既有線鐵路立交橋涵頂進施工中高程和方向控制技術

韓 飛 上海鐵路局工務處

既有線鐵路立交橋涵頂進施工中高程和方向控制技術

韓 飛 上海鐵路局工務處

在既有線鐵路立交橋涵施工中，頂進施工具備結構性能優良、安全可靠、工期短、對既有線影響小等優點。該工藝在既有線鐵路立交橋涵施工中得到越來越多的使用。但是如何更好的解決橋涵頂進施工過程中高程和方向控制仍然是一個普遍存在的難題。從箱涵頂進過程中箱體的受力入手，對影響頂進施工高程和方向的因素進行分析。并根據分析結果提出解決的相應措施。以實際工程為例，借鑒成功的施工經驗，結合理論知識，為今后既有線鐵路立交橋涵頂進施工中高程和方向控制提供一定的參考。

橋涵頂進；高程；方向；控制

1 工程概況

新長鐵路K413+740新建1孔12 m立交橋工程位于新長線江陰北-江陰區間，箱身中軸線與新長鐵路正線法線交角為11.84°，箱身長度14.5 m（正交尺寸），箱址緊鄰長江，箱底土質為粉質粘土。

該工程采用基坑預制箱身，實施頂進施工的方案。由于現場地質條件較差，箱體本身與線路存在夾角，給箱體的高程和方向控制帶來很大困難。本文通過分析頂進過程中箱身的受力狀態，掌握箱體發展趨勢，并提出相應的控制措施。

2 頂進過程中箱身受力分析

（1）箱身空頂時，僅受滑床板給予箱底的摩擦力。當頂力大于箱身所受自重引起的靜摩阻力就會啟動，當頂力大于箱身啟動后的動摩阻力即可頂進前行。其受力狀態如圖1

圖1 箱身空頂時的受力狀態

（2）當箱身前端入土，結構重心移出滑床板，其受力狀態如圖2。

以滑床板前緣O點為中心，頂進中受力圍繞O點形成兩類旋轉力矩。作用在箱身上即“扎頭”、“抬頭”力矩。。當Mz>Mt，為扎頭狀態；當Mz

圖2 箱身前段入土時的受力狀態

（3）當箱身與線路非正交存在夾角，箱身預制方向與線路平行。頂進過程中，因為兩側入土先后不同，箱身受力會引起“甩頭”、“擺尾”現象。其受力狀態如圖3。

圖3 箱身與線路非正交存在夾角時的受力狀態

3 施工中采取的相應措施

（1）施工中采用無覆土頂進，減少頂進中所受阻力。沒有上覆層對緩解箱身扎頭趨勢有一定作用。

（2）滑床板采用3‰的船頭坡，為了防止滑床板造成砼斷

裂，采取后背梁和滑床板一次性澆筑。

（3）采用高壓旋噴樁加固箱身基底土層強度，保養到位后方可進行頂進施工。

（4）利用經緯儀控制箱身方向，利用水準儀控制箱身高程。每頂進1鎬進行一次觀測，并記錄分析。及時調整保證箱身順利頂進到位。

（5）采用小型挖機在線路下方挖土頂進，反向出土，每頂一鎬（100 cm），挖一個頂程工作面，確保框架切土，禁止超挖。箱涵底板部位土方嚴禁挖深，每次挖土深度控制在底板底部以上20 cm左右，防止扎頭。

（6）箱身方向糾偏方法

①用增減一側千斤頂的頂力：即開或關一側千斤頂法門，增加或減少千斤頂頂力數。如向左偏，即關閉減少右側千斤頂，向右偏則反之操作。

②后背頂鐵（柱）調整；在加換頂鐵時，可根據偏差的大小，將一側頂鐵楔緊，另一側頂鐵楔松或預留間隙。如箱身前端向右偏，則將左側頂鐵預留間隙，開泵后，則右側先受力頂進，左側不動.調整時應摸索掌握規律性，并注意箱身受力不均時產生的變化狀況。

③可在前端一側超挖，另一側少挖土或不挖來調整方向。如箱身前端向右偏，即在右側箱身前超挖20 cm～50 cm。

④在箱身前端加橫向支撐來調整，一端支撐在箱身邊墻上，另一端支在開挖面上，頂進時迫使其向被頂一側調整。

4 箱涵實際到位后的高程和方向偏差

經過總結以往施工的經驗，采取多重措施，該工程最終頂進控制數據如表1。

方向和高程控制均在規范允許范圍內，為今后施工提供了很好的經驗。

5 結論

（1）通過對箱涵頂進過程中箱身的受力分析，施工控制措施可分為頂進前靜態控制措施及頂進中動態控制措施，目的都是為了使箱身達到一種的平衡狀態。

（2）在箱涵的頂進過程中，一些重要節點控制尤其重要，例如箱重心移出滑床板、箱體整體移出滑床板等，控制好這些節點，就意味著控制了箱身發展的趨勢。

（3）箱涵頂進過程中箱涵的受力受多種因素影響，在施工中，一定要結合實際情況，綜合分析，制定合理的保障措施，才能實現頂進施工的可控。

表1 最終頂進控制數據

[1]鐵路橋涵施工規范，TB10203-2002,166～173.

[2]鐵路橋涵工程施工安全技術規范程，TB10303-2009，108～118.

[3]凌國杰.橋涵頂進施工中的方向控制.鐵道標準設計，1999，（11），37～38.

[4]彭福生.錫北路長大箱型橋頂進施工高程和方向控制.鐵道標準設計，2002，（4），22～27.

[5]橋涵頂進與施工》[M]，廖元裳著,中國鐵道建筑出版社,2004.

[6]結構力學》（上冊）[M]，李廉琨著,高等教育出版社,2004.

責任編輯：宋 飛

來稿時間：2015-01-14