專利名稱：箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種箱型橋梁的施工技術(shù)，尤其是指用于在已有的鐵路、公路基下進(jìn)行箱型橋梁施工的一種箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法。
背景技術(shù)：
鐵路既有線或公路下增設(shè)箱型橋梁，傳統(tǒng)的方法是，鐵路一般采用框架預(yù)制，線路架空的頂進(jìn)法施工，頂進(jìn)期間，列車的運(yùn)行速度25～45Km/h。公路則采用臨時(shí)便道通車，現(xiàn)澆箱橋的施工方法。隨著列車運(yùn)行速度地不斷提高與箱型橋梁設(shè)計(jì)跨度越來(lái)越大，傳統(tǒng)的施工方法已不能滿足交通需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可提高施工段通行限速、施工安全、風(fēng)險(xiǎn)小的一種箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，包括下述步驟(1)根據(jù)箱型橋梁的設(shè)計(jì)高度，在需要建設(shè)箱型橋梁的路段側(cè)進(jìn)行基坑開(kāi)挖；(2)根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度制作滑板；(3)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行箱型橋梁預(yù)制；(4)根據(jù)箱型橋梁的高度、寬度制作盾構(gòu)并進(jìn)行盾構(gòu)安裝；(5)根據(jù)需要對(duì)線路進(jìn)行加固處理；(6)按子盾構(gòu)掘進(jìn)、中心土挖運(yùn)、軸線測(cè)量、箱型橋梁頂進(jìn)、頂進(jìn)糾偏、線路養(yǎng)護(hù)的順序進(jìn)行循環(huán)箱型橋梁頂進(jìn)操作，(7)箱型橋梁頂進(jìn)就位后恢復(fù)線路正常運(yùn)行并拆除盾構(gòu)。
上述的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法中步驟(4)所述的盾構(gòu)包括盾構(gòu)母體和子盾構(gòu)兩部分，盾構(gòu)母體又包括墩柱、多榀主梁和盾殼，墩柱的柱寬為固定值1.05m、凈高與長(zhǎng)按各孔剛架橋設(shè)計(jì)高度設(shè)計(jì)制作，一般分三至四層，墩柱底為20mm厚鋼滑板與骨架焊接，每榀主梁高1.3m、寬0.6m，長(zhǎng)與箱型橋梁外寬同，主梁安裝的中對(duì)中間距為1.2m，榀與榀間用I28#焊接后并與各墩柱焊接成整體鋼結(jié)構(gòu)橋梁，墩柱與主梁連接成門字形或多門字組合形，盾殼由鋼板制作，分頂板、側(cè)板，包裹在主梁頂部與墩柱外側(cè)；子盾構(gòu)的子盾構(gòu)箱高度1.3m與主梁相同，按0.75m寬一格設(shè)置，其中可能出現(xiàn)一至二格異徑，在每格子盾構(gòu)箱的上導(dǎo)梁中裝有一臺(tái)子盾構(gòu)，而每臺(tái)子盾構(gòu)中各配備30噸油頂2臺(tái)；前置的第一榀梁下設(shè)置盾構(gòu)爬升糾偏板，子盾構(gòu)箱安裝在盾構(gòu)母體的主梁前端，在各子盾構(gòu)頂部后端連接著一條與其等寬度的減阻薄鐵板。
上述的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法中步驟(5)采用簡(jiǎn)易加固方法，鐵路線路縱向軌束2+3扣，單線2束，雙線為3束，多線以此類推；橫向1+2扣，每隔2條軌枕穿1束，并扣緊于兩縱向軌束上部；原道床為縱、橫軌束的自然支點(diǎn)，橫向軌束與基本軌間以對(duì)插木楔微調(diào)線路水平。
