您好,欢迎来到意榕旅游网。
搜索
您的当前位置:首页重载铁路顶进线路加固技术

重载铁路顶进线路加固技术

来源:意榕旅游网
24卷第3期 石家庄铁道大学学报(自然科学版) v01.24 No.3 201 1 09月JOURNAL OF SHIJIAZHUANG TIEDA0 UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) S。p.201 1 重载铁路顶进线路加固技术 汪甜 300222) (中铁六局集团天津铁建公司,天津摘要:近年来,我国公路、铁路不断发展,铁路、公路的改造往往需要增减或扩建涵洞或立交 框构,项进施工便成了这些工程的首选方案。结合大秦线K337+002.5杨雁路地道桥工程同时 下穿大秦线上行、下行两股线的工程实践,介绍了采用限速45 km/h铁路框架顶进线路加固施 工方法。为以后在同样条件下的地道桥施工积累经验。 关键词:重载铁路;大秦线;顶进;线路加固技术 中图分类号:U445文献标识码:A文章编号:2095—0373(2011)03—0040—05 1 工程概况 大秦线K337+002.5杨雁路地道工程位于北京市怀柔区,是京承高速杨宋立交一雁栖湖工程的一部 分。该工程在铁路里程K337+002.5处下穿大秦线,既有大秦线铁路东西走向,为双线电气化铁路,杨雁 路方向与铁路方向交角为74.7。,铁路位于直线段,两线轨面高程均为43.99 in,下行线为75 kg/m轨,上 行线为60 kg/m轨。桥体总高度8.1 in,结构净高度6.2 in,使用高度≥5.0 in,斜长24.779 rll,正长 23.900 m,公路方向总长18.666 m。跨度10.5 m一10.5 m两孔。轨底距桥顶最小厚度为800 mm,施工采 用线路外预制箱体,在不中断铁路行车的条件下从大秦下行线北侧整体顶入就位法施工。 大秦线是我国运煤主干线,它的特点是荷载大,连续冲击力大(C80车厢约220节);列车通过的间隔 时间短,约为每10 rain对开上下行列车,时速为80 km/h。由于施工期间限速45 km/h,因此对于桥涵顶 进及线路加固、拆除和线路加固设备提出了更高的要求。在K337+002.5杨雁路地道桥工程施工中,对 以往线路加固体系进行了技术改进,总结了一套切实可行的、能够保证限速45 km/h条件下重载既有线 行车安全的线路加固方法。 2 加固特点 采用浇筑支撑桩、防护桩、抗移桩,对桥体外侧路基注浆加固的线路加固体系可以满足大秦重载线路 施工慢行限制速度45 km/h通过,同时将横梁间距改为0.8 in,可有效提高线路加固体系的整体刚度,减 少对既有线行车的影响 J。 保留部分既有混凝土枕,保持线路轨距及水平,提高线路稳定系数;列车以45 km/h的速度通过时, 有效控制车辆的脱轨系数;对既有线路的扰动小,使道床及轨道的刚度损失减小,保证了线路的稳定,线 路加固体系拆除方便,减少了因拆除引起的线路不稳定,线路恢复的时间短,质量高_2]。 大秦重载线路顶进桥涵上既有线路限速45 km/h。顶进桥涵顶面与既有轨底有足够的空间(至少 0.8 m)穿工字钢横梁。对单线或多股既有线进行加固。桥涵与既有线路斜交。 3加固方案计算 3.1加固方法 根据北京铁路局试验数据的分析,如线路加固体系中横梁动挠度值的大小以及列车脱轨系数等,运 收稿日期:2011—07—07 作者简介:汪甜男1983年出生工程师 第3期 汪甜:重载铁路顶进线路加固技术 41 用常用的线路加固安全检算法进行计算,最终确定加固形式和横梁布设方案。此种线路加固形式是:枕 木上铺设与线路平行的扣轨,枕木下加工字钢横梁,以u型螺栓联结形成平面网格状结构,线路加固施工 平面图见图1,使线路加固体系的刚度增大,以提高施工及行车的安全系数。 加闱范 12 防护桩 图1线路加固施工平面图(单位:mm) 3.2线路加固体系稳定计算0.78P 0.78P 3.2.1挠度计算 根据中国铁道出版社出版的《桥涵顶进设 计与施工》介绍,当限速不超过40 km/h,列车冲 横 横 粱 梁 击系数为1.15。限速不超过45 km/h时,列车 支 支 占 冲击系数取1.20。考虑横梁的不均匀工作系数 点 1.3,则综合系数/3=1.56,此时设计荷载取 × P=1.56P。 活载取现行机车最大轴重P=25 t作为计 算荷载。工字钢横梁按简支梁设计核算,其强 图2线路加固计算简图 度和挠度计算,见图2。M=(1/2)卢・P・C=0.78P・C, =M/W≤[6] = {(0.78P・C・L『J )/(24EI)}×(3LP一4C )≤L/4O0。