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胶黄线某桥梁线路加固方案

2011-10-20　来源：筑龙网

1．工程概况

    本立交桥工程中心里程以青岛经济技术开发区35号区划公路中心线与铁路中心线交叉点为准，铁路里程为K31+886.9。框架桥为6-16-6m，框架桥预制设在上行线侧。

    线路情况：两股道线间距4.60m，为曲线地段，框架桥中心线与铁路既有线法线夹角为28ºXX′00″。

    2．总体施工方案

    本工程施工，行车密度大，且框架桥跨度大，本桥线路加固方案为：采用三组I50b工字钢纵梁拼接、H428×407型钢横抬梁改进型结合加固，挖孔桩和搭设枕木垛作为纵挑横抬梁的支点，同时对线路进行3-5-3式吊轨梁加固。

    2.1挖孔桩施工

    为防止顶进时框架桥扰动两侧路基土，造成路基土坍塌影响行车安全，在线路两侧距钢轨中心线4.0m处，沿线路方向分别设置两根Φ1.25m的挖孔桩，在框架桥和挖孔桩的顶部设3根H428×407纵梁延伸到框架桥两侧路基，纵梁末端打牢枕木垛，横抬梁放在纵梁上，从而保证顶进过程中对桥两侧路基土的扰动不影响行车安全。挖孔桩成孔采用边挖边防护的方式确保施工安全。挖孔桩施工前，在影响线路安全范围内，采用横抬梁加固线路并对线路进行吊轨（3-5-3式P50轨）加固。在靠近线路侧的建筑限界外设置防护网，防止人员及机具侵限，影响行车安全。具体施工方案如下：

    （1）线路加固：慢行申请行车速度按照45km/h。线路加固利用天窗点封锁线路施工。与工务段、电务段、铁通公司等设备管理单位签订施工安全配合协议，尤其要弄清光、电缆的位置，提前迁移到安全位置处。线路加固时，采用滑车拖动工字钢和H型钢，均在接触网的安全范围外施工，故不必申请接触网停电。

    （2）放线、定桩位及高程：依据测量控制网资料和桩位平面布置图，测定桩位方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好后，经监理复查合格后方可开挖。

    （3）架设垂直运输手摇绞车吊桶、活动盖板、水泵、通风机等：第一节桩孔成孔后，着手在桩孔口上架设垂直运输架，安装手摇绞车。 安装手摇绞车时，尽量使吊桶钢丝绳中心与桩孔中心重合，以便挖土时能直观控制桩位中心和支模中心，桩口上设围护栏，当桩孔深大于10m时，应向井下通风，加强空气对流，必要时输送氧气，防止有毒气体危害。桩孔上人员密切观察桩孔下人员情况，互相呼应，桩口安装水平推移的活动盖板。当桩孔内有人挖土时，应掩盖好安全盖板，防止杂物掉下伤人，吊运土时，再打开安全盖板。

    （4）开挖桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层开挖，先挖中间部分的土方，然后向周边扩挖，有效控制桩孔的截面尺寸，每节的开挖高度应根据土质而定，并不得大于1.0m。挖出的土要及时运出，不得在孔口2米内就地摊放，也不得摊放在路基上，影响线路安全。

    （5）支护壁模板、放附加钢筋：护壁模板采用钢模板或者木模板，拆上节支下节重复周转使用，模板之间用卡具、扣件连接，也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的，用槽钢或者角钢制作的钢圈作为内支撑，顶紧模板，防止模板因受张力而变形，不设水平支撑，以方便操作，第一节护壁应高出地面150~200mm，护壁厚度比下面护壁厚度增加100～150mm，便于挡土、挡水，桩位轴线和高程均应标定第一节护壁上口。

    （6）浇筑护壁砼：护壁模板支好后应立即浇注护壁砼，人工浇筑捣实，砼强度达到1.2MPa方可拆模，护壁砼应根据气候条件，一般情况下浇灌完毕须经24h后方可拆模。

    首节护壁，应将护壁顶面找平压光，并及时将控制核心线抄在护壁顶面，并将标高抄测于护壁内侧用红三角标识。每节以十字线对中，吊线锤作中心控制，用半径尺竿检查孔壁的垂直平整度，随之进行修整,用基准点测量孔深。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足要求。下节模板的上口要留出高度为100mm的砼浇筑口，砼用吊桶运送，人工浇筑，人工插捣密实。在护壁施工过程中，如发现上节护壁有下坠迹象时，应采取横向支撑措施。

    （7）降水措施:挖集水坑用潜水泵直接在挖桩孔内带泵作业，排除积水。考虑施工人员安全，每个泵都安装漏电保护器，如有异常自动跳闸。施工时地面排水要远离施工场地，防止水倒流入孔，已挖基孔四周应设阻水坝，防止雨水灌入基孔。

    （8）逐层往下循环作业：将桩孔挖至规定深度，检查土质情况，桩底应支承在满足要求的持力层上。成孔后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中心线、井壁垂直度等报监理验收，合格后做好施工记录。

