一种铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工装置的制作方法

本实用新型涉及一种施工装置，特别是涉及一种铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工装置。

背景技术：

随着汽车的日益增加，城市交通面临越来越大的压力，既有铁路线往往成为城市交通的瓶颈，一方面原有铁路桥涵路幅较窄，已经无法满足当前的交通出行要求，另一方面，原有桥涵的位置、数量已经无法与后期的城市干道相匹配，在此种情况下，涌现出越来越多的公路及城市道路下穿铁路的改扩建项目，其中双向六车道加人行道的城市道路规划较为普遍，在铁路路基段与铁路相交时，四孔框架桥的形式较为普遍。

传统的简支体系D型施工便梁的施工方法，其介绍如下：

1、方法简述

D型施工便梁架空加固法是我国目前使用最为广泛的铁路架空加固施工方法，常用于下穿铁路顶进箱涵施工中的铁路架空加固，通过纵横梁将既有铁路线架空，以便于在不中断铁路行车条件下进行箱涵顶进作业。现行常用的有D12、D16、D20、D24四种跨度，在目前的使用过程中，均采用上述四种跨度或其组合的简支梁形式，优点是：受力明确，结构简单，安全稳定，纵横梁连接简便可靠。但也存在以下问题：跨度组合选择性少且不灵活，仅有上述四种定型跨度；参见图1，在多孔箱涵逐一顶进施工过程中，在完成第一次架空后，顶进第一孔箱涵，然后需要对其两侧及顶部进行回填，拆除D型便梁架空体系，恢复并养护铁路线路达到标准，再改变纵梁位置进行重新架空，方能进行下一孔箱涵顶进施工，在过程中施工便梁需多次位置改变、多次进行线路恢复并存在同一位置需重复进行开挖、回填作业，程序繁杂，周期作业长，需要较多的封锁点及较长的慢行时间，对铁路运营影响较大。除预制基坑开挖、箱涵预制以外的所有工作均在铁路慢行条件下进行作业，铁路限速45km/h，其中纵梁过轨、架空转换及便梁拆除需对铁路进行封锁施工。在多孔框架桥的施工过程中，D型施工便梁施工方法已不能很好的满足施工要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种关键工序少、工艺简单、设计合理、投入施工成本低且施工效率高的铁路箱涵顶进连续型施工便梁。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工装置，在铁路两侧架设连接在一起的多段纵梁，相邻两段所述的纵梁采用高强螺栓群等强栓接，形成一段较长的纵梁体系，所述的纵梁体系通过两端的固定挖孔桩支墩和中间多组临时挖孔桩支墩支撑于地面上，在所述的纵梁体系之间架设有横梁，所述的纵梁体系通过牛腿及连接板抬起所述的横梁，所述的横梁通过钢轨扣件抬起并固定铁路钢轨；在顶进的箱涵节段的顶部设置有临时支墩。

所述纵梁体系两端架设有副跨。

所述的纵梁的截面为箱形。

在每段纵梁两端设有等强接头，在接头处上下盖板、腹板都布置有螺栓孔群，用双侧拼接板进行连接，采用高强螺栓栓合，上下盖板在拼接口处采用变截面过渡，纵梁平面上为哑铃形。

采用上述技术方案的铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工装置，连续施工便梁体系分为纵梁、横梁，纵梁通过牛腿、联结板将横梁抬起，横梁通过钢轨扣件将铁路钢轨抬起并固定，纵梁截面形式采用箱形截面进行截面加强，纵梁采用多节纵梁拼装而成，便于运输及安装，连接处采用高强螺栓群等强栓接，形成一段较长的纵梁体系；在较长的纵梁体系中，除端部需设置固定支点外，中部可在任意位置设置支点，形成N跨的连续梁体系，只需保证最大跨的跨度小于该纵梁截面形式下的容许跨度即可，且在使用过程中可根据需要，只需进行简单的支点转换即可改变支点位置；在实际使用过程中，只需要保证连续的便梁跨越待施工的桥梁宽度(即端部位于桥外侧)，以及保证最大跨度的箱涵在选择的便梁最大跨度允许范围内，即可实现一次性架空后不移动架空体系的情况下，通过支点转换完成所有箱涵的顶进。采用本实用新型的提供的铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工装置的连续型施工便梁的施工方法与D型施工便梁施工方法的对比，可知在下穿铁路的多孔箱梁顶进施工作业中，连续型施工便梁施工方法同样具备D型施工便梁安全可靠的优点，并且关键工序较少，避免了反复开挖回填的重复施工，下一孔箱涵的顶进不需要等上一孔箱涵两侧及顶部回填方达满足行车要求，不需要申请封锁施工进行架空转换，可减少封锁要点的次数及个数，减少铁路限速慢行时间，缩短工期，减少施工成本，提高施工效率。