即M=(1/2) ・P・C=0.78・25・(LP一1.5)・ 0.5。选用I45a工字钢, =1 430 cm ,Ix=32 240 cm 。 =111/ ={0.78×25×10 ×(LP一1.5)× 0.5}/1 430≤[6]=170 MPa,得L =3.99 m。按0.8 m间距布置I45a横梁,最大允许跨度3.99 m,按现 行规定,跨度控制在0.5 ITI以内,挖土量控制在此范围内能够保证加固体系的强度要求。 计算挠度是否满足要求,即.厂≤L /400。厂={(0.78P・C・L )/(24EI)}×(3LP一4C )<LP/400, 挠度满足使用要求。 3.2.2纵梁和轨束梁检算 根据中国铁道出版社出版的《桥涵顶进设计与施工》介绍,当限速不超过40 km/h,列车冲击系数为 1.15。限速不超过45 km/h时,列车冲击系数 取1.20。 I63a工字钢惯性距I=93 916 cm ,截面抵抗 =2 982 am 。50 kg/ITI钢轨惯性距I=2 037 cm ,单根 截面面积A=65.8 CITI ,重心至轨底(头)距离7.1 om(8.1 C1TI)。钢材弹性模量E=2.1×10 MPa,抗弯 许用应力[6]=170 MPa,容许最大挠度f ≤L /300。 纵梁计算跨度取7.2 1TI。列车标准活载按跨中弯距影响线确定最不利位置如图3。 (1)纵梁检算。因横梁布置距离、跨度小,故控制杆件为纵梁。按一行线“悬空”通过列车检算(实际 上每根横梁下均有小台车)。因为当框架桥顶进穿过两行线路时,每根横梁下均安放小台车,即使在桥上 会车也不是最不利情况。现按两线间和路肩纵梁(4根工字钢)承重,扣轨梁部分承重的图式进行检算。 42 石家庄铁道大学学报(自然科学版) 第24卷 此时桥上总荷载 =1 320 kN。假定每组纵梁 上的集中荷载为P 。每组3轨束梁上的集中荷载 为P,,每组5轨束梁上的集中荷载为P 。因此荷载 均匀分布在纵梁和扣轨轨束梁上,起传力作用的横 梁变形很小,故纵梁、轨束梁产生的挠度均应该相 等。 圈3跨中弯距影响线确定最不利位置图(单位_'lilt) 每组工字钢梁挠度 =Pgz /48EI,,每组3轨束梁挠度 =p,z /48EI3,每组5轨束梁挠度 = p5Z /48E15。经计算, =187 832 cm ,13=6 291.2 cm ,I5=10 510.4 em 。将各,值和E、Z值分别代人上 列各式,并根据 = = 与静力平衡条件可得 P =29.856p3 P =17.871p5 2p +2p3+P5=1 320 kN (1) (2) (3) (1)、(2)、(3)式联立解得:P =621.78 kN;P3= 2O.83 kN;P =34.79 kN。因每组纵梁(2根I60工 字钢)与9根横梁联结,列车荷载经由钢轨通过横 梁传递给纵梁(见图4),所以纵梁上分布荷载为: P=p /9=69 kN。最大弯距M =npLP/8= 558.9 kN・m( =9)。最大弯曲应力 =M / = 图4纵梁受力图式(单位:Il1) 93.7 MPa<[ ]。最大挠度fm。 =(5n +2)PI p3/384nEI,=15.3 mm<LP/300=24 mm。 以上检算未考虑恒载,原因在于横载相对活载很小,并且在施工过程中横梁一端搭在预制的框架桥 上,框架桥顶进时每根工字钢下加垫专用小台车,形成支点,对纵梁有减载作用,实际产生的应力、挠度都 应比计算结果小。 (2)轨束梁检算。以同样方法计算得:每组3轨束梁的最大弯曲应力 =61.6 MPa<[ ],最大挠 度 =15.3 mm<L /300。每组5轨束梁的最大弯曲应力 =62.6 MPa<[ ],最大挠度fm =15.3 mm<L /300。根据计算,加固体系强度和挠度变化满足使用要求。经过两种计算方法检算,大秦线 K337+002.5地道桥工程的线路加固体系是满足要求的,这为下一步顶进工作做出了充分准备,后来的顶 进施工及线路恢复也证明了这一点。 4施工工艺流程及操作要点 4.1施工准备 为确保框构立交桥顶进期间线路运营的安全,在设计提供的方案基础上进行加强,采用吊轨梁加固 与纵、横梁抬梁加固结合的办法,对该段线路进行加固。线路加固施工前,完成防护桩、支撑桩、顶进抗移 桩施工,施工采用人工挖孑L。 4.2吊轨梁加固 该段线路为混凝土轨枕,大秦下行线为75 kg/m轨,上行线为60 kg/m轨。框架桥宽为25 m,采用3- 5-3式吊轨梁,吊轨梁延伸出箱体两端外侧各l2.5 In,两股线路各50 m,共计100 m。