縱橫抬梁法在大跨度框架橋頂進施工中的應用

【摘 要】 本文結合廣西沿海鐵路欽州北至北海段擴能改造工程天津路下穿框架橋頂進施工，介紹縱橫抬梁法加固既有線的應用，可為類似工程提供借鑒與參考。

【關鍵詞】 縱橫抬梁、框架橋、頂進

前言

近十年來，鐵路掀起了新一輪建設高潮，不斷有新線、既有線擴能改造工程投資興建。在既有線擴能改造工程中，為了保證既有線的正常運營，確保行車安全，對于下穿既有線的結構物，頂進法施工是較為行之有效的施工技術，得到廣泛應用。

1 工程概況

廣西沿海鐵路欽州北至北海段擴能改造工程天津路下穿框架橋中心里程為QK89+225.61，對應既有線里程為K94+346，孔徑為2×12.5ｍ，框架橋長為27.55m，寬為12.19m。為北海市城市主干道天津路主車道下穿欽北鐵路而設，原天津路主車道與既有線為平交。框架橋采取在線左工作坑預制，縱橫抬梁加固既有線，頂進法施工。詳見圖1、圖2、圖3、圖4。

2 既有線加固

2.1 線路加固形式

采用工字鋼縱橫抬梁法，支墩為φ1.5m挖孔樁，兩側各5根，共10根，每根樁長14m，沿線路方向中心間距6m，線左樁中心距既有線中心4.0m，線右樁中心距既有線中心4.8m。采用3根I63c工字鋼為一組作為縱梁，另一側對稱布置，橫梁采用12m 長I56b工字鋼，按照每兩根枕木間等間距布置一根，放于縱梁上。鋼軌加固采用3-3-3-3扣軌加固，工字鋼與工字鋼之間、工字鋼與扣軌之間、扣軌與軌枕之間均采用φ22mmU型螺栓及扣板連接，形成整體。詳見圖5、圖6。

2.2 縱梁檢算

1.跨中應力

縱梁的跨度取為L=6m，列車標準活載按最不利位置，活載總重為

。如圖7：

列車限速

，則

沖擊系數折減系數

，

沖擊系數，

鋼軌重

，

軌枕布置11根，總重

，

其他施工荷載重，

I56b工字鋼橫梁0.5m布置一根共13根，每根長12m，

，

I63C工字鋼縱梁共6根，每根長6m， ，

那么靜荷載總重為：

那么動荷載總重為：

橫梁間距0.5m，布置于縱梁之上，縱梁計算圖式如圖8：

其中

所以縱梁中心的最大彎矩為

那么每根I63C工字鋼縱梁中心承受的彎矩為

I63C工字鋼慣性矩，截面抵抗矩。

縱梁的跨中應力

，合格

2.撓度檢算

靜活載最大撓度

，合格

其中n為集中力個數，Lp為梁全長，E為彈性模量，Ig為慣性矩。

3.剪應力檢算

每根工字鋼支座處最大剪力為

，合格。

2.3橫梁檢算

1.跨中應力

橫梁的計算跨度取為，全長12m。

那么所有靜荷載總重為

那么動荷載總重為

分擔到每根橫梁上的動荷載就是

，橫梁計算圖式如圖9：

左側支反力為

，右側支反力為

橫梁最大彎矩為

I56b工字鋼慣性矩，截面抵抗矩

縱梁的跨中應力

，合格

2.撓度檢算

靜活載最大撓度

，合格

其中n為集中力個數，Lp為梁全長，E為彈性模量，I g為慣性矩。

3.剪應力檢算

每根工字鋼支座處最大剪力為

，合格。

3 支點轉換

當框架頂進至線左鉆孔樁支墩時，在I56b工字鋼橫梁端部設置方木和小滑車，置于框架頂板上，然后拆除線左鉆孔樁支墩及工字鋼縱梁，完成支點轉換，詳見圖10。

4 施工中預防扎頭的措施

1.核對地質情況。在施工過程中，要核對設計單位提供的頂進框架地點的地質資料，并檢測框架橋滑板下地基承載力是否滿足設計要求。若地質與設計不符或承載力達不到設計要求，由設計單位變更設計，如采取換填等辦法，以免滑板在箱涵頂進重心移出端部時造成滑板斷裂、箱體前傾、扎頭。

2.做好臨時降水。框架橋頂進掌子面內必須保持干燥無水，如遇地下水位高的情況，必須采取措施把水位降至底板以下0.5m，以免帶水頂進造成基底土質軟化造成框架扎頭。

3.合理設計滑板仰坡和框架的船頭坡。在框架橋預制時預留滑板仰坡，以防框架在頂進出滑板時因地質的變化，土質承載力降低造成扎頭。根據經驗滑板仰坡一般取5‰左右，主要視土質情況而定，土質密實且開挖得當，取5‰即可；土質松軟、含水量大，坡度應略微放大，一般以8‰為宜。船頭坡一般采用1：10的坡度。

5 結束語

縱橫抬梁加固線路的方法，解決了大跨度框架橋下穿鐵路時線路加固的難題，避免了因線路加固無法實施而改移線路的問題，減少了對既有線運營的影響，確保了框架橋頂進過程中既有線路的安全和行車速度。為類似工程的施工積累了經驗。

參考文獻

[1] TB10002.1-2005，鐵路橋涵設計基本規范[S]

[2] TB10002.2-2005，鐵路橋梁鋼結構設計規范[S]

[3] 鄧學光.框架橋頂進縱橫抬架空線路施工技術[J].鐵道標準設計，2009（11）

[4]人民交通出版社，《路橋施工計算手冊》（ISBN：7114038550）；2001