穿有鐵路設(shè)計與研究范文

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《北方交通》2014年第五期

1工程場地地質(zhì)概況

勘探深度內(nèi)鉆孔揭露地層為第四系全新統(tǒng)沖洪積物(al+plQ4)，地層結(jié)構(gòu)為粘、砂雙層結(jié)構(gòu)，現(xiàn)自上而下分別為壤土、砂壤土、細(xì)砂、中砂等，勘探期間未見地下水及地表水。設(shè)計框架橋基底位于砂壤土層上，地基基本承載力為115kPa。

2框架橋設(shè)計原則

(1)框架橋孔徑及高度確定框架橋設(shè)計時考慮了對管道日常檢查及簡單維修，管道外邊緣至防護(hù)涵距離應(yīng)≥1.0m。防護(hù)涵高度需按照保證線路加固要求及管道耕作覆土要求來確定。(2)框架橋長度確定框架橋長度以兩側(cè)的檢查井出鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)區(qū)(安保區(qū)按15m計)為原則，并不得占用鐵路橋梁、路基檢查維修通道位置。(3)穿越位置的確定穿越鐵路路基段宜正交，斜交時交角不得小于45°，并應(yīng)盡量避開鐵路電氣化接觸網(wǎng)桿，信號機(jī)等設(shè)備。(4)下穿京廣鐵路框架橋與下穿107國道頂管的對接下穿107國道頂管需伸入框架橋30cm，頂管距離框架橋頂部距離≥15cm，距離框架橋底部距離≥30cm;京廣鐵路和107國道如有明顯的路基邊坡，框架橋與頂管應(yīng)以兩路基邊坡中線分界。根據(jù)河北省交通規(guī)劃設(shè)計院提供的下穿107國道頂管資料:輸水管管中心標(biāo)高67.99m，鋼管外徑1620mm，套管外徑為2400mm，套管凈距為4.0m，按平坡設(shè)計。

3框架橋設(shè)計

3.1頂進(jìn)框架橋設(shè)計根據(jù)輸水管道資料、鐵路狀況、地形、地物等條件，下穿京廣鐵路框架橋采用兩孔連體式框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計情況如表1所示。頂進(jìn)框架橋主體前端刃角長4.5m。框架橋頂進(jìn)到位后將刃角邊墻及底板按主體結(jié)構(gòu)補(bǔ)齊，兩側(cè)接現(xiàn)澆框架橋，設(shè)計情況如表2所示。框架橋頂板加腋均采用0.9m×0.3m，底板加腋均采用0.2m×0.2m(以上尺寸均為正截面尺寸)。頂進(jìn)框架橋與現(xiàn)澆框架橋成橋后結(jié)構(gòu)布置圖如圖2所示。

3.2工作坑及后背設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場條件，穿越京廣鐵路路基段框架橋采用頂進(jìn)法施工，工作坑設(shè)在鐵路西側(cè)，由西向東頂進(jìn)。兩側(cè)框架橋采用大基坑開挖現(xiàn)澆施工，靠近107國道側(cè)采用支護(hù)樁支護(hù)垂直開挖的形式。其余兩側(cè)采用放坡開挖，兩側(cè)邊坡為1∶1，坡面采用掛網(wǎng)噴C25混凝土、鋼筋網(wǎng)(Φ8，25cm×25cm)、Φ22砂漿錨桿(L=2.5m，間距1.2m×1.2m)防護(hù)。框架頂進(jìn)質(zhì)量1362.6t，最大頂力2300t，頂進(jìn)行程42.1m。工作坑坡頂與鐵路路基坡腳間設(shè)置5m平臺，工作坑坡頂距離京廣鐵路上行線中心線間的距離為15.6m，框架橋在滑板上預(yù)制，混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后開始頂進(jìn)。工作坑后背采用45b工字鋼樁加鋼筋混凝土后背梁的形式。

4設(shè)計中的技術(shù)難點(diǎn)

(1)合理的孔跨布置，方便與下穿107國道頂管對接①框架橋設(shè)計需滿足對管道日常檢查及簡單維修，管道外邊緣至防護(hù)涵距離應(yīng)≥1.0m。②由于下穿107國道頂管，采用兩孔分離式結(jié)構(gòu)，套管外徑為2400mm，套管凈距為4.0m，覆土深度為3.54m。下穿107國道頂管需伸入框架橋30cm，頂管距離框架橋頂部距離≥15cm，距離框架橋底部距離≥30cm。為滿足以上兩個方面的要求，框架橋采用2－5.0m的連體結(jié)構(gòu)形式。(2)合理的結(jié)構(gòu)組合形式，降低工程造價京廣鐵路路基填方高度約1.5m，鐵路東側(cè)為107國道，鐵路西側(cè)為農(nóng)田耕地，為滿足農(nóng)田耕作覆土要求(≥1.5m)，穿越京廣鐵路路基段采用頂進(jìn)框架橋，鐵路路基兩側(cè)采用現(xiàn)澆框架橋。頂進(jìn)框架橋和現(xiàn)澆框架橋之間設(shè)3cm沉降縫，縫內(nèi)設(shè)止水帶，頂進(jìn)段高出現(xiàn)澆段部分采用30cm厚鋼筋混凝土封堵板進(jìn)行封堵。采用頂進(jìn)框架橋與現(xiàn)澆框架橋組合的結(jié)構(gòu)形式，即可以滿足耕作覆土要求及輸水管道標(biāo)高要求，又可以降低工程造價;同時頂進(jìn)段高出現(xiàn)澆段部分采用30cm厚鋼筋混凝土封堵板進(jìn)行封堵，又可以保證整體結(jié)構(gòu)的封閉性。(3)合理的防護(hù)措施，保證鐵路及公路安全京廣鐵路東側(cè)路基坡腳外7.5m為107國道路基坡腳，該處現(xiàn)澆段施工時如果采用放坡開挖會影響到京廣鐵路及107國道路基的穩(wěn)定性。設(shè)計時靠近京廣鐵路路基側(cè)利用既有路基防護(hù)樁，靠近107國道采用樁徑為1.25m、樁長為13m的支護(hù)樁對107國道路基進(jìn)行防護(hù)，其余兩側(cè)采用放坡開挖，坡面采用掛網(wǎng)噴C25混凝土、鋼筋網(wǎng)(Φ8，25cm×25cm)、Φ22砂漿錨桿(L=2.5m，間距1.2m×1.2m)防護(hù)。通過選用以上防護(hù)措施，既保證京廣鐵路路基的穩(wěn)定性，又不會影響107國道的安全。

5結(jié)論

石家莊市南水北調(diào)配套工程正定－無極－深澤輸水管道穿越京廣鐵路工程，框架橋設(shè)計時需考慮管道日常檢查及簡單維修、線路加固、農(nóng)田耕作覆土等要求，并且由于京廣鐵路與107國道相距較近，框架橋設(shè)計還需考慮與下穿107國道頂管進(jìn)行對接及框架橋施工時對107國道路基的防護(hù)。設(shè)計中影響因素較多，技術(shù)難度較高。通過選擇合理孔跨布置、既有線路加固方法、工作坑支護(hù)措施，以達(dá)到預(yù)期目的，并為以后類似穿越工程提供借鑒。

作者：馬士讓單位：中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司