下穿鐵路斜交框架橋頂進施工工序及技術

摘要：以某鐵路平改立工程為依托，首先闡述了框架橋的預制施工，包括鋼筋制作和綁扎、模板與支撐架施工、混凝土灌筑三方面內容，進而圍繞頂進施工展開詳細的探討，闡述技術要點，最終取得了良好的施工效果。

關鍵詞：線路加固;橋體頂進;鐵路工程;施工工序

1" "工程概況

原某線K13+660平交道口位于曲沃以南，是為了便于村民日常通行而設。為了不改變鐵路兩側既有公路的走向，需將框架橋設為斜交，框架橋中心線與某正線交角為45°，框架主體平面為銳角。

框架橋凈高4.6m，凈寬4.0m，長13m，底板厚0.6m，邊墻與底板厚均為0.5m。框架主體為C35鋼筋混凝土，后背梁頂進使用C20鋼筋混凝土。在后背梁上設置鋼軌樁，以增強其與原土的連接。

2" "框架橋的預制

2.1" "鋼筋的制作和綁扎

綁扎、制作鋼筋時要注意以下幾點：不能將鋼筋放在潮濕處，所放位置必須干燥;利用高標號水泥砂漿墊塊制作成保護層，墊塊的設置和綁扎鋼筋同步進行，厚度要求必須符合設計規范;為避免鋼筋由于自身存在油污和混凝土發生不當粘結，應提前進行除銹作業;利用閃光對焊焊接的方式，處理框架涵主體部分的鋼筋接頭;鋼筋最大承受應力的位置禁止出現接頭，盡量將接頭分散。

配置同一截面上的受力鋼筋時，鋼筋接頭截面面積占受力鋼筋總截面面積百分率要求如下：對于利用閃光方式焊接接頭，受拉區禁止>50%;如對接頭進行閃光焊接，需先行試驗，再成批進行;逐個檢查焊接接頭的外觀，并隨機抽取試件實施冷彎試驗、抗拉強度試驗;對鋼筋加工后，要求鋼筋截面不因表面傷痕而縮減大于5%的量;對鋼筋冷拉調直時，將圓鋼筋伸長率控制在2%以下，如果鋼筋為螺紋鋼，其伸長率應控制在1%以下;不能出現死彎，鋼筋拉伸調直過程中存在拉不直、脆斷等意外，需及時檢查鋼筋材質，冷拉次數需在2次以下;謹慎處理拉不直、鋼筋脆斷、回彈等問題[1]。

2.2" "模板與支撐架

模板、支撐自身的強度、穩定性和剛度應符合規范，模板的接縫處不能出現漏漿現象。模板孔眼大小與模板卡環統一，卡環不能存在質量低下問題，必須和模板孔眼配套。WDJ型多功能腳手桿用于內模加固。

在可調節的底座上設置立桿，支座位于框架涵的底板頂面。按照先放線再搭設桿件的順序。當混凝土強度為100%時進行拆除工作，先慢慢卸落支撐，卸落時縱向一起進行，橫向則需對稱均衡卸落。拆卸桿件時注意整理，確保場地處于干凈整潔狀態。

實際腳手架系統過程中，技術人員始終要遵守自上而下的操作順序一一展開，其中的豎立腳手桿可參照0.8m×0.5m的數值間距展開布置，橫豎兩向的步距控制在1.4m以內。

為確保安全性，將腳手架的最大高度定在7.5m。值得一提的是，在腳手架的縱軸線確定以后，不可隨意對立桿展開操作，借助特定方法來確定每排立桿的實際位置，以起到相應支撐效果。

2.3" "混凝土灌筑

通常框架結構采用C40防水混凝土，澆筑分3次進行。先主體結構底板，再邊墻，最后頂板。檢驗鋼筋、模板質量符合要求后正式澆筑混凝土。在遵守《鐵路混凝土及砌體工程施工規范》的前提下，展開混凝土的灌筑，同時需遵守下列規定：

仔細復查鋼筋和模板尺寸，檢查模板的加固情況，上述問題無誤后才能澆筑，且澆筑速度必須緩慢;對橋身底板澆筑時，施工縫的位置必須大于斜筋。為使墻身混凝土更加牢固，將短鋼筋預埋到墻身中。

對邊墻澆筑前，先處理施工縫中的浮碴，并利用水進行清理，避免出現積水現象。正式澆筑混凝土前，先把同標號的水泥砂漿澆筑一層。對框架橋邊墻進行混凝土澆筑時，同時展開兩側的混凝土澆筑，以保證模板的均勻受力，避免發生跑模。

