框架桥顶进施工中主体结构状态控制措施

犬１刀　框架桥顶进施工中主体结构状态控制措施　张云琪　（中铁十九局集团有限公司设备运输部，辽宁辽阳ｌＯｌ１００）　摘要：介绍了辽阳市新华街下穿既有沈大铁路立交框架桥顶进施工中，对主体结构的启动、就位、方向和高　程等四种状态控制的目的和方法。利用这些方法，对主体结构顶进状态进行了控制，防止了抬头、扎头现象及　方向出现偏差，高质量地完成了框架桥的施工任务，各项偏差指标均满足验收规范的要求。　关键词：框架桥；顶进施工；状态控制；抬头；扎头；高程检测；方向偏差　ＤＯＩ：１０．１３２１９／ｊ．　ｇｙａｔ．２０１４．Ｏ１．０１６　中图分类号：Ｕ４４５．４６２文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２—３９５３（２０１４）０１—００６１—０３　下穿式框架桥在顶进过程中，框架桥主体结构　会因种种因素的影响，出现高低偏差、方向偏差、位　１　工程概况　尚未修建的辽溪铁路自辽阳站北端引出后，上、　置偏差。这些偏差可能使框架桥箱体的实际受力状　况与设计的受力状况发生变化，影响框架桥箱体的　使用功能。因此，必须在施工过程中采取有效措施　下行两线沿既有的沈大铁路两侧向北偏东方向行　进，在辽阳市区与新华街相交，拟增建下穿铁路的新　华街立交框架桥。新华街中心线与既有的沈大下行　线交叉点在Ｋ３３３＋９１８．３处，交角５Ｏ．２。。新华街　立交框架桥剖面如图１所示。　对框架桥主体结构状态进行控制，避免发生大的偏　差，确保工程质量良好。　顶进方向　顶进　图１新华街立交框架桥剖面图【单位：ｃｍ）　２　框架桥顶进工艺流程　框构主体为（９＋１６　＋９）１２１三孔框构。顺线路　方向轴长４９．２　ｍ，顺道路方向轴长４２．１　ｍ。框构　结构尺寸为：顶板厚１．１　ｍ，底板厚１．２　ｍ，边墙厚　１．Ｏ　ｍ，中墙厚０．９　ｍ，全高９．２　１Ｔｌ。顶进前端设３．５　ｍ悬臂板及刃角，顶进后端设悬臂板及平衡墙；刃　角于顶进就位后补齐。　工作坑设在既有沈大上、下行线的东侧，由东向西顶　进。采用单侧顶进法施工，采用２４台１　２Ｏ０　ｔ顶镐　进行顶进作业。　框架桥坐落在细砂砾土层上，桥址处地下水位　较高。顶进框架桥，施工前按照设计要求采用挖孔　桩、旋喷桩、纵横穿Ｉ５５工字钢对既有线进行防护和　线路加固，线路加固期间列车限速４５　ｋｍ／ｈ，确保施　工和运营安全。框架桥顶进施工工艺流程见图２。　框架桥顶进的常规措施本文不再述及，主要介绍框　框架桥按整体预制、顶进就位的方法组织施工。　构立体结构状态控制的方法。　收稿日期：２０１３—１０—１２　作者简介：张云琪（１９７４一），男，工程师，主要从事设备管理工作　国防交通工程与技术　匝２０ｌ４第１期　・实倒分析・　框架桥顶进施工中主体结构状态控制措施　张云琪　取行之有效的措施，对顶进扎头或抬头现象进行预　防和控制。　３．２　框架桥顶进过程中主体结构状态控制的方法　３．２．１　方向偏差的纠正　ｆ　ｆ　Ｉ　ｆ　修筑后背Ｉ　ｌ浇筑后背梁、滑板ＩＩ设置排水系统　Ｉ预制框架主体Ｉ　ｌ线路加固　Ｉ　（１）在浇筑框架桥箱体时要确保箱体中心线与　滑板中心线（箱体的设计中心线）一致。　（２）为控制箱体启动后空顶阶段的方向，可以在　滑板两侧距箱体５～１０　ｃｍ处设置钢筋混凝土导向　Ｉ安装顶进设备ｌ　Ｉ　Ｉ通讯联络Ｈ设备调试、试顶Ｈ　安全检查　Ｉ　墩，用来对箱体导向和纠偏。　ｌ测量中线水平Ｈ　顶进　Ｈ　挖运土　（３）箱体人土后，挖土要均匀，坡面要平顺，要派　Ｉ　Ｉ增加顶铁ｌ　专人指挥挖土工作。　Ｉ　（４）顶进过程中加强对箱体方向的监测，及时用　————．１　再次顶进　ｌ—一　侧面超欠挖的方法进行方向调整。　ｆ　Ｉ　ｆ　Ｉ记录数据Ｉ　ｌ框架桥就位ｌ　Ｉ测量水平中线　（５）用调整后背顶柱的方法调整箱体方向。在　Ｉ　加换顶柱时，可根据方向偏差的大小，将一侧顶柱　Ｉ整修、恢复线路ｆ　楔紧，另一侧在顶柱间隙中加钢板垫片。如箱体右　图２框架桥顶进施工工艺流程图　偏，可将左侧顶柱楔紧，右侧顶柱间隙中加钢板垫　３　框架桥顶进施工中主体结构状态控制　片，开泵后，则右侧的顶柱先受力顶进，左侧的顶柱　后受力，箱体会向左侧偏移。　３．１　框架桥在顶进过程中需要进行的状态控制［１　（６）可用调整刃脚左右两侧挖土的多少来调整　３．１．１　启动控制　方向。如箱体前端向右偏，可在左侧刃脚前超挖２Ｏ　框架桥箱体启动控制是顶进施工过程中的重要　～３Ｏ　ｃｍ，右侧保持刃脚吃土２Ｏ～３０　ｃｍ，用改变刃　环节，是对顶进设备的顶力、最大顶力系数、顶进设　脚两侧阻力的方法来纠偏。　备配合情况、滑板和后背的工作情况等进行全面的　３．２．２　高程偏差的纠正　检验和考验，发现问题立即查明原因，采取相应措施　高程偏差产生的原因：　纠正或改进。