重载铁路框架桥线路加固检算与施工要点

来源 :交通科技与管理 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pdswzjhxr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:曲港高速框构桥下穿施工是朔黄铁路成立以来,首次穿越站场5股道,合计下穿线路66 m,历时最长,影响范围最广;首次采用中继间顶进方法顶进,5股道每股高程都不相同,顶进高程不易控制,线路几何尺寸难以保持。从施工伊始至今,顶进处所杜绝了晃车和Ⅱ级偏差,为百日运输会战交上了一份满意的答卷。本文通过对此工程的线路加固体系、施工要点的分析,为重载线路框架桥顶进施工提供了参考。
  关键词:重载铁路;加固体系;首次
  1 工程概况
   曲港高速下穿朔黄铁路安国互通连接线框架桥位于安国站内,穿越铁路里程为K359+247,孔跨为2-13 m。框架桥中心线与铁路中心线交角为90°,穿越安国站内Ⅰ、Ⅱ、3、4、6道。朔黄铁路轨底至顶板最小距离为0.8 m,结构总高为8.9 m,结构净高为7.0 m,结构总宽为28.7 m,结构全长为71.42 m,结构总重8 701.6 t,顶进行程66.17 m。
   由于框构桥轴向太长,本次框构桥共分为四节,长度分别为7.0 m、46.3 m、8.0 m、10.0 m,既有铁路路基下为顶进段,顶进段分两节,采用中继间顶进,顶进方向:从南到北,前节长24.3 m,后节长22 m。其他段为现浇。
  2 施工难点
   (1)曲港高速框构桥下穿施工是朔黄铁路成立以来,首次穿越站场5股道,合计下穿线路66 m,历时最长,影响范围最广;首次采用中继间顶进方法顶进,5股道每股高程都不相同,顶进高程不易控制,线路几何尺寸难以保持,限速55 km/h,车速较高。
   (2)朔黄线是万吨货载重车线,百日生产运营会战期间,运输压力大,列车密度大,列车编组长,两万吨列车较多,轴重较大,工况复杂,在同类施工中较为罕见。
   (3)本框构桥顶程前节为64.2 m,后节为66.17 m,由于顶程较长,故采用中继间顶进,顶进过程中水平、方向及扎(抬)头不易控制。
   (4)该施工地段土质不良,多为粉砂土,极易出现塌方,而且在附近之前的下穿施工中曾经出现过塌方现象。
   (5)Ⅰ、Ⅱ道穿工字钢横梁必须在天窗点内进行施工,制约着整个工期。只有降低点内施工难度,尽快完成线路加固,才能缩短工期,降低对运输的影响。
  3 加固体系
   本框架桥采用3-5-3扣吊轨梁和横抬纵挑法布置的工字钢、路基防护桩、支撑桩、抗横移桩及顶梁组成线路加固系统(满足列车慢行55 km/h的要求)。
  3.1 扣轨加固
   桥位处朔黄线上行线为75 kg/m轨,下行线为60 kg/m
  轨,股道3、4、6道为50 kg/m轨,钢筋混凝土枕。框架桥沿线路长28.7 m,加固范围为框架桥边墙两侧各不少于30 m,加固全长89 m。扣轨梁采用60 kg/m、50 kg/m、43 kg/m钢轨,组装方式为3-5-3扣。以正线Ⅱ道(重车线)为基本股,进行方枕、穿入木枕作业,抽换混凝土枕为3.5 m木枕,利用道钉和扣板与钢轨进行连接。需要穿木枕和工字钢横梁的位置提前进行标示,预留部分混凝土枕保证轨距和水平。扣轨长度合计4 895 m,并进行配轨,接头错开1 m,两端与纵梁平齐,并加设临时梭头。扣轨与下面的枕木用U型螺栓和扣板连在一起增强整体性。
  3.2 横梁加固
