關于雙孔箱形框架式地道橋的設計和施工技術探討

崔瑞田

(中交第四航務工程有限公司第一工程公司，廣東 廣州 510310)

1 項目概況

作為一種橋梁結構形式，架式地道橋常用于公路交叉口、人行地道以及車站過人通道的建設，該結構具有良好的抗震性和整體性，可以有效保障行人通行安全。

本文所述項目為某下穿鐵路地道橋，屬于兩孔鋼筋混凝土箱形框架橋，兩孔之間的寬度為25.6 m，橋梁項目的跨徑為2×12.4 m。在設計橋梁項目的時候需要明確荷載設計要求：人群荷載為3.5 kN/m2。地道橋基礎為卵石，框架在施工現場現澆而成，地基最大承載力為350 kPa。地道橋的計算斷面見圖1。

圖1 地道橋計算斷面圖(單位：cm)

2 雙孔箱形框架式地道橋的設計

2.1 結構形式的選擇

該項目屬于雙向四車道，為了達到充分利用箱內凈空的要求，應運用雙孔箱形鋼筋混凝土截面。地道橋計算模型見圖2。

圖2 地道橋計算模型

2.2 橫斷面尺寸擬定

線路加固的施工對空間具有一定的要求，為了滿足該空間需求，鋼軌、木軌以及工字鋼橫梁的高度分別為：153、161、361 mm，軌面和箱形截面頂面之間的距離為951 mm，只有這樣才能將軌面的變形量控制在合理范圍內。

3 雙孔箱形框架式地道橋施工技術

該項目進口段和出口段施工均應用明挖現澆法進行施工，中間地段應用頂進施工法進行施工。其中明挖段可以應用常規大開挖方式，在對基坑進行施工時需要根據實際的地質情況放坡。出口段提前設置好運土通道，保證箱體施工有序進行，避免工作坑后背土體受到破壞，應用頂進法施工時，需要采取有效的措施對鐵路線路進行預加固處理。

3.1 開挖工作坑

出口段一側需要設置一個長度和寬度分別為32.0、27.6 m的基坑作為地道橋修建的輔助構筑物，工作坑兩側放坡，應用鋼板樁對工作坑的后背端進行支護。基坑底部設置滑板，其主要作用不僅是橋體結構的底模，而且是頂進施工中排列頂柱頂鐵的場地。在滑板上涂抹適量的潤滑材料以降低滑道阻力。

3.2 頂板施工

1)支架搭設。搭設支架時應注意控制好桿件的長短，立桿的接縫盡量錯開，控制相鄰接頭的高度差>1.5 m。通常來說，大橫桿的長度必須>6 m，其主要作用是對立桿施加約束的力量。控制立桿的垂直度<1/200，同時注意控制好立桿的縱橫間距，支架搭設到一定程度后，需要檢查橫桿的水平度和立桿的垂直度。為了保證支架的搭設足夠穩固，逐個檢查立桿底座，避免出現空浮或者松動現象。立桿和橫桿交錯的位置應用直角扣件扣緊，仔細檢查，不能出現任何的遺漏問題。為了防止立桿出現偏心受荷問題，需要將大橫桿布置在立桿的內外側。

邊搭設支架邊檢查鋼管，避免將彎曲的鋼管應用到支架搭設中。需要錯開布置同一水平面內的大橫桿接頭，大橫桿的橫向間距>1.5m為最佳。立桿緊鄰小橫桿設置，為了提高穩固性需要應用直角扣件扣緊。斜桿最下面的連接點和地面之間的距離應<0.5 m，避免支架整體出現不穩定的問題。應用對接扣件的方式接長斜桿，如果應用搭接的方式需要控制搭接的長度>0.4 m，嚴格按要求設置斜撐桿，盡可能提高腳手架的承載力和剛度，禁止隨意拆除腳手架。

