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摘 要： 结合万寿路立交桥的工程实践，介绍道岔区斜交框架桥施工技术特点。
Abstract combining the engineering practice of wanshou road Overpass，the paper introduces the construction technology characterstics of the switch area skew frame bridge
关键词： 道岔区框架桥顶进
Keywords switch area，frame brige，jacking
中图分类号：TU997 文献标识码： A
前言
随着铁路交通大提速，铁路运输与施工的矛盾日益突出，同时在《铁路营业线施工及安全管理办法》（铁办[2005]133号）文中作出了“桥涵顶进施工慢行限制速度不应低于45km/h”的要求。为了将施工在铁路运输中造成的干扰降到最小，对扣轨加纵横梁工字钢加固体系与护坡桩、支撑桩、抗横移桩以及路基加固措施相结合组成的加强型线路加固体系，结合工程实践经验做进一步探讨。
一、工程概况
万寿南延路框构中桥下穿既有丰双上行线、丰双下行线及军供线（包括两组道岔）。丰双线为北京枢纽的重要线路，行车密度大、速度快。规划万寿南延路为红线宽70m城市主干道，该中桥既有线下部分桥宽为50.26m,净高为9m(其中2m为地下管线预留)。中孔顶板厚度0.9m，底板厚度1m，边墙厚度为1m；边孔顶板厚度0.9m，底板厚度1m，边墙厚度0.8m。顶进作业≥12000T，顶程约为34m,其中空顶程约8m,挖土顶程约26m。
二、顶进工艺
框构桥采用整体预制及纵横抬梁顶进的施工方法。框构桥主体分两次施工，第一次施工底板，第二次施工侧墙及顶板；线路进行整体加固及恢复，采用工字钢纵横抬梁及“三五三”吊轨加固的施工方法；全桥四孔进行一次整体顶进，顶进后及时将刃角补齐。
三、路基加固及检算
（一）防护桩
桥体顶进时为防止桥体两侧的路基边坡发生塌方,在线路两侧四角路肩上做防护桩。为了能有效的预防桥体顶进前方发生塌方和线路横移，设置了支撑桩和抗移桩。
1.技术要求
抗移桩设置在军供线北侧，桩中心距离军供线中心为9.4m,桩径为1.2m,桩长为17m,间距为4m,所有桩都由冠梁连接，冠梁宽为1.6m,高为1m。线路加固用的横梁工字钢端头顶在抗移桩冠梁上。在距离军供线北侧3.4m处设一排支撑桩，桩径为1.2m,桩长为14m,间距为6m。
防护桩设置在丰双上行线的南侧及军供线的北侧，南侧支撑桩与丰双上行线中心距为3.5m,北侧支撑桩与军供线的中心距为3.5m，桩径为1.25m,桩长17m，垂直于线路的桩间距为2m，平行于线路的桩间距为4m。桩顶并排安放两道I56a工字钢作为支撑纵梁，用螺栓把横梁工字钢与该纵梁连在一起，作为横梁的支点。若有塌方现象，横梁工字钢通过支撑桩纵梁的作用可把线路架空，有效防止顶进前侧塌方。
2.支撑桩检算
(1)单桩极限承载力
根据《建筑施工计算手册》大直径单桩竖向极限承载力为
Quk=U∑ψsiqsiklsi+ψpqpkAp ；ψsi、ψp：测阻及端阻的效应系数，(0.8/1.2)1/3=0.873
U:桩身周长3.7m；lsi:第i层土的厚度；Ap：桩端面积
桩端承载力为：ψpqpkAp:0.873×3200×1.13=3156.8kn
安全系数取1.3,则单根桩的承载力为3156.8÷1.3=2428.3kn
(2)线路荷载
根据《根据铁路桥涵设计基本规范》中-活载（特种活载）为25t/1.5m;静荷载为15t/m，则支撑桩总荷载：(25÷1.5＋15) ×50.26×3=4774.7t。
(3)支撑桩数检算
4774.7×10÷2428.3=19.7。单侧应为10根。
（二）路基注浆固化
1.理论及参数的选取根据袖阀管理论，浆液扩散半径为：
