昆安高速公路下穿框架橋小交角穿越既有鐵路設計及施工

王 玨

(中鐵二院工程集團有限責任公司,四川 成都 610031)

1 工程概況

本工程位于安寧斷陷盆地內,是為昆安高速公路穿越既有鐵路及既有道路而設。昆安高速公路與鐵路的交叉點里程為 K 27+396,與既有成昆鐵路交角 α=21°。該框架橋設計范圍為昆安高速公路K 27+259.46～K 27+550.00。路線長度 290.54m。

2 結構設計

(1)下穿框架橋跨徑為 2×16m,下穿框架橋長 290.54 m。下穿框架橋共分 19段,設有伸縮縫 20道。下穿框架橋凈空高度不小于 5.5m。

(2)由于受地下水位的影響下穿框架橋采用 C35、防滲等級不小于P12的鋼筋混凝土結構,在段間接頭處設置防水伸縮縫,防止溫度應力引起開裂、不均勻沉降和地下水滲入。對于下穿框架橋中的管網埋設按市政規劃線位設置并在其相應的位置設置橫向預留孔,并做好防滲及防水措施。

(3)下穿框架橋防水:①下穿框架橋頂面用 C35防水混凝土鋪裝層,中間厚12 cm,兩側厚 5 cm,作成人字排水坡,上鋪TQF-1防水層,兩側涂兩層熱瀝青。②靠箱身兩側設 70 cm高、100 cm寬的泄水盲溝,以排箱頂及路基縱向水。

3 工程范圍加固設計與施工

昆安高速公路K 27+420～+520段由于靠近成昆鐵路、老昆瑞路及地方道路,采用樁板墻的支護方案。

該范圍內巖層節理裂隙十分發育,巖體十分破碎呈土狀、土夾碎石狀、碎石狀,灰巖中溶蝕、溶隙、溶洞發育,富水性好,接觸帶及斷層破碎帶內工程地質條件差,地質構造復雜。故本工程范圍內開挖采用先樁后板的帶擋開挖型式,防護樁應嵌入巖層一定深度以確保開挖邊坡的穩定(圖1)。

圖1 2～16.0m小河邊下穿框架橋鐵路線路加固圖

3.1 既有線路加固

下穿框架橋施工時對既有線干擾甚大,施工時應加強對既有線的防護。下穿框架橋穿越鐵路處采用在既有線兩側用挖孔樁 2.0m×1.5m作支墩,5m×24m D便梁,兩端再采用縱橫工字鋼梁上架設枕木鋼軌作為配跨梁架空施工。所用支墩應垂直與線路對置,樁底必須置于下穿框架橋底板以下 5.0m以上,并對既有線進行觀測,嚴格控制列車的行進速度,要求限速在 45 km/h以下。

3.2 框架橋開挖防護設計

(1)在成昆鐵路中心線兩側各 115m范圍內基坑開挖采用樁中心距 3.5m,其余采用 4.5m的挖孔支護樁加固。本橋開挖防護時在樁間土層中采用C20混凝土擋板加固,在巖層中采用噴護混凝土防護。框架橋在鐵路線下分段施工步驟如圖 2示。

圖2 框架橋平面分段施工步驟

圖3 開挖邊坡防護

(2)開挖框架橋施工溝槽內D型便梁支撐樁柱,支撐樁樁基直徑為 2.0m。

(3)架空、加固既有線路,確保施工期間既有成昆線的行車及施工人員的安全。

(4).施工框架除 7、9、11、13號段的其它框架段,施工完畢后并框架強度達到 85%時方可進行下一輪加固措施。

(5)二次架空是拆除所有的線上支墩,分別在 6、8、10、12號已建成的框架上作二次支墩架空線路施工 7、9、11、13號框架。

(6)開挖邊坡防護詳見圖3。

昆安高速公路下穿框架橋的設計斷面 2m×16m。該段工程地質條件差,臨近老昆瑞路及成昆鐵路,動荷載較大。故本工程范圍內開挖采用先樁后板的帶擋開挖型式,防護樁應嵌入巖層一定深度以確保開挖邊坡的穩定。下穿框架橋下部伏玄武巖、凝灰巖全、全 ～強風化層厚度大,上部全風化土狀、角礫狀、土夾碎石狀的巖土層在水及動荷載的作用下容易產生崩塌,對樁板墻產生較大的剪力,因此應先做好邊坡的防護、排水,并根據實際開挖情況加深樁板墻的樁基礎,避免其產生較大變形。框架橋支撐體系的橫向防護如下圖 4。

4 結束語

圖4 小河邊下穿框架橋開挖橫斷面支撐防護圖

筆者通過本框架橋的設計和配合施工。介紹了鐵路框架橋既有鐵路小交角穿越采用線路加固的施工方法和施工步驟。本工程與既有鐵路交角非常小,跨越長度大,在國內同類工程中技術指標處于領先地位。此工程目前已施工完畢,順利通車。被云南省建設廳評為"云南省 2008年度優秀工程設計一等獎”。通過對此工程的總結,對穿越既有鐵路的立交工程施工會有更多的借鑒作用。

[1]中鐵二院工程集團有限責任公司.昆安高速公路穿越既有鐵路及既有道路設計圖[R].成都:中鐵二院工程集團有限責任公司,2008

[2]TB-10002.2-2005鐵路橋梁鋼結構設計規范[S]

[3]中鐵三院.鐵路運輸安全保護條例[M].北京:鐵道出版社,2003

[4]路橋集團第一工程局.橋涵施工技術規范[M].北京:人民交通出版社,2000

[5]顧安邦,孫國柱.公路橋涵設計手冊 [M].北京:人民交通出版社,1994

[6]范立礎.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,1987