    （9）吊放钢筋笼：钢筋笼按设计制作、运输、吊装，应防止扭转变形，根据规定加焊内固定筋，钢筋笼放入前，应绑好砂浆垫块，吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁，钢筋笼安放就位后，应立即固定。

    （10）浇筑桩身砼：清除孔底积水，用溜槽向孔底浇筑砼，当高度超过2m时，应用串筒，串筒末端离孔底高度不大于2m，浇筑砼时应连续进行，分层浇捣密实，每层浇捣厚度不得超过0.5m，为保证桩底混凝土密实，混凝土灌注高度达到800mm时，应由专人下井振捣，振捣时先振捣桩周，然后振捣桩中心，砼浇筑12h后进行养护。

    2.2线路准备

    a、慢行申请行车速度按照45km/h；

    b、线路加固利用天窗点封锁线路施工；

    c、与工务段、电务段、铁通公司等设备管理单位签订施工安全配合协议，尤其要弄清光、电缆的位置，提前迁移到安全位置处，为顶进挖土做好各项准备工作。施工要点，在天窗点内进行线路加固。线路加固时，采用滑车拖动工字钢和H型钢，均在接触网的安全范围外施工，故不必申请接触网停电。

    2.3横抬梁及吊轨的安装

    a、严格按照施工规范要求进行横抬梁作业，横梁采用高强螺栓将两根H428×407型钢锚在一起，长度L=22000mm，纵梁采用I50b工字钢，纵向联接板联接起来组成60m长纵梁。横梁间距为1.20米，纵梁两端支座必须在框架桥两侧9米以外，纵横梁支座搭枕木垛，枕木垛要置于原状土上，土质不好的情况下要砌筑浆砌片石作为枕木垛的基础。

    b、吊轨梁采用P50轨，组合方式采用3-5-3型，吊轨长度60m，沿顶进方向平均分布,两端必须伸出框架桥以外各9m。

    c、为了减少线路恒载自重，将砼轨枕全部抽换成2.8m木枕，并在轨底增设橡胶垫板,防止连接零件超出线路轨面和漏电，枕木与吊轨采用扣盘及U型螺栓联结，并用木梭头固定。U型螺栓采用φ22圆钢，加弹簧垫圈并配双帽，挖土时必须在横梁下打紧斜木。

    d、穿横梁时，应将横梁上部用绝缘材料裹住，防止联电。为了保证整个结构的整体性，增加横向刚度，防止出现横梁扭曲现象，线路两侧均采用I50B工字钢作为纵梁, 纵横梁采用钢扣板、U型螺栓和螺帽联结，钢扣板宽度为100mm，厚为20mm，U型螺栓采用φ22圆钢，加弹簧垫圈并配双帽。同时纵梁工字钢搭接长度不小于1.5 m，其两侧伸出横梁外不小于1.0 m，并用枕木垛支撑牢固，并不得侵入限界。

    e、施工时，工具、撬棍等导体不得同时接触两根钢轨，以防联电，应随时检查扣轨及横梁和基本轨之间不得掉落导电体，防止联电。

    f、枕木垛及吊轨梁的构件架设，各部尺寸均不得侵入限界。采用吊轨梁与横抬梁相结合的方法加固线路进行顶进。

    g、框架上每个横抬梁均采用小滑车支撑，保证顶进过程中打掉其它枕木垛时线路的高低不会发生变化。小滑车与框架桥之间垫1cm厚钢板，并涂油减少滑轮与钢板的摩擦力。线路加固示意图见附图。

    2.4 线路控制

    轨距控制：因抽换轨枕，在砼枕抽换完毕，木枕打道钉时要采用轨道尺控制轨距，必要时采用轨距杆联结，确保轨距符合要求。

    线路的横向控制：将钢轨固定在木枕上，木枕采用3-5-3吊轨连结为一个整体，并和纵、横抬梁连为一体。并在既有线外的横梁前端打入钢轨桩固定横梁，打入深度4m，按照5根/米布置。

    通过以上措施，纵梁、横梁、线路和钢轨桩形成一个整体结构，确保线路不发生横移。

    框架桥预制时前端预埋钢筋，顶进时将预埋钢筋与倒链焊接固定，当监控发现线路向顶进方向移动时，立即使用倒链纠正线路偏移。

    2.5顶进

    2.5.1施工工艺

    详见附图《顶进施工作业流程计划图》。

    2.5.2顶进施工方案

    2.5.2.1 顶力计算

    根据顶力计算经验公式：P=K×N=1.2×（1130.1+1145.5/2）×2.50=5108.5t

    设计最大顶力为5700t，取两者大值，故框架最大顶力为5700t。

    2.5.2.2 顶进设备

    1 顶镐配备

    N=Pmas/T*£

    式中：N-需用千斤顶台数，Pmas-计算最大顶力，T-千斤顶的额定顶力

    £-千斤顶的功率系数，按0.70计算

    代入公式：N=5700/（320×0.7）=26台

    确定采用320T千斤顶26台，2台备用，总计配置28台。

    2顶镐布置方式

    按顶进方向以箱体中心线适当向箱体后端钝角侧偏心布置，并在顶进中适当调整，以保证箱体顶进方向不变。

    1.5.2.3传力设备

    ①顶程40m。

    ②配备顶铁：顶铁用钢板和旧钢轨焊接制作，长度规格分为10/20/50、100/200/400cm，每种规格按顶镐数量配备，另备若干1/2/3cm厚的补空铁垫板，以填充顶铁间的空隙，减少空顶。