水泥浆液的水灰比取2，则水泥浆液的运动粘滞系数为；浆液凝结时间为600s，灌浆管半径为1.25cm。
容许灌浆压力为：
2.浆体配合比
注浆材料为水玻璃和水泥P.0.32.5，采用配比为水泥：水：水玻璃为1：2.0：0.005。
3.施工流程
工艺流程为：钻孔→穿注浆管→封口→注浆→封孔。注浆管采用直径50mm的UPVC管，管壁钻注浆孔。
四、线路加固
（一）线路概况
既有线路为有3股道及2组道岔组成的渡线，3股道自南向北分别为丰双上行线、丰双下行线及军供线，丰双下行线与军供线由渡线联结，包括两组P60-12#道岔。丰双上行线与丰双下行线线间距为4.05m,丰双下行线与军供线线间距为5.3m。两组道岔岔枕均为砼枕，间距为0.6m，两道岔之间的连接线路为木枕。
（二）线路加固
线路加固采用3－5－3扣轨加横抬纵挑法进行加固，横梁采用I45c字钢，加固宽度71.53m,桥外东西两侧各长度10.5m；岔区间距按0.6m-1.2m布置，每隔两根横梁穿一根木枕；渡线区间距按0.88布置，每两根横梁之间穿一根木枕。
1.横梁检算
根据《桥梁设计通用资料》，I45c工字钢截面抵抗矩Wx=1570cm3 ，惯性矩Ix=35280cm4，工字钢的允许应力[σ]取130 MPa，工字钢的弹性模量Eq取2.1×106 Mpa。当限速为45km/h时，冲击系数为1.15，并考虑横梁的不均匀系数1.3，则综合系数β≈1.5，横梁间距按1.2m检算，每根横梁承担的列车活载20t，乘以綜合系数β，则P=1.5×20=30t
箱体顶进时前端容许最大架空跨度(LP)4m,列车轨距取1.44m，
则轨顶至横梁支点的距离c=(4.0-1.44)/2=1.28m
最大弯矩M=0.5P·c=19.2t·m
横梁允许应力σ=M/WX=1223kg/cm2＜1300 kg/cm2
挠度f=0.5Pclp2(3-4a2)/24EI≤LP/400
式中a为系数a=c/LP=1.28/4=0.32
f=0.45cm＜400/400=1cm 检算合格。
综上顶进过程中，正向土体开挖坡度采取1：0.5，箱涵总高10.9m，每次顶程为1.2m其横梁最大架空跨度为10.9×0.5-3.6+0.3+1.2=3.4m＜LP =4m。
所以横梁采取I45c工字钢，满足线路加固体系受力要求。
2.纵梁工艺
纵梁采用I56a型工字钢，共设置4道，每道由2根工字钢组成，纵梁位于横梁上方。股道间采用5扣轨，股道两侧采用3扣轨加固，3－5－3扣轨采用P43轨制作，扣设长度77.6m。为了保证行车安全，在纵梁下每隔2m设一个支墩的同时，每隔6m支墩埋置深度予以加深。
3.加固流程
施工准备→方穿枕木→扣轨→穿横梁→上压纵梁→防横移加固→顶进线路防护→拆除线路加固→线路恢复
五、顶进施工及检算
（一）顶进后背
顶进后背侧打入钢板桩后垂直开挖，再设置后背墙，墙身采用M10浆砌片石，然后再设置一排I50c工字钢，工字钢伸入滑板以上不小于9m,最后为钢筋混分配梁。后背梁的混凝土强度为C30，后背长为高2.5m,厚1.5m,滑板以下1m,滑板以上1.5m。
1.填土高度的检算
顶进后背墙被动土压力检算一般按重力式挡土墙进行检算，按朗金公式计算。采用计算参数：ф=30°，γ=1.7t/m3，被动土压力系数：kp=3，根据Ea=1/2γH2 kp
则得需要的填土高度为H==12.4m
2.填土长度L的检算
后背墙堆土为细砂，高度以13m计，本次计算仅考虑土体底部的剪切力。根据《建筑施工手册》中抗剪强度计算公式τ= p·tgφ+c
式中τ—土的抗剪强度（MPa）
P—土所承受的垂直压力（MPa）
φ—土的内摩擦角（°）
c—土的内聚力（MPa）
可得：τ = p·tgφ+c=h·γ·tgφ+c=13×17×10-3×tg20°
根据τ×L×50×102≥11848，即：L≥29.5m。
（二）顶进施工
