CN107620261A - 基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法 - Google Patents
基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，包括以下步骤：修建便道、平整场地，完成墩柱施工；框构基坑开挖、结构制作和既有铁路轨道应力放散；横承梁就位；接触网迁改；便梁线外拼装，整体横移就位；开挖便梁下路基，框构顶进施工；便梁整体移出，线路轨排就位；接触网迁改；横承梁和钢管柱分段拆解和移出；线路和场地的后期恢复、框构附属以及公路相关施工。本发明取消了挖孔桩支墩，方便了便梁下平联的安装，实现了加固体系的快速安拆和重复利用，保证了施工过程中不破坏铁路路基道床，明显提升了线路加固体系的刚度和稳定性，减小了对铁路运营的影响，扩大了线路加固体系的适用范围，具有良好的技术效果和广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于一种铁路轨道加固方法，具体涉及一种基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法。
背景技术
目前，国内各铁路局加固既有铁路施工顶进框构桥广泛采用D型便梁，其在工程应用中存在的问题是：便梁挖孔桩支墩中心距离线路中心仅2.23m，人员孔内作业，设备跨线出土，人身、设备、列车运营安全风险极高，尤其是线间支墩施工期间；挖孔桩适应地质范围小，施工安全和质量不易保证；D梁端部设置叠置的横梁，施工时需要凿除部分路基道床，破坏路基道床的稳定性；D梁线上安装工序繁杂、要点多、人员密集，对铁路运营影响大；便梁结构整体刚度小、挠度大，且下平联现场安装困难，体系面外稳定性弱，列车横向摇摆明显。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法。
本发明的技术方案是：一种基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，包括以下步骤：
（ⅰ）修建便道、平整场地，完成支点墩、平衡墩的施工
施工支点墩桩基和平衡墩桩基，安装支点墩钢管柱及支点墩顶帽，安装平衡墩钢管柱及平衡墩顶帽；
（ⅱ）框构基坑开挖、结构制作和既有铁路轨道应力放散
框构防护桩施作、基坑开挖、结构钢筋绑扎、模板制作、混凝土浇筑等，完成既有铁路的应力放散和短轨的临时连接；
（ⅲ）横承梁就位
横承梁的横承梁中段、横承梁边段分别在步骤（ⅰ）的桩墩上就位，并对位调整后拼接；
（ⅳ）接触网迁改
根据迁改方案完成，临时的接触网支柱可固定于横承梁上；
（ⅴ）便梁线外拼装，拼装完成后便梁整体横移就位
便梁的边纵梁、线间纵梁、小横梁、连接牛腿、下平联分别吊装置于步骤（ⅲ）的横承梁上，完成便梁的整体拼装；
（ⅵ）开挖便梁下路基、框构顶进施工
开挖便梁下既有铁路路基，布设千斤顶和顶铁后，框构顶进就位；
（ⅶ）便梁整体移出，线路轨排就位
（ⅷ）接触网迁改
根据迁改方案，完成永久的接触网支柱的安装；
（ⅸ）横承梁和钢管柱的分段拆解和移出
拆解和移出横承梁中段、横承梁边段、拆解支点墩钢管柱及支点墩顶帽，拆解平衡墩钢管柱及平衡墩顶帽；
（ⅹ）线路和场地的后期恢复、框构附属施工以及公路相关施工。
所述步骤（ⅰ）的支点墩桩基和平衡墩桩基位于既有铁路轨道的安全限界以外。
所述支点墩的中心与既有铁路轨道中心的距离为6.25m。
所述步骤（ⅲ）的横承梁的高度与既有铁路轨道的轨下道砟厚度一致。
所述步骤（ⅲ）的横承梁就位包括以下过程：接触网停电、拆轨抽枕、中段就位、袋砟回填、短轨连接、接触网送电；所述（ⅸ）中横承梁中段移出包括以下过程：接触网停电、拆短轨、横承梁中段移出、机械回填道砟并接轨、接触网送电。
