连接既有轨道与框架桥的连接系统以及框架桥施工方法与流程

1.本发明涉及框架桥顶进施工的技术领域，具体而言，涉及连接既有轨道与框架桥的连接系统以及框架桥施工方法。


背景技术：

2.在道路工程中，时有遇到下穿既有运营铁路轨道的情况，为保证不影响铁路运营，一般采用框架桥(箱涵)顶进的施工方法，这需要对既有运营铁路轨道进行加固。
3.一般来说，对于转弯半径≥400m的既有轨道，加固结构通常是在既有轨道的下方施作d型梁和承力桩进行支撑。由于d型梁是制式的，对应的承力桩的排列间距较大，在框架桥的顶进施工时，承力桩通常位于框架桥顶进方向的两侧，因此，承力桩并不会对阻碍框架桥的顶进。
4.但是实践中发现，当轨道的转弯半径r＜400m时，已不再适于用d行梁对既有轨道进行支撑，此时需要采用其它梁体(如h型钢)和承力桩进行支撑才能确保加固效果。但是，此时的承力桩的排列间距较小，会阻碍框架桥的顶进。对于会阻碍框架桥顶进的情况，现有技术中尚无安全、有效的施工方法。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供连接既有轨道与框架桥的连接系统以及框架桥施工方法，以解决现有技术中因承力桩阻碍而致使框架桥难以顶进施工的技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明首先提供了第一种连接既有轨道与框架桥的连接系统，技术方案如下：
7.连接既有轨道与框架桥的连接系统，包括：加固梁，所述加固梁设于既有轨道的下方；转换结构，所述转换结构布置于所述加固梁和框架桥之间；在框架桥的顶进方向上，所述转换结构间隔排列于所述框架桥的顶面上并与所述加固梁连接；其中，所述转换结构包括：滚动机构，用于在框架桥顶进过程中沿框架桥的顶面滚动；所述滚动机构包括滚轮组件；连接机构，用于与框架桥上方的加固梁连接；支撑机构，用于连接所述滚动机构和连接机构。
8.首先，本发明的第一种连接既有轨道与框架桥的连接系统通过加固梁和转换结构的组合，显著提升对既有轨道的加固效果。其次，滚动机构可沿框架桥的顶面滚动，可以在加固既有轨道的同时使得框架桥顺利顶进。因此，本发明的第一种连接既有轨道与框架桥的连接系统的结构简单，使用方便，且加固效果好。
9.作为本发明的进一步改进，所述加固梁包括沿既有轨道线路方向拼接布置且沿框架桥的顶进方向间隔排列的第一h型钢以及间隔排列于所述第一h型钢上方的第二h型钢；所述既有轨道的转弯半径＜400m。由此，加固梁对既有轨道的加固效果好。
10.作为本发明的进一步改进，在垂直于框架桥的顶进方向的方向上，框架桥的每个箱体上设置两排所述转换结构。由此，使框架桥和既有轨道的受力更加均匀，有助于加固和
顶进施工。
11.作为本发明的进一步改进，在框架桥的顶进方向上，所述滚轮组件间隔排列；所述滚动机构还包括轮罩，所述滚轮组件安装于所述轮罩内，所述支撑机构与所述轮罩的顶面连接。由此，便于加工制造，且加固效果好。
12.作为本发明的进一步改进，所述支撑机构包括传力钢管。
13.作为本发明的进一步改进，所述连接机构包括传力钢板和螺栓组件，所述支撑机构与所述传力钢板的底面连接，所述螺栓组件用于连接传力钢板和所述第一h型钢的翼缘。由此，连接机构的结构简单且便于安装。
14.作为本发明的进一步改进，在所述传力钢板的下方设有两个连接机构和两个滚动机构；由此，便于加工制造，且加固效果好。所述螺栓组件为两排且沿垂直于框架桥的顶进方向的方向排列。由此，便于螺栓组件的安装，且螺栓组件和第一h型钢的连接强度高。
15.作为本发明的进一步改进，当框架桥的顶进方向与第一h型钢存在夹角而致使螺栓组件超出第一h型钢的翼缘时，在翼缘的外缘处设有与螺栓组件连接的延长板。由此，便于连接机构的安装。
16.作为本发明的进一步改进，连接系统还包括设于框架桥的每个箱体的顶面上的钢板滑道，在框架桥顶进过程中，所述滚轮组件在所述钢板滑道上滚动。由此，有助于降低钢轮的滚动阻力，从而显著降低框架桥的顶进阻力。
17.为了实现上述目的，本发明其次提供了第二种连接既有轨道与框架桥的连接系统，技术方案如下：
18.连接既有轨道与框架桥的连接系统，包括：加固梁，所述加固梁设于既有轨道的下方；所述加固梁包括沿既有轨道线路方向拼接布置且沿框架桥的顶进方向间隔排列的第一h型钢；转换结构，所述转换结构布置于所述加固梁和框架桥之间；在框架桥的顶进方向上，所述转换结构间隔排列于所述框架桥的顶面上并与所述第一h型梁连接；其中，所述转换结构包括：滚动机构，用于在框架桥顶进过程中沿框架桥的顶面滚动；所述滚动机构包括滚轮组件；连接机构，用于与框架桥上方的第一h型梁连接；支撑机构，用于连接所述滚动机构和连接机构。
