铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系与施工方法与流程

本发明属于铁路、公路、市政交通工程技术领域，具体来说是一种铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系与施工方法。

背景技术：

随着我国经济的发展，铁路和公路交通不断完善，路网建设不断扩大，经常会出现公路、市政道路与既有繁忙铁路交叉，为了满足前后路段的衔接，同时对铁路的影响减到最小，节约投资，很多时候选择公路、市政道路下穿既有繁忙铁路，多数采用框架下穿，而且交叉点经常会碰到地质较差的情况，需进行地基加固处理。在繁忙的既有线下，地基加固处理和框架施工是最大的问题，铁路是运输大动脉，是不允许断道的，因此为了保证铁路的畅通，并尽最大可能减小施工周期，减小对铁路的影响，研究一种既经济又安全的铁路便桥及施工方法是很有必要的。

公路、市政交通在下穿既有繁忙铁路、地质情况差，需进行地基加固处理时，一方面不能采用带土顶推的方法，其要求下穿道路埋置较深，不方便前后接线，同时无法进行地基加固；一般处理方法是采用d便梁设置便桥，在保证铁路限速通过的情况下采用人工挖板桩来支撑d便梁，便桥架好后进行开挖，施工地基加固，现浇或预制顶推框架施工，这种方法存在便梁架起前有大量的铁路线下作业，且板桩开挖需跳桩施作，周期长，对铁路影响时间长，且板桩量大，增加投资等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系与施工方法，提供了解决公路、市政交通在下穿既有繁忙铁路、地质情况差，需进行地基加固处理时，修建新下穿框架桥，施工时无法保证铁路运营或采用一般便梁架空对铁路运营影响时间长的问题的解决方式。公路、市政交通在下穿既有繁忙铁路、地质情况差，需进行地基加固处理时，铁路不能断道，需采用便桥架空，而又需尽量缩短施工周期，减少便梁架起前的铁路线下作业量，减少对铁路安全运营影响，采用铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系与施工方法，可解决铁路保通的问题，并且桩柱和盖梁均在线外施工，可以同时施工，地基加固和框架预制可以同时进行，因此降低了铁路的安全运营风险，节省施工时间；相比较铁路断道开挖法，保证了铁路的畅通运营，减小了对铁路的影响；相比较采用板桩支撑d便梁法，减少便梁架起前铁路线下作业时间，而且板桩需跳桩开挖，施工时间长，本发明可节省大量施工时间。本发明，工艺技术成熟，减少便梁架起前铁路线下作业量，工期上得到优化，降低了相应的经济成本，并使施工更安全有效，是一种新型的处理方式。

考虑到可实施性、结构的安全性、缩短工期、节约投资，可采铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系进行施工。铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系可以在保证铁路运营，施工中桩柱和盖梁均在线外施工，且可以同时施工，另外还可同时施工地基处理和框架预制，不仅工艺技术成熟，而且工期上得到优化，降低了相应的经济成本，并使施工更安全有效，因此采用铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系施工是解决公路、市政交通在下穿既有繁忙铁路修建新框架桥最经济和可行的方案。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系，包括线外桩柱、顶拉盖梁、盖梁滑道、盖梁预制支架、铁路d型便梁、便桥简易桥台、新建框架、框架地基加固旋喷桩、框架滑道和盖梁顶拉装置，所述线外桩柱的顶端架设顶拉盖梁，所述顶拉盖梁上支撑铁路d型便梁，所述铁路d型便梁端头支撑在便桥简易桥台上，铁路d型便梁下设置地基加固旋喷桩，地基加固旋喷桩上设置框架滑道，所述新建框架在线外施工，新建框架用顶推装置通过框架滑道推到铁路d型便梁下；

所述顶拉盖梁在既有铁路限界以外预制，在既有铁路路堤边坡及外侧整平地基，搭设盖梁预制支架，盖梁预制支架上施工顶拉盖梁，并在顶拉盖梁梁端附近预埋锁死预埋件，所述盖梁顶拉装置包括钢结构和千斤顶，采用钢结构固定在线外桩柱桩顶附近，与线外桩柱间垫有钢板，伸出工字钢力臂作为受力臂，配合千斤顶连接顶拉盖梁，所述盖梁滑道设置在两根线外桩柱顶上和桩柱间，盖梁滑道连接顶拉盖梁，通过盖梁顶拉装置进行拖拉，使顶拉盖梁通过盖梁滑道移动到线外桩柱桩顶就位，并把顶拉盖梁在线外桩柱桩顶锁死固定。

所述线外桩柱设置在铁路限界以外，桩中心距外侧股道中心的距离l1取5m及以上，施工时采用3-5-5-3的轨束梁对既有铁路线进行加固，线外桩柱采用人工挖孔桩，截面为矩形，桩孔口采用钢筋混凝土锁口，桩身采用混凝土护壁，边挖边护，护壁厚25cm，线外桩柱施工时在桩顶附近预埋锁死预埋件，线外桩柱材料采用钢筋混凝土。