上述的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，步驟(6)中的開(kāi)挖方法是，子盾構(gòu)前開(kāi)橫槽，墩柱前開(kāi)豎槽的挖掘方式，開(kāi)挖長(zhǎng)度30～40cm為一工作循環(huán)，開(kāi)挖面積為子盾構(gòu)箱與各墩柱截面積，伸入梁跨內(nèi)的中心土滯后于槽若干米至阻擋箱型橋底部時(shí)才開(kāi)始進(jìn)行挖掘，開(kāi)挖長(zhǎng)度為1m左右，并始終保持滯后于1∶0.75以上的開(kāi)挖坡度，小斷面完成3個(gè)工作循環(huán)中心土開(kāi)挖一次。
本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下述特點(diǎn)1.省略了明挖的挖孔樁及暗挖的支護(hù)，減少了線上作業(yè)時(shí)間與安全風(fēng)險(xiǎn)；2.施工地段道岔、信號(hào)機(jī)等均不需要臨時(shí)遷移；3.列車、汽車運(yùn)行穩(wěn)定性較好，安全系數(shù)大，可相應(yīng)提高限速；4.橋涵的設(shè)計(jì)跨度、埋深不受限制，無(wú)架空超限之慮。
5.可適合公路、鐵路、過(guò)街地道施工。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖；圖2是本發(fā)明中橋式盾構(gòu)的立面圖；圖3是本發(fā)明中橋式盾構(gòu)的上部平面圖；圖4是圖3的A-A向剖面圖。
具體實(shí)施例方式
參閱圖1所示，本發(fā)明的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，包括下述步驟(1)根據(jù)箱型橋梁的設(shè)計(jì)高度，在需要建設(shè)箱型橋梁的路段側(cè)進(jìn)行基坑開(kāi)挖；(2)根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度制作滑板；(3)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行箱型橋梁預(yù)制；(4)根據(jù)箱型橋梁的高度、寬度制作盾構(gòu)并進(jìn)行盾構(gòu)安裝；(5)根據(jù)需要對(duì)線路進(jìn)行加固處理；(6)按子盾構(gòu)掘進(jìn)、中心土挖運(yùn)、軸線測(cè)量、箱型橋梁頂進(jìn)、頂進(jìn)糾偏、線路養(yǎng)護(hù)的順序進(jìn)行循環(huán)箱型橋梁頂進(jìn)操作，(7)箱型橋梁頂進(jìn)就位后恢復(fù)線路正常運(yùn)行并拆除盾構(gòu)。
參閱圖2、圖3、圖4中所示，本發(fā)明中所述的橋式盾構(gòu)的主要構(gòu)件是由墩柱1、主梁2、盾殼3、子盾構(gòu)箱4、輔助機(jī)構(gòu)等五大部分組成，前四大部分通過(guò)焊接成整體鋼結(jié)構(gòu)。其中墩柱1采用I28#焊接而成，柱寬1.05m為固定值、凈高與長(zhǎng)按各孔剛架橋設(shè)計(jì)高度不定值設(shè)計(jì)制作，一般分三至四層。墩柱1底為20mm厚鋼滑板與骨架焊接，它是墩柱1的基礎(chǔ)，在盾構(gòu)推進(jìn)中托柱滑行，墩柱1兩側(cè)均焊接有鋼板包裹柱體，用以擋土并平衡側(cè)壓力，同時(shí)也充當(dāng)剪力墻作用。主梁2由I28#鋼焊接而成，每榀主梁2高1.3m、寬0，6m，長(zhǎng)與箱型橋外寬同，安裝時(shí)主梁2之間的間距(中對(duì)中)為1.2m，榀與榀間用I28#焊接后并與各墩柱1焊接成整體鋼結(jié)構(gòu)橋梁。各墩柱1間主梁2以下包括滑行板之間均無(wú)連接物，墩柱1與主梁2連接成門字形或多門字組合形，以便滯后挖掘的中心土伸入門內(nèi)。