19.首先，本发明的第二种连接既有轨道与框架桥的连接系统通过加固梁和转换结构的组合，显著提升对既有轨道的加固效果。其次，第一h型钢易于获取，长度易调节，尤其是在既有轨道的转弯处进行框架桥的顶进时，能够更贴合既有轨道的线路方向布置第一h型钢，从而确保加固效果，且具有明显优于工字钢的加固效果。并且，滚动机构可沿框架桥的顶面滚动，可以在加固既有轨道的同时使得框架桥顺利顶进。因此，本发明的第二种连接既有轨道与框架桥的连接系统的结构简单，使用方便，且加固效果好。
20.作为本发明的进一步改进，在垂直于框架桥的顶进方向的方向上，框架桥的每个箱体上设置两排所述转换结构。
21.作为本发明的进一步改进，在框架桥的顶进方向上，所述滚轮组件间隔排列；所述滚动机构还包括轮罩，所述滚轮组件安装于所述轮罩内，所述支撑机构与所述轮罩的顶面连接。
22.作为本发明的进一步改进，所述支撑机构包括传力钢管。
23.作为本发明的进一步改进，所述连接机构包括传力钢板和螺栓组件，所述支撑机
构与所述传力钢板的底面连接，所述螺栓组件用于连接传力钢板和所述第一h型钢的翼缘。
24.作为本发明的进一步改进，在所述传力钢板的下方设有两个连接机构和两个滚动机构；所述螺栓组件为两排且且沿垂直于框架桥的顶进方向的方向排列。
25.作为本发明的进一步改进，当框架桥的顶进方向与第一h型钢存在夹角而致使螺栓组件超出第一h型钢的翼缘时，在翼缘的外缘处设有与螺栓组件连接的延长板。
26.作为本发明的进一步改进，所述加固梁还包括间隔排列于所述第一h型钢上方的第二h型钢。
27.作为本发明的进一步改进，连接系统还包括设于框架桥的每个箱体的顶面上的钢板滑道，在框架桥顶进过程中，所述滚轮组件在所述钢板滑道上滚动。
28.作为本发明的进一步改进，所述既有轨道的转弯半径＜400m。
29.为了实现上述目的，本发明进一步提供了下穿既有轨道的框架桥施工方法，技术方案如下：
30.下穿既有轨道的框架桥施工方法，采用上述任意一种连接既有轨道与框架桥的连接系统，具体包括以下步骤：
31.在既有轨道的两侧开挖承力桩的桩孔并施作承力桩；
32.然后在承力桩的上方安装第三h型钢，所述第三h型钢沿既有轨道线路方向拼接布置且沿框架桥的顶进方向间隔排列；
33.然后在第三h型钢的上方安装穿过既有轨道下方的第二h型钢；
34.顶进施工框架桥，当顶进至承力桩的侧方时，在框架桥的顶面上临近承力桩处安装第一h型钢和转换结构；
35.破除承力桩，拆除承力桩上方的第三h型钢；
36.继续顶进直至贯穿既有轨道下方。
37.本发明的连接既有轨道与框架桥的连接系统在应用时，通过转换结构和加固梁的组合，对既有轨道尤其是转弯半径＜400m的既有轨道产生优异的加固效果，保证在施工期间铁路正常运营；由于加固梁和转换结构的组合具有优异的加固效果，因此，本发明的连接系统具有极强的实用性，同样适用于转弯半径≥400m的既有轨道。转换结构随着承力桩的逐排破除而逐排安装，并且，转换结构的滚动机构能够在框架桥的顶面滚动，这样使得转换结构能够对框架桥与加固梁之间的间隙进行支撑，从而有效地对既有轨道进行加固，且不会阻碍框架桥的顶进，并保证在施工期间铁路的正常运营。可见，本发明的连接既有轨道与框架桥的连接系统的结构简单，采用该连接系统的框架桥施工方法的工艺简单，有效解决了现有技术中因承力桩阻碍而致使框架桥难以顶进施工的技术问题，且连接系统可以循环使用，具有极强的实用性。
38.下面结合附图和具体实施方式对本说明书提供的发明创造的实施例做进一步的说明.本说明书提供的发明创造的实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本说明书提供的发明创造的实施例的实践了解到。
附图说明
39.构成本说明书提供的发明创造的实施例的一部分的附图用来辅助对本说明书提
供的发明创造的实施例的理解，附图中所提供的内容及其在本说明书提供的发明创造的实施例中有关的说明可用于解释本说明书提供的发明创造的实施例，但不构成对本说明书提供的发明创造的实施例的不当限定。在附图中：
40.图1为本发明实施例1的连接既有轨道与框架桥的连接系统的俯视图。
41.图2为本发明实施例1的连接既有轨道与框架桥的连接系统的正视图。
42.图3为本发明实施例1的连接既有轨道与框架桥的连接系统的侧视图。
43.图4为本发明实施例1的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的正视图。
44.图5为本发明实施例1的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的侧视图。
45.图6为本发明实施例1的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的俯视图。
46.图7为本发明实施例2的连接既有轨道与框架桥的连接系统的正视图。
