既有铁路便桥施工中框架式施工体系及施工方法

技术领域

本发明属于铁路、公路、市政交通工程技术领域，具体涉及既有铁路便桥施工中框架式施工体系及施工方法。

背景技术

随着我国经济的发展，铁路和公路交通不断完善，路网建设不断扩大，经常会出现公路、市政道路与既有繁忙铁路交叉的情况，为了满足前后路段的衔接，同时对铁路的影响减到最小，节约投资，很多时候选择公路、市政道路下穿既有繁忙铁路。铁路是运输大动脉，是不允许断道的，因此为了保证铁路的畅通，一般采用便桥架空既有铁路，然后在便桥下施工新设结构，便桥施工均是在既有线下施工，影响既有线的运输安全，其中便桥桥墩施工是个难点，一般处理方法是采用挖孔板桩进行防护，形成桥墩临时施工通道，这样的方法存在板桩工程量大，板桩开挖需跳桩施作，施工周期长，对既有铁路运营影响时间长等问题，为尽最大可能减小施工周期，减小对铁路的影响，研究一种经济又安全的铁路便桥及施工方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种解决公路、市政交通工程在保证铁路不中断运营及保证铁路安全情况下下穿既有铁路时，采用挖孔板桩进行防护，板桩工程量大，需跳桩开挖，施工周期长，对既有铁路运营影响时间长的问题。本发明可以保证铁路运营，其挖深小，因此框架尺寸较小，工程量小，并且在做临时便梁时可以同时预制框架式施工通道，顶推中采用伸缩式临时防护墙进行土体防护，每次顶进的行程加大，节省施工通道的施工周期，并且后期施工中，施工人员在框架内，安全能够得到保证，因此采用既有铁路便桥施工中框架式施工通道是解决公路、市政交通在下穿既有繁忙铁路修建便桥桥墩最经济和可行的方案。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现： 既有铁路便桥施工中框架式施工体系，包括框架式施工通道、桩柱式桥墩、盖梁、铁路D型便梁、临时支墩、便桥桥台支墩、拉森钢板桩、伸缩式临时防护墙、顶推后背墙、钢支撑；所述框架式施工通道置于铁路D型便梁的下方，顶部及两侧设置伸缩式临时防护墙，内部靠前端的底板处设有钢支撑，顶底板设有直径大于桩柱式桥墩的桩柱式桥墩施工孔洞；

所述桩柱式桥墩和盖梁相连，与便桥桥台支墩共同支撑铁路D型便梁形成铁路便桥；所述拉森钢板桩位于框架式施工通道出入口边坡两侧；所述顶推后背墙位于框架式施工通道的后端。

优选地，所述架式施工通道为整体浇筑混凝土构造，净高不小于6m，净宽不小于4.5m，左右侧壁厚80cm，顶底板厚60cm。

优选地，钢支撑采用I20a工字钢。

优选地，伸缩式临时防护墙采用钢轨滑道与框架式施工通道连接，并能进行伸缩操作。

优选地，所述伸缩式临时防护墙由顶板和侧面钢板组成，其顶板为矩形，长为S1和S2的和，S1可为3.18m，S2可为2.32m，宽可为框架式施工通道的外宽加2cm；侧面钢板为矩形与梯形的组合形式，矩形宽S3，S3可为3.5m。

优选地，所述伸缩式临时防护墙在侧面钢板矩形段的前端距边缘25cm处采用I20a工字钢设置一竖向加劲肋，与滑道端头紧贴焊接，工字钢一面焊接在伸缩式临时防护墙侧板钢板上，上端焊接在伸缩式临时防护墙顶板上，下端距伸缩式临时防护墙侧板钢板底23cm，在紧贴竖向加劲肋的位置分别采用60型钢轨对左右侧板滑道进行连接，端头与滑道焊接，形成框架支撑。

优选地，所述伸缩式临时防护墙侧面钢板内侧设置4道60型钢作为滑动轨道。

优选地，框架式施工通道前端头对应缩式临时防护墙侧面钢板内侧滑动轨道位置预埋钢滑道，钢滑道与滑动轨道对应匹配，宽度放大3～5mm，在后端设置长20cm的翘尾过渡到框架式施工通道侧墙外。

优选地，拉森钢板桩的长根据边坡高度确定，最短不小于4m，露出边坡部份与埋入边坡部份之比为1:1.5。

一种施工既有铁路便桥施工中框架式施工体系的施工方法，包括步骤如下：

（1）采用3-5-5-3的轨束梁对既有铁路线进行加固；

（2）进行精确放样，施工临时支墩和便桥桥台支墩，同时在工厂预制伸缩式临时防护墙，在线外平整、填筑地基，施工框架式施工通道和顶推后背墙，在施工框架式施工通道时，预埋好钢滑道和钢支撑；

