一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法与流程

1.本发明属于桥梁工程施工技术领域，具体涉及一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法。


背景技术：

2.随着铁路工程的快速发展，城市区域因特殊的地理环境，框架桥因其独特的优越性，在新建铁路或既有线改造中越来越多地被设计并实施。在紧邻既有线的新建铁路工程施工中，框架桥在横向平行位置预制完成后，通过顶推的方式，横移至设计位置，传统的顶推方法通过在预制框架桥位置外侧施工顶推后背，提供顶推的反力支撑点，顶推后背不可移动，结构一般为混凝土桩基+混凝土支挡结构，框架桥的数量越多，顶推后背结构的施工造价越高。而且，城市范围内地下一般浅埋布设了诸多的国防光缆、大型过水管道等设施，迁改工作将造成施工工期严重滞后，甚至无法实现迁改工作。
3.公告号cn104612056b公开了一种框架桥整体快速顶推横移方法，包括以下步骤：在既有铁路一侧施工滑板及在滑板端部施工顶推后背，在滑板上预制框架桥，框架桥底板顶部与既有铁路路肩基本平齐；增加既有铁路的顶推横移区域两侧管线的埋管深度，埋管深度深于框架桥底板底部；框架桥后端安装千斤顶，拆除既有铁路线路轨道，千斤顶顶推横移框架桥；框架桥顶推横移到达原拆除既有铁路位置后，在框架桥内原位恢复既有铁路线路轨道。
4.上述专利可实现框架桥的顶推横移，但是上述专利还存在以下问题：
5.1、顶推后背为固定式，结构为挖孔桩，无法循环利用，且挖孔桩后部设置码砌片石，施工工期长，工程造价高；
6.2、因施工固定式顶推后背结构，需要对顶推范围地上地下管线进行永久或临时迁改或加保护钢套管、套涵。


技术实现要素：

7.本发明为了解决紧邻运营繁忙既有线的新建铁路框架桥顶推横移过程中存在的顶推后背不可移动、施工造价高、施工周期长、干扰因素多等问题，提供一种紧邻既有线多孔连续框架桥快速顶推横移施工方法。
8.本发明是采用如下技术方案实现的：一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，所述的框架桥预制完成后在框架桥初始顶进位置后方居中放置顶梁；框架桥顶进区域左右两侧安装锚柱，锚柱植入承台混凝土的预留孔中，每侧包括两根锚柱，锚柱前方放置锚梁，锚梁的两端担在锚柱上；顶梁通过精轧螺纹钢及配套钢垫板、螺帽与两侧的锚梁连接；框架桥两侧的锚柱和精轧螺纹钢以滑道中线为轴线对称；框架桥底部两侧以滑道中线为轴线对称布置千斤顶；借助于顶梁的反作用力，千斤顶推动框架桥前进，框架桥前进一个步距后，回镐使千斤顶复原，顶梁向前移动与千斤顶接触，紧固精轧螺纹钢，以待下次开镐，如此循环往复，直至桥体就位。
9.进一步地，一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，包括以下步骤：
10.s1：测量放线，计算框架桥预制位置，框架桥预制位置为框架桥设计位置横向平行向外侧偏移；测量放样出锚柱位置，在承台混凝土浇筑时预留锚柱预留孔；
11.s2：滑板地基处理，滑板地基采用b组料换填，分层压实；
12.s3：滑板、导向墩施工，在框架桥预制位置与设计位置间设置滑板；滑板与承台之间顺顶推方向在框架桥两侧设置一道导向墩；
13.s4：润滑层施工，滑板顶部设置润滑层；
14.s5：框架桥预制；
15.s6：安装锚柱、锚梁、顶梁、精轧螺纹钢、千斤顶；