混凝土澆筑中存在的間隙時間要小于終凝時間，否則立刻采取緊急措施。砂漿、混凝土養護、拌制所需的水必須為飲用水。

通過實驗確定外加劑的相關摻量。保證調拌均勻的基礎上摻用外加劑;通過實驗確定混凝土、砂漿的比例。拌和前，將理論配比轉換成實際配比，作出詳細清單，拌制材料按照清單所列的量投放[2]。

3" "頂進施工工藝關鍵點

頂進時配2臺500t液壓頂鎬，試頂后分次頂進就位。挖運土主要采用裝載機出土、人員配合清槽刷坡、自卸車棄運方式。頂進時嚴格按規范操作，每次進尺0.4～1m，不得超挖。為保證既有線路車及施工安全，在加固線路、橋體頂進、拆除加固時，必須嚴格按規定慢路。橋體與鐵路線路交角較小，頂進時方向比較難以控制，因此線路加固與橋體頂進為重點控制內容。

3.1" "頂進前檢查工作

檢查線路加固情況以及后背與頂進設備的狀況;檢查現場照明、液壓系統安裝及試驗情況;檢查觀測人員組織和儀器的裝置情況。檢查主體框架混凝土強度，確保其達到100%。確保防護、監護、設備操作人員及各崗位責任人到位，防護手續及工具齊備。

頂進過程中，隨時注意觀察傳力柱、橫梁、頂鏑、后背及線路等情況，發現問題及時處理。同時在橋面上設固定觀測點，對軸線和高程進行密切觀測，根據橋身頂進的偏差情況采取相應措施糾正。

3.2" "地基加固

在橋體頂進前，提前注漿加固線路路基，避免頂進時出現意外坍塌。一般需要對橋體本身、橋體兩側10m附近位置進行注漿。底板、框構頂板頂面向下2.5m無需注漿。一般利用退式注漿法完成施工，具體時先把斜孔布置在線路下，再輻射注漿。

斜插入線路之外的部分直接垂直注漿，按照2m的間距布設各排注漿孔。當完成注漿加固后，對地基的承載力進行檢驗，通常要求其承載力大于180kPa才符合要求。在注漿時，列車不能以大于120km/h的速度行進[3]。

3.3" "線路加固體系施工要點

3.3.1" "換木枕

木枕長度為3.4m，按照“隔六換一”的規則穿插枕木。當把木枕穿好后，將絕緣膠墊釘齊道釘在軌底和枕木之間，對枕底道夯實，再對第二根按照上述方式施工。以上過程均需保證在行車安全下進行。

3.3.2" "鋪設扣吊軌梁

順線路中心線的方式對扣吊軌梁進行鋪設，且保證鋼軌接頭有1m錯位，將木梭頭加設在扣軌端部。利用U型卡子、扣板對吊軌梁和木枕進行連接，增強其整體性。

3.3.3" "加設橫梁

通常用40b工字鋼制作橫梁，按照0.6m和1.2m的距離，將既有軌枕中穿插到橋體內外側橫梁。按照兩側夾板的方式連接工字鋼接頭，在扣板合U型螺栓的幫助下完成枕木以及橫向工字鋼之間連接，同時設置絕緣膠管。

穿工字鋼時，盡力避免線路不均勻。保證穿好一根工字鋼橫梁時搗固密實，并提前擰緊扣件螺栓。框架頂板起到支撐工字鋼橫梁一端的作用，支撐樁、抗橫移樁則承擔另一端。

3.3.4" "架設縱梁

一般由3道縱梁組成架空體系，將其分別設置在鐵路線中間和兩側。利用2根45b工字鋼制作成一道縱梁用于加固體系，連接時采用工字鋼扣板，且工字鋼接頭錯開度要大于1.5m。采用Φ22mmU型螺栓，將橫梁工字鋼和縱梁工字鋼進行連接。枕木垛基座面積要求超過1m²，用于支撐縱梁兩端[4]。

3.3.5" "防止橫移

每隔1m將一個鋼套環埋在箱體頂面。拉錨固定好線路，頂進工序進入穿越線路后，工字鋼縱梁的鎖定會用到倒鏈。牽拉地錨上固定剩余一端，及時調整倒鏈長度。為避免線路橫移，以此對線路中線進行控制。

橫梁頂進端頭頂在抗橫移樁縱向工字鋼梁上，在U型卡子的作用下，橫梁工字鋼、扣軌和全部線路組成一個整體。為避免橫梁出現橫向位移，需利用抗橫移樁縱向工字鋼。

3.4" "預埋件施工

此次施工中，部分鋼筋作為預埋件被放置于墻體之中，這在橋體的底板鋼筋作業中均有所體現。對于框架橋內部所含的水溝位置，鋼筋在預埋處理時需在每一處的預埋墻體內設置一道長度為6m、寬度為2cm左右的斷縫，用以確保后續主體鋼筋綁扎時出現的螺栓構件不穩固現象。