所述步骤（ⅴ）和（ⅶ）的便梁采用线外拼装和拆除、整体横移法施工，将横承梁作为便梁的拼装、拆除平台和横移轨道；便梁的下平联采用便梁拼拆时同步安拆。
所述便梁设带销孔的便梁梁端悬臂，使得便梁可快速搭于横承梁上，实现快速横移，并在便梁端部采用销接拉板实现相邻便梁的纵向快速连续连接。
所述步骤（ⅰ）的支点墩中心外侧设置平衡墩，并采用预应力混凝土用螺纹钢筋施加预应力于平衡墩，作为锚固墩，承担横承梁的上拔力，改变横承梁的单孔简支体系为三孔连续体系。
所述步骤（ⅴ）的便梁整体横移包括以下过程：接触网停电、拆除便梁段钢轨、抽枕清砟、搭设滑轨及机具、便梁滑移就位、短轨就位、接触网送电。
所述步骤（ⅶ）的便梁整体移出包括以下过程：接触网停电、拆除短轨和便梁的连接、搭设滑轨及机具、便梁移出线路范围后拆解、机械回填道砟、轨排滑移、接触网送电。
本发明
取消了加固既有铁路轨道的挖孔桩支墩，特别是加固既有双线铁路轨道的线间挖孔桩支墩，并在既有线路安全限界以外设置钻孔桩支墩，可以适应多种地质条件，保证桩基的施工安全和质量；实现了便梁的下平联在便梁拼装时同步安装，提高了便梁的面外稳定性；
实现了加固体系的快速安拆和重复利用，保证了施工过程中不破坏铁路路基道床，明显提升了线路加固体系的刚度和稳定性，减小了对铁路运营的影响，扩大了线路加固体系的适用范围，适用于单、双线，双线线间距4.0m≤D≤5.0m条件下的既有线顶进框构桥的线路加固，具有良好的技术效果和广阔的应用前景。
附图说明
图1 是本发明加固既有单线铁路的横断面结构示意图；
图2 是本发明加固既有单线铁路单孔型的平面结构示意图；
图3 是本发明加固既有单线铁路单孔型的立面结构示意图；
图4 是本发明加固既有单线铁路多孔型的平面结构示意图；
图5 是本发明加固既有单线铁路多孔型的立面结构示意图；
图6 是本发明加固既有双线铁路的横断面结构示意图；
图7 是本发明加固既有双线铁路单孔型的平面结构示意图；
图8 是本发明加固既有双线铁路单孔型的立面结构示意图；
图9 是本发明加固既有双线铁路多孔型的平面结构示意图；
图10 是本发明加固既有双线铁路多孔型的立面结构示意图；
图11~图23是本发明的施工工序图；
其中：
1 便梁 1-1 边纵梁
1-1’ 线间纵梁 1-2 小横梁
1-3 下平联 1-4 连接牛腿
1-5 销接拉板 1-6 便梁梁端悬臂
2 横承梁 2-1 横承梁中段
2-2 横承梁边段
3 支点墩 3-1 支点墩钢管柱
3-2 支点墩桩基 3-3 支点墩顶帽
4 平衡墩 4-1 平衡墩钢管柱
4-2 平衡墩桩基 4-3 平衡墩顶帽
5 铁路轨道。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1~10所示，一种加固既有铁路轨道的横承式便梁体系，包括平行的支点墩3，所述支点墩3上端设置有横承梁2，相邻横承梁2上搭接有便梁1，所述便梁1包括两侧边纵梁1-1、下部小横梁1-2、下平联1-3以及连接用连接牛腿1-4，所述便梁1上设置有铁路轨道5。
所述便梁1、支点墩3形成单孔型或多孔型。
所述便梁1、支点墩3为多孔型时，相邻边纵梁1-1之间设销接拉板1-5实现相邻孔连接的多孔连接结构。
所述铁路轨道5为单线轨道或双线轨道。单线轨道时便梁1有两片边纵梁，双线轨道时便梁1有一片边纵梁1-1和一片线间纵梁1-1’。
所述便梁1的边纵梁1-1或线间纵梁1-1’的梁端顶部均设置悬臂1-6，实现便梁1搭接于横承梁2上。
所述铁路轨道5为双线轨道时，支点墩3外侧还设置有支承横承梁2的平衡墩4。
所述支点墩3包括位于原始地面线以下的支点墩桩基3-2，所述支点墩桩基3-2上锚固有支点墩钢管柱3-1，所述支点墩钢管柱3-1通过支点墩顶帽3-3与横承梁2锚固。
所述平衡墩4包括位于原始地面线以下的平衡墩桩基4-2，所述平衡墩桩基4-2上锚固有平衡墩钢管柱4-1，所述平衡墩钢管柱4-1通过平衡墩顶帽4-3与横承梁2锚固。
