横抬梁法在铁路大跨度顶进涵施工中的应用

1．前言

目前铁路施工出于安全的考虑，一般要求设计大跨度顶进入涵洞，这对施工技术有了一定的要求。

2．工程概况

郑州市东风路下穿陇海铁路立交工程为8-15m+15-8m联体四孔钢筋砼箱涵，箱涵净空5.5m，涵身全长17.6m，位于陇海铁路下行线K557+727.4处，箱涵设计中线与铁路线的夹角为88.3度。

3．总体施工方案

立交桥设计采用8-15m+15-8m箱涵的联体结构。由于箱涵之间设有4m间隔（绿化隔离带），故采取分别预制8-15m(15-8m)涵身、分次顶进，整体就位后再施作两涵身间的砼封闭层。施工中采用I3703构件作为横抬梁横向架空线路，横抬梁作为丰要受力结构，在线路上、下行外侧分别设置3片1300工钢纵抬梁作为辅助受力结构。在路基两侧设置中2m和中1．5m的钢筋砼挖孔桩分别作为架空抬梁的永久和临时硬支点（图l、图2）。施工前须对该段无缝线路进行应力放散及加固。

在整个施工方案中，主要分为滑板制作、箱涵预制、挖孔桩施工、线路架空、箱涵顶进及线路恢复6道工序，而线路架空直接决定了铁路行车和箱涵顶进的安全。是整个施工方案成败的关键，故本文仅对线路架空施工作相应阐述。

4．架空构件检算

由于采用了横抬梁架窄为主要受力结构．横抬梁的强度和稳定直接决定着架空结构的安全．因此首先必须进行横抬梁受力检算。检算时把横抬粱的受力情况作为架空结构的检算控制考虑，纵抬梁辅助受力不作检算：

4．1根据架窄施工方案确定计算模型

①化横抬梁受力状态，解除多余、非关键约束，视横抬梁为简支受力状态。以便于计算。

②根据涵身高度及刷坡坡率(1：1)，在满足施工要求的前提下确定顶进中横抬梁最大悬空跨度L=7.5m，为最不利受力状态。

当X=1.625m时，横抬梁承受弯矩Mmax=N2(X+I.5)一1.5P=3.708P

4．2荷载计算

①最不利动活载：最不利静活载取“中一活载”特种活载，机车单轴轴重250KN，轴距1.5m．上、下行同时按特种活载进行考虑，特种活载换算为均布荷载后，每根横抬梁承受动活载：P1=(1+u)250*0.6／1．5（1+u为冲击系数）

②静载：主要考虑每股道线路及部分加固构件自重P2，其他静载量小忽略不计。

③外力荷载计算：P=Pl/2+P2/2=82．9KN

4．3安全检算

I3703为自行加工构件，主要由2片J40槽钢靠背组合，采用高强螺栓对穿连接，J40槽钢顶、底分别帮焊1CM厚等宽高强钢板。I3703构件Wx=3442cm3，Ix=75712cm4，E=210Gpa，o=170Mpa。构件连接采用了高强螺栓和高强夹板，视为等强联结，依据《铁路桥涌设计规范》相关规定

综合上述检算：I3703构件强度满足规范要求。（架空结构以横抬梁受力为主．但同时设置了纵抬梁辅助受力，计算时未考虑纵抬梁辅助受力，为偏于安全计算）

5．线路架空施工

线路架空前委托工务部门进行无缝线路应力放散，线路架空施工在铁路运输部门批准慢行期间实施，慢行速度45km／h，并在架空段两段75m范围内设骨双向防爬设备，增加线路稳定性。根据架空施工方案。涵身采用分别预制、分次顶进，但线路架空一次完成，架空长度72m。

5．1挖孔桩施工

根据施工方案，在既有线路肩上采用人工挖孔桩作为架空构件的支点，共设置中2m挖孔桩16根(6*2m、10*7m)；中1．5m挖孔桩8根(8*5m)，挖孔桩采用C20钢筋砼，桩顶设尺寸为2m*2m*0.5m的承台。人工挖孔时采用C30快干砼护壁进行防护，护壁每挖深0．6m施作一次。每层0.5m高，中问隔0.1m斜台。挖至要求深后，采用夯填碎石配合快硬水泥对基底面作适当加固、扩大处理，以提高基底承载力。

5．2穿设横抬梁

横抬梁采用I3703每道间距为0．6m，根据涵身预制位置和线路位置．共需拼接24m长横抬梁80组，18m长横抬梁40组，接头采用错缝拼接。

在横抬梁穿设前。先将枕木方正．使上、下行线路轨枕位置一致，并垂直于线路中心，同时要将路肩、线路间的电缆抬高出路肩，穿设横抬梁时置于横抬梁之上，确保顶进时电缆安全。

梁时置于横抬梁之上，确保顶进时电缆安全。在横抬梁穿设采用人工配合小型卷扬机牵引，严格执行隔六穿一的施工方法，横抬梁一端落在I56工钢纵梁上，另一端在箱涵顶面采用枕木垛配合木垫片支撑，最顶层木垫片厚度保持在2-3cm。横抬梁穿过后，及时对梁底的道碴予以捣实，与钢轨问的空隙用木垫板或胶垫垫牢、隔离。保证就位的横抬梁直、顺、平、稳。穿设横抬梁时统一指挥，有列车通过时暂停工作．及时回收线路上的工具。每趟列车过后，必须安排专职负责人对于穿设挖鼻的横抬梁进行全面、彻底的检查。

5．3安装纵台梁在上、下行线路外侧横抬梁之上各设置的3到I100工字钢作为纵台梁

I100工字钢采用8M和16M长工刚错缝拼接而成，在组拼时接头预留一定的拱度，并用钢板条填实，使之受理后接头平顺，保证整体受力。工字钢间距0.7m，内侧工字钢中心与邻近的线路中心距为3.15m，满足限界要求。为保证纵梁的整体稳定，在工字钢接头两侧l米处加设十字木撵。并用角钢及条形螺栓固定，使工字钢接头两侧l米处加设十字木撵。并用角钢及条形螺栓固定，使3片工字钢均匀受力。