16.s7：框架桥顶推力计算，计算公式为：p＝μn；式中：p为最大顶力，μ为滑板润滑层与顶上荷载的摩擦系数，n为：框架桥重量；
17.s8：顶推横移施工；
18.s9：拆除锚柱、锚梁、顶梁、精轧螺纹钢、千斤顶；
19.s10：滑板拆除，恢复原地表。
20.进一步地，所述的锚梁采用双拼槽钢外贴钢板组合焊接而成；顶梁为后端梁和前端梁通过钢板组成焊接而成，后端梁采用钢板、2根槽钢、1根工字钢焊接而成，前端梁采用钢板、3根工字钢焊接而成；顶梁通过4根精轧螺纹钢与锚梁连接，每侧各设置2根，8处螺帽连接位置均设置双螺帽。
21.进一步地，承台混凝土浇筑时，框架桥顶进左右两侧共布设4个预留孔，分别位于框架桥两侧50cm、102cm的位置；锚柱柱高1m，植入承台混凝土预留孔0.5m。
22.进一步地，滑板为钢筋混凝土结构，滑板的平整度控制在3mm以内，框架桥前端底板设置船头坡，滑板面沿顶推方向设置前高后低的0.3％的仰坡；导向墩在浇筑滑板及其承台时进行预埋。
23.进一步地，润滑层包括石蜡层、滑石粉及塑料薄膜；
24.在滑板上按1m/道间距横向放置铁丝，将石蜡加热至150℃，再掺入25％的机油，搅拌均匀，将石蜡和机油混合液浇洒在滑板上的两道铁丝之间，表面刮平，铁丝抽去后的槽痕用喷灯烤合；在浇洒的石蜡面上洒布滑石粉；在滑石粉上再铺设一层塑料薄膜；
25.在框架桥预制位置的塑料薄膜上铺一层水泥砂浆，厚2～3cm，防止框架桥预制施工过程中破坏塑料薄膜，水泥砂浆铺设范围较框架桥超出50cm。
26.进一步地，千斤顶与框架桥接触部位设置钢板拖箱。
27.进一步地，步骤s8顶推横移过程中，对框架桥的中轴线、平立面及高程等进行监测，及时调整和纠偏，纠偏方式为通过分配阀调节，用不等压方式形成纠偏力矩来进行纠偏。
28.与现有技术相比，本发明的优势在于：
29.取代传统施工方法中的顶推后背，顶推反力通过后背梁提供，顶推系统可循环重复利用，极大降低了工程造价。通过千斤顶的逐次顶推、逐次前移顶梁，代替了传统施工方法中施工成本高昂的固定式顶推后背结构，且不需要使用顶铁，实现对框架桥的快速顶推横移。顶推系统除千斤顶外，均利用现场常规材料加工制作，取材便利，加工工艺简单，费用低。无需使用顶铁，顶推系统受力稳定，拆装及施工操作简便，极大缩短了施工工期，降低了
工程造价。无需对地下管线、管路进行迁改，极大缩短了施工工期，降低了施工成本。
附图说明
30.图1为框架桥快速顶推横移俯视图；
31.图2为框架桥快速顶推横移侧视图；
32.图3为锚柱的结构图；
33.图4为锚梁的端面结构图；
34.图5为图4中a-a视图；
35.图6为图4中b-b视图；
36.图7为顶梁的端面结构图；
37.图8为图7中a-a视图；
38.图9为图7中b-b视图；
39.图中：1-锚柱；2-锚梁；3-顶梁；4-精轧螺纹钢；5-千斤顶；6-钢板拖箱；7-滑板；8-承台；9-导向墩；10-桩基；11-钢板；12-槽钢；13-精轧螺纹钢预留孔；14-工字钢；x-滑道中线；y-设计中线；p1-框架桥预置位置(顶推前)；p2-框架桥设计位置(顶推后)。
具体实施方式
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
41.如图1、图2所示：一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，框架桥预制完成后在框架桥初始顶进位置后方居中放置顶梁3；框架桥顶进区域左右两侧安装锚柱1，锚柱1植入承台混凝土的预留孔中，每侧包括两根锚柱1，锚柱1前方放置锚梁2，锚梁2的两端担在锚柱1上；顶梁3通过精轧螺纹钢4及配套钢垫板、螺帽与两侧的锚梁2连接；框架桥两侧的锚柱1和精轧螺纹钢4以滑道中线为轴线对称；框架桥底部两侧以滑道中线为轴线对称布置千斤顶5；借助于顶梁3的反作用力，千斤顶5推动框架桥前进，框架桥前进一个步距后，回镐使千斤顶5复原，顶梁3向前移动与千斤顶5接触，紧固精轧螺纹钢4，以待下次开镐，如此循环往复，直至桥体就位。