   线路加固横梁采用I50c工字钢,横梁平均间距0.9 m,顶进时悬空长度不大于2.5 m。横梁合计99根,其中长度54 m 32根,长度48 m 8根,长度36 m 59根。横梁需要用连接板接长,接头错开布置,并且接头位置全部位于线间。横梁与抗横移桩固定牢固。横梁下部垫枕木头、木楔和小滑车与桥面接触,垫木板、橡胶垫与钢轨进行绝缘。
  3.3 纵梁加固
   横梁铺设完毕后,进行纵梁的铺设。线路加固纵梁采用HN900*30*16*28型钢及56c工字钢,双根一束布置,位于线路两侧,置于横梁上,用U型螺栓与横梁连接,形成整体结构。到发线6及到发线3外侧纵梁采用HN900*30*16*28型钢。为了提高加固体系强度,在支撑桩与抗横移桩间及顶进侧纵梁外侧分别多设一道56c工字钢纵梁,双根一束布置,布置长度89 m。其它线间工字钢纵梁均采用56c工字钢。纵梁共计9道,均置于横梁上。
  3.4 加固体系检算
  3.4.1 横梁验算
   横梁作为承托线路的主要受力结构,其强度和刚度及现場施工条件必须满足要求。横梁简化为简支梁进行检算。
   (1)荷载取值:
   荷载取最不利荷载位置即朔黄线上行重车线的最大轴重=300 kN作为计算荷载(横梁计算简图见图3-1)。
   限速不超过55 km/h时,列车冲击系数取1.20,考虑横梁的不均匀工作系数1.3,取综合系数=1.3*1.2=1.56,此时的设计荷载取1.56。
   (2)横梁的强度检算:
   横梁选用I45b工字钢,质量73.8 kg/m,截面特性为:、、。
   自重所产生的荷载为0.738 kN/m,相对轴重荷载较小,计算中不考虑自重荷载。考虑到工字钢需要焊接加长,以焊缝处工字钢的强度作为强度计算标准。两集中荷载中间距离取1.44 m。
   弯矩最大出现在两集中力作用点中间的位置:
   经计算得x<1.3 m,则跨空长度在不大于1.3*2+1.44=4.04 m。按0.9 m间距布置I45b工字钢,在施工中,保证挖土顶进过程中跨空长度不大于4 m能够保证加固体系的稳定性。
   (3)横梁的刚度检算:
   横梁的挠度符合要求。
  3.4.2 纵梁检算    纵梁在横梁上,横梁间距0.9 m,纵梁按跨度4.5 m的简支梁计算,并看成三根一束的I45b工字钢。纵梁在U型卡处通过横梁作用受到集中荷载(纵梁计算简图见图3-2)。
   (1)荷载取值:
   列车荷载最大为,自重荷载设计值为18.1 kN,则单个集中荷载为。
   纵梁两侧各按三根一束布置,则每根工字钢承受单个集中荷载的1/3。支座反力135.1 kN,最大弯矩182.385 kN·m。单根工字钢承受的支座反力,60.795 kN·m。
   (2)纵梁强度检算:
   截面特性为:、、、。
  <=170 N/mm2
   纵梁的强度符合设计要求。
   (3)纵梁刚度检算:
   经计算=5.03 mm,符合设计要求。
   (4)纵梁剪应力检算:
   经计算8.75 N/mm2<=120 N/mm2,符合设计要求。
  4 施工要点
  4.1 施工准备
   线路加固前,防护桩、冠梁、支撑桩及抗横移桩已经全部施工完成。框架桥主体强度已经达到100%。在顶进段框构桥两侧30 m范围内,在施工段既有线路轨腰处,每隔5 m设置1个观测点,每条线路(内、外轨)各有18点,并测量原始标高,在线路加固、期间利用水准仪进行线路沉降观测。加固前对框架桥两侧线路进行应力放散。
  4.2 施工部署
  4.2.1 管理机构
