框架桥顶进施工工艺

框架桥顶进施工工艺摘要：太原市康西路下穿上兰铁路支线顶进工程，框架桥（6.5+16.0）+（16.0+6.5），宽体斜交，施工难度大，工期紧，技术要求高，本文从施工方案优化、线路加固、施工顶进、线路恢复及施工过程中遇到的难点、要点等进行了总结，对施工采用的新技术进行了归纳总结。

关键词：框架桥;顶进;施工工艺1、工程概况康西路K2+420~K2+860下穿上兰铁路支线，长度约0.44公里，宽51.7米。

康西路顶进框架桥孔径样式为（6.5+16.0）+（16.0+6.5）m，框架桥中心线与上兰村支线的夹角为104.91度，框架桥主体长13m，框架桥净高为7.5m，顶板厚度为1.1m，底板的厚度1.2m，中墙厚0.95m，边墙厚1.1m，主体间距0.4m。

设计计算最大顶力为2*2800t，顶程2*26.65m。

加固线路总长度为86m，使用纵横工字钢梁及吊轨加固法。

扣轨组装形式按3-5-3扣设扣轨，纵横梁采用I45b工字钢。

线路加固施工前对路基进行注浆加固。

2、框架桥顶进施工工艺施工准备→开挖工作坑→浇筑后背梁、滑板→预制框架桥→安装顶进设备→设备调试、试顶→顶进→框架桥就位→整修、恢复线路3、线路加固施工下穿铁路框构桥施工方法采用顶进法施工，线路加固采用3-5-3扣轨及纵横工字钢梁加固法。

（1）扣轨及纵横梁加固施工步骤对施工场地影响范围内的树木做好移栽工作。

施工场地内铁路设施设备防护、改移。

对既有路基进行注浆加固。

待注浆加固完毕后，对线路采用3-5-3扣轨加固，钢轨接头需错开1m以上，扣轨与其下的枕木用φ22-U型螺栓联结在一起，钢轨用50kg/m轨。

待扣轨加固完毕后进行路基防护桩、抗移桩、支撑桩的开挖浇筑及桩顶冠梁的浇筑。

铺设纵横梁：横梁采用Ⅰ45b工字钢，铺设间距0.55m+1.1m，接头错开不小于1.5m，横梁要垂直于线路穿入，从中间向两侧。

为了降低顶进时箱涵的阻力，并使横梁牢固联结在一起，顺线路方向在线路的两侧各设置Ⅰ45b工字钢纵梁，3根一组，纵梁接头错开1.5m。

纵梁、横梁工字钢采用φ22-U型螺栓联结在一起，纵梁两端支撑于旧枕木垛基座上。

线路加固时要设置防止线路横移的设施，在箱体顶板尾部每隔3米设置拉环，使用倒链和线路加固系统连接在一起，随着顶进随着拉紧倒链，桥外设地锚拉紧线路。

（2）线路加固方案线路加固采用工字钢纵横梁加吊轨体系。

纵梁采用I45b型工字钢，每股线路两侧各设置1道，另外在抗横移桩位置加布一道纵梁；横梁采用I45b型工字钢，布置间距82.5㎝，横梁采用12+6m及6+12m两种连接方式，错开接头。

吊轨采用P43轨，采用3-5-3形式布置。

1）穿入枕木给慢行点后，在2根轨枕之间穿入木枕，穿入采用“隔六穿一”方法，穿入木枕后，在木枕下方回填道碴捣固，然后再穿入下一根木枕，穿入范围满足加固长度的要求，穿入木枕后捣固密实后，再穿入相邻的木枕，如此循环，直至全部木枕穿入。

2）铺设吊轨先将既有混凝土枕抽换成3.2m木枕。

随后在轨底增添木板或胶垫板，避免出现联结零件高出线路轨面和联电。

吊轨组合方式采用3-5-3扣轨型式，采用43kg/m轨，接头处距离错开1.0米以上，伸出两边桥身的边墙以外超过14米，用 U型螺栓把吊轨与下面的枕木连接在一起。

3）铺设横梁、纵梁横梁采用I45b型工字钢，接头错开1.5m以上。

框构桥顶进横梁采用18米工字钢，两座框构桥之间及框构桥外侧采用9米长工字钢，横梁的一端支承在桥体顶板顶面上，另一端支承在抗移桩的横顶梁上。

横梁垂直于线路穿入，从中间向两侧。

用U型螺栓加扣板连接纵梁与横梁、横梁与吊轨成为一个整体，加以固定。

铺设横梁：在枕木下先清除石碴层后穿入一根，架住扣轨梁，然后用Ｕ型螺栓及钢扣板，将横梁与吊轨联成整体。

为了减少顶进桥身的阻力并减轻对桥顶的摩损，在每组横梁下铺设滑车作为滑道，具体做法是：在桥顶范围内把要安放横梁位置的道碴扒掉，抽出枕木，插入槽内，然后将工字钢放入就位，插入时应间隔进行。