（3）在临时支墩上架设铁路D型便梁；

（4）在预制好的框架式施工通道前端安装伸缩式临时防护墙，并安装顶推设备。

（5）开始开挖既有路堤，挖进约20cm，开启前端小型顶推设备，顶推伸缩式临时防护墙向前伸展；

（6）重复挖进及顶推伸缩式临时防护墙，直到伸缩式临时防护墙伸出2m；

（7）此时停止前端开挖，在框架式施工通道后端启动顶推设备，对框架式施工通道进行顶进施工，这时框架式施工通道向前移动，而伸缩式临时防护墙慢慢收缩，直到顶进2m距离，停止顶进操作；

（8）不断重复5～7步骤，直到框架式施工通道到达设计位置；

（9）拆除顶推设备，拆除伸缩式临时防护墙；

（10）施工拉森钢板桩进行防护，并平整两侧通道；

（11）在框架式施工通道中按预留孔洞位置开孔；

（12）在框架式施工通道内施工桩柱式桥墩的桩基础，施工桥墩以及盖梁；

（13）移动铁路D型便梁架设在便桥桥台支墩和盖梁上，并增加一孔铁路D型便梁，完成便桥架设施工；

（14）在便桥下按设计进行土体开挖，并拆除框架式施工通道，施工便桥下设计工程，施工完后拆除铁路D型便梁恢复既有线路，完成施工。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）既有铁路便桥施工中框架式施工体系及施工方法既可以保证铁路安全运营，又可以不采用人工挖孔板桩作为铁路便桥桥墩施工防护措施形成施工通道，开挖量较小，结构尺寸小，节省工程量，施工通道可以在线外预制，快速顶进施工，减少施工时间，减少对铁路运营安全的影响。

（2）不采用挖孔桩，避免人工挖孔带来的危险，采用框架形式，保证施工人员不被坠物伤害，保证施工人员安全，框架体与前后道路协调，外观效果较好。

（3）工程能够更加安全的实施，工期短，节约工程费用，经济合理，技术创新。

附图说明

图1便桥桥墩施工通道纵断面布置示意图；

图2便桥桥墩施工通道平面布置示意图；

图3便桥成桥立面布置示意图；

图4便桥成桥平面布置示意图；

图5便桥桥墩正面图示意图；

图6便桥桥墩施工通道顶进示意图；

图7伸缩式临时防护墙截面示意图；

图中：1-框架式施工通道、2-桩柱式桥墩、3-盖梁、4-铁路D型便梁、5-临时支墩、6-便桥桥台支墩、7-拉森钢板桩、8-伸缩式临时防护墙、9-顶推后背墙、10-钢支撑。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，既有铁路便桥施工中框架式施工体系的框架式施工通道1设置在临时布置的铁路D型便梁4之下，在线外预制，快速顶进施工到位。其净高为6m，净宽为4.5m，其左右侧壁厚80cm，顶底板厚60cm，通过计算确定好桩柱式桥墩2在框架式施工通道1顶推到位后的位置，在框架式施工通道1预制时，在顶底板预留桩柱式桥墩2施工孔洞，孔洞直径比桩柱式桥墩2大，对孔洞周边用钢筋进行加强。铁路D型便梁4的孔跨数量和跨度根据线下工程的布置情况设置，其需进行两次架设，在施工便桥桩柱式桥墩2时，需根据便桥布置情况，对便桥桩柱式桥墩2的位置进行临时架空支撑，其布置在临时支墩5上，临时支墩5为长5m，宽2m，高1m的混凝土结构，临时支墩5采用3-5-5-3轨束梁对线路加固后进行施工，便桥桥台支墩6的结构尺寸及施工方法与临时支墩5相同，在便桥桩柱式桥墩2和盖梁3施工完毕后，调整铁路D型便梁4的布置，从临时支墩5调整到便桥桥台支墩6和盖梁3的顶上，并增加一跨铁路D型便梁4，完成便桥架设。