但与此同时，因连续型施工便梁的纵梁通过接头形成较长的连续 梁，在小半径曲线条件下还不适用。

综上所述，本实用新型是一种关键工序少、工艺简单、设计合理、投入施工成本低及施工效率高的铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工装置，在铁路直线及大半径曲线条件下，在多孔(两孔及以上)箱涵的顶进(或现浇)施工过程中，具备非常明显的优势。

附图说明

图1是传统简支体系D型便梁施工流程图。

图2是本实用新型的施工流程图。

图3是本实用新型的连续型施工便梁的施工方法的对既有铁路线进行加固的示意图。

图4是本实用新型的连续型施工便梁的施工方法的顶进第一组箱涵节段的示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是本实用新型的连续型施工便梁的施工方法的顶进第一组箱涵节段后的示意图。

图7是本实用新型的连续型施工便梁的施工方法的顶进第二组后示意图。

图8是本实用新型的高强螺栓群的示意图。

图9是图8的俯视图。

图10是图8的Ⅰ－Ⅰ截面示意图。

图11是本发明的连续型施工便梁纵梁平面示意图。

图12是图11的Ⅰ－Ⅰ截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图及及具体的案例对本实用新型作进一步说明。

参见图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12，一种铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工装置，在铁路两侧架设连接在一起的多段纵梁1，相邻两段纵梁1采用高强螺栓群7等强栓接，形成一段较长的纵梁体系2，纵梁体系2通过两端的固定挖孔桩支墩4和中间多组临时挖孔桩支墩5支撑于地面上，在纵梁体系2之间架设有横梁3，纵梁体系2通过牛腿及连接板抬起横梁3，横梁3通过钢轨扣件抬起并固定铁路钢轨6；在顶进的箱涵节段的顶部设置有临时支墩8。

进一步地，纵梁体系2两端架设有副跨13。

优选地，纵梁1的截面为箱形。

进一步地，在每段纵梁1两端设有等强接头，在接头处上下盖板、腹板都布置有螺栓孔群，用双侧拼接板进行连接，采用高强螺栓栓合， 上下盖板在拼接口处采用变截面过渡，纵梁平面上为哑铃形。

参见图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12，本实用新型提供的连续型施工便梁的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、修筑连续施工便梁基础，开挖预制坑；箱涵预制：在预制坑内预制箱涵，所述箱涵为分离式箱涵，本案例为4个箱涵节段，依次编号为1号箱涵节段.....4号箱涵节段，净跨度为10+11.5+11.5+7米，所述箱涵节段的跨度都在所述连续型施工便梁最大跨度允许范围内；

步骤二、箱涵顶进用后背与后背梁施工；

步骤三、架空既有铁路线并进行加固：将既有铁路枕木间距调整为670mm，每两根枕木间插入一根横梁，再在铁路两侧架设连接在一起的3段16.4米纵梁，形成一段49.2米长的纵梁体系，所述纵梁体系通过两端的固定挖孔桩支墩和中间多组临时挖孔桩支墩支撑于地面上，纵梁通过牛腿及连接板将横梁抬起，横梁通过钢轨扣件将铁路钢轨抬起并固定，相邻两段纵梁采用高强螺栓群等强栓接，每段纵梁截面为箱形；

步骤四、顶进段天然地基开挖，天然地基满足设计承载要求时直接使用，不满足设计承载要求，对天然地基进行处理直到满足设计承载要求；

步骤五、箱涵顶进：采用顶进设备对预制箱涵进行顶进，先进行1号、3号箱涵的顶进，再在1#箱涵靠2#箱涵侧及3#箱涵两侧设置临时支墩，并拆除设立了临时支墩旁边的临时挖孔桩支墩，然后进行2号、4号箱涵节段的顶进，即完成全部箱涵的顶进；

步骤六、回填分离式箱涵顶部及两端采空区，施工箱涵出入口翼墙，拆除便梁及箱涵顶临时支墩，养护铁路线路，恢复线路常速运行。

上述步骤五中：多组所述的箱涵节段相间顶进，即先同时顶进奇数号的箱涵节段，再同时顶进偶数号的箱涵节段，或先同时顶进偶数号的箱涵节段，再同时顶进奇数号的箱涵节段。

预制分离式箱涵分为4个箱涵段，4个箱涵段由左至右分别为1号箱涵节段9、2号箱涵节段10、3号箱涵节段11和4号箱涵节段12，预制的4个箱涵段位于同一直线上且彼此两两相邻。

先分别对1号箱涵节段9和3号箱涵节段11进行顶进，顶进到设计位置后，在1号箱涵节段9和3号箱涵节段11顶部靠近临时挖孔桩支墩5处设置临时支墩8并拆除其侧面处的临时挖孔桩支墩5，接着将2号箱涵节段10和4号箱涵节段12顶进到设计位置，完成顶 进过程。

