铁２４ 道建筑 Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３－１９９５（２０１３）０８—００２４—０３ 利用既有桥梁顶进施工地道桥的方案设计 尹贻新 ，郭勇刚 ，章有德 （１．中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院，山东济南２５００２２；２．成都中铁隆工程集团有限公司，四川成都６１００４１） 摘要：济南市济齐路与京沪铁路三、四线交叉处原各为１孔１６ Ｉｎ低高度混凝土梁桥，道路拓宽过程中， 既有梁桥需拆除另顶进地道桥。本桥设计过程中充分利用既有桥台及基础，合理选用Ｄ型便梁支点进 行线路加固。施工过程中，在桥位附近打设止水帷幕防止降水对周边建筑物造成沉降。通过合理安排 施工工序，保证了道路交通运输。 关键词：城市道路 地道桥 顶进 线路加固 曲线调整 施工工序 一中图分类号：Ｕ４４５．４６９文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—１９９５．２０１３．０８．０７ 为Ｕ型桥台，均为扩大基础。桥下净空５ ｉｎ。京沪三 线位于直线上，京沪四线位于缓和曲线上，曲线半径 为８００ ｍ。 １ 工程概况 济南市济齐路与京沪铁路三线、四线交叉处原各 为１孔１６ Ｉｎ低高度梁桥。现因道路拓宽，梁桥需拆除 另顶进地道桥。济齐路既有路面宽１１ ｍ，与京沪铁路 三线夹角７０．９６。。道路中心线与铁路交叉处京沪铁 路三、四线线间距１５．３４ Ｉｎ，路基高度为４．８２ ｎｌ。京沪 铁路三、四线跨越既有济齐路分别为１孔１６ ｍ低高度 混凝土梁桥。三线桥桥台为耳墙式桥台，四线桥桥台 济齐路设计为城市主干道，设计路面宽度为５０ ｍ。根据横断面设置，地道桥孔径采用（１０．５＋ １３．０＋１３．０＋１０．５）ｍ框架，两中孔为机动车道桥 孔，两边孔为非机动车道与人行道桥孔，地道桥立 面图见图１。新建地道桥与既有１孔１６ ｍ梁桥关 系图见图２。 ８（ １ ， １ ２１ｏ １ ０５０ 景 ：１ｏ ５ １ ４９０ １ ３００ １０９ １ １ ４９０ １０． １ ３００ （ ｌ １ １ ２１０ １ ０５０ ｊ ；Ｏ ： 萎 、 非机动车道及人行道 赉 ｒ 机动车道 釜 受 机动车道 １釜非机动车道及人行道 弛 ｝ 孳…Ｏ Ｋ ’管线ｏ杲～ ｜雠一 Ｌ。 ｌ～孵 设水管绫０施 管线 ｌ ｌ Ｉ ｌ～ Ｊ（２ ３ Ｏ 粟管 水 ｝ ｝ ｌＩ ｌ ｌ 图１地道桥立面（单位：ｅｍ） ２ 线路加固 ２．１线路加固方案 本地道桥顺道路方向桥长为５７．４５ ｍ，垂直道路 方向桥长为５４．３０ ｍ。由于施工期间道路不能封闭， 本桥设计为４孔分体地道桥。线路加固方法可采用纵 挑横抬梁法和Ｄ型便梁法。根据两种加固方式的优 图２新旧桥关系（单位：ｅｍ） 缺点综合对比，本桥采用Ｄ型便梁加固法加固线路。 ２．２便梁支点布置 收稿日期：２０１３－０５－２６；修回日期：２０１３－０６—１５ 作者简介：尹贻新（１９７８一），男，吉林集安人，工程师，硕士。 地道桥位于曲线段内，接触网支柱比较多，桥位处 有１孔１６ ｍ低高度混凝土既有桥台及基础。为减少 ２０１３年第８期 尹贻新等：利用既有桥梁顶进施工地道桥的方案设计 施工对道路交通运输的影响，保证施工中不中断交通， 同时充分利用既有梁桥基础，便梁支点根据具体情况 采用以下两种形式。 １）混凝土支墩 京沪三线既有１孔１６ ｎｌ低高度混凝土梁桥桥台 为耳墙式桥台，扩大基础。耳墙式桥台为轻型桥台，顺 线路方向尺寸较小，无法利用既有桥台，桥台处支点采 用桩接盖梁支点。桥台与盖梁冲突部位混凝土凿除， 挖孔桩布设在桥台扩大基础外侧。地道桥顶进过程中 挖土扰动范围内设置挖孔桩接墩柱作为便梁支点。挖 孔桩采用圆形混凝土护壁，开挖一节支护一节，混凝土 灌注时，不允许出现断桩现象。 京沪四线既有１孔１６ ｍ低高度混凝土梁桥桥台为 Ｕ型桥台，扩大基础。便梁中间支点采用桥台帮宽，帮 宽混凝土与桥台混凝土之间采用钢牵钉连接为一整体。 对于挖孔桩距钢木支墩较近的支点，为避免开挖过程中 对钢木支墩的扰动，采用混凝土整体式支墩。 ２）桩柱及桩接盖梁支点 顶进过程中便梁支点布置见图３。 图３顶进过程中便梁支点布置平面（单位：ｃｍ） ２．３挖孔桩计算 ５０ ｍｍ，两线起道均为６５ ｍｍ。调整轨道标高时线路 纵断面在两端需进行微调，既有坡度较小，施工时应注 意两边坡段的顺接。 恒载包括便梁梁重、线路设备荷载，铁路荷载为 “中一活载”，设计行车速度为４５ ｋｍ／ｈ。桩顶外力计 算如下： Ｄ２４施工便梁重量，按每排桩顶便梁重为２４４．