箱涵頂進與D24m便梁加固技術

.II型水泥枕,每公里1520根,彈條扣件,每日通過列車數量約20對。頂進施工時鐵路限速45km/h,涵頂覆土厚度0.74m,該地區(qū)土質有弱膨脹性。既有線線路加固擬采用D24m型便梁加固,便梁基礎為Φ1.0m挖孔灌注樁。2.2便梁支墩施工與驗算便梁支墩采用5m長C30鋼筋混凝土灌注樁,人工挖孔。支墩施工前向路局運輸處上報慢行計劃,施工期間慢行速度45km/h。施工時在車站設好駐站聯(lián)絡員,現場防護員,利用天窗點施工。挖孔樁施工前先在列車間隙時間清理出挖孔工作面,清理后坡腳道砟后立即插打支撐塞模板保護道床道砟不坍塌,做到先防護后施工。挖孔樁施工時,列車通過時挖孔嚴禁開挖,現場防護員提前5分鐘通知并督促施工人員從孔內出來,在路肩外側等待列車通過后開始作業(yè)。支墩受力驗算：一、計算荷載1、恒載〔1〕D24m便梁自重50t,計算得F1=50/24.5=2.04t/m,故便梁自重按20.4KN/m線荷載計算?！?〕P50鋼軌自重50kg/m,F2=2*0.5KN/m=1KN/m〔3〕Ⅱ型枕木自重2.99KN/個,間距67cm、換算F3=2.99/0.66KN/m=4.53KN/m〔4〕恒載F1+F2+F3=20.4+1+4.53=25.93KN/m,V1=ql/2=25.93*24.12/2=312.7KN2、列車活荷載：根據《鐵路橋涵設計規(guī)X》4.3.1條,便梁跨度為24.12m,便梁承受荷載尺寸：支墩頂列車活載為：24.12×P1=5×220×〔24.12-2×1.5〕+92×16.62×16.12÷2P1=1490KN24.12×P2×2=5×220×〔2×1.5〕+92×16.62×〔5×1.5+16.12÷2〕P2=1140KNP1=Pmax=1490KN沖擊系數：1+μ=1+28/<40+24.12>=1.43,因此考慮沖擊系數后V2=1.43×1490=2130.7KN3、恒載活載合計Vmax=V1*50％+V2*50％=312.7*0.5+2130.7*0.5=1221.7KN樁基容許承載力計算便梁基礎位于既有線路基路肩內側,根據現場土質情況觀察與土工試驗結果,該段路基填土為粉質粘土。根據容許承載力計算式可計算：由《建筑樁基技術規(guī)X》中查得,極限側阻標準值qsik=50kpa極限端阻力標準值qsik=900kpa樁周長u=π*d=3.14Quk=3.14*50*5+900*3.14*0.5*0.5=1491KN三、經計算可得出樁基容許承載力Quk>便梁最大荷載Vmax,故5m鋼筋混凝土灌注樁滿足承載力要求。3、主要施工技術3.1滑板與后背墻施工3.1.1滑板施工滑板雖是施工中的臨時設施,但是也是箱涵在頂進中是否能正常啟動的關鍵工序。滑板除了應具有一定的強度外,更要求有較高的平整度,以便在潤滑劑的作用下箱涵能夠順利的頂進。本工程根據設計標高工作坑深度1.5m,基坑采用機械放坡開挖。基坑在頂進方向一側插打4m長槽鋼支護既有線路基,槽鋼采用正反相扣的方式插入,其他倆側按1:0.5坡率開挖。挖至設計標高以上20cm人工挖土至設計標高?；壮休d力良好,大于,無需進行夯實等處理。滑板采用C30混凝土,長度18.2m,寬度6m。設計箱涵長度16m,靠近路基一側預留50cm滑板制作工作面,靠近后背墻處留出頂進工作面2.2m〔千斤頂0.7m+頂鐵0.5m+橫梁0.5m+一個頂程0.5m〕；箱涵設計寬度5.1m,外側與導向墩凈距0.1m,導向墩寬度0.2m,導向墩外側距離滑板邊緣0.15m,總寬度6.0m。基坑開挖完成后滑板自下往上施工順序為：10cm厚碎石墊層→制作安裝地錨梁鋼筋→澆筑地錨梁混凝土→立模→澆筑滑板與導向墩混凝土→砂漿找平→施工潤滑層。施工潤滑層時將石蠟融化至150℃后摻入15%~20%機油,攪拌均勻后鋪設,鋪設要求厚薄均勻,無漏刷。待石蠟凝固后撒上一層滑石粉再鋪蓋塑料薄膜,為了確保箱涵底板鋼筋焊接時焊渣燒破薄膜可在薄膜層上再覆蓋一層較厚的毛氈。3.1.2后背墻施工結合本工程箱涵重量以與現場實際情況,后背墻利用基坑后背土作為支撐,打入一排鋼軌樁整體澆筑長8m,高3m,厚度1m的混凝土墻,為了保證滑板與后背墻的整體性在連接處澆筑混凝土前預埋槽鋼。