多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法

摘要

本发明提供一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，包括如下步骤将框构桥模块化分解为多个框构桥节段；对各个所述框构桥节段分别预制；采用D型便梁加固线路；采用组合同步千斤顶对各个所述框构桥节段顶进施工。本发明实现模块化施工，提高施工质量，简化工序，缩短施工工期，保证施工安全。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路工程建设技术领域，尤其涉及一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法。

背景技术

随着社会的快速发展，早期建设的铁路大部分已不适应目前运营的要求，需要进行扩能改造，而在这些改造工程中，工艺较为复杂的是下穿既有铁路的顶进施工。

随着顶进技术的日益成熟，在精细化、标准化、工厂化施工的主导趋势下，如何能够快速、安全、高质的完成施工任务，是每个建设者需要认真考虑的问题。尤其在面对多孔大跨度框构桥下穿既有铁路的施工过程中，施工周期长，安全风险高，施工精细度差，严重影响铁路安全运营。

发明内容

本发明提供一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，用以解决现有技术中大跨度多孔框构桥主体预制临近既有铁路导致施工时间长，安全风险高，且顶进施工偏差难以控制的缺陷，实现提高施工效率、安全性和精细度，保障铁路安全运营。

本发明提供一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，包括如下步骤：

将框构桥模块化分解为多个框构桥节段；

对各个所述框构桥节段分别预制；

采用D型便梁加固线路；

采用组合同步千斤顶对各个所述框构桥节段顶进施工。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述将框构桥模块化分解为多个框构桥节段的步骤，具体包括：

所述框构桥节段的个数与所述框构桥的桥孔数对应，且每个所述框构桥节段包括一个所述桥孔。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述对各个所述框构桥节段分别预制的步骤，具体包括：

预制工序包括钢筋工程、模板工程和混凝土浇筑。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述钢筋工程具体包括：

在钢筋加工厂采用钢筋集中下料制得钢筋节段，将所述钢筋节段运送至施工现场；

采用型钢制作预扎胎架，将所述钢筋节段绑扎在所述预扎胎架上，进而吊装至预制位置，将多个所述钢筋节段对接，再安装主筋和钩筋，形成框构桥的钢筋整体。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述模板工程具体包括：

采用定型钢模板对所述钢筋节段分别进行拼装，将相邻所述定型钢模板对齐并通过定位销固定；

在拼装后的所述定型钢模板的整体的外围设置加劲型钢。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述模板工程具体包括：

采用碗扣式满堂脚手架分别对所述钢筋节段的所述定型钢模板进行支撑，通过连接构件将多个所述碗扣式满堂脚手架连接成整体结构。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述混凝土浇筑具体包括：

将混凝土一一浇筑于所述钢筋节段，依次完成所述框构桥节段的预制。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述采用D型便梁加固线路的步骤，具体包括：

采用所述D型便梁架空所述线路，所述D型便梁的一侧支撑于所述框构桥节段的顶部，所述D型便梁的另一侧支撑于挖孔桩支墩的顶部。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述采用组合同步千斤顶对各个所述框构桥节段顶进施工的步骤，具体包括：

采用所述组合同步千斤顶对间隔设置的所述框构桥节段进行顶进，再将其余的所述框构桥节段进行顶进。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，所述组合同步千斤顶包括油泵和多个千斤顶，所述油泵通过多通分流阀与多个所述千斤顶一一对应连接。

本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，包括如下步骤：将框构桥模块化分解为多个框构桥节段；对各个所述框构桥节段分别预制；采用D型便梁加固线路；采用组合同步千斤顶对各个所述框构桥节段顶进施工，实现模块化施工，提高施工质量，简化工序，缩短施工工期，保证施工安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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。

图1是本发明提供的多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法的流程示意图；

图2是本发明提供的多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法中框构桥节段的结构示意图；

附图标记：

100：第一框构桥节段；200：第二框构桥节段；300：第三框构桥节段；

400：第四框构桥节段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1和图2描述本发明的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，包括如下步骤：

将框构桥模块化分解为多个框构桥节段；

对各个框构桥节段分别预制；

采用D型便梁加固线路；

采用组合同步千斤顶对各个框构桥节段顶进施工。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，将框构桥模块化分解为多个框构桥节段的步骤，具体包括：

框构桥节段的个数与框构桥的桥孔数对应，且每个框构桥节段包括一个桥孔。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，对各个框构桥节段分别预制的步骤，具体包括：

预制工序包括钢筋工程、模板工程和混凝土浇筑。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，钢筋工程具体包括：

在钢筋加工厂采用钢筋集中下料制得钢筋节段，将钢筋节段运送至施工现场；

采用型钢制作预扎胎架，将钢筋节段绑扎在预扎胎架上，进而吊装至预制位置，将多个钢筋节段对接，再安装主筋和钩筋，形成框构桥的钢筋整体。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，模板工程具体包括：

采用定型钢模板对钢筋节段分别进行拼装，将相邻定型钢模板对齐并通过定位销固定；

在拼装后的定型钢模板的整体的外围设置加劲型钢。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，模板工程具体包括：