盾殼3是由16mm厚鋼板制作，分頂板、側(cè)板，包裹在主梁頂部與墩柱外側(cè)起擋土與結(jié)構(gòu)增強(qiáng)作用。子盾構(gòu)箱4由I28#與16mm厚鋼板焊接而成，其外形如同巨型口琴，高度1.3m與主梁2相同，按0.75m寬一格設(shè)置，其中可能出現(xiàn)一至二格異徑，大于0.75m或小于0.75m。每格子盾構(gòu)箱4上導(dǎo)梁中裝有一臺(tái)子盾構(gòu)，而每臺(tái)子盾構(gòu)中各配備30噸油頂2臺(tái)用以推進(jìn)子盾構(gòu)切割正面土壤或插入道床，子盾構(gòu)箱安裝在盾構(gòu)母體的主梁前端，在各子盾構(gòu)頂部后端連接著一條與其等寬度的減阻薄鐵板。從子盾構(gòu)箱4中伸出的子盾構(gòu)也擔(dān)負(fù)著平衡土壓的作用，盾構(gòu)母體推進(jìn)時(shí)，子盾構(gòu)受正面土阻力與箱體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)如抽屜般被收回箱體中，同時(shí)，防止線路或公路面位移的減阻板也是由子盾構(gòu)完成牽引的。梁腹空間為作業(yè)通道，前置第一榀主梁2下設(shè)有盾構(gòu)爬升糾偏板，主梁2前為子盾構(gòu)箱4，箱底板與爬升糾偏板相連共同承擔(dān)盾構(gòu)前端負(fù)荷。主要輔助機(jī)構(gòu)剛架橋推進(jìn)系統(tǒng)，由200T/臺(tái)油壓頂若干臺(tái)，壓力泵站及高壓油路等組成，與傳統(tǒng)工藝相同，是橋體和盾構(gòu)的推進(jìn)系統(tǒng)。液壓機(jī)械手根據(jù)需要配備，用以盾構(gòu)中小掘進(jìn)面挖掘，中心土大斷面由履帶式挖掘機(jī)挖掘。信號(hào)系統(tǒng)由于洞內(nèi)噪音較大，故需要采用遙控彩燈指揮子盾構(gòu)工作。液壓反拉系統(tǒng)反拉減阻板控制鐵路或公路面位移。
本發(fā)明的橋式盾構(gòu)法其支護(hù)原理是子盾構(gòu)前開(kāi)橫槽，墩柱前開(kāi)豎槽的挖掘方式，開(kāi)挖長(zhǎng)度30～40cm為一工作循環(huán)，開(kāi)挖面積為子盾構(gòu)箱與各墩柱截面積，由于各開(kāi)挖面積小，土壓較易平衡，伸入梁跨內(nèi)的中心土滯后與槽若干米至阻擋箱型橋底部時(shí)才開(kāi)始進(jìn)行挖掘，開(kāi)挖長(zhǎng)度為1m左右，并始終保持滯后于1∶0.75以上的開(kāi)挖坡度，使開(kāi)挖面土體保持天然的自穩(wěn)能力，小斷面完成3個(gè)工作循環(huán)中心土開(kāi)挖一次。橋式盾構(gòu)梁凈跨一般為3～4m寬設(shè)一跨，滿荷載時(shí)主梁撓度小于1mm，以減輕覆蓋層施工變形。
其導(dǎo)向原理是中心土的利用是本施工方法的關(guān)鍵之一，它不僅是天然支護(hù)，各墩柱保持垂直、穩(wěn)定及運(yùn)動(dòng)方向也是靠調(diào)整中心土側(cè)壓力來(lái)完成平衡，并在地基承載力不滿足要求地段，利用中心土上部板結(jié)層的高承載能力支托盾構(gòu)更是控制頂進(jìn)高程的最佳方法，同時(shí)墩柱滑板設(shè)置的正坡可對(duì)軟地基進(jìn)行預(yù)壓密，以提高地基承載力。
其路面位移控制原理各子盾構(gòu)相繼推進(jìn)的同時(shí)各自牽引著一條與其等寬度的減阻薄鐵板前進(jìn)，將上部摩擦力進(jìn)行撤分，以保護(hù)覆蓋土不被剪切破壞而位移，盾構(gòu)母體與箱橋推進(jìn)時(shí)其頂部不與上部的覆蓋土接觸，而是橋頂部間隔敷設(shè)的扁鋼及盾構(gòu)頂板與減阻板底面摩擦，其摩擦系數(shù)0.1僅為與土直接摩擦?xí)r的1/5，從而再次起到保護(hù)覆蓋層的作用，同時(shí)也減少了頂進(jìn)阻力，并有效地保護(hù)了橋頂防水層，當(dāng)子盾構(gòu)將穿出路基