顶桥启动顺利，可以防止顶力不足、启　（１）地质条件引起的。在地基土土质发生变化　动困难、后背破坏、箱体产生过大偏移等对后续施工　时，箱体就会因前后沉降不同而产生抬头或扎头现　不利的种种弊病。　象，尤其是当地基土为砂性土时。　３．１．２　就位控制　（２）线路荷载引起的。随着顶进的进程，线路和　若箱体顶进到设计位置时发生偏移，箱体就不　列车荷载逐步上桥，刚开始时列车荷载加载在箱体　可能按设计的状态受力，而这种偏移是无法纠正的。　的前端，然后逐步后移至箱体的中部，虽然顶进时箱　所以，顶进结束时必须保证箱体的位置正确。　体并不承受列车荷载，但巨大的列车荷载有可能使　３．１．３　方向控制　箱体的前端发生沉降，引起箱体扎头。　当地道桥在滑板上顶进时，由于滑板的摩擦系　（３）滑道引起的。箱体在刚顶出滑板时，由于箱　数较小，顶力与摩擦力之间容易产生偏心，形成力　体前端设置了船头坡，一般会出现抬头现象；当箱体　矩，引起方向偏差；进入路基土体后，阻力变化与路　的２／３滑出了滑板，箱体重心落在了地基土上，箱体　基土体侧压力变化同样会引起偏转力矩，导致箱体　会因前软后硬而出现扎头现象。　顶进方向偏差，所以方向的监测与纠偏十分重要。　（４）新旧路基不同土质引起的。有些双线铁路　３．１．４　高程控制　两股道的路基是先后填筑的，路基的填土土质不同，　桥体顶进中的高程控制是顶进控制的难点和重　因此在双线铁路路基下顶进箱体时，在新旧两股道　点。桥体顶进过程中很容易出现抬头和扎头的现　路基结合处可能发生抬头或扎头现象。　象，一旦出现，纠偏困难，所以必须在施工过程中采　（５）挖土施工引起的。用机械挖土时，箱体容易　国防交通工程与技术　囵　２ｏｌ４第１期　・实例分析・　框架桥顶进施工中主体结构状态控制措施　张云琪　因清底不到位而使刃角吃土太多，或因挖的太深而　（４）基底前方换填，以增加基底承载力。如基底　使刃角吃土太少，从而引起箱体的抬头或扎头现象。　土质松软，可在刃脚下换铺３０　Ｃ１ＴＩ厚的卵石、碎石或　因此，在机械挖土后，要安排人工进行清底或回填。　混凝土碎块，或换填一层快硬混凝土，或用打入砂桩　（６）地基土被浸泡引起的。在雨季施工时，或因　等方法加固地基，借以纠正扎头。　其它原因基坑进了水，地基土被浸泡而软化，极易发　（５）用增加箱体后端平衡重的办法，改变箱体前　生扎头现象。　端土壤受力状态，达到纠正扎头的目的。　控制抬头措施［２＿３］：　（６）滑板施工时预留０．３　的仰坡。　（１）检查底板的刃脚是否向上翘起过大，侧刃脚　４　结束语　是否向里翘的过大。可以适当调整刃脚的角度，纠　正箱体的抬头现象。　新华街立交框架桥施工过程中，按照上述的主　（２）两侧挖土不够宽容易造成箱体抬头，可以在　体结构状态控制方法，对箱体的顶进状态连续不问　两侧多挖些土。　断地进行监测和控制，使箱体的偏差一直处在可控　（３）箱体抬头量不大时，可把开挖面挖到与箱体　的范围之中。箱体顶进结束后，经实测，箱体顶面的　底面一样平。如抬头量较大，则在底刃脚前超挖２Ｏ　线路实际就位线与沈大下行线的中心线相比，前端　ｃｍ，宽度与箱体相同，在顶进中逐步调整，在未达到设　左偏１３　１３２１２１，后端左偏２２　ｍｉｔｔ，均小于５０　ｍｍ；箱体　计高程时，便应酌情停止超挖，以免造成箱体扎头。　顶面沈大下行线中心线处的高程偏差前端高出８　（４）用增加箱体前端重量的办法，达到纠正抬头　ｍｌＴｌ，后端高出１ｌ　ｍｍ，均小于３０　ｍｌＴｌ，箱体的就位　的目的，但应注意逐步卸载，否则箱体有可能会出现　偏差、方向偏差、高程偏差均满足验收规范的要求，　扎头现象。　取得了良好的社会效益和经济效益。实践证明，本　控制扎头措施：　桥所用的控制方法是成功的。　（１）适当增加抬头力矩，使侧刃脚稍微吃土，底　参考文献　［１］中铁三局集团有限公司．ＴＢ１０２０３－－２００２铁路桥涵施工　刃脚前留一定的吃土量，逐步顶进调整。　规范Ｉｓ］．北京：中国铁道出版社，２００２　（２）在基底适当欠挖，强制顶进，挖土时，开挖面　Ｅ２］付若亚．框架桥下穿铁路顶进法施工技术［Ｊ］．经营管理　基底保持在箱体底板顶面以上ｉ０　ｃｎｌ。　者，２０１３（９）：３８３—３８４　（３）调整刃脚角度，边刃脚应增加向里翘的角　［３］艾长江．框架桥下穿铁路顶进法施工技术［Ｊ］．国防交通　度，底刃脚应增加向上翘的角度。　