昆安高速公路下穿框架橋小交角穿越既有鐵路設(shè)計(jì)及施工

王 玨

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,四川 成都 610031)

1 工程概況

本工程位于安寧斷陷盆地內(nèi),是為昆安高速公路穿越既有鐵路及既有道路而設(shè)。昆安高速公路與鐵路的交叉點(diǎn)里程為 K 27+396,與既有成昆鐵路交角 α=21°。該框架橋設(shè)計(jì)范圍為昆安高速公路K 27+259.46～K 27+550.00。路線長度 290.54m。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)下穿框架橋跨徑為 2×16m,下穿框架橋長 290.54 m。下穿框架橋共分 19段,設(shè)有伸縮縫 20道。下穿框架橋凈空高度不小于 5.5m。

(2)由于受地下水位的影響下穿框架橋采用 C35、防滲等級(jí)不小于P12的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在段間接頭處設(shè)置防水伸縮縫,防止溫度應(yīng)力引起開裂、不均勻沉降和地下水滲入。對(duì)于下穿框架橋中的管網(wǎng)埋設(shè)按市政規(guī)劃線位設(shè)置并在其相應(yīng)的位置設(shè)置橫向預(yù)留孔,并做好防滲及防水措施。

(3)下穿框架橋防水:①下穿框架橋頂面用 C35防水混凝土鋪裝層,中間厚12 cm,兩側(cè)厚 5 cm,作成人字排水坡,上鋪TQF-1防水層,兩側(cè)涂?jī)蓪訜釣r青。②靠箱身兩側(cè)設(shè) 70 cm高、100 cm寬的泄水盲溝,以排箱頂及路基縱向水。

3 工程范圍加固設(shè)計(jì)與施工

昆安高速公路K 27+420～+520段由于靠近成昆鐵路、老昆瑞路及地方道路,采用樁板墻的支護(hù)方案。

該范圍內(nèi)巖層節(jié)理裂隙十分發(fā)育,巖體十分破碎呈土狀、土夾碎石狀、碎石狀,灰?guī)r中溶蝕、溶隙、溶洞發(fā)育,富水性好,接觸帶及斷層破碎帶內(nèi)工程地質(zhì)條件差,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。故本工程范圍內(nèi)開挖采用先樁后板的帶擋開挖型式,防護(hù)樁應(yīng)嵌入巖層一定深度以確保開挖邊坡的穩(wěn)定(圖1)。

圖1 2～16.0m小河邊下穿框架橋鐵路線路加固圖

3.1 既有線路加固

下穿框架橋施工時(shí)對(duì)既有線干擾甚大,施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)既有線的防護(hù)。下穿框架橋穿越鐵路處采用在既有線兩側(cè)用挖孔樁 2.0m×1.5m作支墩,5m×24m D便梁,兩端再采用縱橫工字鋼梁上架設(shè)枕木鋼軌作為配跨梁架空施工。所用支墩應(yīng)垂直與線路對(duì)置,樁底必須置于下穿框架橋底板以下 5.0m以上,并對(duì)既有線進(jìn)行觀測(cè),嚴(yán)格控制列車的行進(jìn)速度,要求限速在 45 km/h以下。

3.2 框架橋開挖防護(hù)設(shè)計(jì)

(1)在成昆鐵路中心線兩側(cè)各 115m范圍內(nèi)基坑開挖采用樁中心距 3.5m,其余采用 4.5m的挖孔支護(hù)樁加固。本橋開挖防護(hù)時(shí)在樁間土層中采用C20混凝土擋板加固,在巖層中采用噴護(hù)混凝土防護(hù)。框架橋在鐵路線下分段施工步驟如圖 2示。

圖2 框架橋平面分段施工步驟

圖3 開挖邊坡防護(hù)

(2)開挖框架橋施工溝槽內(nèi)D型便梁支撐樁柱,支撐樁樁基直徑為 2.0m。

(3)架空、加固既有線路,確保施工期間既有成昆線的行車及施工人員的安全。

(4).施工框架除 7、9、11、13號(hào)段的其它框架段,施工完畢后并框架強(qiáng)度達(dá)到 85%時(shí)方可進(jìn)行下一輪加固措施。

(5)二次架空是拆除所有的線上支墩,分別在 6、8、10、12號(hào)已建成的框架上作二次支墩架空線路施工 7、9、11、13號(hào)框架。

(6)開挖邊坡防護(hù)詳見圖3。

昆安高速公路下穿框架橋的設(shè)計(jì)斷面 2m×16m。該段工程地質(zhì)條件差,臨近老昆瑞路及成昆鐵路,動(dòng)荷載較大。故本工程范圍內(nèi)開挖采用先樁后板的帶擋開挖型式,防護(hù)樁應(yīng)嵌入巖層一定深度以確保開挖邊坡的穩(wěn)定。下穿框架橋下部伏玄武巖、凝灰?guī)r全、全 ～強(qiáng)風(fēng)化層厚度大,上部全風(fēng)化土狀、角礫狀、土夾碎石狀的巖土層在水及動(dòng)荷載的作用下容易產(chǎn)生崩塌,對(duì)樁板墻產(chǎn)生較大的剪力,因此應(yīng)先做好邊坡的防護(hù)、排水,并根據(jù)實(shí)際開挖情況加深樁板墻的樁基礎(chǔ),避免其產(chǎn)生較大變形。框架橋支撐體系的橫向防護(hù)如下圖 4。

4 結(jié)束語

圖4 小河邊下穿框架橋開挖橫斷面支撐防護(hù)圖

筆者通過本框架橋的設(shè)計(jì)和配合施工。介紹了鐵路框架橋既有鐵路小交角穿越采用線路加固的施工方法和施工步驟。本工程與既有鐵路交角非常小,跨越長度大,在國內(nèi)同類工程中技術(shù)指標(biāo)處于領(lǐng)先地位。此工程目前已施工完畢,順利通車。被云南省建設(shè)廳評(píng)為"云南省 2008年度優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)”。通過對(duì)此工程的總結(jié),對(duì)穿越既有鐵路的立交工程施工會(huì)有更多的借鑒作用。

[1]中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司.昆安高速公路穿越既有鐵路及既有道路設(shè)計(jì)圖[R].成都:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,2008

[2]TB-10002.2-2005鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3]中鐵三院.鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例[M].北京:鐵道出版社,2003

[4]路橋集團(tuán)第一工程局.橋涵施工技術(shù)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社,2000

[5]顧安邦,孫國柱.公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京:人民交通出版社,1994

[6]范立礎(chǔ).橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,1987