５ ｋＮ计； ４施工工序及施工防护 ４．１交通组织 活载支反力，按双孔重载加载，冲击系数取 １．２３８，则每排桩顶活载最大反力为３ ０５７．４ ｋＮ； 济齐路为济南通往齐河的主要通道，交通繁忙。 桥位处于济南市市郊，铁路大、小里程交通通道均为较 小涵洞，无法满足绕行要求。因此，地道桥预制、顶进 及恢复线路期间，道路均不能封闭交通。施工过程中， 既有道路需保持通行。道路以外地道桥施工完成后， 将道路改移至新建地道桥内，然后拆除既有道路、桥 梁。临时道路与顶进工作坑相接处设钻孔桩防护，框 离心力为４９．２ ｋＮ，制动力或牵引力为２６６．４ ｋＮ， 横向摇摆力取１００ ｋＮ，主动土压力为７７４：９５ ｋＮ。 根据以上计算结果进行荷载组合，求出单桩设计 承载力３ １２３．７ ｋＮ，并确定桩长为２４ ｍ。 ３线路曲线调整 立交桥施工过程中须架便梁限速（４５ ｋｍ／ｈ）通 行，限速区段现有三处曲线，京沪三线两曲线半径分别 为５００ ｍ，２ ０００ ｍ，缓和曲线长分别为１００ ｍ，５０ ｍ；京 架外临时道路与既有道路顺接。施工场地范围内道路 设置警示标志及防护设施，以保证道路交通及施工 安全。 ４．２施工工序 沪四线曲线半径为８００ ｍ，缓和曲线长为１５０ ｎｌ。三线 根据道路交通组织要求，地道桥预制及顶进过程 的施工工序如图４所示。 两曲线超高分别为１１５ ｍｍ和５０ ｍｍ，四线超高１１５ ｍｍ。施工过程中三线第一处曲线和四线过超高均 ＞５０ ｍｍ，因此三线第一处曲线和四线均需要减少曲 线外轨超高。曲线地段采用大机抬道，将三线、四线的 内轨起道，外轨标高不变，从而降低外轨超高；起道完 成后曲线外轨超高三线第一处曲线为５０ ｍｍ，四线为 步骤１：首先预制１号箱体，混凝土达到强度后， 顶进１号箱体就位。再铺设临时道路，将道路改移至 １号框架内。 步骤２：同时预制２，３，４号箱体，拆除部分桥台顶 进３号箱体。 ２６ 铁道建筑 一 塞 ——临１时接 黼触罔 北京 ｌ喜一再 一上海 ２ ４５０（Ｄ２４型施工便粱丙式低位）ｌＬ２ ４５０（Ｄ２４型施工便粱丙式低位） ２ ４５０（Ｄ２４型施工便粱丙式 １ ｌ必 ！ 型里堕三堡墨要墓堡焦 ／ Ｉ 』 士 ‘ ！雩 １ ２ ４５０（Ｄ２４型施工便粱丙式低位）ｌＪ．２ ４５０（Ｄ２４型施工 ◎◎◎ 『 ］ ③］ ［＠］ 、 Ｊ毫： （ｄ）步骤４ ／ 图４地道桥顶进过程施工工序（标高，ｍ；尺寸单位：ｍｍ） 步骤３：纵移Ｄ型施工便梁，拆除既有低高度混凝 土梁、桥台及基础。 步骤４：同时顶进２，４号箱体就位，施作出入口挡 土墙，恢复线路。 ４．３施工防护 在保持道路通行的条件下，利用既有桥梁墩台顶进地 道桥。通过合理安排施工工序及施工组织，把施工对 交通的影响降至最低，为城市中既有桥拆除扩建提供 了一个新思路。 参 考 文 献 桥位处离小清河仅为３５０ ｍ，地下水位标高为 ２２．９２ ｍ，比框架底板高０．３７ ｍ，工作坑、挖孔桩施工 过程中，需采用大口井降水。桥位处建筑物较多，且离 桥位处较近。为保证降水过程中周围建筑物不发生沉 降，在地道桥施工范围以外，就影响所及采用三层水泥 搅拌桩止水帷幕封闭地下水。 ［１］王兵，王德华．大跨度下穿顶进框架桥线路加固设计［Ｊ］．铁 道标准设计，２０１０，１２（７）：７１—７４． ［２］陈宜，彭华，蔡小培．桥涵顶进限速４５ ｋｍ／ｈ线路加固体系 施工改进实践［Ｊ］．铁道建筑，２０１１（６）：４５・４８． ［３］周长清．顶进桥线路加固施工技术［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１０ （增）：８４—８７． 为保证止水效果，水泥搅拌桩桩长除满足计算要 求外，桩长延伸至不透水的、承载力较高的土层内。水 ［４］梁红燕．顶进式下穿铁路框架桥设计［Ｊ］．铁道建筑，２００９ （６）：２５—２７． 泥搅拌桩相邻两根桩纵横两个方向都搭接，形成大块 整体，沿基坑周围布置。 ［５］中华人民共和国铁道部．ＴＢ １０００２．５—２００５ 铁路桥涵地 基和基础设计规范［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００６． ［６］刘辉．在重载铁路下顶进框构涵的施工技术［Ｊ］．铁道建筑， ２００７（７）：１１・１２． ５ 结语 随着城镇化的发展进程，原有城区的范围不断扩 ［７］龚晓南．地基处理手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社， ２００８． 大，既有铁路逐渐由城郊转入城市范围内。原有道路 等级已不能满足日益增大的交通需求。本桥设计中， （责任审编 孟庆伶）