箱涵顶进及D24m便梁加固技术_建筑-修缮加固与改造.pdf

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1、-.-考试资料-铁路箱涵顶进及 D24m 便梁线路加固技术 梁心普（中铁二十四局集团工程 宁西铁路项目部）摘要 文章结合宁西铁路至段增建二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程，详细介绍了箱涵顶进施工及 D24m 型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术，为此后类似工程施工积累宝贵的经验。关键词 箱涵顶进 D24m 型便梁 营业线 支墩验算 1、工程概况 本工程为宁西铁路至段增建二线工程，铁路里程 K836+050 处原宁西线有 12.5m 盖板涵，为交通涵。由于孔径较小，现已满足不了地方村民机耕道路要求，在地方政府要求下，需增加 1-4.5m 箱涵，以满足通行要求。经现场勘查，设计拆除

2、既有 12.5m 涵洞，顶进 14.5*4.5m 框架涵,框架箱涵长度 16m，径 4.5*4.5m，顶板厚 34cm，底板 44cm，边墙厚 30cm，共计 C35 钢筋混凝土 110 立方。本工程位于省市裕安区江家店镇，地处丘陵地带，地质情况良好，从既有铁路路肩往下：0.00.6m 级配碎石；0.63.0m 粉质粘土，弱膨胀性；3.08.0m 粉质粘土，硬塑，kpa 1800。2.线路加固设计 2.1 线路加固方案 顶进穿过宁西铁路单线路基，该段轨道为 P50 有缝线路，轨枕为II 型水泥枕，每公里 1520 根，弹条扣件，每日通过列车数量约 20 对。-.-考试资料-顶进施工时铁路限速

3、45km/h，涵顶覆土厚度 0.74m，该地区土质有弱膨胀性。既有线线路加固拟采用 D24m 型便梁加固,便梁基础为 1.0m 挖孔灌注桩。2.2 便梁支墩施工与验算 便梁支墩采用 5m 长 C30 钢筋混凝土灌注桩，人工挖孔。支墩施工前向路局运输处上报慢行计划，施工期间慢行速度 45km/h。施工时在车站设好驻站联络员，现场防护员，利用天窗点施工。挖孔桩施工前先在列车间隙时间清理出挖孔工作面，清理后坡脚道砟后立即插打支撑塞模板保护道床道砟不坍塌，做到先防护后施工。挖孔桩施工时，列车通过时挖孔严禁开挖，现场防护员提前 5 分钟通知并督促施工人员从孔出来，在路肩外侧等待列车通过后开始作业。支墩受

4、力验算：一、计算荷载 1、恒载（1）D24m 便梁自重 50t，计算得 F1=50/24.5=2.04t/m，故便梁自重按 20.4KN/m 线荷载计算。（2）P50 钢轨自重 50kg/m,F2=2*0.5KN/m=1KN/m（3）型枕木自重 2.99KN/个,间距 67cm、换算F3=2.99/0.66KN/m=4.53KN/m（4）恒载 F1+F2+F3=20.4+1+4.53=25.93KN/m,V1=ql/2=25.93*24.12/2=312.7二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的

5、经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-KN 2、列车活荷载：根据铁路桥涵设计规 4.3.1 条，便梁跨度为 24.12m，便梁承受荷载尺寸：支墩顶列车

6、活载为：24.12 P1=5 220（24.12-2 1.5）+92 16.62 16.12 2 P1=1490KN 24.12 P2 2=5 220（2 1.5）+92 16.62（5 1.5+16.12 2）P2=1140KN P1=Pmax=1490KN 冲击系数：1+=1+28/(40+24.12)=1.43，因此考虑冲击系数后V2=1.43 1490=2130.7KN 3、恒载活载合计 Vmax=V1*50+V2*50=312.7*0.5+2130.7*0.5=1221.7KN 二、桩基容许承载力计算 便梁基础位于既有线路基路肩侧，根据现场土质情况观察及土工试验结果，该段路基填土为粉

7、质粘土。根据容许承载力计算式二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算

8、便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-Ap q t u Qpk i uk sikq 可计算：由建筑桩基技术规中查得，极限侧阻标准值 qsik=50kpa 极限端阻力标准值 qsik=900kpa 桩周长 u=*d=3.14 Quk=3.14*50*5+900*3.14*0.5*0.5=1491KN 三、经计算可得出桩基容许承载力 Quk便梁最大荷载 Vmax，故 5m钢筋混凝土灌注桩满足承载力要求。3、主要施工技术 3.1 滑板及后背墙施工 3.1.1 滑板施工 滑板虽是施工中的临时设施，但是也是箱涵在顶进中是否能正常启动的关键工序。滑板除了应具有一定的强度外，更要求有较高的平