1.根据桥体中心线与线路夹角和最大顶力合理配置顶稿数量。根据土质情况控制每次顶进时顶镐活塞的有效顶程。每次顶进用测量仪器进行中线和高程控制，做到及时调整，从而控制桥体顶进的高程及方向。
2.防止线路横移
为使在箱体顶进时线路不发生横移，保证行车安全，采用措施如下：
(1)根据施工要求在线路东侧设置钢筋混凝土抗移桩，使加固的纵横梁的受力能够传到钢筋混凝土桩上，增加线路稳定性。
(2)在顶进桥顶板设置牵拉环，5t倒链南端固定在预埋拉环上，北端锁定在纵梁或扣轨上，随桥体顶进调整倒链长度，控制线路中线，防止线路发生横移。预埋环间隔3m,预埋环距离桥主体南端为3m。
(3)桥体顶部使用顶进小车，变滑动摩擦为滚动摩擦，以减少摩擦阻力。
（三）线路整修
顶进过程中，为保证既有线行车安全和箱体顶进时受阻最小，我们主要采取对线路加固系统的支垫调整和倒链来整修线路；框架桥顶进前线路加固阶段和顶进就位后对线路的整修主要采取填实和整修道碴来实现。
1.线路整修和线路沉降观测密切结合。每镐顶进完成，对既有轨道轨距、标高和方向进行测量，根据量测结果对起道填碴或调节倒链等整修线路，整修完成经检查复测合格后，再进行下一步施工。
2.顶进中容易造成线路横移。每镐顶进后，对每部位线路检查，发现横向偏移则立即采取拉近西侧线路加固系统与桥体间连接的倒链，逐步调节，直至线路恢复正常。
六、结束语
本工程按照施工组织高效地完成了顶进施工任务, 保证了丰双线的行车以及各种管线、管网的安全，箱身結构在顶进过程中无破损，框架就位误差满足规范要求,该立交桥施工实践经验表明其工艺安全、高效、经济，适用于既有线路道岔区间大孔径斜交框架桥施工。
参考文献：
[1] 铁道部.铁路桥涵施工规范[TB].中国铁道出版设,2002
[2] 铁道部.铁路桥涵工程施工安全技术规程[TB].中国铁道出版设,2009
[3] 铁道部.铁路桥涵设计基本规范[TB].中国铁道出版设,2005
[4] 中国有色金属工业协会.工程测量规范[GB].中国计划出版社,2007
[5] 铁三院.桥梁设计通用资料.人民铁道出版社,1979
Abstract combining the engineering practice of wanshou road Overpass，the paper introduces the construction technology characterstics of the switch area skew frame bridge
关键词： 道岔区框架桥顶进
Keywords switch area，frame brige，jacking
中图分类号：TU997 文献标识码： A
前言
随着铁路交通大提速，铁路运输与施工的矛盾日益突出，同时在《铁路营业线施工及安全管理办法》（铁办[2005]133号）文中作出了“桥涵顶进施工慢行限制速度不应低于45km/h”的要求。为了将施工在铁路运输中造成的干扰降到最小，对扣轨加纵横梁工字钢加固体系与护坡桩、支撑桩、抗横移桩以及路基加固措施相结合组成的加强型线路加固体系，结合工程实践经验做进一步探讨。
一、工程概况
万寿南延路框构中桥下穿既有丰双上行线、丰双下行线及军供线（包括两组道岔）。丰双线为北京枢纽的重要线路，行车密度大、速度快。规划万寿南延路为红线宽70m城市主干道，该中桥既有线下部分桥宽为50.26m,净高为9m(其中2m为地下管线预留)。中孔顶板厚度0.9m，底板厚度1m，边墙厚度为1m；边孔顶板厚度0.9m，底板厚度1m，边墙厚度0.8m。顶进作业≥12000T，顶程约为34m,其中空顶程约8m,挖土顶程约26m。
二、顶进工艺
框构桥采用整体预制及纵横抬梁顶进的施工方法。框构桥主体分两次施工，第一次施工底板，第二次施工侧墙及顶板；线路进行整体加固及恢复，采用工字钢纵横抬梁及“三五三”吊轨加固的施工方法；全桥四孔进行一次整体顶进，顶进后及时将刃角补齐。
三、路基加固及检算
（一）防护桩