工字钢下放入滑车。

顶进桥身时直接搭在桥身顶板上，滑车在顶板上滑行。

纵梁采用I45b型工字钢，3根一束，康西路（6.5+16.0）+（6.5+16.0）m框架桥单侧布置长度97.5m,在线路两侧各布置一道，另外在抗横移桩处增加一道纵梁。

纵梁放置在横梁上方，用U型卡子连接成一整体。

纵梁两端放置在枕木垛上。

4）防止线路横移的措施桥身顶进过程中，会发生线路横向移动，为保证行车的安全，桥体顶板尾部需要设置拉环距离是3米，使用倒链把线路加固系统连接在一起，随着顶进随着拉紧倒链。

同时将横梁前端与抗横移桩连接，并事先采取防止措施如下：①线路发生横移时可以应急调整，采用每3根横梁安装一组倒链或手动葫芦，穿入滑车组。

②在顶进的前方，设有抗横移桩，并将横梁前端与抗横移桩连接牢固。

③注意在顶进过程中维修保养好线路。

5）线路的调整在顶进过程中，由于桥身高程的变化，以及桥体顶进时带动的土体，使既有线路高程逐渐升高或逐渐降低或使左右股钢轨轨顶倾斜，从而影响到行车安全时，应及时调整：①保养线路的主要工作内容是保持线路水平，为保持水平，在横梁底常用1-5㎝木板垫塞，以此调整线路轨顶水平。

②当线路方向不正确时，在变形段松开几个吊轨螺栓及方向不正确范围内的横向支承，使用起道机拨道。

③要随时注意对线路的观察，随时上紧松动的吊轨螺栓，出现异常情况及时进行整修。

4、框架桥顶进（1）顶力计算顶力计算{按桥规第2－386条（2－132）式}：P=K[N1f1+(N1+N2)f2+2Ef3]式中：P－最大顶力（t）。

K－系数，取K＝1.2。

N1－涵顶上荷载(t)，（采用架空顶进时，该值为0）。

f1－涵顶部表面与顶部荷重之间的摩阻系数，取f1＝0.3。

N2－自重（t）。

N2＝QL＋10（t），式中Q为单位长度涵身自重（t／m），L为顶进涵长（m），10（t）为机具、人群、刃角以及未能及时运走的土重等施工荷重。

f2－底板与基底土摩阻系数，取f2＝0.8。

E－两侧土压力(t)。

桥顶土压e1=ξγH1，桥底土压e2＝ξγH2，式中ξ＝0.3，γ＝1.9t/m3，H1为轨底至桥顶高度，取H1＝1，H2为轨底至桥底高度，H2＝H1＋桥全高＝1＋H。

E＝（e1+e2）HL／2=0.285（2+H）HL(t)f3－侧面摩阻系数，取f3＝0.8。

P=K[N1f1+(N1+N2)f2+2Ef3]（2）顶进设备根据计算公式，求得最大顶力值，布置顶镐，从中间对称布置。

同时为了顶进顺利，准备2台500吨顶镐备用。

顶镐均匀布置，出土期间，在底板与顶铁横梁之间设置汽车跑板，作为运土通道。

顶进时调整顶进方向时采用增减顶镐的方式；顶柱长度要相应配套；与桥体轴线顺直安放顶镐，随着顶进更换不同的顶柱，达到最长顶柱时加一道横梁，垂直于纵向顶柱。

（3）顶进设备安装调试顶进设备安装前，检查整个液压系统的各部位零件，确保正常后方可进行安装。

安装好后，进行顶镐、油泵、油箱、管路以及配套辅助设备的调试，使其运转正常。

1）各观测点、相关部位处应设有专人负责观测，并随时注意变化。

2）开泵时当油压升高5—10Mpa时，必须停泵观察，发现异状及时处理。

3）千斤顶活塞出现开始伸出情况时，顶柱压紧后应即时停止，检查部位，一切正常后才能再开泵，到桥身慢慢启动。

（4）顶进工作程序1）工作坑底板上框架桥在顶进时，施工流程为：桥身与路基接触后，开始挖运土方。

施工流程为：2）在顶进过程应注意下列事项①框架桥在滑板上进行不吃土顶进时，观查注意框架桥的水平方向，刃角一但接触土体，应快速进行挖土出土，实行日夜连续作业，使框架桥不断顶进，若由于某种原因暂时停止顶进框架桥时，也需要间隔一定时间，进行短时间短距离顶进，防止因土体阻力大导致顶进发生问题。

