鐵路岔區(qū)既有立交擴(kuò)建頂進(jìn)箱形橋設(shè)計(jì)

張明

【摘 要】我國(guó)部分工業(yè)城市較為集中的發(fā)布著許多大型廠礦企業(yè)，其附近區(qū)域的公鐵立交處由于規(guī)劃及道路等級(jí)較低，立交規(guī)模較小，而近十年來(lái)，其所在城市伴隨人口增加，規(guī)劃完善和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長(zhǎng)，原有立交規(guī)模與城市發(fā)展不匹配，成為城市發(fā)展和交通擁堵的瓶頸，對(duì)其進(jìn)行合理的改造勢(shì)在必行，本文通過(guò)一處立交改造工程的設(shè)計(jì)對(duì)此類(lèi)工程進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，以供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】鐵路岔區(qū)；既有立交改造；頂進(jìn)箱形橋

一、工程概況及特點(diǎn)

（一）工程概況

擬建工程位于甘肅省金昌市金川公司廠區(qū)附近，為金永一級(jí)公路與金川公司鐵路專(zhuān)用線(xiàn)立交改造工程。該區(qū)域內(nèi)道路主要為S212省道及金川公司廠區(qū)道路，交通便利。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察及收集資料顯示，金川公司專(zhuān)用線(xiàn)在立交處為站場(chǎng)及廠區(qū)間咽喉區(qū)，S212省道在此處穿越鐵路四股道，自北向南依次為1道、Ⅱ道、Ⅲ道、4道，由于4道距其余股道較遠(yuǎn)，立交工程分為南北兩部分，本文主要介紹北側(cè)立交處下穿1道、Ⅱ道、Ⅲ道改造工程。

（二）既有鐵路及橋涵概況

北側(cè)立交處鐵路為三股道，屬內(nèi)燃牽引鐵路（場(chǎng)內(nèi)線(xiàn)路）。1道在立交處為曲線(xiàn)，換算半徑R=375m，與左側(cè)道路設(shè)計(jì)線(xiàn)夾角為97.94°；Ⅱ、Ⅲ道在立交處均為直線(xiàn)，與左側(cè)道路設(shè)計(jì)線(xiàn)垂直。在本工程影響范圍內(nèi)共用道岔3組（均為9號(hào)道岔），矮型信號(hào)機(jī)4處。

既有S212省道在下穿1道處為1～16.0m鋼筋混凝土箱形橋（1987年建），橋位為斜交正做，橋下凈空為5.5m，橋?qū)?.5m，橋長(zhǎng)18.6m，橋面鋪設(shè)木枕且基本軌間設(shè)有舊式護(hù)輪軌，兩側(cè)擋砟墻外設(shè)置有人行道板及角鋼欄桿。在下穿Ⅱ、Ⅲ道處為2-5.0m拱涵（1964年建），涵洞與線(xiàn)路正交設(shè)置，涵長(zhǎng)12.06m，涵內(nèi)通行凈空為4.5m。

二、橋梁式樣及施工方法

根據(jù)城區(qū)規(guī)劃及道路設(shè)計(jì)有關(guān)資料的情況，結(jié)合橋梁的使用功能，設(shè)計(jì)以安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、節(jié)省投資、縮短工期和方便施工為原則。

