昆安高速公路下穿框架桥小交角穿越既有铁路设计及施工

王 珏

(中铁二院工程集团有限责任公司,四川 成都 610031)

1 工程概况

本工程位于安宁断陷盆地内,是为昆安高速公路穿越既有铁路及既有道路而设。昆安高速公路与铁路的交叉点里程为 K 27+396,与既有成昆铁路交角 α=21°。该框架桥设计范围为昆安高速公路K 27+259.46～K 27+550.00。路线长度 290.54m。

2 结构设计

(1)下穿框架桥跨径为 2×16m,下穿框架桥长 290.54 m。下穿框架桥共分 19段,设有伸缩缝 20道。下穿框架桥净空高度不小于 5.5m。

(2)由于受地下水位的影响下穿框架桥采用 C35、防渗等级不小于P12的钢筋混凝土结构,在段间接头处设置防水伸缩缝,防止温度应力引起开裂、不均匀沉降和地下水渗入。对于下穿框架桥中的管网埋设按市政规划线位设置并在其相应的位置设置横向预留孔,并做好防渗及防水措施。

(3)下穿框架桥防水:①下穿框架桥顶面用 C35防水混凝土铺装层,中间厚12 cm,两侧厚 5 cm,作成人字排水坡,上铺TQF-1防水层,两侧涂两层热沥青。②靠箱身两侧设 70 cm高、100 cm宽的泄水盲沟,以排箱顶及路基纵向水。

3 工程范围加固设计与施工

昆安高速公路K 27+420～+520段由于靠近成昆铁路、老昆瑞路及地方道路,采用桩板墙的支护方案。

该范围内岩层节理裂隙十分发育,岩体十分破碎呈土状、土夹碎石状、碎石状,灰岩中溶蚀、溶隙、溶洞发育,富水性好,接触带及断层破碎带内工程地质条件差,地质构造复杂。故本工程范围内开挖采用先桩后板的带挡开挖型式,防护桩应嵌入岩层一定深度以确保开挖边坡的稳定(图1)。

图1 2～16.0m小河边下穿框架桥铁路线路加固图

3.1 既有线路加固

下穿框架桥施工时对既有线干扰甚大,施工时应加强对既有线的防护。下穿框架桥穿越铁路处采用在既有线两侧用挖孔桩 2.0m×1.5m作支墩,5m×24m D便梁,两端再采用纵横工字钢梁上架设枕木钢轨作为配跨梁架空施工。所用支墩应垂直与线路对置,桩底必须置于下穿框架桥底板以下 5.0m以上,并对既有线进行观测,严格控制列车的行进速度,要求限速在 45 km/h以下。

3.2 框架桥开挖防护设计

(1)在成昆铁路中心线两侧各 115m范围内基坑开挖采用桩中心距 3.5m,其余采用 4.5m的挖孔支护桩加固。本桥开挖防护时在桩间土层中采用C20混凝土挡板加固,在岩层中采用喷护混凝土防护。框架桥在铁路线下分段施工步骤如图 2示。

图2 框架桥平面分段施工步骤

图3 开挖边坡防护

(2)开挖框架桥施工沟槽内D型便梁支撑桩柱,支撑桩桩基直径为 2.0m。

(3)架空、加固既有线路,确保施工期间既有成昆线的行车及施工人员的安全。

(4).施工框架除 7、9、11、13号段的其它框架段,施工完毕后并框架强度达到 85%时方可进行下一轮加固措施。

(5)二次架空是拆除所有的线上支墩,分别在 6、8、10、12号已建成的框架上作二次支墩架空线路施工 7、9、11、13号框架。

(6)开挖边坡防护详见图3。

昆安高速公路下穿框架桥的设计断面 2m×16m。该段工程地质条件差,临近老昆瑞路及成昆铁路,动荷载较大。故本工程范围内开挖采用先桩后板的带挡开挖型式,防护桩应嵌入岩层一定深度以确保开挖边坡的稳定。下穿框架桥下部伏玄武岩、凝灰岩全、全 ～强风化层厚度大,上部全风化土状、角砾状、土夹碎石状的岩土层在水及动荷载的作用下容易产生崩塌,对桩板墙产生较大的剪力,因此应先做好边坡的防护、排水,并根据实际开挖情况加深桩板墙的桩基础,避免其产生较大变形。框架桥支撑体系的横向防护如下图 4。

4 结束语

图4 小河边下穿框架桥开挖横断面支撑防护图

笔者通过本框架桥的设计和配合施工。介绍了铁路框架桥既有铁路小交角穿越采用线路加固的施工方法和施工步骤。本工程与既有铁路交角非常小,跨越长度大,在国内同类工程中技术指标处于领先地位。此工程目前已施工完毕,顺利通车。被云南省建设厅评为"云南省 2008年度优秀工程设计一等奖”。通过对此工程的总结,对穿越既有铁路的立交工程施工会有更多的借鉴作用。

[1]中铁二院工程集团有限责任公司.昆安高速公路穿越既有铁路及既有道路设计图[R].成都:中铁二院工程集团有限责任公司,2008

[2]TB-10002.2-2005铁路桥梁钢结构设计规范[S]

[3]中铁三院.铁路运输安全保护条例[M].北京:铁道出版社,2003

[4]路桥集团第一工程局.桥涵施工技术规范[M].北京:人民交通出版社,2000

[5]顾安邦,孙国柱.公路桥涵设计手册 [M].北京:人民交通出版社,1994

[6]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1987