47.图8为本发明实施例3的连接既有轨道与框架桥的连接系统的侧视图。
48.图9为本发明实施例4的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的正视图。
49.上述附图中的有关标记为：
50.110-既有轨道，120-框架桥，210-第一h型钢，211-延长板，220-第二h型钢，230-承力桩，240-第三h型钢，300-转换结构，400-钢板滑道，310-滚动机构，330-连接机构，320-支撑机构，311-钢轮，312-轮芯，313-轮罩，321-传力钢管，331-传力钢板，332-螺栓组件。
具体实施方式
51.下面结合附图对本说明书提供的发明创造的实施例进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本说明书提供的发明创造的实施例。在结合附图对本说明书提供的发明创造的实施例进行说明前，需要特别指出的是：
52.本说明书提供的发明创造的实施例中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案、技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案、技术特征可以相互组合。
53.此外，下述说明中涉及到的本说明书提供的发明创造的实施例的实施例通常仅是本说明书提供的发明创造的实施例的一分部实施例而不是全部实施例，因此，基于本说明书提供的发明创造的实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书提供的发明创造的实施例保护的范围。
54.关于本说明书提供的发明创造的实施例中术语和单位：本说明书提供的发明创造的实施例的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。此外，本说明书提供的发明创造的实施例中的其他相关术语和单位，均可基于本说明书提供的发明创造的实施例相关内容得到合理的解释。
55.实施例1
56.图1为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统的俯视图。图2为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统的正视图。图3为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统的侧视图。
57.如图1-3所示，连接既有轨道与框架桥的连接系统包括加固梁和转换结构300，所述既有轨道110的转弯半径＜400m。所述加固梁设于既有轨道110的下方，所述加固梁包括
第一h型钢210以及位于所述第一h型钢210上方的第二h型钢220，所述第一h型钢210沿既有轨道110线路方向拼接布置且沿框架桥120的顶进方向间隔排列，所述第二h型钢220间隔设置且与第一h型钢210的夹角大于80
°
，所述第二h型钢220布置于第一h型钢210和既有轨道110的铁轨之间。在垂直于框架桥120的顶进方向的方向上，框架桥120的每个箱体上设置两排所述转换结构300；在框架桥120的顶进方向上，所述转换结构300间隔排列于所述框架桥120的顶面上并与所述第一h型钢210连接。
58.其中，第一h型钢210和第二h型钢220的型号均为中翼缘hm600*300mm，横断面的高度为58.8mm，宽度为30mm。所述承力桩230为混凝土桩，其横截面尺寸为2*2m，相邻两个承力桩230的中心距为4m。
59.图4为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的正视图。图5为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的侧视图。图6为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的俯视图。
60.如图4-6所示，转换结构300包括滚动机构310、连接机构330和支撑机构320。所述滚动机构310用于在框架桥120顶进过程中沿框架桥120的顶面滚动；所述滚动机构310包括滚轮组件和轮罩313，所述滚轮组件包括钢轮311和轮芯312；所述滚轮组件安装于所述轮罩313内，轮罩313上设有与轮芯312适配的通孔；在框架桥120的顶进方向上，所述滚轮组件为5个且间隔排列。所述连接机构330用于与框架桥120上方的第一h型钢210连接；所述连接机构330包括传力钢板331和螺栓组件332；所述螺栓组件332用于连接传力钢板331和所述第一h型钢210的翼缘；所述螺栓组件332为两排且沿垂直于框架桥120的顶进方向的方向排列，每一排设置10个螺栓组件332。所述支撑机构320包括传力钢管321，所述传力钢管321的上下两端分别与所述轮罩313的顶面和传力钢板331的底面焊接。
