既有铁路梁桥改建框架箱形桥施工工法

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

1.前言

随着城市基础设施水平逐渐提高，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

2.0.1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。

2.0.2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。

2.0.3机具设备简单，全部使用通用机具设备。

2.0.4占用劳动力少，占用施工场地小。

2.0.5不受地形场地限制，不中断列车运行。

3.适用范围

3.0.1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。

2.0.2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

4.0.1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4.0.1）。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。

4.0.2既有墩台与桥梁采用液压破碎机械拆除。

4.0.3按顶入法顶入框架箱桥到设计位置，完成桥梁置换。

图4.0.1独立架空防护示意图

5.施工工艺和操作要点

5.1框架箱形桥置换大中梁式桥的施工工艺流程图：

图5.1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

中铁七局集团有限公司- 3 -

5.2纵、横梁设计及顶力计算

5.2.1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4.0.1）。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）（5.2.1-1）

式中：F－最大阻力；

P－箱桥全长＋6.0m范围内轨道重量；

Q－箱桥全长＋4.0m范围内横抬梁重量；

f

1

－涂油钢板阻力系数取0.4。

5.2.2横抬梁设计

横抬梁采用工字钢I

40

，设计跨度8.0m，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8.0m×1/400＝20mm）。

5.2.3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

1 f

1

+（N

1

+N

2

）f

2

+2Ef

3

]（不设钢刃角）（5.2.3-1）

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0.4；

N

2

-箱桥自重；

f

2

-箱桥底板与基底的摩擦系数，取0.7 ～0.8；

E-箱桥两侧土压力；

f

3

-侧面摩擦系数，取0.7 ～0.8；

K-系数，取1.2。