時(shí)(約1至2米)，其正面阻力會(huì)逐漸小于減阻板與橋頂面的摩擦力，當(dāng)箱橋推進(jìn)時(shí)，頂部會(huì)帶動(dòng)減阻板并剪切斷板上覆蓋層，使之位移，在多節(jié)箱型橋梁采用中繼法頂進(jìn)時(shí)，當(dāng)?shù)谝还?jié)橋推移時(shí)，第二節(jié)上部摩擦力起到反拉減阻板作用，而第二節(jié)推移時(shí)，第一節(jié)上部摩擦力又大于第二節(jié)頂部與減阻板摩擦力，故不需設(shè)反拉裝置覆蓋層也不會(huì)產(chǎn)生位移。在單節(jié)箱型橋梁施工時(shí)，需要采用反拉裝置反拉減阻板控制鐵路或公路面位移。
本發(fā)明中的線路簡(jiǎn)易加固方法是，鐵路橋涵內(nèi)自然排水，涵頂設(shè)計(jì)標(biāo)高往往不留覆蓋土，橋涵頂直接從道床墊層中穿過(guò)，為防止局部道渣出現(xiàn)意外踏落影響安全行車，頂進(jìn)期間，線路采用簡(jiǎn)易抬軌，縱向軌束2+3扣，單線2束，雙線為3束，多線以此類推。橫向1+2扣，每隔2條軌枕穿1束，并扣緊于兩縱向軌束上部。原道床為縱、橫軌束的自然支點(diǎn)，橫向軌束與基本軌間以對(duì)插木楔微調(diào)線路水平，線路抬軌起保險(xiǎn)作用。
實(shí)施例1廣深線林村2-13m剛架橋工程設(shè)計(jì)為2孔剛架橋凈空為13.03×6m，長(zhǎng)度14m，橋間距5m，軌頂至涵頂0.9m，下穿兩股高速無(wú)縫正線。箱型橋梁采用單節(jié)整體預(yù)制，采用橋式盾構(gòu)法施工，頂進(jìn)期間線路只做簡(jiǎn)單扣軌，未設(shè)挖孔樁抬梁，頂進(jìn)期間列車運(yùn)行限速60Km/h至80km/h。剛架橋頂進(jìn)到位、南橋低于設(shè)計(jì)標(biāo)高6cm，北橋高于設(shè)計(jì)標(biāo)高4cm。
實(shí)施例22-8m+2-12m剛架橋下穿京珠高速工程位于長(zhǎng)沙市人民東路，72°斜交，地基為亞粘土、承載力160kpa，無(wú)地下水。橋長(zhǎng)均為35m，箱型橋梁均分為三節(jié)預(yù)制，橋式盾構(gòu)法及中繼法頂進(jìn)施工，施工期車輛不限速，頂進(jìn)質(zhì)量?jī)?yōu)良。該工程由原施工單位采用管棚法支護(hù)頂進(jìn)，路面被嚴(yán)重破壞，箱橋栽頭后退出，改用橋式盾構(gòu)法完成。
權(quán)利要求
1.一種箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，其特征是包括下述步驟(1)根據(jù)箱型橋梁的設(shè)計(jì)高度，在需要建設(shè)箱型橋梁的路段側(cè)進(jìn)行基坑開(kāi)挖；(2)根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度制作滑板；(3)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行箱型橋梁預(yù)制；(4)根據(jù)箱型橋梁高度、寬度制作盾構(gòu)并進(jìn)行盾構(gòu)安裝；(5)根據(jù)需要對(duì)線路進(jìn)行加固處理；(6)按子盾構(gòu)掘進(jìn)、中心土挖運(yùn)、軸線測(cè)量、箱型橋梁頂進(jìn)、頂進(jìn)糾偏、線路養(yǎng)護(hù)的順序進(jìn)行循環(huán)箱型橋梁頂進(jìn)操作，(7)箱型橋梁頂進(jìn)就位后恢復(fù)線路正常運(yùn)行并拆除盾構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，其特征是步驟(4)中的盾構(gòu)包括盾構(gòu)母體和子盾構(gòu)兩部分，盾構(gòu)母體又包括墩柱、多榀主梁和盾殼，墩柱的柱寬為固定值1.05m、凈高與長