采用碗扣式满堂脚手架分别对钢筋节段的定型钢模板进行支撑，通过连接构件将多个碗扣式满堂脚手架连接成整体结构。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，混凝土浇筑具体包括：

将混凝土一一浇筑于钢筋节段，依次完成框构桥节段的预制。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，采用D型便梁加固线路的步骤，具体包括：

采用D型便梁架空线路，D型便梁的一侧支撑于框构桥节段的顶部，D型便梁的另一侧支撑于挖孔桩支墩的顶部。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，采用组合同步千斤顶对各个框构桥节段顶进施工的步骤，具体包括：

采用组合同步千斤顶对间隔设置的框构桥节段进行顶进，再将其余的框构桥节段进行顶进。

根据本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，组合同步千斤顶包括油泵和多个千斤顶，油泵通过多通分流阀与多个千斤顶一一对应连接。

本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，本实施例以具有四个桥孔，长度为52m的框架桥为例，模块化施工是一种较为先进的施工理念，是传统施工的优化，是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把硬件或软件系统划分成若干模块，每个模块完成一个特定的子功能，而所有的模块按某种方法组装起来成为一个整体，完成整个系统所要求的功能，而把实施模块化这个过程称为模块化施工，具体包括如下步骤：

S1、施工准备

充分研究设计图纸，结合施工经验，通过分析优化，确定框构桥模块化施工方案。

S2、模块化设计

把框构桥主体构造进行空间上的模块化分解；按照框构桥施工组织进行时间上的模块化分解；在施工的过程中，针对每个工序，结合当前施工中涌现的新工艺、新技术、新设备等对每个工序应用模块化形成一些创新小模块。

S21、结构模块

根据模块化的理念，结合顶进施工解体顶进的施工方法，将框构桥进行结构分解，使得框构桥小型化、模块化，便于施工。

框构桥设计结构形式为(8+18+18+8)m四孔框构桥。为不改变框构桥的整体结构，模块化分解参照设计结构进行，分为四个节段，即第一框构桥节段100、第二框构桥节段200、第三框构桥节段300和第四框构桥节段400，各节段的净空分别为8m、18m、18m、8m。模块化分解后，相对于整体预制，在不改变框构桥的基本功能与造型的前提下，改变其施工工艺构成方式。在结构分解后，施工确保各节段的平行作业，同时由于结构变小，使得在钢筋、模板、浇注等主要工序中，模块化的理念能够充分的应用，框构桥的预制施工反而变得快捷，提高了施工效率，明显缩短工期。

S22、时间模块

在编制框构桥施工组织时，结合模块化施工理念，把框构桥施工分为：主体预制模块、线路加固模块、顶进模块。各模块的关键技术及控制要点不同，尤其是线路加固模块、顶进模块，技术专业型强，安全风险高，精度要求高，施工计划精细，同时必须在铁路运行天窗或慢行时间段内完成施工。所以在编制施工组织时，必须严肃、客观的编制，明确各工序接口的管理；在施工人员的选择上，严格遵循专业的事要交给专业的人做的原则。

S23、工序模块

框构桥的施工中，结合传统工艺及施工经验，充分发挥职工的创造性，在各工序中利用模块化施工的理念，进行创新探索、技术革新，形成了：框构钢筋预扎节段整体快速吊装工艺，模块式组拼钢模整体吊装拼接工艺，模块式整体移动支架工艺，箱型便梁快速加固线路工艺，同步千斤顶精确顶进等施工技术，提高了框构桥顶进施工的技术含量，确保了施工的安全、质量，节约了工期。

S3、框构桥预制主体

对各个框构桥节段分别预制，预制工序包括钢筋工程、模板工程和混凝土浇筑、养护等工序。

S31、钢筋整体绑扎吊装

在传统的框构桥现场预制施工中，由于加工条件及场地所限，钢筋工程一般都是预制现场下料，搭设脚手架绑扎成型。由于现场施工条件差，设备保养不及时，钢筋下料精度无法保证。钢筋绑扎缺少定位装置，钢筋的绑扎质量控制不佳。

为改变传统钢筋加工、绑扎的现状，遵循模块化施工理念，在框构桥钢筋工程施工中借鉴了铁路工厂化预制梁场及节段预制拼装箱梁的施工思路。框构桥钢筋在钢筋加工厂集中下料，钢筋半成品运至施工现场。钢筋加工厂内配置数控切断机、数控弯曲机等，很好的保证了钢筋的下料精度。

同时，根据框构桥设计尺寸将主体钢筋划分为几个钢筋节段，在施工现场采用型钢制作钢筋预扎胎架，钢筋在胎架上绑扎成型。钢筋节段绑扎完成后，采用自制的钢筋吊具进行吊装，所有钢筋节段吊至预制位置后，进行钢筋节段的对接。钢筋节段连接完成后，安装剩余部分的主筋、钩筋，使得钢筋节段形成一个整体。