②顶进施工中，驻站人员发出来车指令时停止施工，待车辆通过并远离后方可进行顶进。

为了保证顶进安全，桥下、线路防护人员之间设置对讲机、电铃和信号灯等设施，制定好联系方式，桥下桥上密切配合，步伐一致。

③桥身顶进时，严禁在顶柱和后背上站人，以防止受力过大，顶柱伤人。

④当顶进时发现线路横向变形，应及时纠正，并加强养护。

3）安放顶柱①顺着顶桥轴线顺直安放顶柱，垂直于横架，每行顶柱和顶柱要与千斤顶成一直线，每行长度大致一样。

②随着顶进长度的变化，随时更换或填补不同的顶柱。

为了确保顶柱的稳定受压，达到最长顶柱时设置一道横梁，使传力均匀稳定。

③和桥身底板、后背梁接触的横梁顶柱之间的间隙必须使用适当的薄铁板楔紧，用比例为1:3水泥砂浆填补灌缝，所有顶柱必须楔紧。

每行顶柱松紧程度应大体一致。

4）测量工作在顶进过程中，遵循一稿一测，更换顶铁过程中，对桥身的轴线和高程进行测量，记录偏差数据与上稿数据及原始数据进行比较。

如发现桥身左右偏差、桥体前后高程偏差超现情况及时通知顶进指挥人员，采取纠偏措施。

（5）框架桥顶进及挖土顶进前采用挖掘机开挖，装载机倒运，自卸汽车运输土方，开挖边坡不得大于1:0.75，严格按照开挖进尺短、开挖迅速、多次顶进的方法进行施工，严格控制单次土方开挖量，避免土方坍塌。

1）顶进前检查下列各项合格后，方可顶进施工。

主体结构混凝土，后背梁混凝土强度达到100%。

线路加固稳定，顶进设备良好。

观测人员，防护人员，通讯工具到位。

2）在顶进过程中，禁止施工人员在顶铁、钢制横梁、后背梁处停留，施工停止后方可更换顶铁。

顶铁方向、顶进方向、顶镐中心线垂直于横梁方向，并保持一致。

施工过程中，顶铁长度每超过5m，增加钢制横梁一道。

顶进过程中开挖土方并回填至顶铁、横梁间隙中防止顶铁及横梁发生移动。

3）顶进出土由现场负责人统一指挥进行，开挖长度由技术人员及现场负责人根据土质情况而定；挖土时严禁随意超、欠挖，挖土自上而下进行，严禁从下部掏土。

保持坡面平顺，随挖随顶。

4）顶进出土做到“四不挖”。

列车通过时不挖；开镐顶进时不挖；设备出故障时不挖；未下达开挖命令时不挖。

（6）顶进过程中故障处理措施1）“扎头”是框架桥顶进中较普遍出现的问题。

一般可以选用的有：铺设预制钢筋混凝土板、废钢筋混凝土轨枕、浇筑速凝混凝土地梁等，根据选用的方法准备好所需要的材料。

2）顶进方向和高程的调整①当框架桥脱离工作坑滑板时，经常出现“扎头”现象。

为避免“扎头”，可以在工作坑滑板上预留坡度，使框架桥滑行过程中形成成一个上坡的趋势，还可在桥身前端底板下设置“船头坡”，在发生扎头现象时，增大顶力，使土体给框架桥向上的力，纠正扎头。

②桥身入土后，挖土断面尽量准确，均匀挖土，使坡面平顺，派专人指挥。

③桥身方向左右偏差调整的方法：a用增减一侧千斤顶的顶力；即开或关一侧各别千斤顶阀门，以达到增加或减少顶力。

如向左偏，则关闭减少右侧千斤顶，如向右侧则关闭减少左侧千斤顶。

b 用后背顶柱调整；在加换顶柱时，根据偏差的大小，将一侧顶柱楔紧，另一侧顶柱楔松或留1～3㎝的间隙。