   工队成立施工管控小组。工队长任现场总指挥,负责全面组织、盯控、协调工作;副队长负责施工安全及设备质量工作;技术主管、检查监控组负责技术管理、方案审查等工作;业务骨干负责驻站、线路维修保养,确保设备安全平稳运行工作。
   慢行期间执行趟检要求,百日生产运营会战期间,运输压力大,所以要充分利用慢行期间列车间隔,每趟车后检查高低、方向、轨距、水平,每小时对加固体系、各部支垫、螺栓进行全覆盖记名检查一次。发现线路变化,利用列车间隔及时对线路采取养护措施,保证行车安全。必要时果断停止施工,加固线路。
  4.3 线路加固
  4.3.1 搭设施工平台
   由于朔黄铁路路基高于地面约3 m~4 m,为方便进行线路加固施工,在线路加固范围内,桥体两侧摊铺土作为平台。工字钢提前按顺序编号,放到桥面及平台上以备用。
  4.3.2 调整混凝土枕间距,穿入木枕
   以朔黄Ⅱ道线(重车线)股道作为基准,分别调整混凝土枕间距,穿木枕,使混凝土轨枕与混凝土轨枕间距为0.6 m,将枕木穿入既有混凝土轨枕之间,隔三根混凝土轨枕穿入一根枕木,使木枕与木枕间距为1.8 m,穿3.5 m木枕,采取隔六穿一。
  4.3.3 安装扣轨
   纵向采用3-5-3扣轨,即钢轨外侧为3扣轨,道心为5扣轨,到发线3、到发线4、到发线6采用P43钢轨,正线Ⅱ道线采用P60钢轨(重车线),正线Ⅰ道线采用P50钢轨(空车线),扣轨与木枕连接时,钢轨接头处需错开1.0 m以上,每束扣轨设置完毕后及时用“U”型卡与木枕连接牢固,“U”型卡高度需经计算,不得超出既有轨面,并采用双螺母连接;每束扣轨两端及时设置木梭头,以防止钢轨翘头伤人碰车。
  4.3.4 穿横梁
   横梁采用I56c工字钢,桥体范围内工字钢长度54 m,桥体两侧工字钢长度为48 m、36 m两种,铺设间距分别为:1.2 m和0.6 m,接头错开1.5 m以上,两道横梁间隔一根木枕。横梁在绝缘垫和木垫板下直接横抬基本轨和扣轨,桥体范围内横梁前端支撑在抗横移桩冠梁上,在路基开挖前,后端横梁支撑在主体顶板上,共计40道。桥体范围外横梁支撑于路基两侧防护桩冠梁上,共计59道。横梁同时3扣轨、5扣轨连接,以保证线路与加固体系连成整体。
   穿横梁时以到发线4轨底为标准,其余股道与横梁采用垫木板、绝缘胶垫的形式整平,横梁穿入时采取由南向北人工配合机械作业,横梁的穿入垂直于铁路,先中间后两侧,按照“隔六穿一”原则穿入,每根横梁两端用枕木垛支撑,防护桩范围内横梁支撑于冠梁上。
   横梁穿入时天窗点内施工,穿入时具体工序为:
   开槽:穿入横梁前需在要穿入横梁的位置开槽,到发线开槽在慢行期间通过封锁线路来施工,正线Ⅰ、Ⅱ开槽施工纳入天窗点内来完成。
   穿横梁:在已开槽处要及时穿入横梁,在天窗点内穿横梁过程中要每股道安排2人专门垫橡胶绝緣垫,以防穿入时钢轨连电。横梁穿入过程中,横梁连接通过路基两侧平台利用人工配合机械吊装组合,穿入的工字钢保持水平,以防止穿入过程中工字钢横梁崛起线路。
  4.3.5 上工字钢纵梁
   横梁铺设完毕后,进行纵梁的铺设。线路加固纵梁采用HN900*30*16*28型钢及56c工字钢,双根一束布置,位于线路两侧,置于横梁上,用U型螺栓与横梁连接,形成整体结构。到发线6及到发线3外侧纵梁采用HN900*30*16*28型钢。为了提高加固体系强度,在支撑桩与抗横移桩间及顶进侧纵梁外侧分别多设一道56c工字钢纵梁,双根一束布置,布置长度89 m。其它线间工字钢纵梁均采用56c工字钢。纵梁共计9道,均置于横梁上。
  4.3.6 线路防横移措施