    ③顶铁稳定措施

    顶铁每隔3～6米加设一道横梁，横梁用钢板和H型钢焊接而成，将顶力均匀传给各个顶铁，可以有效防止单个顶铁受力偏心而鼓出来。顶铁的安设更换使用16T吊车，人工配合。

    采用浆砌片石填满后背梁与工作坑的后边坡间的空隙。

    2.5.2.4顶进设备安装及调试

    a、设备安装：安装前须对液压系统的各部件进行单体试验，确认合格后方可安装使用。设备安装完毕后，要对液压系统的高压油泵、油箱、管路、顶镐及各种配套辅助设备进行认真的检查调试，使其能够正常运转，同时对传力设备的顶镐横梁等也要认真检查，以保证正常顶进。

    b、试顶：在确保顶进准备无误后，即可试顶，起动时要有专人观察滑板、后背梁情况，如果出现后背梁与滑板连接处开裂现象，应立即停止并采取加固措施。

    2.5.2.5箱身挖土、顶进作业

    a、开挖顶进：

    现场防护员与驻站人员互相联系，利用列车通过间隙顶进和挖土。出土采用P220或P260挖掘机挖土，0.3m3小挖掘机辅以人工清基，自卸汽车外运，严禁超挖乱挖，每次开挖进尺0.30米。正面开挖坡度应控制在1：1之内，两侧视土质情况欠挖5cm，吃土顶进。设挡土刃角（详细见设计院设计图《QYS2003-69-Q1通》），防止路基塌方。列车通过前要打紧框架顶与横抬梁间的斜木，停止挖土，人员离开工作面2米以外，严禁继续掏挖土。

    如发现机械设备有故障，不能顶进时，应立即停止挖土，并做好防护措施。

    在后背一定距离设置观测站，设经纬仪和水准仪各一台，及时观测箱身的轴线和标高。

    挖土和顶进利用列车通过间隙进行，挖土必须与顶进紧密结合，每顶一镐，测量一次，并做好记录，随时根据箱身顶进的偏差情况改进挖土方法，调整千斤顶布置。为减少墙侧土压力及便于纠偏，将要调方向侧超挖5-10cm；顶进就位时允许轴线偏差≯20cm，标高上、下偏差为顶程的1%以内，但偏高≯15cm，偏低≯20cm。

    顶进期间执行昼夜三班倒，不间断快速施工，决不允许中间停顿。每挖一个顶程的土，紧跟着顶进箱身，不可间断，防止箱身阻力增大。如由于某种原因迫使顶进暂停时，亦要间续地顶动箱身，防止箱身阻力增大。

    b、纠偏及防止“扎头”、“抬头”措施：

    ①、框架预制时严格控制中线位置。

    ②、顶进前在框架顶板端头设置方向观测点，在框架边墙内侧两端设置高程观测点，顶进过程中每镐一测，随时掌握偏差情况，及时调整。

    ③、为防止中线偏差，应随时观测，挖土时严禁超挖，保证两侧吃土5cm左右顶进。如中线偏移，应在偏移方向对侧适当多挖土，使吃土程度不同，产生扭矩逐镐纠正，或适当修正顶镐施力位置，也可利用增减单侧顶镐数量进行纠正。

    ④、为防止框架“扎头”，挖土时适当浅挖，使框架桥压土前进，或在桥下铺垫预制混凝土块等硬物，纠正和减少扎头。顶进过程中，应尽量保持挖土均匀，如出现“抬头”，可适当深挖底板前端土，使框架底板前端不吃土顶进，纠正和减少“抬头”，但深挖量不可过大，以免框架突然“扎头”。

    顶进施工工艺见附图。

    3． 劳动力、机械设备和材料投入计划

    3.1劳动力投入计划及保证措施

    3.1.1劳动力投入计划

    本工程计划投入总劳动力3400工日，其中线路加固700工日、顶进作业及挖土1900工日，其他800工日，计划有效作业日78天，日均参工44人，劳动力密集，强度较大，要做好精心施工，合理安排。

    按照拟定的施工队，线路加固顶进队参工人数80人，顶进作业及挖土参工人数60人，其他零星用工20人。施工中视施工进度实况进行动态调整，确保工期按时完成。

    3.1.2劳动力保证措施

    本工程计划劳动力总量较大，工期较短，，耗用劳动力与高峰期亦不同，要配备足够的劳动力，尤其是专业技工要保证， 普通劳动力缺口可以雇佣当地劳动力解决。

    3.2主要施工机械及技术装备投入计划及保证措施

    3.2.1主要施工机械及技术装备投入计划

    根据施组进度计划安排，施工方法及高峰期日均作业量，合理匹配相应的施工机械，进场时视机械情况考虑20%的富余量，确保正常作业台数，施工过程中视进度实况进行动态调整。详见下表《拟投入本工程的主要机械设备表》