9、整度，以便在润滑剂的作用下箱涵能够顺利的顶进。本工程根据设计标高工作坑深度 1.5m，基坑采用机械放坡开挖。基坑在顶进方向一侧插打 4m 长槽钢支护既有线路基，槽钢采用正反相扣的方式插入,其他俩侧按 1:0.5 坡率开挖。挖至设计标高以上20cm 人工挖土至设计标高。基底承载力良好，大于kpa 180，无需进行夯实等处理。二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架

10、箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-滑板采用 C30 混凝土，长度 18.2m，宽度 6m。设计箱涵长度 16m，靠近路基一侧预留 50cm 滑板制作工作面，靠近后背墙处留出顶进工作面 2.2m（千斤顶 0.7m+顶铁 0.5m+横梁 0.5m+一个顶程 0.5m）；箱涵设计宽度 5.

11、1m，外侧与导向墩净距 0.1m，导向墩宽度 0.2m，导向墩外侧距离滑板边缘 0.15m，总宽度 6.0m。基坑开挖完成后滑板自下往上施工顺序为：10cm 厚碎石垫层制作安装地锚梁钢筋二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公

12、里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-浇筑地锚梁混凝土立模浇筑滑板及导向墩混凝土砂浆找平施工润滑层。施工润滑层时将石蜡融化至 150后掺入 15%20%机油，搅拌均匀后铺设，铺设要求厚薄均匀，无漏刷。待石蜡凝固后撒上一层滑石粉再铺盖塑料薄膜，为了确保箱涵底板钢筋焊接时焊渣烧破薄膜可在薄膜层上再覆盖一层较厚的毛毡。3.1.2 后背墙施工 结合本工程箱涵重量以及现场实际情况，后背墙利用基坑后背土作为支撑，打入一排钢轨桩整体浇筑

13、长 8m，高 3m，厚度 1m 的混凝土墙，为了保证滑板与后背墙的整体性在连接处浇筑混凝土前预埋槽钢。3.2 箱涵预制 箱涵预制分为 2 次浇筑混凝土，第一次浇筑混凝土至底板倒角以上 50cm，第二次浇筑侧墙及顶板。箱体预制严格按图施工，预制前首先做好测量定位工作，使箱体中心线，工作坑底板中心线和顶进就位中心线均在一直线上，箱体预制分二次浇筑。第一次浇筑箱体底板，第二次浇筑边墙及顶板。施工程序：绑扎底板钢筋挂站墙筋立底板模浇筑底板砼养护搭设满堂脚手绑扎边墙顶板钢筋浇筑边墙及顶板砼养护顶板找平层拆模做箱体防水层保护层施工。为了减少顶进阻力，支模时，在箱体两侧前端 2m 围的外模，向外放宽 1cm

14、，使其前端保持正误差，尾部为负误差，形成倒楔形，避免出现前窄后宽的楔形现象。二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用

15、型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-3.3 便梁架设 1、技术准备 根据现有涵洞中心里程在挖孔桩基础上放样定位便梁支点中心位置和一侧横梁中心位置，利用方尺和 30m 卷尺从一侧依次定位其他 36 根横梁位置，在钢轨外侧用油漆标出横梁位置，并用不同颜色油漆标出铁路水泥枕位置，以便于后期恢复线路。2、调整轨距 利用封锁点先将需要抽换和调整的水泥枕道心和砟间道砟扒出，根据工务要求“隔六抽一”抽出多余轨枕，按 670mm 间距调整好轨枕间距。将枕木端头用袋装道砟围护好，防止线路移位。3、横梁就位 在调整好的轨枕间距扒除部分道碴并穿入横梁

16、，采用定位角钢S7 定位横梁，同时垫好橡胶垫，上好钢轨扣件。4、纵梁卸车就位 利用封锁点轨道吊装梁运至施工现场，现场在轨道吊车到达之前做好落梁准备，准点准时将两片纵安装到位。二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件

17、每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-3.4 箱涵顶进 3.4.1 顶力计算机顶镐布置 本工程为 1-4.5m*4.5m 框架箱涵，涵长 16m，总重量 110 立方，合 286t。根据铁路桥涵设计规中计算顶力公式：P=KN1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA 式中 P最大顶力（KN）N1桥涵顶上荷载（包括线路加固材料自重）（KN）二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车