橋址處交叉里程定于公路左幅設(shè)計(jì)線(xiàn)與鐵路Ⅱ道交叉處。鐵路1道在立交處位于換算半徑R=375m的曲線(xiàn)上，與公路設(shè)計(jì)線(xiàn)夾角為97.94°，此處左幅箱體按斜交6°設(shè)計(jì)，右幅箱體按斜交11°設(shè)計(jì)。鐵路Ⅱ、Ⅲ道在立交處均為直線(xiàn)，與公路左幅設(shè)計(jì)線(xiàn)垂直，兩幅箱體均按正交設(shè)計(jì)。箱形橋主體內(nèi)道路設(shè)計(jì)縱坡為0.3%，橫坡為1.5%的人字坡，橋下機(jī)動(dòng)車(chē)道使用凈寬不小于11.75m（三車(chē)道+安全距離），凈高不小于5.5m，非機(jī)動(dòng)車(chē)道凈寬不小于5.0m（人行道2m+非機(jī)動(dòng)車(chē)道3m），凈高不小于3.5m?？卓鐦邮綖?m+12m+12m+5m鋼筋混凝土箱形橋，機(jī)動(dòng)車(chē)道箱體內(nèi)寬12m，內(nèi)高6.3m，非機(jī)動(dòng)車(chē)道箱體考慮市政管道穿越的因素后設(shè)計(jì)內(nèi)寬5.0m，內(nèi)高7.1m。由于箱形橋要保證水平設(shè)置，箱體內(nèi)道路路面需由保護(hù)層及鋪裝層調(diào)整至所需高程。

箱形橋主體均采用頂進(jìn)法施工，既有線(xiàn)路采用I115便梁加固。因道路穿越鐵路3股道，箱身分為兩節(jié)頂進(jìn)。左幅立交處鐵路線(xiàn)間距較小，兩節(jié)箱體連續(xù)布置，采用中繼法頂進(jìn)。橋位南側(cè)與4道較近，為便于施工設(shè)備及人員進(jìn)場(chǎng)且不影響4道立交橋同步施工，設(shè)計(jì)頂進(jìn)工作坑設(shè)于鐵路北側(cè)，箱形橋主體由北向南頂入。右幅立交處鐵路1道與Ⅱ道線(xiàn)間距較大，為便于拆除既有橋涵搭設(shè)型鋼臨時(shí)支架，兩節(jié)箱體分段布置，其間采用塢式結(jié)構(gòu)連接。為縮短施工工期，既有橋涵同時(shí)拆除，分別向南北兩側(cè)運(yùn)出棄方。為便于施工設(shè)備及人員進(jìn)場(chǎng)，新建兩節(jié)箱體從南北兩側(cè)分別頂入，鐵路兩側(cè)各設(shè)頂進(jìn)工作坑一處，箱形橋主體采用對(duì)頂法頂進(jìn)。施工時(shí)所有箱體一起預(yù)制，其間距為120cm，頂進(jìn)前先橫移頂推至預(yù)定位置，將加固順序?qū)?yīng)的箱體先后依次頂進(jìn)。

三、線(xiàn)路加固工程

本橋位于站場(chǎng)咽喉區(qū)，橋位東側(cè)有1道與Ⅱ道渡線(xiàn)一組、Ⅱ道與Ⅲ道渡線(xiàn)一組，其均為9號(hào)道岔，岔心與箱形橋東側(cè)結(jié)構(gòu)外邊緣距離分別12.3m、11.4m，岔尖、轉(zhuǎn)轍器及信號(hào)燈均未在橋梁箱體頂部，但在頂進(jìn)坍塌區(qū)范圍內(nèi)。橋位西側(cè)Ⅲ道有單開(kāi)道岔一組，其為9號(hào)道岔，岔心與箱形橋西側(cè)結(jié)構(gòu)外邊緣距離分別15.5m，岔尖、轉(zhuǎn)轍器及信號(hào)燈均未在橋梁箱體頂部，但在頂進(jìn)坍塌區(qū)范圍內(nèi)。綜合考慮鐵路線(xiàn)路及設(shè)備發(fā)布情況，本橋采用I便梁法加固線(xiàn)路。