如图6-7所示，既有铁路便桥施工中框架式施工体系的框架式施工通道1前端安装有伸缩式临时防护墙8，伸缩式临时防护墙采用钢轨滑道与框架式施工通道1连接，并能进行伸缩操作。伸缩式临时防护墙8采用1cm厚的钢板设置在框架式施工通道1顶部及两侧，并在顶部焊接。顶板为矩形，长为S1和S2的和，S1取3.18m，S2取2.32m，宽为框架式施工通道的外宽加2cm；侧面为矩形与梯形的组合形式。矩形宽S3，S3取3.5m，其有1m始终包在框架式施工通道前端，2m可沿轨道伸缩，全缩情况外露0.5m，全伸情况外露2.5m，高为框架式施工通道的全高加4cm，其顶板厚1cm，底面超出框架3cm，并做成斜口，在侧面设置4道60型钢轨焊接在钢板内侧，既作为滑动轨道，也作为加劲肋对钢板进行加强，钢轨长为S1=S3-0.3m，最下轨道中心设置在高于框架式施工通道底板顶0.15m的位置，上轨道中心与框架式施工通道顶板底齐平，中间两轨道均匀设置，框架式施工通道预制时，在前端头对应轨道位置预埋钢滑道，钢滑道形式与轨道对应，可适当放大3～5mm，便于安装和滑动，预埋滑道L1为3m，在后端设置20cm的翘尾过渡到框架式施工通道侧墙外，在侧板矩形段的前端距边缘25cm处采用I20a工字钢设置一竖向加劲肋，与滑道端头紧贴焊接，工字钢一面焊接在侧板上，上端焊接在顶板上，下端距侧板底23cm，在上轨道与下轨道的前端头，紧贴竖向加劲肋的位置分别采用60型钢轨对左右侧板滑道进行连接，端头与滑道焊接，形成框架支撑；侧板前端为倒放梯形，梯形距侧板底为H2，H2取1.6m，梯形直角边与矩形对齐，上底为H1，H1取1.5m，下底为矩形段高减H2，梯形高为2m，在梯形板与滑道对应的位置焊接钢轨作为加劲肋，钢轨距前端0.3m，同时在梯形板前端距边缘25cm处采用I20a工字钢设置折线加劲肋，与轨道加劲肋端头紧贴焊接，工字钢一面焊接在侧板上，上端焊接在顶板上，下端与矩形段竖向加劲肋连接，在最上轨道加劲肋的前端头，紧贴折线加劲肋的位置采用60型钢轨对左右侧板轨道加劲肋进行连接，端头与轨道加劲肋焊接，形成框架支撑。

在框架式施工通道的前端设置伸缩式临时防护墙，在框架式施工通道内部靠前端的底板适当位置设置有2个钢支撑10，在顶推过程中，开挖前端土体长度20cm左右，采用小型顶推设备以钢支撑10为后背，顶推伸缩式临时防护墙8前进，对已开挖的空间进行临时防护，往返循环，直到顶推伸缩式临时防护墙向前顶进达到2m，启动框架式施工通道1后端顶推设备以顶推后背墙9为支撑顶推框架式施工通道前进2m，如此循环，直到框架式施工通道顶推到位，完成顶推施工。

在框架式施工通道的前端底板上设置有钢支撑10，作为伸缩式临时防护墙8顶进施工的千斤顶支撑。钢支撑设置在距框架式施工通道的前端为1.5m的位置，采用I20b工字钢，长80cm，埋入框架式施工通道的底板40cm，工字钢腿面朝前，背面采用另一工字钢按45º进行斜向支撑，并埋人框架式施工通道的底板，底部与垂直构件齐平，水平向设置两个钢支撑，各距边墙为1m。

本发明实施例的主要施工步骤和方法如下：

（1）采用3-5-5-3的轨束梁对既有铁路线进行加固；

（2）进行精确放样，施工临时支墩5和便桥桥台支墩6，同时在工厂预制伸缩式临时防护墙8，在线外平整、填筑地基，施工框架式施工通道1和顶推后背墙9，在施工框架式施工通道1时，预埋好钢滑道和钢支撑10；

（3）在临时支墩5上架设铁路D型便梁4；

（4）在预制好的框架式施工通道1前端安装伸缩式临时防护墙8，并安装顶推设备。

（5）开始开挖既有路堤，挖进约20cm，开启前端小型顶推设备，顶推伸缩式临时防护墙8向前伸展；

（6）重复挖进及顶推伸缩式临时防护墙8，直到伸缩式临时防护墙8伸出2m；

（7）此时停止前端开挖，在框架式施工通道1后端启动顶推设备，对框架式施工通道进行顶进施工，这时框架式施工通道向前移动，而伸缩式临时防护墙8慢慢收缩，直到顶进2m距离，停止顶进操作；

（8）不断重复5～7步骤，直到框架式施工通道到达设计位置；

（9）拆除顶推设备，拆除伸缩式临时防护墙；

（10）施工拉森钢板桩7进行防护，并平整两侧通道；

（11）在框架式施工通道中按预留孔洞位置开孔；

（12）在框架式施工通道内施工桩柱式桥墩2的桩基础，施工桥墩以及盖梁3；

（13）移动铁路D型便梁4架设在便桥桥台支墩6和盖梁3上，并增加一孔铁路D型便梁，完成便桥架设施工；

（14）在便桥下按设计进行土体开挖，并拆除框架式施工通道，施工便桥下设计工程，施工完后拆除铁路D型便梁恢复既有线路，完成施工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。