   (1)为保证顶进时横梁前段有可靠的支撑,防止线路横移,在朔黄铁路到发线6道外15.93 m处设置抗移桩,桩直径φ1 250 mm、间距4.0 m、桩长18 m。抗移桩桩顶设L型连梁,横梁抵在L型连梁上起到防止线路横移的作用。
   (2)浇注顶板砼时在前后节桥体尾部设置1排间距为3.0 m的钢筋拉锚,当桥体顶进穿越线路时用倒链锁定工字钢纵梁,另外一端固定在牵拉地锚上,随桥体顶进调整倒链长度,控制线路中线,防止线路发生横移。   4.4 顶进作业
   既有线路标高控制:顶进前,对既有线路标高进行测量、复核,线路加固时对局部进行加垫调整,保证既有线路状况不变。
   中心线及水平控制点设置:在前、后节框构顶面中心线偏移2 m框构的前后端各设置两个方向观测点,在前、后节框构的四个角位各设置一个水平观测点;每顶进一镐及时对各观测点进行测量,明确框构走行趋势,制定相应纠正措施,同時绘制框构方向和水平变化关系图。
   框架桥顶进重量8 701.6 t,最大顶力11 911 t。顶进施工采用BJ500t千斤顶,其有效顶力为350 t,需布置顶镐40台,前后各20台,前后节从中间对称布置,两边各10台,另配备2台备用,共计需要准备顶镐44台。采用全圆铸钢顶铁,安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,安装必须顺直。每次退镐加放顶铁时,应安放最大的顶铁,保持顶铁数目最小。最大顶力为14 000 t。
   框架桥顶进行程66.17 m,其中空顶距离16.5 m。在线路加固完成前进行空顶并靠近路基边,线路加固完成后开挖土方,进行后续顶进作业。慢行点内顶进作业14天,顶进距离50.5 m。平均3.6 m/天。
   为保证线路行车安全,采取少出土勤顶进方式,根据出土两侧土质情况,每次出土1.2 m~1.8 m。
   桥体顶进到位共计14天。
  4.5 恢复线路
   线路加固拆除前,在主轨、纵梁对应的横梁底,用枕木头、木板和楔子替换小滑车。
  4.5.1 拆除纵梁
   待框构桥顶进就位后,将纵、横梁连接的U型卡和扣板松动拆除后,由人工在天窗点内统一把工字钢纵梁抬出线路外侧,堆放到指定位置。
  4.5.2 抽出横梁及补充道砟
   补充石碴达到横梁1/2时,开始从线路北侧利用挖掘机配合人工,用套绝缘管的钢丝绳抽出横梁,随抽随解除其与纵梁和扣轨的连接。然后抽换Ⅲ型桥枕,并将道碴补充饱满,石碴捣固密实。
  4.5.3 拆除扣轨
   横梁抽完后,由人工在天窗点内统一将扣轨与枕木连接的U型卡解除,把扣轨抬至运料平台上,扣轨平行跨越线路,严防连电。
  4.5.4 更换新Ⅲ型混凝土枕、安装护轮轨
   按“隔六换一”的方式进行抽换,抽换过程随时检查线路各项几何尺寸,并将道碴捣固密实。在确保线路各项几何尺寸满足要求后安装护轮轨。
  5 结语
   朔黄线为一级重载铁路,正线列车密度大,编组长,又逢百日生产运营会战期间,运输压力大,两万吨列车较多,轴重较大。顶进行程较长,跨越站内五股道,工况复杂,在同类施工中较为罕见。通过施工证明,此种加固方法能够保证线路平顺及列车正常运行。
  参考文献:
  [1]唐恽琦,唐伟程.框构桥箱涵顶进中的调向问题[J].建筑与预算,2019(4):65-70.
  [2]唐恽琦,唐正格,唐伟程.框构桥箱涵顶进施工中减小阻力的粗议[J].建筑与预算,2019(3):50-54.
  [3]刘辉.在重载铁路下顶进框构涵的施工技术[J].铁道建筑,2017(7):11-12.