42.一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，具体包括以下步骤：
43.1、测量放线：满足施工不倾入既有线安全限界的情况下，计算框架桥预制位置，横向平行向外侧偏移3.5m。单孔框架桥预制位置靠既有线一侧距既有线距离设置为12m，放样出框架桥预制位置、滑道中线及边线。测量放样出锚柱位置，在承台混凝土浇筑时预留锚柱预留孔。
44.2、滑板地基处理：滑板地基采用b组料进行换填，其基坑开挖深度150cm，长8.85(13.45)m，宽5.5m，基坑内夯填130cm b组料，采用振动压路机分层进行压实，按照设计要求控制压实度。
45.3、滑板、导向墩施工：沿顶推线路设置滑板，即在框架桥预制位置与设计位置间设置滑板。
46.滑板为钢筋混凝土结构，配筋采用hrbφ16mm钢筋，钢筋间距15cm，混凝土采用c30，长8.85(13.45)m，宽5m，厚度20cm，滑板的平整度控制在3mm以内，顶推之前在表面均匀涂上3mm厚石蜡(掺25％机油)，石蜡表面再铺洒一层厚1mm的滑石粉，然后在其上铺塑料薄膜一层。为防止顶推过程中出现扎头现象，采取在框架桥前端底板设置船头坡，滑板面沿顶推方向设置前高后低的0.3％的仰坡。
47.在滑板与承台之间顺顶推方向间距2.0m在框架桥两侧设置一道导向墩，防止滑板在框架桥顶推启动时发生滑动，导向墩采用50*50*50cm的c20钢筋混凝土结构，在浇筑滑板及其承台时进行预埋。
48.可分次进行以上三个步骤的施工，每次进行3～10孔框架桥的测量放样、滑板垫层及滑板的施工。
49.4、润滑层施工：滑板顶部设置润滑层，润滑层包括石蜡层、滑石粉及塑料薄膜。
50.在滑板上按1m/道间距横向放置10号铁丝，将石蜡加热至150℃左右，再掺入25％的机油，机油掺入比例气温高时酌减，搅拌均匀后，用扁嘴喷壶浇洒在滑板上的两道10号铁丝之间，厚度约3mm，随即用木刮板刮平，铁丝抽去后的槽痕用喷灯烤合。在浇洒的石蜡面上，洒布滑石粉，滑石粉厚度约1mm。在滑石粉上再铺设一层塑料薄膜。为使塑料薄膜层成一整体，用宽50mm的塑料胶粘带粘接塑料薄膜接缝处，避免搭接时出现得错动现象。
51.在框架桥预制位置的塑料薄膜上铺一层m10水泥砂浆，厚2～3cm，防止框架桥预制施工过程中破坏塑料薄膜，水泥砂浆铺设范围较框架桥超出50cm。
52.框架桥预制：水泥砂浆凝固后，按照设计文件进行钢筋绑扎，并安装模板、支架，浇筑混凝土，完成单孔框架桥的预制。框架混凝土需达到设计要求后，拆除模板、脚手架，清理现场杂物。框架混凝土需达到设计要求后，方可进行顶推作业。
53.6、后背梁系统安装：框架桥顶推后背梁采用循环后背，后背梁系统由锚柱、锚梁、精轧螺纹钢、顶梁、千斤顶组成。承台混凝土浇筑时，预留φ132mm锚柱孔，单孔深50cm，单个框架桥顶进左右两侧共布设4个锚柱孔，分别位于框架桥两侧50、102cm的位置，孔位布设对称、顺直，放样准确。锚柱采用φ130mm40#钢棒，柱高1m，植入承台混凝土预留孔0.5m。将锚柱安装在预留孔内，两根锚柱前方放一根锚梁，锚梁采用双拼25b槽钢外贴钢板组合焊接而成。顶梁3为后端梁和前端梁通过钢板组成焊接而成，后端梁采用20mm厚钢板、2根40#b槽钢、1根i40#工字钢焊接而成，前端梁采用钢板、3根i32#工字钢焊接而成。在框架桥初始顶进位置后方居中放置顶梁，顶梁通过4根psb830φ32mm精轧螺纹钢及配套钢垫板、螺帽与锚梁连接，每侧各设置2根，8处螺帽连接位置均设置双螺帽。