2)混凝土澆筑。隨著建筑事業的不斷發展，市場上的混凝土供應商數量越來越多，但是資質參差不齊，施工單位在選購混凝土時，應和信譽好、資質齊、規模大、管理科學的混泥土供應商建立合作關系，不能一味追求低價格。頂板混凝土澆筑必須連續澆筑，保證一次成型，澆筑頂板前需要標記振動棒到底板的距離，澆筑完成后再標記一次，控制振動棒進入下一層混凝土的深度為10 cm。在整個灌注施工的過程中，需要指定工作人員檢查模板，一旦發現支撐或者螺栓松動的情況及時擰緊，如果發現堵塞的現象應及時疏通，鋼筋一旦發生移位，立即將其調整到正確的位置。為了避免出現混凝土離析的現象，嚴禁用振動棒推移混凝土，縱向按照從兩端向中間的方法進行合龍澆筑，橫向和斜向的施工方法有所不同，前者按水平分層的方法施工，后者按分段的方法施工。完成混凝土拌制后運輸到橋位側，運輸到施工現場后嚴格檢查和控制混凝土的坍落度，測量所有到達施工現場的混泥土坍落度，混凝土質量檢測員每天對混凝土進行抽檢，確保所有的混凝土坍落度符合實際施工要求，并做好詳細的測試記錄。對于測試不合格的混凝土作退回處理，嚴禁使用。然后將混凝土泵送入模。澆筑混凝土時，控制上、下層的澆筑厚度<1.5 m，另外控制每層混凝土的澆筑厚度<30 cm。

混凝土入模盡量勻速進行。嚴格控制振搗施工過程，避免發生過振或者漏振情況，保證振搗密實度達到設計要求。尤其是小型構件及鋼筋分布密度較大的位置，需要采用合理的振搗設備和振搗方法。混凝土振搗施工時，如果混凝土面停止下沉、表面不再出現泛漿或者冒泡的現象，證明密實度已經達到相應的要求。施工時為了更好地控制頂板標高，需要設置標高控制板，保證頂面的各項參數符合相應的設計要求。采取有效的養護措施，比如應用覆蓋保濕類措施，避免混凝土表面脫水過快出現干縮裂縫。重視早期養護，尤其是混凝土齡期未超過7天時，必須保證混凝土處于濕潤的狀態，只有這樣，才能提高混凝土的耐久性和強度。

3.3 預制箱形橋體

在預制箱形橋體上，噴涂DPS混凝土永凝液作為防水層。預制橋體施工時需要處理好其他的臨時埋件，為后續施工打好基礎。

3.4 線路加固處理措施

1)線路加固要點。實際施工時必須嚴格控制相關參數，避免產生支架變形、模板變形等情況，另外采取有效的管控措施將線形誤差控制在合理范圍內。按照設計加固線路，然后借助扣板將鋼軌和軌枕連接起來。為了防止橋體頂進施工時線路出現較大的偏差，在頂進方向用工字鋼設置板樁地錨，將工字鋼頂在錨樁上。

2)保證路基穩定的措施。為了提高路基的穩定性，應該充分考慮基床土體的排水工作。常見的治理方法有：①對路基的一側或者兩側的側溝進行加深處理，并且做好反濾層；②在側溝的下面或者內側設置縱向滲溝。為了提高橋體頂進施工中路基的穩定性，避免塌方事故的發生，工作基坑邊坡頂和外側鐵路中線的距離應>3.0 m，邊坡坡比必須>1∶0.5；應用鋼板樁對工作坑側向邊坡與正向邊坡交匯處進行支撐。

3.5 橋體頂進

頂進法施工技術較為常見，應用該方法施工時不需要中斷交通，施工速度較快，另外施工過程安全可靠，被廣泛應用到地道橋項目施工建設中。但是雙孔箱形框架式地道橋結構尺寸大、結構復雜而特殊，在整體頂進施工時需要采取有效的措施加以控制。橋體的預制施工在工作坑內完成，應用設備將橋體頂進到設計位置，然后千斤頂加力，頂力會沿著頂鐵、橫梁向后背梁和后背進行傳遞。

4 結束語

1)頂板、底板、側墻以及中墻是構成雙孔箱形框架式地道橋的主要結構，和其他形式的地道橋結構相比，雙孔箱形框架式地道橋具有上、下部結構整體性較高、抗震性能高的特點，如果修建的地道橋項目需要穿越既有鐵路線路，可以應用頂進法進行施工，不會對鐵路的行車產生任何影響。另外對單孔地道橋結構來說，雙孔箱形框架式地道橋的頂板、底板、中墻以及側墻受力較為復雜，所以在設計的過程中需要仔細計算和分析，合理確定結構的尺寸及配筋。另外，與簡支梁施工技術相比，雙孔箱形框架式地道橋施工技術的應用更加復雜。

2)如果地下水位較高，地道橋很容易形成積水，可能會對交通造成一定程度的影響，所以必須采取有效的排水措施；雙孔箱形框架式地道橋結構中，頂、底板、側、中墻相互連接構成一個整體，一旦出現問題維修難度較大，因此，在規劃和設計時必須綜合考慮城市未來的發展。

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