18、安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-N2桥涵自重（KN）E桥涵两侧土压（KN）f1 涵顶与顶部荷重摩擦系数，

19、按涂石蜡考虑，f1=0.3 f2 桥涵底板与基底土摩擦力系数，取 f2=0.8 f3 侧面摩擦系数，取 f3=0.8 R钢刃角正面阻力，按砂粘石考虑 R=550KN/m2 A钢刃角正面积（m2）K系数取 1.2 因该箱涵顶无覆土且线路为便梁加固，故可简化顶进最大顶力公式为 P=(4.56H 2+9.12H+8Q)L+22H+80 式中 H箱涵高度（m）Q每米箱涵重量（KN/m）L箱涵长度（m）计算得 P=5288KN,合计 529t。顶进用油顶单个最大顶力为 320t，去千斤顶效率系数为 0.75，则千斤顶数量 n=529/320*0.75=2.2,取 3 台。千斤顶安设在底板处的钢托板上，以

20、框架涵中线为中心安放一个，左右边墙对称安放两个。液压操作平台放置在箱涵部。3.4.2 既有涵洞拆除及顶进挖土方案 已有交通涵为盖板涵，基础及墙身为浆砌片石，盖板为钢筋混凝土型式。鉴于涵洞净高孔径较小，选用小型镐头机破碎，结合 70型二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况

21、良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-小挖机装车由顶进前进方向出土。涵洞箱身及顶板先用镐头机破碎出土后，基础凿除时可破碎一段顶进一段，后期为保证施工进度，选用 50 型装载机配合挖机出土。3.4.3 顶进方向及高程控制 顶进每个顶程为 50cm，顶进时为保证涵洞位置准确，测量人员跟班测量，每顶一个顶程测量一次前后高程和中线位置偏差情况，以便于及时调整。顶进过程中位置纠偏方法：1

22、、挖土纠偏：顶进过程过左右侧开挖面涵洞吃土的深度来调整左右方向，偏向哪一侧，通过多预留土体增大阻力调整。2、千斤顶调偏：通过控制台调整左右两侧千斤顶顶力产生偏压来调整左右偏差。3、开挖面基底挖土调整：为防止箱涵出现载头现象，开挖至设计标高以上 10cm 20cm 来调整箱涵前后高低。4、涵顶回填及线路恢复 箱涵顶进就位后，涵顶及时回填 A 组料，分层回填用冲击夯夯实，到顶层距离轨底 50cm 时，人工夯实不到时，回填 C15 混凝土。涵顶回填完好后，对线路进行补充道碴、捣固。便梁在施工封锁计划点拆除，抽出钢枕，调整轨距，穿入水泥枕。线路恢复阶段每 2 小时及每趟列车通过后检查一次线路并记录，方

23、向、轨面不满足要求及时养护，保证行车安全。5、结束语 本工程从开工至结束历时近 1 个月时间，从工作开挖到线路恢复二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该

24、地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔-.-考试资料-每道工序均在计划完成。特别是在既有涵洞原位顶进新建框架涵对于本标段工程来说是第一个，之前也无此类施工经验。但是经过精心组织，合理施工，采取得当的施工机具及方法保质保进度的完成了该工程的施工。施工期间铁路运营正常，无任何影响行车安全不利情况，实现了安全、效益、质量、工期的总目标。参考文献：1、铁道部铁路桥涵设计规.：中国铁道 2、建设部建筑桩基技术规程.中国建筑工业 3、便梁使用说明书中铁宝桥天元实业发展 4、铁道部铁路技术管理规程.：中国铁道 二线工程拆除既有盖板涵原位顶进框架箱涵工程详细介绍了箱涵顶进施工及型施工便梁加固铁路营业线确保行车安全施工技术为此后类似工程施工积累宝贵的经验关键词箱涵顶进型便梁营业线支墩验算工程概况本工程为宁西铁路至 政府要求下需增加箱涵以满足通行要求经现场勘设计拆除既有涵洞顶进框架涵框架箱涵长度径顶板厚底板边墙厚共计钢筋混凝土立方本工程位于省市裕安区江家店镇地处丘陵地带地质情况良好从既有铁路路肩往下级配碎石粉质粘土 枕每公里根弹条扣件每日通过列车数量约对考试资料顶进施工时铁路限速涵顶覆土厚度该地区土质有弱膨胀性既有线线路加固拟采用型便梁加固便梁基础为挖孔灌注桩便梁支墩施工与验算便梁支墩采用长钢筋混凝土灌注桩人工挖孔