工程与技术，２０１３（Ｓ１）：１０７—１０８，９０　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｓｔａｔｅ－Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍａｉｎ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｆｒａｍｅ－Ｔｙｐｅ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｄｕｒｉｎｇ　Ｉｔｓ　Ｊａｃｋ－ｉｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｚｈａｎｇ　Ｙｕｎｑｉ　（Ｔｈｅ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　１９ｔｈ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｇｒｏｕｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｚｈｏｎｇｔｉｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｌｉａｏｙａｎｇ　１０１１００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ａｉｍｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｏｕｒ－ｓｔａｔｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｒｔｉｎｇ，ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｖａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｊａｃｋ－ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒａｍｅ—ｔｙｐｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｕｎｄｅｒｒｕｎｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　Ｓｈｅｎ－Ｄａ　Ｒａｉｌｗａｙ　ａｔ　Ｘｉｎｈｕａ　Ｓｔｒｅｅｔ　ｏｆ　Ｌｉａｏｙａｎｇ　Ｃｉｔｙ．Ｍａｋｉｎｇ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ　ｊａｃｋｉｎｇ－ｉｎ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒａｍｅ－ｔｙｐｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｉｓ　ｐｒｏｐｅｒｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，ｗｉｔｈ　ｅｉｔｈｅｒ　ｔｈｅ　ｕｐｈｉｌｌ　ｏｒ　ｄｏｗｎｈｉｌｌ　ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｄｅ—　ｖｉａｔｉｏｎ　ａｖｏｉｄｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔａｓｋ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒａｍｅ－ｔｙｐｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｅｒｆｅｃｔｌｙ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ａｌｌ　ｔｈｅ　ｅｒｒｏｒｓ　ａｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｒａｍｅ－ｔｙｐｅ　ｂｒｉｄｇｅ；ｊａｃｋ—ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｔａｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｕｐｈｉｌｌ；ｄ０ｗｎｈｉｌｌ；ｅｌｅＶａｔｉ０ｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　‘。。。。。’。　。‘。‘。。。‘。。。’。‘。‘。‘。‘。‘。。。‘。。。‘。’。’。‘。‘。　。’。。。‘。‘。。。‘。　。　‘。‘。　。‘。　。’　６　版权声明　凡投稿本刊的文章，均视为同意本刊授权的合作媒体使用。本刊支付的稿酬已包含授权费用。　５　５　《国防交通工程与技术》编辑部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