吊轨梁采用P50钢 轨,吊轨梁与其下面的枕木采用中22u型螺栓卡和盖板连接在一起,形成整体结构(如图5)。 框架地道桥两侧线路应力放散锁定,为防止顶进过程中线路爬行,框架桥两端各100 m范围的钢轨 螺栓全部拧紧加固。 抽换钢筋混凝土轨枕,对两股线路各50 m范围内,更换为I类普通木岔枕,长度3.3 ITI,共需更换232 根,(横梁加固范围内间距0.4 m,其余为0.5 m)要点限速后利用列车间隔按照隔六抽一的方式进行。为 保证既有线轨距及行车安全,将既有轨枕隔三留一,保留部分既有混凝土枕,保证轨距及水平。 铺设吊轨梁。吊轨梁采用3-5.3式共需钢轨1 100 ITI,三扣吊轨卡928套,五扣吊轨卡464套,组装采 第3期 汪甜:重载铁路顶进线路加固技术 43 用穿袖式,接头错开2 m以上,并与主轨接头错开摆放,吊轨梁顶面低于主轨顶面25 mm,并与枕木连接牢 固,吊轨梁两端设置木梭头。 l0 枕 拼接 形螺栓 22 扣轨、枕木联结大样 日 ::1  In h I45工字钢拼接示意图 扣板 一10 M20普通螺栓,孔径(I)24加垫圈 ll |  -、 .- ~ _ {| 拼 酮板,厚20、\ lJ 0 o o . 1 - l e-q. l 一,一 - In ● 。o 形螺栓 22 I60工字钢拼接示意图 图5加固整体结构示意图(单位:til1) 4.3横梁加固 横梁按照宽出桥体外端各6 m布置,采用I45a工字钢,间距0.8 m,横向长度为37 m,共计47根。每 道横梁长度为24 m,工字钢接头用20 mm的钢板焊接牢固,横梁一端伸出大秦上行线路中心8.5 m,接头 相错1.5 rn,与抗移桩上工字钢焊接牢固。横梁与枕木及吊轨梁连接牢固,横梁下部采用木楔和滑梁小车 与桥体顶部接触,以减少顶进时的横向阻力。 铺设横梁。采用间隔式抽穿,在慢行点内进行,并与枕木和吊轨梁牢固密贴,在钢轨外端路问和线 间,以枕木头和厚木板作为支撑点,要求铺设平整牢固。 4.4纵梁加固 横梁铺设后,大秦上、下行线路外侧均采用双工字钢与单根并用作为一组纵梁(I63a工字钢),线间纵 梁采用双(I60)工字钢作为一组纵梁。纵梁长度48 1/1,两端各伸出框构桥外端11.5 m,纵梁与横梁采用 22u型螺栓卡和盖板连接牢固,形成整体结构。 首先在大秦上行线南侧路肩与两线问设置 1.25 m混凝土支撑桩各6根。双工字钢与单根并用作 为一组纵梁,接头用20 mm的钢板焊接,纵梁要求平整顺直,纵梁连接接头错开不小于1.5 m。为防止纵 梁横向位移,在纵梁与枕木问,用100 mm×100 mm方木作为支撑,并用木楔打紧。为防止双纵梁上下错 动,在两纵梁间设置方木固定。纵梁铺设后,全面检查各部分连接是否牢固,线路的轨距水平方向是否正 确。全面检查后,方可进行顶进作业。 5 结语 该工程同时下穿大秦线上行,下行两股线,大秦线行车密度大,车速快,车载大,施工具有很大难度及风险。 在限速45 km/h条件下,按线路加固方’法J顷利地完成了杨雁路地道桥的顶进施工,保证了铁路线路的稳定和铁 路运营的安全,取得了较好的经济效益和社会效益,为以后在同样条件下的地道桥施工积累了经验。 参 考 文 献 [1]周长清.大跨度铁路顶进桥线路加固施工技术[J].铁道建筑技术,2010(S1):84—87. [2]陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社,2003. (下转第60页) 石家庄铁道大学学报(自然科学版) 第24卷 (1)无水作业为前提。施工前必须将地下水位降到开挖面1 m以下,做到无水开挖。 (2)施工原则要坚持。必须严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、环套环、水必治、穴必 堵、勤量测、控下沉”的原则施工,特别强调必须预留核心土,确保掌子面安全稳定。 (3)穿越管线须谨慎。地铁施工难免穿越破旧的给排水管道及其它管沟,跑冒渗漏在所难免,势必危 及施工安全,必须高度重视,采取有效措施,保证顺利通过。 (4)信息化指导是关键。暗挖中洞法施工过程中,每次临时结构和支撑的拆除必然带来一次受力体 系的转换与调整,所以及时掌握和分析地表沉降速率、位移变形及应力变化情况,动态指导施工至关重 要。 参 考 文 献 [1]彭泽润.北京地铁复一八线土建工程施工技术[M].