61.其中，所述钢轮311的直径为10cm，长度为20cm；轮芯312的直径为3cm。所述传力钢板331的厚度为1cm。所述螺栓组件332采用m20*80mm的螺栓和m20的螺母，相邻两个螺栓组件332的中心距为5cm。所述传力钢管321采用φ21.9*12mm的钢管。
62.在所述传力钢板331的下方设有两个连接机构330和两个滚动机构310，两排滚轮组件和两排螺栓组件332的排列方向垂直。
63.实施例2
64.图7为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统的正视图(第二h型钢220未示出)。
65.在实施例1的基础上，本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统进一步具有如下的设置：如图7所示，连接系统还包括设于框架桥120的每个箱体的顶面上的钢板滑道400，钢板滑道400沿框架桥120顶进方向设置，在框架桥120顶进过程中，所述滚轮组件在所述钢板滑道400上滚动。钢板滑道400的厚度为1cm，宽度为80cm。
66.实施例3
67.图8为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统的侧视图(第二h型钢220未示出)。
68.在实施例1的基础上，本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统进一步具有如下的设置：如图8所示，当框架桥120的顶进方向与第一h型钢210存在夹角而致使螺栓组件332超出第一h型钢210的翼缘时，在翼缘的外缘处设有与螺栓组件332连接的延长板211，
延长板211与翼缘焊接。
69.实施例4
70.图9为本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统中转换结构的正视图。
71.与实施例1相比，本实施例的连接既有轨道与框架桥的连接系统具有的区别是：如图9所示，在所述传力钢板331的下方仅设有一个连接机构330和一个滚动机构310。
72.本发明的下穿既有轨道的框架桥施工方法的实施例为采用上述任意一个实施例所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，具体包括以下步骤：
73.在既有轨道110的两侧开挖承力桩230的桩孔并施作承力桩230；
74.然后在承力桩230的上方安装第三h型钢240，所述第三h型钢240沿既有轨道110线路方向拼接布置且沿框架桥120的顶进方向间隔排列；
75.然后在第三h型钢240的上方安装穿过既有轨道110下方的第二h型钢220；
76.顶进施工框架桥120，当顶进至承力桩230的侧方时，在框架桥120的顶面上临近承力桩230处安装第一h型钢210和转换结构300；由此，使第一h型钢210替换第三h型钢240对上方的第二h型钢220和既有轨道110进行支撑；
77.破除承力桩230，拆除承力桩230上方的第三h型钢240；
78.继续顶进直至贯穿既有轨道110下方。
79.框架桥120的箱体采用逐个施工的方式进行顶进，当框架桥120含有3个及3个以上的箱体时，采用间隔施工的方式进行顶进。
80.第三h型钢240和第一h型钢210完全相同，因此，被拆除的第三h型钢240可以留在框架桥120的顶面上并在顶进至下一排承力桩230的侧方时作为第一h型钢210与转换结构300连接，也可以在拆除后运输至外部。
81.当框架桥120顶进完成后，逐段拆除连接系统，并施作既有轨道110的路基。被拆除的连接系统可以重复利用于其它工段或工程的框架桥120顶进施工。
82.以上对本说明书提供的发明创造的实施例的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本说明书提供的发明创造的实施例。基于本说明书提供的发明创造的实施例的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他优选实施方式和实施例，都应当属于本说明书提供的发明创造的实施例保护的范围。

技术特征：