54.7、顶推设备的安装、调试：
55.在框架桥顶推时，顶力主要来自框架桥底部与滑板润滑层之间的摩阻力，简化计算公式为：p＝μn；式中：p为最大顶力(kn)，μ为滑板润滑层与顶上荷载的摩擦系数，n为：框架重量。经反向顶推试验确定施工滑动摩擦系数取0.3336，启动摩擦系数取0.7548。框架分为6.85m和11.45m(含13.75m)两种，其中小框架需求最大顶力678.872kn，此框架桥配置2个2000kn的千斤顶，2*2000kn＝4000kn＞678.872kn；大框架需求最大顶力2002.512kn，此框架桥配置4个2000kn的千斤顶，4*2000kn＝8000kn＞2002.512kn。
56.根据框架类型，在框架底部两侧以滑道中线为轴线对称布置千斤顶，千斤顶一端与框架接触部位设置20mm厚钢板制作的钢板拖箱，以增加千斤顶与框架混凝土受力接触面
积，同时避免千斤顶与底板接触造成刮板。千斤顶的另一端顶在顶梁上。按千斤顶说明书安装连接油泵、油箱、油管路及配套辅助设备。
57.安装好全部液压系统后，进行检查调试。
58.8、顶推横移施工：
59.开动高压油泵，使千斤顶产生顶力，通过传力设备，借助于顶梁的反作用力，推动桥体前进。桥体前进后，回镐使千斤顶复原，顶梁向前移动与千斤顶接触，紧固精轧螺纹钢，以待下次开镐。如此循环往复，直至桥体就位。
60.顶推横移过程中，对框架桥的中轴线、平立面及高程等进行监测，及时进行调整和纠偏，纠偏方式为通过分配阀调节，在千斤顶对称布置的情形下，用不等压方式形成纠偏力矩来进行纠偏。
61.9、后背梁系统拆除：框架顶推完成后，拆除后背梁系统，并运输至下一处框架顶推位置处循环使用。
62.10、滑板拆除：拆除滑板混凝土及碎石垫层，并按设计文件恢复原地表。
63.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于：所述的框架桥预制完成后在框架桥初始顶进位置后方居中放置顶梁；框架桥顶进区域左右两侧安装锚柱，锚柱植入承台混凝土的预留孔中，每侧包括两根锚柱，锚柱前方放置锚梁，锚梁的两端担在锚柱上；顶梁通过精轧螺纹钢及配套钢垫板、螺帽与两侧的锚梁连接；框架桥两侧的锚柱和精轧螺纹钢以滑道中线为轴线对称；框架桥底部两侧以滑道中线为轴线对称布置千斤顶；借助于顶梁的反作用力，千斤顶推动框架桥前进，框架桥前进一个步距后，回镐使千斤顶复原，顶梁向前移动与千斤顶接触，紧固精轧螺纹钢，以待下次开镐，如此循环往复，直至桥体就位。2.根据权利要求1所述的一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：测量放线，计算框架桥预制位置，框架桥预制位置为框架桥设计位置横向平行向外侧偏移；测量放样出锚柱位置，在承台混凝土浇筑时预留锚柱预留孔；s2：滑板地基处理，滑板地基采用b组料换填，分层压实；s3：滑板、导向墩施工，在框架桥预制位置与设计位置间设置滑板；滑板与承台之间顺顶推方向在框架桥两侧设置一道导向墩；s4：润滑层施工，滑板顶部设置润滑层；s5：框架桥预制；s6：安装锚柱、锚梁、顶梁、精轧螺纹钢、千斤顶；s7：框架桥顶推力计算，计算公式为：p＝μn；式中：p为最大顶力，μ为滑板润滑层与顶上荷载的摩擦系数，n为：框架桥重量；s8：顶推横移施工；s9：拆除锚柱、锚梁、顶梁、精轧螺纹钢、千斤顶；s10：滑板拆除，恢复原地表。