的松動,乃至局部坍方,中間支點(diǎn)就存在安全隱患。所以,在頂進(jìn)時(shí)要隨時(shí)觀察支點(diǎn)的穩(wěn)固性,即觀測便梁支點(diǎn)下沉的趨勢及速率,并反饋到施工中,采取相應(yīng)的措施保護(hù)支點(diǎn)的穩(wěn)定。圖5為便梁中間支點(diǎn)在框架橋頂進(jìn)過程中的沉降曲線。

        圖4 副框線路加固平面布置

        圖5 在框架橋頂進(jìn)過程中線路之間的便梁支點(diǎn)沉降曲線

        從圖5看到,便梁支點(diǎn)在剛安裝好時(shí)沉降速率較大,隨后變化較為穩(wěn)定,當(dāng)箱涵頂進(jìn)靠近中間支點(diǎn)時(shí),變化速率突增(支點(diǎn)下沉量較大),并且一直持續(xù)到箱涵頂進(jìn)到位,最終中間支點(diǎn)的沉降量為241 mm。

        根據(jù)支點(diǎn)沉降趨勢,當(dāng)框架橋頂進(jìn)到中間支點(diǎn)附近時(shí),通過抄墊硬杉木來及時(shí)調(diào)整線路的高低,保證了線路沒有出現(xiàn)三角坑。并且對支點(diǎn)附近坍方范圍內(nèi)用砂袋回填,阻止坍方進(jìn)一步發(fā)展。

        對于便梁中間支點(diǎn)的設(shè)置,雖然采用枕木垛+兩層扣軌基本可以滿足要求,但是安全性較差。今后仍可考慮采用人工挖孔樁,對于線間距不足,并且行車密度較大的問題,可以先用D16 m便梁架空好線路,然后人工在線路底下進(jìn)行挖樁。

        7 結(jié)論與建議

        1)通過采用改進(jìn)后的D24 m施工便梁架空線路,取得了良好的效果,不僅保證了京九線大動脈的行車安全,而且確保了工期,節(jié)省了成本。

        2)便梁支點(diǎn)設(shè)置盡量采用人工挖孔樁,以確保線路行車安全。

        3)加強(qiáng)對便梁支點(diǎn)監(jiān)控,出現(xiàn)異常及時(shí)采取措施,加固支點(diǎn),保證線路的平穩(wěn)。

        4)采用改制便梁需要兩個(gè)條件:①對框架橋有跨度的限制,必須要滿足D24 m便梁架空的要求;②框架橋頂至軌底的距離必須大于1 m,否則框架橋會被便梁擋住,無法頂進(jìn)穿過便梁。

        [1]馮生華,張孚珩.城市地道頂入法施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1982.

        [2]朱健身,陳東杰.城市地道橋頂進(jìn)施工技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

        [3]王朵.在既有線下頂進(jìn)框架橋的線路加固施工技術(shù)[J].鐵道建筑,2005(5):24-26.

        [4]范榮剛.改制鐵路便梁在下穿既有線施工中的應(yīng)用試驗(yàn)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2005(3):54-55.

        [5]劉飛.D型低高度施工便梁施工方案[R].寶雞:中鐵寶橋天元實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司,2008.

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