每段纵梁在安装时，配对拼装，高强螺栓使用专用扳手施拧。

所述连续型施工便梁两端还架设有副跨13。

在每段纵梁接头处，盖板、腹板用双侧拼接板进行连接，采用高强螺栓栓合，上下盖板在拼接口处采用变截面过度。

本实用新型是一种关键工序少、工艺简单、设计合理、投入施工成本低及施工效率高的连续型施工便梁的施工方法，其具备以下特性：

(1)连续施工便梁体系分为纵梁1、横梁3，纵梁1通过牛腿、联结板将横梁3抬起，横梁3通过钢轨扣件将铁路钢轨6抬起并固定，作用基理与D型施工便梁一致；

(2)纵梁1的截面形式采用箱形截面(与D型施工便梁形状一致)，在对应跨度的使用上相对于D型施工便梁进行截面加强：上、下盖板厚度增加；腹板高度增加；箱形截面内的内筋板加密。横梁3及相关连接件均采用D型便梁的标准件，具备通用性。为运输及安装便利，多节纵梁1拼装连接处采用高强螺栓群7等强栓接，形成一段较长的纵梁体系2；

(3)在较长的纵梁体系2中，除端部需设置固定挖孔桩支墩4作固定支点外，中部可在任意位置设置临时挖孔桩支墩5作支点，形成N跨的连续梁体系，只需保证最大跨的跨度小于该纵梁截面形式下的容许跨度即可，且在使用过程中可根据需要，只需进行简单的临时挖孔桩支墩5的支点转换即可改变支点位置；在实际使用过程中，只需要保证连续的便梁跨越待施工的桥梁宽度(即端部位于桥外侧)，以及保证最大跨度的箱涵在选择的便梁最大跨度允许范围内，即可实现一次性架空后不移动架空体系的情况下，通过支点转换完成所有箱涵的顶进。

注：除预制基坑开挖、箱涵预制以外的所有工作均在铁路慢行条件下进行作业，铁路限速45km/h，其中纵梁过轨及便梁拆除需对铁路进行封锁施工。

具体地，以最大跨度16.4米的16型连续施工便梁为例。

(1)连续型施工便梁截面

在本技术方案中以基于D16低高度施工便梁的连续型施工便梁为例，具备以下特征：

①、相对D16低高度施工便梁，上、下盖板厚度由36mm增加至40mm，进行了加强；

②、相对D16低高度施工便梁，截面高度由900mm增加至1080mm， 进行了加强；

③、相对D16低高度施工便梁，取消了反拱的设置；

④、相对D16低高度施工便梁，内筋板进行了加密，由670mm间距加密至335mm；

⑤、便梁体系中的横梁、牛腿、连接板等配件与标准D型施工便梁一致。

(2)接头的技术方案

受运输、施工条件限制，单节便梁长度不宜过长，需采用接头进行等强连接以实现纵梁连续。在纵梁接头处，盖板、腹板用双侧拼接板进行连接，采用高强螺栓栓合，上下盖板在拼接口处截面由420mm过渡到520mm，以增加拼接缝处连接强度，纵梁在安装时，配配对拼装，高强螺栓使用专用扳手施拧。

连续型施工便梁的施工方法及其装置的优点：

相对于传统简支体系的D型施工便梁施工方法，连续型施工便梁的施工方法在以下几个方面具有明显优点：

注：1、以上对比均以4孔箱涵下穿单线铁路为例；

2、铁路运输损失费计算依据为《广铁办发[2016]54号》文；

3、上述对比时间上仅从纵梁过轨作业起算，至纵梁拆除为止，其他施工过程的时间与作业量基本相同，差异较小，在此不进行考虑；

4、其他因工期长短费用不同项，考虑费相对较小，在此不进行对比，如千斤顶、顶铁、抽排水等相关项目。

通过铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工方法与D型施工便梁施工方法的对比，可知在下穿铁路的多孔箱梁顶进施工作业中，连续型施工便梁施工方法同样具备D型施工便梁安全可靠的优点，并且关键工序较少，避免了反复开挖回填的重复施工，下一孔箱涵的顶进不需要等上一孔箱涵两侧及顶部回填方达满足行车要求，不需要申请封锁施工进行架空转换，可减少封锁要点的次数及个数，减少铁路限速慢行时间，缩短工期，减少施工成本，提高施工效率。

但与此同时，因连续型施工便梁的纵梁通过接头形成较长的连续梁，在小半径曲线条件下还不适用。

综上所述，铁路箱涵顶进连续型施工便梁的施工方法在铁路直线及大半径曲线条件下，在多孔(两孔及以上)箱涵的顶进(或现浇)施工过程中，具备非常明显的优势。