其他文献
摘 要:路基是公路工程建设非常重要的部分。路基施工加宽施工技术直接关系公路工程使用寿命。路基作为公路工程施工的基础,主要起到承受行车荷载的作用。为了提高我国公路工程施工质量,就需要加强对路基加宽施工技术的分析,以规范化的施工技术提高路基加宽工程施工质量。  关键词:公路工程;路基加宽;施工技术;施工质量   伴随我国社会经济不断发展,人们对交通运输的需求也不断增加。这对我国公路工程建筑行业来说是
期刊
摘 要:道路桥梁是支持现代化城市迅速发展的重要工程项目,几乎与我们每个人的生活都息息相关。为了能够为广大人民群众打造出更加安全畅通的交通体系,则必须要认真分析道路桥梁工程中所现有的质量问题。为此,本篇文章有针对性地列举了几点路桥工程中路基路面的常见施工质量问题,并在此基础之上给出了几点质量控制建议,供参考。  关键词:道路桥梁;路基路面;施工质量  1 加强路桥工程路基路面施工质量控制的现实意义 
期刊
摘 要:随着社会的发展和人民群众生活水平的提高,群众出行的主要交通工具也变为了机动车,这种变化使人们对出行的交通安全性与快捷性需求越来越高,相当一部分桥梁特别是早期修建的桥梁都存在不同程度的病害或已无法正常使用。因此,在实践中,有必要积极改善施工技术方案,提高建材质量,有必要选择成熟,负责任的施工人员来解决常见病,及时改善道路条件,发挥作用。  关键词:道路桥梁工程;常见病害;防治措施  0 引言
期刊
摘 要:公路桥梁建设水平和人民生活质量及经济社会发展状况息息相关,扩建公路桥梁项目能够促进交通运输行业的发展,加快经济建设步伐。但目前在高速公路桥梁拼宽设计中还存在着一些问题,需要采取措施进一步完善改正。本文主要就高速公路桥梁拼宽设计及施工关键技术进行了详细研究探讨。  关键词:高速公路桥梁拼宽设计;施工关键技术;拼宽方式  1 高速公路桥梁拼宽设计中主要存在的问题  1.1 对旧桥梁的损坏程度较
期刊
摘 要:加强高速公路养护阶段的施工安全管理,可以减少施工事故的发生,提高养护和施工效果。基于此,本文从公路养护施工中的安全问题入手,提出了相关的施工安全管理策略,对养护施工具有重要的现实指导意义。  关键词:高速公路;养护施工;安全管理  1 养护施工安全管理中存在的不足  1.1 对安全生产的重视不够   随着养护行业的改革,一些省份对高速公路的日常养护采取了市场化的方式。维修施工单位过于注重
期刊
摘 要:近年来,我国的高速公路建设迅速发展,高速公路如雨后春笋般出现,极大的推动了我国的交通枢纽建设。高速公路路基土方填筑与压实技术,随着公路建设发展的加快,我国的道路建设工程量会逐渐增多,施工环境会更加复杂,要求也会愈发严格,不可预料因素会随之激增,这一切都要求广大施工企业要立足于路基土方填筑与压实技术的精益求精,打好公路建设基础,不断增强能力,做精品工程。  关键词:高速公路;路基土方;填筑;
期刊
摘 要:伴随着我国社会以及经济的发展,各领域的发展水平都得到了提升。特别是在公路交通的基础设施建设过程中,多种技术的应用有效地提升了我国交通路网系统的建设速度。同时,对于城市的发展而言,公路工程承担着社会交通职能的重要作用,因此就需要有效地提升质量。在本文的研究过程中,针对公路工程试验检测常见的一些问题进行阐述,并提出相应的解决措施。  关键词:工程试验检测;公路工程;质量管理  1 公路工程试验
期刊
摘 要:本文针对土建施工现场中的安全管理进行相应的探讨,分析其重要性并基于现存的施工现场管理问题来提出相应的安全管理措施,为土建工程安全施工提供保障。  关键词:安全管理;土建施工;施工现场   安全管理在土建施工中可以保障施工人员的安全,同时,还能够保障施工周期、质量、效率等。由此可知,安全管理在土建施工现场管理中有着重要的作用。  1 安全管理在土建施工现场管理中的重要性分析   安全管理
期刊
摘 要:俗话说,世界桥梁看中国,足以见得我国在桥梁建造方面的成就。随着我国经济实力的不断提升,桥梁建设已经成为我国基础设施建设的一个重点,各式各样的桥梁设计相继出现,以满足不同地区的需求。与此同时,人们对于出行的安全性能要求越来越高,为更好地保障这一需求,设计师们对大跨径桥梁钢桥面铺装的施工以及技术有一定的研究,保证质量。钢桥面铺装一直以来都是桥梁建设的重难点,我国通常采用的是扁平钢箱梁,但这种桥
期刊
摘 要:本文首先简要介绍了道路桥梁检测技术,总结了无损检测技术在道路桥梁检测中的主要优势,在此基础上探讨了道路桥梁检测中无损检测技术的应用方法,旨在提升无损检测技术在道路桥梁检测中的应用效果。  关键词:无损检测技术;道路桥梁工程;应用  0 前言   加强检测正在使用的道路和桥梁是了解道路和桥梁运行状态的有效方式,也是获取道路和桥梁养护所需参考数据的有效途径[1]。合理运用无损检测技术可以最大
期刊