1.连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：包括：加固梁，所述加固梁设于既有轨道(110)的下方；转换结构(300)，所述转换结构(300)布置于所述加固梁和框架桥(120)之间；在框架桥(120)的顶进方向上，所述转换结构(300)间隔排列于所述框架桥(120)的顶面上并与所述加固梁连接；其中，所述转换结构(300)包括：滚动机构(310)，用于在框架桥(120)顶进过程中沿框架桥(120)的顶面滚动；所述滚动机构(310)包括滚轮组件；连接机构(330)，用于与框架桥(120)上方的加固梁连接；支撑机构(320)，用于连接所述滚动机构(310)和连接机构(330)。2.如权利要求1所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：所述加固梁包括沿既有轨道(110)线路方向拼接布置且沿框架桥(120)的顶进方向间隔排列的第一h型钢(210)以及间隔排列于所述第一h型钢(210)上方的第二h型钢(220)；所述既有轨道(110)的转弯半径＜400m。3.如权利要求2所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：在垂直于框架桥(120)的顶进方向的方向上，框架桥(120)的每个箱体上设置两排所述转换结构(300)。4.如权利要求2所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：在框架桥(120)的顶进方向上，所述滚轮组件间隔排列；所述滚动机构(310)还包括轮罩(313)，所述滚轮组件安装于所述轮罩(313)内，所述支撑机构(320)与所述轮罩(313)的顶面连接。5.如权利要求2所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：所述支撑机构(320)包括传力钢管(321)。6.如权利要求2所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：所述连接机构(330)包括传力钢板(331)和螺栓组件(332)，所述支撑机构(320)与所述传力钢板(331)的底面连接，所述螺栓组件(332)用于连接传力钢板(331)和所述第一h型钢(210)的翼缘。7.如权利要求6所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：在所述传力钢板(331)的下方设有两个连接机构(330)和两个滚动机构(310)；所述螺栓组件(332)为两排且沿垂直于框架桥(120)的顶进方向的方向排列。8.如权利要求7所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：当框架桥(120)的顶进方向与第一h型钢(210)存在夹角而致使螺栓组件(332)超出第一h型钢(210)的翼缘时，在翼缘的外缘处设有与螺栓组件(332)连接的延长板(211)。9.如权利要求1所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，其特征在于：连接系统还包括设于框架桥(120)的每个箱体的顶面上的钢板滑道(400)，在框架桥(120)顶进过程中，所述滚轮组件在所述钢板滑道(400)上滚动。10.下穿既有轨道的框架桥施工方法，采用权利要求1-9之一所述的连接既有轨道与框架桥的连接系统，具体包括以下步骤：在既有轨道(110)的两侧开挖承力桩(230)的桩孔并施作承力桩(230)；然后在承力桩(230)的上方安装第三h型钢(240)，所述第三h型钢(240)沿既有轨道(110)线路方向拼接布置且沿框架桥(120)的顶进方向间隔排列；然后在第三h型钢(240)的上方安装穿过既有轨道(110)下方的第二h型钢(220)；
顶进施工框架桥(120)，当顶进至承力桩(230)的侧方时，在框架桥(120)的顶面上临近承力桩(230)处安装第一h型钢(210)和转换结构(300)；破除承力桩(230)，拆除承力桩(230)上方的第三h型钢(240)；继续顶进直至贯穿既有轨道(110)下方。

技术总结
本发明公开连接既有轨道与框架桥的连接系统以及框架桥施工方法，解决了现有技术中因承力桩阻碍而致使框架桥难以顶进施工的技术问题。连接既有轨道与框架桥的连接系统，包括：加固梁，所述加固梁设于既有轨道的下方；转换结构，所述转换结构布置于所述加固梁和框架桥之间；在框架桥的顶进方向上，所述转换结构间隔排列于所述框架桥的顶面上并与所述加固梁连接；其中，所述转换结构包括：滚动机构，用于在框架桥顶进过程中沿框架桥的顶面滚动；所述滚动机构包括滚轮组件；连接机构，用于与框架桥上方的加固梁连接；支撑机构，用于连接所述滚动机构和连接机构。滚动机构和连接机构。滚动机构和连接机构。


技术研发人员：王礼建 刘刚 田泽辉 向甫 林裕 赵小龙 吴雪萍
受保护的技术使用者：成都建工第二建筑工程有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/12