3.2箱涵預制箱涵預制分為2次澆筑混凝土,第一次澆筑混凝土至底板倒角以上50cm,第二次澆筑側墻與頂板。箱體預制嚴格按圖施工,預制前首先做好測量定位工作,使箱體中心線,工作坑底板中心線和頂進就位中心線均在一直線上,箱體預制分二次澆筑。第一次澆筑箱體底板,第二次澆筑邊墻與頂板。施工程序：綁扎底板鋼筋→掛站墻筋→立底板?！鷿仓装屙拧B(yǎng)護→搭設滿堂腳手→綁扎邊墻頂板鋼筋→澆筑邊墻與頂板砼→養(yǎng)護→頂板找平層→拆模→做箱體防水層→保護層施工。為了減少頂進阻力,支模時,在箱體兩側前端2mX圍內的外模,向外放寬1cm,使其前端保持正誤差,尾部為負誤差,形成倒楔形,避免出現前窄后寬的楔形現象。3.3便梁架設1、技術準備根據現有涵洞中心里程在挖孔樁基礎上放樣定位便梁支點中心位置和一側橫梁中心位置,利用方尺和30m卷尺從一側依次定位其他36根橫梁位置,在鋼軌外側用油漆標出橫梁位置,并用不同顏色油漆標出鐵路水泥枕位置,以便于后期恢復線路。調整軌距利用封鎖點先將需要抽換和調整的水泥枕道心和砟間道砟扒出,根據工務要求"隔六抽一"抽出多余軌枕,按670mm間距調整好軌枕間距。將枕木端頭用袋裝道砟圍護好,防止線路移位。橫梁就位在調整好的軌枕間距內扒除部分道碴并穿入橫梁,采用定位角鋼S7定位橫梁,同時墊好橡膠墊,上好鋼軌扣件。4、縱梁卸車就位利用封鎖點軌道吊裝梁運至施工現場,現場在軌道吊車到達之前做好落梁準備,準點準時將兩片縱安裝到位。3.4箱涵頂進3.4.1頂力計算機頂鎬布置本工程為1-4.5m*4.5m框架箱涵,涵長16m,總重量110立方,合286t。根據《鐵路橋涵設計規(guī)X》中計算頂力公式：P=K[N1f1+〔N1+N2〕f2+2Ef3+RA]式中P—最大頂力〔KN〕N1—橋涵頂上荷載〔包括線路加固材料自重〕〔KN〕N2—橋涵自重〔KN〕E—橋涵兩側土壓〔KN〕f1—涵頂與頂部荷重摩擦系數,按涂石蠟考慮,f1=0.3f2—橋涵底板與基底土摩擦力系數,取f2=0.8f3—側面摩擦系數,取f3=0.8R—鋼刃角正面阻力,按砂粘石考慮R=550KN/m2A—鋼刃角正面積〔m2〕K—系數取1.2因該箱涵頂無覆土且線路為便梁加固,故可簡化頂進最大頂力公式為P=<4.56H2+9.12H+8Q>L+22H+80式中H—箱涵高度〔m〕Q—每米箱涵重量〔KN/m〕L—箱涵長度〔m〕計算得P=5288KN,合計529t。頂進用油頂單個最大頂力為320t,去千斤頂效率系數為0.75,則千斤頂數量n=529/320*0.75=2.2,取3臺。千斤頂安設在底板處的鋼托板上,以框架涵中線為中心安放一個,左右邊墻對稱安放兩個。液壓操作平臺放置在箱涵內部。3.4.2既有涵洞拆除與頂進挖土方案已有交通涵為蓋板涵,基礎與墻身為漿砌片石,蓋板為鋼筋混凝土型式。鑒于涵洞凈高孔徑較小,選用小型鎬頭機破碎,結合70型小挖機裝車由頂進前進方向出土。涵洞箱身與頂板先用鎬頭機破碎出土后,基礎鑿除時可破碎一段頂進一段,后期為保證施工進度,選用50型裝載機配合挖機出土。3.4.3頂進方向與高程控制頂進每個頂程為50cm,頂進時為保證涵洞位置準確,測量人員跟班測量,每頂一個頂程測量一次前后高程和中線位置偏差情況,以便于與時調整。頂進過程中位置糾偏方法：1、挖土糾偏：頂進過程中通過左右側開挖面涵洞吃土的深度來調整左右方向,偏向哪一側,通過多預留土體增大阻力調整。2、千斤頂調偏：通過控制臺調整左右兩側千斤頂頂力產生偏壓來調整左右偏差。3、開挖面基底挖土調整：為防止箱涵出現載頭現象,開挖至設計標高以上10cm—20cm來調整箱涵前后高低。4、涵頂回填與線路恢復箱涵頂進就位后,涵頂與時回填A組料,分層回填用沖擊夯夯實,到頂層距離軌底50cm時,人工夯實不到時,回填C15混凝土。涵頂回填完好后,對線路進行補充道碴、搗固。便梁在施工封鎖計劃點內拆除,抽出鋼枕,調整軌距,穿入水泥枕。線路恢復階段每2小時與每趟列車通過后檢查一次線路并記錄,方向、軌面不滿足要求與時養(yǎng)護,保證行車安全。5、結束語本工程從開工至結束歷時近1個月時間,從工作開挖到線路恢復每道工序均在計劃內完成。特別是在既有涵洞原位頂進新建框架涵對于本標段工程來說是第一個,之前也無此類施工經驗。但是經過精心組織,合理施工,采取