一种顶进市政框构桥结构及施工方法与流程

本发明涉及市政框构桥施工技术领域，具体而言，涉及一种顶进市政框构桥结构及施工方法。

背景技术：

市政道路工程是城市建设的重要组成部分，市政框构桥是一种公路下穿、临近铁路的公铁立交桥，其主体结构为箱形框架，框构桥实施过程中不影响铁路的正常运营。目前由于高速铁路建设的飞速发展，市政道路下穿高速铁路桥梁工程日益增多，在下穿过程会遇到临近高铁桥桩问题。近年来高铁桥梁变形控制要求日益严格，必须确保运营期铁路安全，目前市政工程临近高铁桥桩现有技术主要为明挖法、暗挖法及盾构法施工，暗挖及盾构法施工造价普遍较高，对市政道路线位要求严苛，明挖法施工对解决基坑开挖时土体卸载容易引起高铁桥桩隆起，施工控制不当容易引起隆起量超限造成高铁轨道平顺度超过限制，影响行车安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种顶进市政框构桥结构及施工方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本申请提供了一种顶进市政框构桥结构，包括基坑，所述基坑的两侧均设置有第一围护桩冠梁和多个第一围护桩，所述第一围护桩冠梁设置在第一围护桩的顶部，所述基坑的尾部设置有后背桩，后背桩的顶部设置有后背桩冠梁；所述基坑内设置有现浇筑的框构桥，框构桥的底部设置有滑动件；所述框构桥就位的两侧均设置有第二围护桩冠梁和多个第二围护桩，所述第二围护桩冠梁设置在第二围护桩的顶部。所述第一围护桩和第二围护桩相连。所述第一围护桩的直径为800mm，间距为1200mm，长度为15m；所述第二围护桩的直径为1250mm，间距为1750mm，长度为13m。

可选地，所述基坑的前方设置有第一放坡，所述第一放坡的坡度为1：1.5。所述第一放坡的上方喷射有10cm厚c20混凝土。

可选地，所述基坑的尾部设置有运土车道，所述运土车道与地面连接处设置有第二放坡，所述第二放坡的坡度为1：1。

可选地，所述滑动件的下方设置有碎石垫层。所述滑动件为200mm厚滑板，所述碎石垫层的厚度为200mm。所述框构桥的底板为c40防水钢筋混凝土底板。

可选地，所述后背桩与框构桥之间设置有后背梁，后背梁一端与后背桩接触，另一端的端面上设置有钢板。

可选地，所述框构桥的顶部设置有第一配重件，所述第一配重件的两侧设置有挡砟块；所述挡砟块与框构桥一体成型；所述框构桥的底板两侧设置有第二配重件。

可选地，所述第一配重件为碎石道砟；所述第二配重件为高密度骨料，所述高密度骨料的颗粒密度大于或等于47kn/m³。

可选地，所述高密度骨料包括天然磁铁矿。

另一方面，本发明提供了一种顶进市政框构桥施工方法，包括：

挖掘基坑，基坑的两侧钻孔灌注多个第一围护桩，基坑的两侧分别通过第一围护桩冠梁将第一围护桩连接；基坑的尾部钻孔灌注多个后背桩，后背桩的顶部设置后背桩冠梁；

基坑顶进前方设置第一放坡；在框构桥就位的两侧设置第二围护桩冠梁和多个第二围护桩，所述第二围护桩冠梁设置在第二围护桩的顶部；

在基坑的底部依次设置碎石垫层和滑动件；

浇筑框构桥；

逐次开挖和顶进框构桥，每次开挖和顶进的长度为1～3m；

当框构桥前悬臂顶进至桥体就位尾部时，在框构桥顶部逐次填筑第一配重件，在框构桥的底板逐次填筑第二配重件；第一配重件的填筑高度为0.5m，随着顶进施工进行同步进行后续的填筑；每次填筑的长度与下一次顶进的长度相同；

顶桥就位完成后，分段清除框构桥顶部的第一配重件，进行回填覆土；分段清除框构桥内的第二配重件，施做道路路面等附属工程。

可选地，所述浇筑框构桥之前，还包括：

在第一放坡上喷射10cm厚c20混凝土。

本发明的有益效果为：

本发明将顶推施工工法应用到市政框构桥临近高铁桥梁设计及施工中，利用结构配重解决施工中由于土体卸载引起高铁桥桩隆起问题，通过时间与空间时效性降低由于土体暴露时间较长对高铁桥桩变形影响，有效降低市政道路临近高铁桥桩施工对既有铁路运营的影响。

市政道路临近高铁桥桩通过采用顶进框构桥型式，可以有效降低明挖施工土体暴露时间较长高铁桥桩造成的影响。顶进框构桥配合顶、底板配重有效减小空间土体卸载对高铁桥桩变形影响，该方法对控制桥桩变形效果显著。顶板压重材料会对顶板配筋造成一定不利影响，故压重不宜过高，采用底板高密度骨料材料配重，具有密度大、占用空间小、构件标准、可以重复使用的特点，结合考虑具有施工灵活、安全性高、影响小优势。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中所述的顶进市政框构桥结构俯视示意图；