桥体顶进时为防止桥体两侧的路基边坡发生塌方,在线路两侧四角路肩上做防护桩。为了能有效的预防桥体顶进前方发生塌方和线路横移，设置了支撑桩和抗移桩。
1.技术要求
抗移桩设置在军供线北侧，桩中心距离军供线中心为9.4m,桩径为1.2m,桩长为17m,间距为4m,所有桩都由冠梁连接，冠梁宽为1.6m,高为1m。线路加固用的横梁工字钢端头顶在抗移桩冠梁上。在距离军供线北侧3.4m处设一排支撑桩，桩径为1.2m,桩长为14m,间距为6m。
防护桩设置在丰双上行线的南侧及军供线的北侧，南侧支撑桩与丰双上行线中心距为3.5m,北侧支撑桩与军供线的中心距为3.5m，桩径为1.25m,桩长17m，垂直于线路的桩间距为2m，平行于线路的桩间距为4m。桩顶并排安放两道I56a工字钢作为支撑纵梁，用螺栓把横梁工字钢与该纵梁连在一起，作为横梁的支点。若有塌方现象，横梁工字钢通过支撑桩纵梁的作用可把线路架空，有效防止顶进前侧塌方。
2.支撑桩检算
(1)单桩极限承载力
根据《建筑施工计算手册》大直径单桩竖向极限承载力为
Quk=U∑ψsiqsiklsi+ψpqpkAp ；ψsi、ψp：测阻及端阻的效应系数，(0.8/1.2)1/3=0.873
U:桩身周长3.7m；lsi:第i层土的厚度；Ap：桩端面积
桩端承载力为：ψpqpkAp:0.873×3200×1.13=3156.8kn
安全系数取1.3,则单根桩的承载力为3156.8÷1.3=2428.3kn
(2)线路荷载
根据《根据铁路桥涵设计基本规范》中-活载（特种活载）为25t/1.5m;静荷载为15t/m，则支撑桩总荷载：(25÷1.5＋15) ×50.26×3=4774.7t。
(3)支撑桩数检算
4774.7×10÷2428.3=19.7。单侧应为10根。
（二）路基注浆固化
1.理论及参数的选取根据袖阀管理论，浆液扩散半径为：
水泥浆液的水灰比取2，则水泥浆液的运动粘滞系数为；浆液凝结时间为600s，灌浆管半径为1.25cm。
容许灌浆压力为：
2.浆体配合比
注浆材料为水玻璃和水泥P.0.32.5，采用配比为水泥：水：水玻璃为1：2.0：0.005。
3.施工流程
工艺流程为：钻孔→穿注浆管→封口→注浆→封孔。注浆管采用直径50mm的UPVC管，管壁钻注浆孔。
四、线路加固
（一）线路概况
既有线路为有3股道及2组道岔组成的渡线，3股道自南向北分别为丰双上行线、丰双下行线及军供线，丰双下行线与军供线由渡线联结，包括两组P60-12#道岔。丰双上行线与丰双下行线线间距为4.05m,丰双下行线与军供线线间距为5.3m。两组道岔岔枕均为砼枕，间距为0.6m，两道岔之间的连接线路为木枕。
（二）线路加固
线路加固采用3－5－3扣轨加横抬纵挑法进行加固，横梁采用I45c字钢，加固宽度71.53m,桥外东西两侧各长度10.5m；岔区间距按0.6m-1.2m布置，每隔两根横梁穿一根木枕；渡线区间距按0.88布置，每两根横梁之间穿一根木枕。
1.横梁检算
根据《桥梁设计通用资料》，I45c工字钢截面抵抗矩Wx=1570cm3 ，惯性矩Ix=35280cm4，工字钢的允许应力[σ]取130 MPa，工字钢的弹性模量Eq取2.1×106 Mpa。当限速为45km/h时，冲击系数为1.15，并考虑横梁的不均匀系数1.3，则综合系数β≈1.5，横梁间距按1.2m检算，每根横梁承担的列车活载20t，乘以綜合系数β，则P=1.5×20=30t
箱体顶进时前端容许最大架空跨度(LP)4m,列车轨距取1.44m，
则轨顶至横梁支点的距离c=(4.0-1.44)/2=1.28m
最大弯矩M=0.5P·c=19.2t·m
横梁允许应力σ=M/WX=1223kg/cm2＜1300 kg/cm2
挠度f=0.5Pclp2(3-4a2)/24EI≤LP/400
式中a为系数a=c/LP=1.28/4=0.32
f=0.45cm＜400/400=1cm 检算合格。