3.根据权利要求1所述的一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于：所述的锚梁采用双拼槽钢外贴钢板组合焊接而成；顶梁为后端梁和前端梁通过钢板组成焊接而成，后端梁采用钢板、2根槽钢、1根工字钢焊接而成，前端梁采用钢板、3根工字钢焊接而成；顶梁通过4根精轧螺纹钢与锚梁连接，每侧各设置2根，8处螺帽连接位置均设置双螺帽。4.根据权利要求2所述的一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于：所述的承台混凝土浇筑时，框架桥顶进左右两侧共布设4个预留孔，分别位于框架桥两侧50cm、102cm的位置；锚柱柱高1m，植入承台混凝土预留孔0.5m。5.根据权利要求2所述的一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于：所述的滑板为钢筋混凝土结构，滑板的平整度控制在3mm以内，框架桥前端底板设置船头坡，滑板面沿顶推方向设置前高后低的0.3％的仰坡；导向墩在浇筑滑板及其承台时进行预埋。6.根据权利要求2所述的一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于：所述的润滑层包括石蜡层、滑石粉及塑料薄膜；在滑板上按1m/道间距横向放置铁丝，将石蜡加热至150℃，再掺入25％的机油，搅拌均匀，将石蜡和机油混合液浇洒在滑板上的两道铁丝之间，表面刮平，铁丝抽去后的槽痕用喷
灯烤合；在浇洒的石蜡面上洒布滑石粉；在滑石粉上再铺设一层塑料薄膜；在框架桥预制位置的塑料薄膜上铺一层水泥砂浆，厚2～3cm，防止框架桥预制施工过程中破坏塑料薄膜，水泥砂浆铺设范围较框架桥超出50cm。7.根据权利要求2所述的一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于：所述的千斤顶与框架桥接触部位设置钢板拖箱。8.根据权利要求2所述的一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法，其特征在于：步骤s8顶推横移过程中，对框架桥的中轴线、平立面及高程等进行监测，及时调整和纠偏，纠偏方式为通过分配阀调节，用不等压方式形成纠偏力矩来进行纠偏。

技术总结
本发明属于桥梁工程施工技术领域，具体涉及一种紧邻既有线框架桥快速顶推横移施工方法；框架桥预制完成后在框架桥初始顶进位置后方居中放置顶梁；框架桥顶进区域左右两侧安装锚柱，锚柱植入承台混凝土的预留孔中，每侧包括两根锚柱，锚柱前方放置锚梁；顶梁通过精轧螺纹钢及配套钢垫板、螺帽与两侧的锚梁连接；框架桥底部两侧以滑道中线为轴线对称布置千斤顶；借助于顶梁的反作用力，千斤顶推动框架桥前进，框架桥前进一个步距后，回镐使千斤顶复原，顶梁向前移动与千斤顶接触，紧固精轧螺纹钢，如此循环往复，直至桥体就位；该方法取代传统施工方法中的顶推后背，顶推反力通过后背梁提供，该系统可循环重复利用，极大降低了工程造价。程造价。程造价。


技术研发人员：王少军 郝俊杰 韩学良 刘军华 王宝宝 赵军涛 候信龙 刘一浩 刘润俊 李张杰 陈恺 张智斌
受保护的技术使用者：中铁十二局集团第三工程有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/8/1