所述顶拉盖梁的长度d2为两根线外桩柱的间距d1加一跟桩的横向宽度确定。

所述顶拉盖梁材料采用钢筋混凝土或预应力混凝土或钢结构。

所述便桥简易桥台为混凝土制作，采用长600cm宽200cm高100cm的尺寸。

所述铁路d型便梁为铁路标准制式梁。

一种铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系的施工方法，步骤如下：

（1）、采用3-5-5-3的轨束梁对既有铁路线进行加固；

（2）、对线外桩柱进行精确放样，采用人工挖孔方式施工线外桩柱，边挖边进行护壁，挖到设计标高后进行灌桩，在桩顶附近预埋锁死预埋件，同时在既有铁路路堤边坡及外侧整平地基、搭设盖梁预制支架，预压后施工顶拉盖梁，在顶拉盖梁梁端附近预埋锁死预埋件；

（3）、线外桩柱施工完后，挖除桩顶以上的护壁，重做桩头，安装盖梁顶拉装置，同时人工挖除线外桩柱之间铁路轨枕以下的土体，开挖宽度为顶拉盖梁宽度加1m，对称开挖，一直开挖到低于线外桩柱桩顶标高0.25m处，灌注0.25m厚的加固混凝土，使加固混凝土顶与线外桩柱的顶部齐平，然后在加固混凝土顶上与线外桩柱的顶上铺设4cm的四氟板，作为盖梁滑道，同时施工便桥简易桥台；

（4）、盖梁滑道和顶拉盖梁施工完成后，采用盖梁顶拉装置拖拉顶拉盖梁沿盖梁滑道快速移动到线外桩柱顶端，并把顶拉盖梁在线外桩柱桩顶锁死固定，拆除盖梁顶拉装置；

（5）、拆除股道加固的轨束梁，并施工铁路d型便梁，同时在既有铁路路堤边坡外整平场地，施工预制框架场地，预压后施工新建框架和顶推设备；

（6）、铁路d型便梁架设完成后，根据设计边坡线进行桥下开挖，并施工框架地基加固旋喷桩，并预压；

（7）、框架地基加固旋喷桩施工结束后，施工框架滑道；

（8）、采用顶推方法顶推新建框架，使新建框架沿框架滑道移动到设计位置；

（9）、施工新建框架进出口设施；

（10）、进行基坑回填，施工新建框架各附属设施；

（11）、拆除铁路d型便梁，恢复铁路设施，使铁路正常运营；

（12）、施工新建框架内道路及设施，完成新建框架施工。

本发明铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系与施工方法具有以下优点：

（1）铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系与施工方法可以有效解决公路、市政交通在下穿既有繁忙铁路、地质情况差，需进行地基加固处理时，修建新下穿框架桥，铁路保通的问题。

（2）由于桩柱在线外施工，盖梁预制顶推，盖梁和桩柱均在线外施工，减少便梁架起前的铁路线下作业量，且可同时施工，框架与便桥架设及地基处理同时施工，缩短工期，减小既有铁路安全运营风险。框架体与前后道路协调，外观效果较好。

（3）工程能够更加安全的实施，工期短，节约工程费用，经济合理，技术创新。

附图说明

图1便桥正面布置示意图；

图2便桥平面布置示意图；

图3盖梁顶推前截面示意图；

图4盖梁顶推后截面示意图；

图5框架顶推前截面示意图；

图6框架顶推后截面示意图。

图中：1-线外桩柱、2-顶拉盖梁、3-盖梁滑道、4-盖梁预制支架、5-铁路d型便梁、6-便桥简易桥台、7-新建框架、8-框架地基加固旋喷桩、9-框架滑道、10-盖梁顶拉装置。

具体实施方式

下面结合附图1-6及具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1-2所示，铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系采用线外桩柱1设置在铁路限界以外，减少便梁架起前的铁路线下作业量，为减小对运营铁路的影响，桩中心距外侧股道中心的距离l1大多取5m及以上，施工时采用3-5-5-3的轨束梁对既有铁路线进行加固，线外桩柱1采用人工挖孔桩，截面为矩形，桩孔口采用钢筋混凝土锁口，桩身采用混凝土护壁，边挖边护，护壁厚25cm，线外桩柱1的顶端支撑顶拉盖梁2，并把顶拉盖梁2在线外桩柱1桩顶锁死固定。线外桩柱1的截面尺寸长l2宽l3根据既有线的线数、顶拉盖梁2的长度d2等综合确定，桩长l根据地质情况通过计算确定；两侧桩间距d1根据两最外侧股道间距s1，s2的和加2×l1确定。线外桩柱1施工时在桩顶附近预埋锁死预埋件。线外桩柱1材料采用钢筋混凝土。