S32、组拼大块模板

框构桥预制模板采用定型钢模板，根据模块化施工理念，进行模板整体拼装，每块模板对齐后用定位销固定，并检查模板表面平整度及拼缝错台现象，根据框构桥的尺寸，合理确定模板的拼装尺寸，并保证模板有足够的刚度及灵活度。

定型钢模板单块尺寸确定为高8m、长10m，大片模板拼装完成后，采用18工字钢作为加劲型钢，使得模板密贴在加劲型钢背面，使得模板连接成一个牢固的整体，确保其强度避免混凝土浇注过程中涨模。

模板拼装后，采用25t汽车吊配合人工进行安装，根据组拼模板的尺寸，每侧模板仅需吊装两次，相对传统的分片组装工艺，大大缩短了模板的拼装时间。

S33、支架整体移装

定型钢模板支撑采用碗扣式满堂脚手架，由于框构桥结构尺寸大，所用支架材料多，组装、拆卸复杂，进度慢，费时费力。通过采用支架模块化施工方法，即支架预拼整体移动工艺。

通过CAD绘图分析，根据框构桥的净空、净高及长度，将支架根据支撑空间，分解为多种尺寸的固定支架模块。支架模块底部采用型钢加固，并设置走行轮，可以由人工推动，进行横移和纵移。

施工过程中，根据设计尺寸，利用CAD绘图进行各尺寸固定模块的组合，以适用各个尺寸框构桥节段的需要，然后推动支架模块到设计位置定位，对各支架模块利用连接构件进行连接固定，将各个支架模块连接形成整体结构。

支架模块使用完成后，松开连接构件，推出支架模块，进行重新组合，用于其他部位的预制施工。支架模块化整体移动方法中支架模块可重复利用，安全快速施工，组装和拆卸简洁，加快了施工进度，减少了工人的劳动强度，产生了一定的经济效益。

本实施例中的框构桥设计混凝土量为2413m

S4、线路加固

按照框构桥模块化分解的节段采用D型便梁加固线路。

S41、整体便梁快速加固

框构桥模块化分解后，采用分体预制、顶级施工工艺，线路加固采用D型便梁加固。采用D型便梁架空线路的目的是确保既有线不中断行车的条件下保证施工。D型便梁加固相对吊轨结合纵横抬梁加固存在诸多优点：D型便梁采用箱型构造，工厂加工成型，变纵横抬梁的零散组装结构为便梁式模块结构，仅有纵梁及横梁，结构简单，为定型模块式构件，拼装简单方便。D型便梁强度大，稳定性好，确保了线路的稳定和行车安全。

S5、框构顶进

框构桥各节段采用组合同步千斤顶顶进施工，组合同步千斤顶确保了框构桥顶进的同步性，避免了顶进偏位现象的发生。

S51、组合同步千斤顶顶进

根据框构桥模块化分解成8m、18m、18m、8m四部分框构桥节段的结构考虑，框构桥顶进时先顶进第一框构桥节段100和第三框构桥节段300，后顶进第二框构桥节段200和第四框构桥节段400，线路加固时采用长度为12m及24m的D型便梁进行施工。12m长的D型便梁重量为16.8t，24m长的D型便梁重量为48.9t，相对于吊轨结合纵横抬梁重量大大减轻，可一次性安装成型。采用D型便梁施工安装方便，节约了时间，经济效益显著。其中，第一框构桥节段100采用12m长的D型便梁进行加固，第三框构桥节段300采用24m长的D型便梁进行加固。

顶进施工时，顶进第一框构桥节段100和第三框构桥节段300，待第一框构桥节段100和第三框构桥节段300顶进就位后，再顶进第二框构桥节段200和第四框构桥节段400。

由于第一框构桥节段100和第三框构桥节段300顶进到位，第二框构桥节段200和第四框构桥节段400靠近第一框构桥节段100和第三框构桥节段300侧的线路加固D型便梁可支承于第一框构桥节段100和第三框构桥节段300顶部，D型便梁的另外一侧支承于挖孔桩支墩顶部。

顶进施工中采用组合同步千斤顶顶进，组合同步千斤顶采用1台总控制油泵使用多通同步分流阀控制多台千斤顶，保持顶进速度同步，也是一种模块化的设备组合，确保了框构桥顶进的同步性，避免了顶进偏位现象的发生。

采用模块化施工的创新理念，进一步优化了传统复杂的施工工艺，达到了提高施工质量，简化工序，加快进度，确保安全的目的。多孔框架桥预制、顶进模块化施工的应用，在技术层面取得了很好的效果。同时，针对结构尺寸较小的框构可进行模块化节段分解，预制厂集中预制，现场节段拼装的工艺。模块化的施工确保了施工进度，提高了施工质量，保证了施工安全，整体效益显著。

本发明提供的一种多孔大跨度框构桥下穿既有铁路模块化施工方法，包括如下步骤：将框构桥模块化分解为多个框构桥节段；对各个框构桥节段分别预制；采用D型便梁加固线路；采用组合同步千斤顶对各个框构桥节段顶进施工，实现模块化施工，提高施工质量，简化工序，缩短施工工期，保证施工安全。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。