既有铁路梁桥改建框架箱形桥施工工法.doc

既有铁路梁桥改建框架箱形桥施工工法中铁七局集团第一工程有限公司李景安刘平均韩广林许淑珍刘鹏涛工法编号:EJGF33-2007 ,投资环境不断改善,提高城市品位,促使城市道路建设迅猛发展,新建或改扩建的城市道路规模及标准均较高。因此城市道路穿越铁路立交桥改扩建也日益增多,跨度越来越大,将原来的粗笨梁型桥立交逐渐为秀巧的框架箱型桥所代替。2001 年5月至 11月,在郑州紫荆山路向南展长下穿陇海线上、下行货线施工过程中,我们根据现场条件进行研究的结果,建立了多孔连体框架箱形桥置换大中梁式桥的施工方法------ 横抬、破碎、顶入方法。该方法取得了良好的经济效益和社会效益,在施工安全、质量、进度、经济等方面赢得了郑州铁路局、业主和社会各界的广泛好评,我们将该施工方法进行总结整理形成此工法。 2. 工法特点 在线路一侧设工字钢简支纵梁,另一侧预制框架箱桥,形成横抬梁的两侧支点,在轨道下穿入工字钢横抬梁,抬起轨道,对线路进行架空加固防护,保证安全行车。 采用液压破碎机械拆既有墩台与桥梁,用顶镐顶进框架箱桥。 机具设备简单,全部使用通用机具设备。 占用劳动力少,占用施工场地小。 不受地形场地限制,不中断列车运行。 3. 适用范围 适用于在各种地形条件下既有铁路大中桥扩孔、换梁、改造施工。 适用于在各种地形条件下既有铁路平交改立交施工。 4. 工法原理 施工期间为了不中断列车运行,在拆除既有桥梁前,必须先对轨道进行独立架空防护。防护方法:在线路一侧设临时支墩(要与既有墩台位置相互错开), 支墩上架设工字钢简支纵梁,另一侧预制框架箱桥(强度达到 100% ),作为工字钢横抬梁的两端支点(预制框架箱桥其顶面用方木调整标高后支承横梁),工字钢横抬梁穿入轨道以下,抬起轨道(如图 ) 。这样,由抬梁将轨道和列车荷载传递到纵梁和框架箱桥上,使既有桥梁失去作用。 既有墩台与桥梁采用液压破碎机械拆除。 按顶入法顶入框架箱桥到设计位置,完成桥梁置换。图 独立架空防护示意图 5. 施工工艺和操作要点 框架箱形桥置换大中梁式桥的施工工艺流程图: 图 铁路梁桥改建箱型框架桥工艺流程图在纵梁和箱桥顶穿架横梁与纵梁连接线路架空设备承载取替既有梁桥线路架空后维修铁路梁桥一侧对应既有桥墩台间适当处砌筑临时支墩既有线桥墩台基础防护顶进设备准备、安装、维护铁路梁桥另一侧按设计位置处预制箱桥( 100% 强度) 箱桥顶支垫滑板,代替纵 梁纵梁架设拆除既有梁和墩台利用行车间隙顶进箱桥就位拆除架空横梁恢复线路拆除架空纵梁及临时纵梁支墩附属工程施工至竣工交付铁路既有线施工全过程安全防护无缝线路放散及锁定顶进箱桥既有路基防护 纵、横梁设计及顶力计算 纵梁设计纵梁采用厂制 I 100工字钢梁,两片并联,临时墩台用片石砌筑(或万能杆件), 墩台顶帽设计成凹形槽口,以便固定纵梁抵抗横向力(如图 )。既有旧桥和新设计的框架箱桥位置不一定完全对应,所以便梁长度确定:新建框架箱桥横跨宽度+新、旧桥两端里程差+施工对桥头路基的影响范围长度。计算纵梁抵抗横向力,还应计入箱桥顶入时轨道和横抬梁的最大阻力 F。其最大阻力 F计算为: F=K(P+Q)(-1 ) 式中: F-最大阻力; P-箱桥全长+ 范围内轨道重量; Q-箱桥全长+ 范围内横抬梁重量; f 1-涂油钢板阻力系数取 。 横抬梁设计横抬梁采用工字钢 I 40,设计跨度 ,两根并联成组,用 U型螺栓联结,每组间距按线路基本轨轨型和行车速度考虑, 横抬梁设计最大挠度为 15mm (规范挠度值是 ×1/400 =20mm )。 顶力计算根据设计文件的地质勘探资料,结合施工现场工作坑开挖土的性质和地下水位情况,以及顶进长度和施工方法等因素计算最大顶力: P=K[N 1f 1+(N 1+N 2)f 2+2Ef 3](不设钢刃角) (-1 ) 式中: P-最大顶力; N 1-线路加固材料荷载和箱桥顶上其他荷载; f 1-箱桥顶面钢滑板与横梁的摩擦系数,钢滑板顶面涂油摩擦系数取 ; N 2-箱桥自重; f 2-箱桥底板与基底的摩擦系数,取 ~ ; E-箱桥两侧土压力; f 3-侧面摩擦系数,取 ~ ; K-系数,取 。 操作要点 临时墩台施工 1墩台位置要与既有桥位相互错开,给破碎既有桥墩、台、梁时机械工作便利的空间。框架箱桥预制好以后到穿入横抬梁前,必须顶到尽量接近既有桥的