如图3-4所示，铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系采用顶拉盖梁2架设在线外桩柱1桩顶，其上支撑铁路d型便梁5，保证既有铁路限速通车，既有铁路线可以是一条线或多条线。顶拉盖梁2在既有铁路限界以外预制，通过盖梁顶拉装置10进行拖拉，使其通过盖梁滑道3快速移动到线外桩柱1桩顶就位，以减少施工周期。在线外桩柱1施工的同时，在既有铁路路堤边坡及外侧整平地基、搭设盖梁预制支架4，盖梁预制支架4采用标准脚手架杆件组成，预压后在其上施工顶拉盖梁2，并在顶拉盖梁2梁端附近预埋锁死预埋件，顶拉盖梁2的截面尺寸高h1和宽h2根据其上的既有铁路线是一条线或多条线通过受力计算确定，顶拉盖梁2的长度d2为两根线外桩柱1的间距d1加一跟桩的横向宽度确定。盖梁顶拉装置10包括钢结构和千斤顶，其采用钢结构固定在线外桩柱1桩顶附近，其与线外桩柱1间垫有钢板，其伸出工字钢力臂作为受力臂，配合千斤顶拖拉顶拉盖梁2就位。顶拉盖梁2材料根据d2及受力情况可以采用钢筋混凝土或预应力混凝土，也可以采用钢结构。

如图3-4所示，铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系采用的盖梁滑道3是一个简易滑道，其作用是辅助顶拉盖梁2快速就位，其设置在两根线外桩柱1顶上和桩柱间，当线外桩柱1施工完后，挖除桩顶以上的护壁，重做桩头，同时人工挖除线外桩柱1之间铁路轨枕以下的土体，其开挖宽度为顶拉盖梁2宽度加1m，对称开挖，一直开挖到低于线外桩柱1桩顶标高0.25m处，灌注0.25m厚的加固混凝土，使加固混凝土顶与线外桩柱1的顶部齐平，然后在加固混凝土顶上与线外桩柱1的顶上铺设4cm的四氟板，作为滑道。

如图1-2所示，铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系采用的铁路d型便梁5支撑在顶拉盖梁2上，端头支撑在便桥简易桥台6上，其用来支撑既有铁路，保证铁路运营，其顺既有铁路方向的跨数一般不少于三跨，主要根据其下道路布置的需要跨数加两跨布置，增加的两跨用来放置开挖边坡，保证边坡稳定。便桥简易桥台6为混凝土，为方便施工及减少对铁路的影响，并满足受力的需要，采用长600cm宽200cm高100cm的尺寸。铁路d型便梁5为铁路标准制式梁，使用时既有铁路必须满足其使用条件。

如图5-6所示，铁路便桥下部结构线外施工及盖梁顶拉体系采用铁路d型便梁5架空既有铁路，在便桥下根据设计坡度线进行开挖施工，施工框架地基加固旋喷桩8和框架滑道9，同时在线外施工新建框架7和顶推设备，当框架滑道9施工完毕后，采用顶推方法顶推新建框架7就位，然后进行既有铁路回填及线路恢复施工。完成整个下穿工程施工。

本发明的主要施工步骤及方法如下：

1、采用3-5-5-3的轨束梁对既有铁路线进行加固。

2、对线外桩柱1进行精确放样，采用人工挖孔方式施工线外桩柱1，边挖边进行护壁，挖到设计标高后进行灌桩，在桩顶附近预埋锁死预埋件。同时在既有铁路路堤边坡及外侧整平地基、搭设盖梁预制支架4，预压后施工顶拉盖梁2，在顶拉盖梁2梁端附近预埋锁死预埋件。

3、线外桩柱1施工完后，挖除桩顶以上的护壁，重做桩头，安装盖梁顶拉装置10，同时人工挖除线外桩柱1之间铁路轨枕以下的土体，施工盖梁滑道3。同时施工便桥简易桥台6。

4、盖梁滑道3和顶拉盖梁2施工完成后，采用盖梁顶拉装置10拖拉顶拉盖梁2沿盖梁滑道3快速移动到线外桩柱1顶端，并把顶拉盖梁2在线外桩柱1桩顶锁死固定。拆除盖梁顶拉装置10。

5、拆除股道加固的轨束梁，并施工铁路d型便梁5。同时在既有铁路路堤边坡外整平场地，施工预制框架场地，预压后施工新建框架7和顶推设备。

6、铁路d型便梁5架设完成后，即可根据设计边坡线进行桥下开挖，并施工框架地基加固旋喷桩8。并预压。

7、框架地基加固旋喷桩8施工结束后，施工框架滑道9。

8、采用顶推方法顶推新建框架7，使其沿框架滑道9移动到设计位置。

9、施工新建框架7进出口设施。

10、进行基坑回填，施工新建框架7各附属设施。

11、拆除铁路d型便梁5，恢复铁路设施，使铁路正常运营。

12、施工新建框架7内道路及设施，完成新建框架7施工。

本发明内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效及类似变换，均为本发明权利要求保护范围所涵盖。