综上顶进过程中，正向土体开挖坡度采取1：0.5，箱涵总高10.9m，每次顶程为1.2m其横梁最大架空跨度为10.9×0.5-3.6+0.3+1.2=3.4m＜LP =4m。
所以横梁采取I45c工字钢，满足线路加固体系受力要求。
2.纵梁工艺
纵梁采用I56a型工字钢，共设置4道，每道由2根工字钢组成，纵梁位于横梁上方。股道间采用5扣轨，股道两侧采用3扣轨加固，3－5－3扣轨采用P43轨制作，扣设长度77.6m。为了保证行车安全，在纵梁下每隔2m设一个支墩的同时，每隔6m支墩埋置深度予以加深。
3.加固流程
施工准备→方穿枕木→扣轨→穿横梁→上压纵梁→防横移加固→顶进线路防护→拆除线路加固→线路恢复
五、顶进施工及检算
（一）顶进后背
顶进后背侧打入钢板桩后垂直开挖，再设置后背墙，墙身采用M10浆砌片石，然后再设置一排I50c工字钢，工字钢伸入滑板以上不小于9m,最后为钢筋混分配梁。后背梁的混凝土强度为C30，后背长为高2.5m,厚1.5m,滑板以下1m,滑板以上1.5m。
1.填土高度的检算
顶进后背墙被动土压力检算一般按重力式挡土墙进行检算，按朗金公式计算。采用计算参数：ф=30°，γ=1.7t/m3，被动土压力系数：kp=3，根据Ea=1/2γH2 kp
则得需要的填土高度为H==12.4m
2.填土长度L的检算
后背墙堆土为细砂，高度以13m计，本次计算仅考虑土体底部的剪切力。根据《建筑施工手册》中抗剪强度计算公式τ= p·tgφ+c
式中τ—土的抗剪强度（MPa）
P—土所承受的垂直压力（MPa）
φ—土的内摩擦角（°）
c—土的内聚力（MPa）
可得：τ = p·tgφ+c=h·γ·tgφ+c=13×17×10-3×tg20°
根据τ×L×50×102≥11848，即：L≥29.5m。
（二）顶进施工
1.根据桥体中心线与线路夹角和最大顶力合理配置顶稿数量。根据土质情况控制每次顶进时顶镐活塞的有效顶程。每次顶进用测量仪器进行中线和高程控制，做到及时调整，从而控制桥体顶进的高程及方向。
2.防止线路横移
为使在箱体顶进时线路不发生横移，保证行车安全，采用措施如下：
(1)根据施工要求在线路东侧设置钢筋混凝土抗移桩，使加固的纵横梁的受力能够传到钢筋混凝土桩上，增加线路稳定性。
(2)在顶进桥顶板设置牵拉环，5t倒链南端固定在预埋拉环上，北端锁定在纵梁或扣轨上，随桥体顶进调整倒链长度，控制线路中线，防止线路发生横移。预埋环间隔3m,预埋环距离桥主体南端为3m。
(3)桥体顶部使用顶进小车，变滑动摩擦为滚动摩擦，以减少摩擦阻力。
（三）线路整修
顶进过程中，为保证既有线行车安全和箱体顶进时受阻最小，我们主要采取对线路加固系统的支垫调整和倒链来整修线路；框架桥顶进前线路加固阶段和顶进就位后对线路的整修主要采取填实和整修道碴来实现。
1.线路整修和线路沉降观测密切结合。每镐顶进完成，对既有轨道轨距、标高和方向进行测量，根据量测结果对起道填碴或调节倒链等整修线路，整修完成经检查复测合格后，再进行下一步施工。
2.顶进中容易造成线路横移。每镐顶进后，对每部位线路检查，发现横向偏移则立即采取拉近西侧线路加固系统与桥体间连接的倒链，逐步调节，直至线路恢复正常。
六、结束语
本工程按照施工组织高效地完成了顶进施工任务, 保证了丰双线的行车以及各种管线、管网的安全，箱身結构在顶进过程中无破损，框架就位误差满足规范要求,该立交桥施工实践经验表明其工艺安全、高效、经济，适用于既有线路道岔区间大孔径斜交框架桥施工。
参考文献：
[1] 铁道部.铁路桥涵施工规范[TB].中国铁道出版设,2002
[2] 铁道部.铁路桥涵工程施工安全技术规程[TB].中国铁道出版设,2009
[3] 铁道部.铁路桥涵设计基本规范[TB].中国铁道出版设,2005
[4] 中国有色金属工业协会.工程测量规范[GB].中国计划出版社,2007
[5] 铁三院.桥梁设计通用资料.人民铁道出版社,1979