图2为图1中a-a剖视示意图；

图3为本发明实施例中所述的市政框构桥顶板压重结构示意图；

图4为图3中b-b剖视示意图；

图5为图3中c处放大示意图。

图中标记：1、后背桩冠梁；2、第一围护桩冠梁；3、第二围护桩冠梁；4、连接梁；5、基坑；6、运土车道；7、第一放坡；8、第二放坡；9、框构桥；10、跨线桥桥面；11、跨线桥桥墩；12、后背梁；13、后背桩；14、第一围护桩；15、滑动件；16、碎石垫层；17、第一配重件；18、挡砟块；19、第二配重件；20、第二围护桩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一方面，如图1至图5所示，本实施例提供了一种下穿高速铁路桥梁的顶进市政框构桥结构，包括基坑5，所述基坑5的两侧均设置有第一围护桩冠梁2和多个第一围护桩14，所述第一围护桩冠梁2设置在第一围护桩14的顶部，所述基坑5的尾部设置有后背桩13，后背桩13的顶部设置有后背桩冠梁1；所述基坑5内设置有现浇筑的框构桥9，框构桥9的底部设置有滑动件15；所述框构桥9就位的两侧均设置有第二围护桩冠梁3和多个第二围护桩20，所述第二围护桩冠梁3设置在第二围护桩20的顶部。所述第一围护桩14和第二围护桩20相连。所述第一围护桩14的直径为800mm，间距为1200mm，长度为15m；所述第二围护桩20的直径为1250mm，间距为1750mm，长度为13m。基坑5设置后背桩13为顶进框构桥9提供顶力。框构桥就位两侧设置围护桩，主要作为顶进导向及防止土体侧向坍塌作用。

可选地，所述基坑5的前方设置有第一放坡7，所述第一放坡7的坡度为1：1.5。所述第一放坡7的上方喷射有10cm厚c20混凝土。

可选地，所述基坑5的尾部设置有运土车道6，所述运土车道6与地面连接处设置有第二放坡8，所述第二放坡8的坡度为1：1。

可选地，所述滑动件15的下方设置有碎石垫层16。所述滑动件15为200mm厚的滑板，所述碎石垫层16的厚度为200mm。所述框构桥9的底板为c40防水钢筋混凝土底板。

可选地，所述后背桩13与框构桥9之间设置有后背梁12，后背梁12一端与后背桩13接触，另一端的端面上设置有钢板。

可选地，所述框构桥9的顶部设置有第一配重件17，所述第一配重件17的两侧设置有挡砟块18；所述挡砟块18与框构桥9一体成型；所述框构桥9的底板两侧设置有第二配重件19。在基坑5内浇筑框构桥9主体时，将框构桥9顶部的挡砟块18一并浇筑。

可选地，所述第一配重件17为碎石道砟；所述第二配重件19为高密度骨料，所述高密度骨料的颗粒密度最小为47kn/m³。为减小土体卸载的影响，框构桥9采取顶板碎石道砟配重结合底板高密度骨料材料配重的方式。高密度材骨料材料是一种由天然磁铁矿制成的高品质、高密度骨料，其主要用作松散碎石或高密度混凝土的骨料，最小密度可达47kn/m³。底板采用高密度骨料材料配重与顶板配重起协同作用，该材料具有密度高，相应重量情况下体积小的特点，减少对框构桥内部占用面积，不影响顶进出土。

另一方面，本实施例提供了一种顶进市政框构桥9施工方法，包括步骤s101、步骤s102、步骤s103、步骤s104、步骤s105、步骤s106和步骤s107。

步骤s101.挖掘基坑5，基坑5的两侧钻孔灌注多个第一围护桩14，基坑5的两侧分别通过第一围护桩冠梁2将第一围护桩14连接；基坑5的尾部钻孔灌注多个后背桩13，后背桩13的顶部设置后背桩冠梁1；

步骤s102.基坑5顶进前方设置第一放坡7；在框构桥9就位的两侧设置第二围护桩冠梁3和多个第二围护桩20，所述第二围护桩冠梁3设置在第二围护桩20的顶部；

步骤s103.在基坑5的底部依次设置碎石垫层16和滑动件15；

步骤s104.浇筑框构桥9；

步骤s105.逐次开挖和顶进框构桥9，每次开挖和顶进的长度为1～3m；顶进过程采用边挖土边顶进框构的施工方法，每次开挖进尺不超过3m。

步骤s106.当框构桥9前悬臂顶进至桥体就位尾部时，在框构桥9顶部逐次填筑第一配重件17，在框构桥9的底板逐次填筑第二配重件19；第一配重件17的填筑高度为0.5m，随着顶进施工进行同步进行后续的填筑；每次填筑的长度与下一次顶进的长度相同；顶进开始时框构桥9不压重，当框构桥9前悬臂顶进至桥体就位尾部时顶板开始填筑压重材料，填至0.5m高，随着顶进施工进行同步进行后续压重。底板采用高密度骨料材料配重与顶板配重起协同作用，该材料具有密度高，相应重量情况下体积小的特点，减少对框构桥内部占用面积，不影响顶进出土。

步骤s107.顶桥就位完成后，分段清除框构桥9顶部的第一配重件17，进行回填覆土；分段清除框构桥9内的第二配重件19，施做道路路面等附属工程。

可选地，所述步骤s103和步骤s104之间，还包括步骤s1031。

步骤s1031.在第一放坡7上喷射10cm厚c20混凝土。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。