在線(xiàn)路兩側(cè)及股道間布置樁徑為125cm的挖孔樁（岔區(qū)布置140cm的挖孔樁），樁頂設(shè)兩根一束等強(qiáng)連接H700×300型鋼作為橫抬梁組作為橫梁，用工便梁等強(qiáng)連接形成縱梁，長(zhǎng)度不小于36m或48m，鋼枕采用H350制式鋼枕，每隔一根木枕穿一根鋼枕，鋼枕與軌道間采用鋼扣件連接，確保線(xiàn)路方向不變，軌距由既有軌枕控制。橫梁兩端與縱梁采用Φ22U型螺栓連接。各股線(xiàn)路至樁頂高差不同，在橫抬梁組上用硬木板找平；樁頂枕木躲，要用扒釘扒緊，確保支點(diǎn)穩(wěn)定；枕木在橫抬梁上面的，用Φ16U型螺栓與型鋼抱緊。施工期間行車(chē)限速30km/h。

線(xiàn)路加固時(shí)需設(shè)防止線(xiàn)路橫移設(shè)施，挖孔樁頂設(shè)橫梁橫向限位措施，避免線(xiàn)路因頂進(jìn)而發(fā)生橫移，同時(shí)，在基本軌外側(cè)及工便梁之間設(shè)短木楔支撐。在末排樁頂設(shè)冠梁，橫梁梁端在冠梁上部分焊接三角形鋼板以增加其強(qiáng)度，采用角鋼焊接在H型鋼的橫梁上，以加強(qiáng)其整體性。在道岔區(qū)范圍內(nèi)加固線(xiàn)路時(shí)，道岔轉(zhuǎn)轍器及信號(hào)燈須一同抬起，橫抬梁間用43kg鋼軌及防爬器連成整體。施工時(shí)先按轉(zhuǎn)轍器及信號(hào)燈等設(shè)備尺寸制作角鋼支架，將設(shè)備均臨時(shí)安裝至支架上，角鋼支架用U型螺栓固定在橫梁上，連接件間均需做好絕緣處理。

四、施工步驟

本工程為既有立交的改造工程，設(shè)計(jì)及施工時(shí)既要保證既有S212省道的通行能力，還要考慮既有橋涵拆除和棄方運(yùn)輸?shù)瓤刂埔蛩?，盡量減少線(xiàn)路加固安拆次數(shù)，減小施工對(duì)鐵路及公路運(yùn)營(yíng)的影響。本橋施工步驟還需兼顧北側(cè)立交箱形橋同步施工的相互影響。

考慮到箱體較多，為縮短施工時(shí)間，先對(duì)新建公路左幅對(duì)應(yīng)鐵路股道進(jìn)行加固。步驟一：先將東側(cè)框架A、B組的四節(jié)箱體依次中繼頂進(jìn)后，施工框架兩端的翼墻和塢式結(jié)構(gòu)等路基銜接工程。待框架A、B組均到位后，框架箱體內(nèi)鋪設(shè)防磨保護(hù)層及路面結(jié)構(gòu)層，兩端修筑便道將S212省道臨時(shí)改移至箱內(nèi)通行。步驟二：封閉S212省道既有橋涵段落，對(duì)新建公路右幅對(duì)應(yīng)鐵路股道進(jìn)行加固，將既有1-16.0m鋼筋混凝土箱形橋及2-5.0m拱涵進(jìn)行拆除。步驟三：依次從線(xiàn)路兩側(cè)相向頂進(jìn)框架C、D組。隨后拆除線(xiàn)路加固措施，恢復(fù)線(xiàn)路后進(jìn)行相關(guān)工程及附屬工程的施工。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著城市及鐵路的發(fā)展，類(lèi)似的改造工程將越來(lái)越多，如何保證施工時(shí)既有鐵路的運(yùn)營(yíng)安全，且公路交通不中斷的情況下，拆除既有橋涵后頂進(jìn)新建箱形橋是類(lèi)似改造工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，特別是在線(xiàn)路加固條件困難、加固范圍較大且位于岔區(qū)的框架頂進(jìn)設(shè)計(jì)中，更需認(rèn)真分析比較，權(quán)衡施工進(jìn)度與安全要素，使鐵路行車(chē)及施工安全，施工方法的成熟性及可行性在設(shè)計(jì)中統(tǒng)一考慮與體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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