摘 要:本文总结了运营年代较短的高填方线路上、交角较小的立交桥顶进施工中,在保证运营安全、后背制作、克服转矩和保证线路稳定等方面的处理措施,为今后同类工程提供了可借鉴的经验。
关键词:高路堤;斜交;并列框架;顶进技术
1、工程概况
本工程为北京西五环路下穿西长线立交工程。位于西长线K18+802.75M处,该立交桥由工程由主路桥和匝道桥两部分组成。主路桥中线于K18+802.75以54°45′36″交角与西长线交叉。
平 面 图
主路桥和匝道桥分别为(2—17.5)m和(1—12.5)m钢筋混凝土框架。
其中:
(2—17.5)m主路桥结构宽度m,总高度8.6m,顶力125500KN,顶程42.6m;
(1—12.5)m匝道桥结构宽度m,总高度8.55m,顶力54000KN,顶程42.6m;
由南向北顶进。两桥中线平行,设计文件中两桥的净距20cm。。
桥址线路为双线直线段,线间距4.05m,60kg∕m钢轨,路堤高度6m,
1.2工程地质及水文地质:
根据设计院提供资料,桥位处持力层为卵石土,地基允许承载力较高,在开挖深度内无地下水。
但在施工过程中揭露,西南角为卵石土,西北角为粘砂土。
2、施工中的难点
2.1该框架桥与铁路线路交角为54°45′36″,要求后背平均每延米抗力3300 KN,由于斜交造成较大的转矩,锐角部位要求的抗力比此值要大;再由于本桥在高路堤地段顶进,后背为人工填筑,一般后背结构难以达到如此巨大顶力的要求。
2.2由于持力层地质不均,对框架桥顶进高程控制增加了难度。并列两箱体的高程误差难以保持一致。
2.3此段铁路线为高路基线路,线路加固难度大,顶进挖土施工难度也较大,容易造成线路偏移及路基塌方。
2.4按设计两箱体间距20cm,箱体制作难度大。
3、施工技术措施
3.1对于主路桥与匝道桥间20cm的间距,没有分别立模制作的条件。在施工中做了临时处理:把缝隙缩小至4cm,采用竹胶板分隔,采用通长的对拉螺栓预制箱体,在顶进过程中,利用分向纠偏的办法,逐渐分开,保证设计间距。同时,由于主路桥与匝道桥外侧均受土的侧压力,因此在顶进过程中,调整顶进设备,增大靠近施工缝的顶力,这样保证了框架桥的顶进方向。
3.2由于桥位线路为高路基,开通时间不长而且在邻近桥台后,填土较松散,顶进开挖面极易塌坍;而且处于京广线旅客列车进出北京西客站的咽喉部位,列车密度大,速度高。为了保证行车安全和减小由于斜交顶进的转矩,施工中采取以下措施:
3.2.1线路加固采用3-3-3-3扣轨;横梁采用长12m的Ⅰ40b工字钢同时横穿两股线路,间距1m;在线路外侧和两线间共布置三道由2×Ⅰ 50b工字钢组成的通长纵梁。每股道的加固长度90m;
3.2.2在线路两侧及框架桥就位后的两侧位置设挖孔桩,成孔后先作为注浆井,从中分层顶入注浆管对路基土进行注浆固化,保证框架桥顶进时开挖面的稳定,并且由于侧面挖孔桩和固化土体,减小侧向土压力以起到减小转矩的作用;
3.2.3在顶进方的对面,框架就位位置外设前靠背桩,作为防止顶进时线路横移的措施。
3.3采用工字钢后背,由于在卵石土地层打入桩施工困难,采用挖槽埋桩方法施工。采用Ⅰ63工字钢,密度8根∕m,在滑板下埋深4m;人工夯填碎石土至滑板以上4m。计算后背提供的抗力可达到4200KN/m,可满足锐角部位最大顶力的要求。
4、实施效果
4.1由于设置了一系列的防护桩并对土层进行固化,顶进过程中开挖面没有出现坍塌,保证了施工中运营安全。
4.2线路加固系统具有较大的平面刚度,并设置了前端抗移桩和在横梁下布置台车,在顶进中保证了线路的稳定。
4.3顶进就位的高程和方向
主路桥:前端 +38mm 后端:+28mm
匝道桥:前端 +32mm 后端:+5mm
方 向:主路桥与匝道桥均偏东8mm
规范规定框架桥顶进生允许偏差为:
对向顶进时中线允许偏差100㎜,高程为1%顶程,且偏高≤150㎜,偏低≤200㎜。
5、主要经验和体会
5.1在高路堤的顶进工程,由于后背大部分为人工夯填土,其密实度和后背桩的刚度是后背抗力的保证条件。本工程的后背填土采用了内摩擦角较大的填料,采用的后背桩具有教大的刚度,为顶进提供了足够大抗力。
5.2本工程在桥体顶进过程中顶程达到35米时,前端出现扎头现象,经前端增加砼纵向地梁,保证了桥体顶就位后的高程。在承载能力较高地基的顶进施工,采用纵向地梁纠正扎头效果比较显著。
5.3 在松散地层的斜桥顶进工程,采用侧面防护桩和土体固化措施有一举两得的效果:既可保证开挖面的稳定又可明显地减小侧向土压力。可以作为小交角斜桥顶进的方向控制措施。
5.4高路堤的顶进工程,尤其是交角较小的斜桥,为了防止线路横移,除保证线路加固系统本身较大的平面刚度外,必须有较可靠的前靠背作为支撑。
5.5在斜桥顶进中,沿桥体中线方向弹线,按中线方向安置台车的滚动部分方可使台车起到应有的作用。
6、结束语
通过本桥的施工,初部探索了在高填方线路顶进施工的问题。本桥位处在开通运营年代较短的高填方线路,交角较小,经周密研究采取的施工方案取得较满意的效果,可供同类工程参考。