大跨度框架铁路桥顶进法施工技术

张恒 彭斌

摘要：在当前框架桥施工过程中，大跨度框架桥是主要的施工结构，在施工的过程中我们要利用顶进法对框架桥进行施工，本文主要就顶进法施工技术进行阐述。

关键词：大跨度；框架铁路；顶进法；施工技术

前言：在当前大部分框架桥的建设中，大跨度框架铁路桥是设计和使用的主要方向，大跨度框架桥的使用能减少桥梁的自身总量，延长框架桥的使用寿命，因此，我们在框架桥设计和施工的过程中采用顶进法施工技术。

一、对顶进施工设计的相关问题探究

对下穿铁路框架桥进行顶进施工之时，为了避免在施工过程中出现变形或管线的安全问题，可以采取以下两点关键措施。

1、确保框架桥顶进线形的相关措施

为了防止顶进过程中“扎头”现象的出现，应在框架底板的前端位置预留船头坡，而在滑板的顶面以及顶刃角处留下1%的仰坡，并且在顶进桥涵过程中还应随时对底板标高进行测量，以便据此对前端挖土的深度有所调整。另外，在顶进过程中所出现的左右偏差问题，可以利用变换左右两边不同的顶力及挖土，或千斤顶的位置等措施来加以控制。运用中继间顶进的方式，在节与节之间准备相应的剪力楔，以便传递剪力，并在顶进施工的过程中使得前后节箱体重心运动轨迹能够尽量重合，以促使剪力楔能够发挥最佳的使用效果，避免出现节间剪力偏大的现象。除此，千斤顶的顶程越长，顶进施工速度相应越快，但这需要建立在较高的控制技术水平的基础之上，千斤顶顶程在20cm之内较好控制。

2、确保管线安全的相关措施

在顶进过程中进行挖土时，自始至终顶部或侧部钢刃角其入土深度应不小于30cm，同时不能超挖，据此应在钢刃角的四周标识相应的入土及开挖标志线，使得开挖面能和侧刃角的前端保持平行。在每次顶进之前，应首先在框架桥的顶进前方开挖探洞，以弄清楚在前方的土壤内是否有阻碍顶进作业的一些障碍物，例如一些孤石、不明管线等，以保证每次的顶进作业能够安全顺利的完成。为了尽量减少在施工过程中所出现的变形现象，防止顶进施工时带动路基促使土体移动，并使得框架与土壤之间的摩擦力减小，可采取措施：第一，对框架预制中的施工工艺采取严格地控制，确保框架的表面能够平整光滑，并且在顶进之前能够为预制框架的外表涂上润滑层；第二，顶进第一节框架前的侧板和顶板外侧设置钢刃角；第三，在钢刃角的前端可设置相应的注浆管，随顶随灌可以变为泥浆，并在框架的周围组成泥浆幕，这样一来，对路基既有了“护壁”作用，而且还能更好地减少顶进作业所遭受到的阻力。具体说来，注浆管的类型宜选用60mm的钢管，布置10mm梅花形的注浆孔，配制灌注泥浆时要依据施工的具体情况对其稠度进行调整，注浆要连续进行，不能中断也不能堵管，促使顶进作业能够顺利完成。此方法跟顶管施工中在顶管外侧布孔注泥浆以减阻类似。

二、顶进施工的相关计算理论及计算方法

1、地表变形计算

上个世纪末，上海市特种基础工程研究所水下工程研究组组长、高级工程师、副所长王承德等提出了估算地而沉降的方法，并逐步运用到了施工设计之中；中南大学桥梁与隧道专业副教授施成华等应用随机介质理论分析了顶管施工扰动区的土体的变形和位移，并且制定了一系列行之有效的程序运用于计算之中；

2、顶进力计算

对于框架桥顶进施工而言，御用公路桥涵或者铁路桥涵的施工手册里的最大顶力计算公式进行相关计算式可行的。顶力计算的重要性非常大，其计算结果是顶进设备配置、后背设计、箱涵局部承压强度验算等等计算过程的重要数据依据。计算的过程还要对顶力的分配进行充分考虑。上海交通大学土木工程系副教授，岩土力学与工程研究所副所长杜守继等通过设置接触单元等形式，运用三维实体建模方法来模拟其间的各种相互作用，分析得到相关的应力场和位移的具体分布，值得借鉴。

三、框架铁路桥顶进法施工

1、桥体内土体挖方

开挖土方沿顶进方向按1：0.6坡率机械开挖。在框构的两侧和底部机械开挖困难的地方，采用人工开挖。以此减少对路基的稳定性影响侮次开挖控制在O.8m-1.0m为宜，最大不超过lm。开挖前由技术将开挖线用石灰线标识，严禁超挖

2、方向控制及纠偏措施

框架桥轴线与铁路路基为斜交时，顶进的时候高程和方向的控制是一个关键点，因此要严格控制，要做到及时测量及时比较发现偏差及时纠正。左右侧千斤顶各采用一台油泵控制，但各千斤顶均单独设置一油压阀门，如发现方向偏移，则采用增减一侧千斤顶的顶力：即开或关一侧部分千斤顶阀门，增加或减少千斤顶顶力数如向左偏，即关闭减少右侧部分千斤顶，如向右偏则反之

3、水平控制

“抬頭”：挖除箱身前端土体，并超挖（设计标高）5～lOcm，宽度与箱身相同，在顶进中逐步调整。“扎头”：开挖前端土方时，将框架桥底板底上部土方预留30-5Ocm，适当带土顶进，掏出箱身前端30cm下部土体，深度约3cm，塞入2cm钢板，并形成不大于5%的坡度至设计标高，在顶进中逐步调整。空顶时，当发现有“扎头”倾向时，在框构顶进前方将滑板延长，并不少于3m宽，并确定合理坡率

4、拆除线路加固、恢复线路

铁路线路的运营至关重要，在框架桥就位后要及时补齐刃角，拆除线路的加固装置，及时让列车提速，恢复线路正常拆除加固装置的顺序为：纵向工字钢的拆除→扣轨的拆除→横向工字钢的拆除、道碴同填→线路细整。

横向的工字钢撤除是与安装相同，采用隔六抽一的跳抽法，每撤除一个工字钢后要及时将道昨同填后捣固密实。线路的整修要达到正常的通行条件。线路开通后按照铁路局相关文件进行养护。

五、结束语

综上所述，在大跨度钢结构桥梁施工过程中，需要我们对施工质量和施工进度进行控制，保证框架桥的使用。

参考文献

[1]高印强.顶进式框架桥施工中的线路加固检算[J].铁道建筑，2012，42（4）：15-17.

[2]杨燕.厦门双涵路下穿铁路顶进框架桥的施工技术[J].工程建设与档案，2013，18（6）：458-459.