既有线铁路立交桥涵顶进施工中高程和方向控制技术

韩 飞 上海铁路局工务处

既有线铁路立交桥涵顶进施工中高程和方向控制技术

韩 飞 上海铁路局工务处

在既有线铁路立交桥涵施工中，顶进施工具备结构性能优良、安全可靠、工期短、对既有线影响小等优点。该工艺在既有线铁路立交桥涵施工中得到越来越多的使用。但是如何更好的解决桥涵顶进施工过程中高程和方向控制仍然是一个普遍存在的难题。从箱涵顶进过程中箱体的受力入手，对影响顶进施工高程和方向的因素进行分析。并根据分析结果提出解决的相应措施。以实际工程为例，借鉴成功的施工经验，结合理论知识，为今后既有线铁路立交桥涵顶进施工中高程和方向控制提供一定的参考。

桥涵顶进；高程；方向；控制

1 工程概况

新长铁路K413+740新建1孔12 m立交桥工程位于新长线江阴北-江阴区间，箱身中轴线与新长铁路正线法线交角为11.84°，箱身长度14.5 m（正交尺寸），箱址紧邻长江，箱底土质为粉质粘土。

该工程采用基坑预制箱身，实施顶进施工的方案。由于现场地质条件较差，箱体本身与线路存在夹角，给箱体的高程和方向控制带来很大困难。本文通过分析顶进过程中箱身的受力状态，掌握箱体发展趋势，并提出相应的控制措施。

2 顶进过程中箱身受力分析

（1）箱身空顶时，仅受滑床板给予箱底的摩擦力。当顶力大于箱身所受自重引起的静摩阻力就会启动，当顶力大于箱身启动后的动摩阻力即可顶进前行。其受力状态如图1

图1 箱身空顶时的受力状态

（2）当箱身前端入土，结构重心移出滑床板，其受力状态如图2。

以滑床板前缘O点为中心，顶进中受力围绕O点形成两类旋转力矩。作用在箱身上即“扎头”、“抬头”力矩。。当Mz>Mt，为扎头状态；当Mz

图2 箱身前段入土时的受力状态

（3）当箱身与线路非正交存在夹角，箱身预制方向与线路平行。顶进过程中，因为两侧入土先后不同，箱身受力会引起“甩头”、“摆尾”现象。其受力状态如图3。

图3 箱身与线路非正交存在夹角时的受力状态

3 施工中采取的相应措施

（1）施工中采用无覆土顶进，减少顶进中所受阻力。没有上覆层对缓解箱身扎头趋势有一定作用。

（2）滑床板采用3‰的船头坡，为了防止滑床板造成砼断

裂，采取后背梁和滑床板一次性浇筑。

（3）采用高压旋喷桩加固箱身基底土层强度，保养到位后方可进行顶进施工。

（4）利用经纬仪控制箱身方向，利用水准仪控制箱身高程。每顶进1镐进行一次观测，并记录分析。及时调整保证箱身顺利顶进到位。

（5）采用小型挖机在线路下方挖土顶进，反向出土，每顶一镐（100 cm），挖一个顶程工作面，确保框架切土，禁止超挖。箱涵底板部位土方严禁挖深，每次挖土深度控制在底板底部以上20 cm左右，防止扎头。

（6）箱身方向纠偏方法

①用增减一侧千斤顶的顶力：即开或关一侧千斤顶法门，增加或减少千斤顶顶力数。如向左偏，即关闭减少右侧千斤顶，向右偏则反之操作。

②后背顶铁（柱）调整；在加换顶铁时，可根据偏差的大小，将一侧顶铁楔紧，另一侧顶铁楔松或预留间隙。如箱身前端向右偏，则将左侧顶铁预留间隙，开泵后，则右侧先受力顶进，左侧不动.调整时应摸索掌握规律性，并注意箱身受力不均时产生的变化状况。

③可在前端一侧超挖，另一侧少挖土或不挖来调整方向。如箱身前端向右偏，即在右侧箱身前超挖20 cm～50 cm。

④在箱身前端加横向支撑来调整，一端支撑在箱身边墙上，另一端支在开挖面上，顶进时迫使其向被顶一侧调整。

4 箱涵实际到位后的高程和方向偏差

经过总结以往施工的经验，采取多重措施，该工程最终顶进控制数据如表1。

方向和高程控制均在规范允许范围内，为今后施工提供了很好的经验。

5 结论

（1）通过对箱涵顶进过程中箱身的受力分析，施工控制措施可分为顶进前静态控制措施及顶进中动态控制措施，目的都是为了使箱身达到一种的平衡状态。

（2）在箱涵的顶进过程中，一些重要节点控制尤其重要，例如箱重心移出滑床板、箱体整体移出滑床板等，控制好这些节点，就意味着控制了箱身发展的趋势。

（3）箱涵顶进过程中箱涵的受力受多种因素影响，在施工中，一定要结合实际情况，综合分析，制定合理的保障措施，才能实现顶进施工的可控。

表1 最终顶进控制数据

[1]铁路桥涵施工规范，TB10203-2002,166～173.

[2]铁路桥涵工程施工安全技术规范程，TB10303-2009，108～118.

[3]凌国杰.桥涵顶进施工中的方向控制.铁道标准设计，1999，（11），37～38.

[4]彭福生.锡北路长大箱型桥顶进施工高程和方向控制.铁道标准设计，2002，（4），22～27.

[5]桥涵顶进与施工》[M]，廖元裳著,中国铁道建筑出版社,2004.

[6]结构力学》（上册）[M]，李廉琨著,高等教育出版社,2004.

责任编辑：宋 飞

来稿时间：2015-01-14