北京:中国科学技术出版社,2003 [2]崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京:科学出版社,2005. Advance Middle Hole Sonstruction Technology for Excavation in Ciqikou Station of Beijing Metro Line 5 Lian Baoyu (China Constuctrion Eighth Engineering Division CO.,LTD.,Shanghai 200122,China) Abstract:With the rapidly increasing economic strength,and gradually accelerating process of urbaniza。 tion,constant expanding of the city,and fast developing of urban rail transport,sub—surface excavation is fhe irst choice of construction when the subway statifon is built at busy intersection in order to reduee the impact of the subway construction on urban transport.Advance middle hole construction is one of the most mature meth- ods.In this paper,the application of center drift method at Ciqikou station is introduced,with focuses on the construction principle,construction sequences,construction methods and construction essentials of the steel col- Umns. Key words:subway;three arches and two columns;station;subsurface excavation;advance middle hole construction;construction;technology (责任编辑;、:仝:拿: : :仝:全:全!全:仓!全:舍: 合 金 岔 舍 合 合 仝 仝 仝 全 全 车轩玉) (上接第43页) Heavy Rail Jacking Reinforcement Techniques Wang Tian f Tianjin Railway Construction Company,The Sixth Bureau Group of China Railway,Tianjin 300222,China) Abstract:With the continuous development of China’s highways and railways in recent years,the transfor- mati0n 0r exDansion of box culvert or overpass structures are often needed in the reconstuctrion of roads, and jacking is a preferred solution for these projects.This paper describes the use of speed limit 45 km/h railway line reinforcement iacking flame construction method,and provides experience for the future of bridge construction under the same conditions. Key words:heavy rail;Da-Qin rail;jacking;line reinforcement techniques (责任编辑车轩玉) 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- yrrf.cn 版权所有

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务