除此之外，鋼筋頂板在展開混凝土澆筑作業期間，為節省施工工序提升工程進度，技術人員不可將其裸露在戶外，借助專業的鑄鐵落水管及蓋板對所澆筑的管底部位展開控制工作，使其最大高度不超過65m，確保工程質量的同時將泄水管的操作控制在安全使用范圍內。且頂部的電纜槽要以實際的頂板預埋鋼筋型號及尺寸為基準，不可將前期設置好的擋水矮墻拆除，這會非常不利于鋼筋的預埋作業。

3.5" "防“扎頭”

利用以下措施，可以盡可能避免橋體頂進中出現“扎頭”現象：把“船頭坡”設置在箱體前端的底板，底板前端吃土由橋體抬頭、扎頭大小直接決定;如果扎頭較多，需將縱向混凝土梁設置在橋體墻體下，提升橋體高程。

對刃腳角度進行調整，將向里翹的角度增大，以此使底刃腳向上翹的角度增大。基地土質如果較軟，為了加固地基，可換填成20～30cm厚的碎石、卵石，從而避免出現扎頭。

3.6" "主體結構施工過程監測

對框架橋展開施工時，提前把數碼應變計埋設于框架橋的頂板、墻體以及底板位置，以便及時測量養護混凝土時的溫度變化以及框架橋內部應力變化情況。通過測量到的數據，決定是否需要調整養護策略，是否實施專門針對性的技術措施。

選取振弦埋入式應變計進行應力（應變）監測。在頂進時實時監測主體結構，一般來說主體結構施工會花費大概2.5個月，一天監測一次。

高程監控方法如下：把高程控制點設計于橋體上方四角處，一個角兩個點，當頂進壓住一點時，隨即觀測另一點即可。對4角控制點實際發生的變化隨時進行記錄，并及時分析高程變化。

3.7" "注意事項

禁止在油管附近及頂鐵區域跨越、停留，禁止在后背處站人。停頂后，方可進行換頂鐵等作業。傳力柱方向必須與頂力軸線一致，并與橫鐵垂直做到平、順、直，每6m傳力柱設一道橫梁，傳力柱及橫梁間要采用填土等措施，防止移動。

洞內挖土應在施工負責人統一指揮下進行，開挖的坡度及長度由技術人員根據土質情況而定。挖土時應自上而下進行，嚴禁欠挖、超挖、從下部掏土、逆坡挖土，保持坡面平順，挖土中隨挖隨頂。

洞內挖土做到五不挖：列車通過時不挖;開鎬頂進時不挖;設備出故障時不挖;發生塌方時不挖;現場與駐站防護聯系不上時不挖。

3.8" "糾偏與調整措施

糾偏措施：增減一側頂力或在一側適當超挖或欠挖。

扎頭調整措施：視扎頭量和土質情況，臨時增加鋼板船頭坡，增加底板前端向上翹的角度。如因土質松軟，可在底板前換鋪片石或加碎石，邊換邊鋪邊頂進。必要時可打人廢舊混凝土枕或木枕作為支撐樁，或采用灌注速凝混凝土等方法，也可在頂進中或頂進后采用支頂法調整。

抬頭的調整措施：如因挖土不夠寬，吃土量過大而抬高橋身時，可在兩側適當超挖，通過底板前端超挖略大于邊墻來逐漸調整。

4" "結語

本文針對頂進作業的作業工序進行分析，詳細闡述了頂進式框架橋中的施工要點以及注意事項。頂進式框架橋工程工序復雜，施工技術之間聯系緊密，采取本文提到的相關技術、措施進行施工，可大大提升施工效率大大提升，同時可保證既有線路行車的安全性，且高程、方向符合各種設計標準。

參考文獻

[1] 董麗娟.多孔連續斜交框架橋頂進施工過程受力分析[J].科技和產業，2020（9）：219-224.

[2] 聶細鋒，劉志軍，黃樹強.高填方段大跨度雙孔鐵路框架橋的力學性能[J].鐵道建筑，2020（11）：26-28.

[3] 高輝.淺談鐵路框架橋接長施工的交通導改方法[J].四川水泥，2017（5）：21-22.

[4] 趙海粟.基于MIDAS的下穿鐵路斜交框架橋的有限元分析[J].四川建筑，2017（2）：89-90+93.