(zhǎng)按各孔剛架橋設(shè)計(jì)高度設(shè)計(jì)制作，一般分三至四層，墩柱底為20mm厚鋼滑板與骨架焊接，每榀主梁高1.3m、寬0.6m，長(zhǎng)與箱型橋梁外寬同，主梁安裝的中對(duì)中間距為1.2m，榀與榀間用I28#焊接后并與各墩柱焊接成整體鋼結(jié)構(gòu)橋梁，墩柱與主梁連接成門字形或多門字組合形，盾殼由鋼板制作，分頂板、側(cè)板，包裹在主梁頂部與墩柱外側(cè)；子盾構(gòu)的子盾構(gòu)箱高度1.3m與主梁相同，按0.75m寬一格設(shè)置，其中可能出現(xiàn)一至二格異徑，在每格子盾構(gòu)箱的上導(dǎo)梁中裝有一臺(tái)子盾構(gòu)，而每臺(tái)子盾構(gòu)中各配備30噸油頂2臺(tái)；前置的第一榀梁下設(shè)置盾構(gòu)爬升糾偏板，子盾構(gòu)箱安裝在盾構(gòu)母體的主梁前端，在各子盾構(gòu)頂部后端連接著一條與其等寬度的減阻薄鐵板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，其特征是步驟(5)采用簡(jiǎn)易加固方法，鐵路線路縱向軌束2+3扣，單線2束，雙線為3束，多線以此類推；橫向1+2扣，每隔2條軌枕穿1束，并扣緊于兩縱向軌束上部；原道床為縱、橫軌束的自然支點(diǎn)，橫向軌束與基本軌間以對(duì)插木楔微調(diào)線路水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，其特征是步驟(6)中的開(kāi)挖方法是，子盾構(gòu)前開(kāi)橫槽，墩柱前開(kāi)豎槽的挖掘方式，開(kāi)挖長(zhǎng)度30～40cm為一工作循環(huán)，開(kāi)挖面積為子盾構(gòu)箱與各墩柱截面積，伸入梁跨內(nèi)的中心土滯后于槽若干米至阻擋箱型橋底部時(shí)才開(kāi)始進(jìn)行挖掘，開(kāi)挖長(zhǎng)度為1m左右，并始終保持滯后于1∶0.75以上的開(kāi)挖坡度，小斷面完成3個(gè)工作循環(huán)中心土開(kāi)挖一次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，其特征是在單節(jié)箱型橋梁施工時(shí)設(shè)有減阻板液壓反拉裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種箱型橋梁的橋式盾構(gòu)施工方法，包括下述步驟(1)根據(jù)箱型橋梁的設(shè)計(jì)高度，在需要建設(shè)箱型橋梁的路段側(cè)進(jìn)行基坑開(kāi)挖；(2)根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度制作滑板；(3)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行箱型橋梁預(yù)制；(4)根據(jù)箱型橋梁的高度、寬度制作盾構(gòu)并進(jìn)行盾構(gòu)安裝；(5)根據(jù)需要對(duì)線路進(jìn)行加固處理；(6)按子盾構(gòu)掘進(jìn)、中心土挖運(yùn)、軸線測(cè)量、箱型橋梁頂進(jìn)、頂進(jìn)糾偏、線路養(yǎng)護(hù)的順序進(jìn)行循環(huán)箱型橋梁頂進(jìn)操作，(7)箱型橋梁頂進(jìn)就位后恢復(fù)線路正常運(yùn)行并拆除盾構(gòu)。本發(fā)明具有可提高施工段通行限速、施工安全、風(fēng)險(xiǎn)小的優(yōu)點(diǎn)，用于在已有的鐵路、公路基下進(jìn)行箱型橋梁施工。
文檔編號(hào)E01D21/00GK1807838SQ20051010079
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者胡麓山 申請(qǐng)人:胡麓山