所述横承梁2为箱型截面，横承梁2与便梁1底面平齐，并与轨下道砟厚度相同，横承梁2底板底面不侵入路基道床，所述铁路轨道5为单线轨道时，横承梁2由横承梁中段2-1组成，所述铁路轨道5为双线轨道时，横承梁2由横承梁中段2-1和横承梁边段2-2组成，横承梁中段2-1和横承梁边段2-2采用高强螺栓拼接。
所述下平联1-3整根制作，所述双线轨道的线间距为D，4.0m≤D≤5.0m。
所述便梁1分16m、20m和24m等多种跨度（组合）。所述横承梁2高0.8m。
所述下平联1-3整根制作安装快速，可相互替换，受力合理。
所述便梁1的边纵梁1-1端部设带销孔的便梁梁端悬臂，可快速搭于横承梁上，实现横移。
所述销接拉板1-5实现便梁的多跨连续。
如图11~23所示，一种基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，包括以下步骤：
ⅰ修建便道、平整场地，完成支点墩、平衡墩的施工
施工支点墩桩基3-2和平衡墩桩基4-2，安装支点墩钢管柱3-1及支点墩顶帽3-3，安装平衡墩钢管柱4-1及平衡墩顶帽4-3；如图11所示。
ⅱ框构基坑开挖、结构制作和既有铁路轨道应力放散
框构防护桩施作、基坑开挖、结构钢筋绑扎、模板制作、混凝土浇筑等，完成既有铁路的应力放散和短轨的临时连接；如图12所示。
ⅲ横承梁就位
横承梁2的横承梁中段2-1、横承梁边段2-2分别在步骤ⅰ的桩墩上就位，并对位调整后拼接；如图13、图14所示。
ⅳ接触网迁改
根据迁改方案完成，临时的接触网支柱可固定于横承梁上；
ⅴ便梁线外拼装，拼装完成后便梁整体横移就位
便梁1的边纵梁1-1、线间纵梁1-1’、小横梁1-2、连接牛腿1-4、下平联1-3分别吊装置于步骤ⅲ的横承梁2上，完成便梁1的整体拼装；如图15、图16、图17所示。
ⅵ开挖便梁下路基、框构顶进施工。
开挖便梁下既有铁路路基，布设千斤顶和顶铁后，框构顶进就位；如图18、图19所示。
ⅶ便梁整体移出，线路轨排就位，如图20、图21所示。
ⅷ接触网迁改。
根据迁改方案，完成永久的接触网支柱的安装。
ⅸ横承梁和钢管柱的分段拆解和移出
拆解和移出横承梁中段2-1、横承梁边段2-2、拆解支点墩钢管柱3-1及支点墩顶帽3-3，拆解平衡墩钢管柱4-1及平衡墩顶帽4-3；如图17、图22、图23所示。
ⅹ线路和场地的后期恢复、框构附属施工以及公路相关施工，如图24所示。
所述步骤ⅰ的支点墩桩基3-2和平衡墩桩基4-2位于既有铁路轨道的安全限界以外。
所述支点墩的中心与既有铁路轨道中心的距离为6.25m。
所述步骤ⅲ的横承梁2与既有铁路轨道的轨下道砟厚度一致。
所述步骤ⅲ的横承梁2就位包括以下过程：接触网停电、拆轨抽枕、中段就位、袋砟回填、短轨连接、接触网送电；所述ⅸ中横承梁中段2-1移出包括以下过程：接触网停电、拆短轨、横承梁中段2-1移出、机械回填道砟并接轨、接触网送电。
所述步骤ⅴ和（ⅶ）的便梁1采用线外拼装和拆除、整体横移法施工，将横承梁2作为便梁的拼装、拆除平台和横移轨道；便梁的下平联1-3在便梁拼拆时同步安拆。
所述便梁1设带销孔的便梁梁端悬臂，使得便梁1可快速搭于横承梁2上，实现快速横移，并在便梁1端部采用销接拉板1-5实现相邻便梁1的纵向快速连续连接。
所述步骤ⅰ的支点墩3中心外侧设置平衡墩4，并采用预应力混凝土用螺纹钢筋施加预应力于平衡墩4，作为锚固墩，承担横承梁2的上拔力，改变横承梁2的单孔简支体系为三孔连续体系。
所述步骤ⅴ的便梁1整体横移包括以下过程：接触网停电、拆除便梁段钢轨、抽枕清砟、搭设滑轨及机具、便梁滑移就位、短轨就位、接触网送电。
所述步骤ⅶ的便梁1整体移出包括以下过程：接触网停电、拆除短轨和便梁的连接、搭设滑轨及机具、便梁移出线路范围后拆解、机械回填道砟、轨排滑移、接触网送电。
所述支点墩3、平衡墩4在既有铁路轨道安全限界以外施工钻孔桩，保证了桩基施工的质量和安全，减小对铁路运营的干扰并降低运营的安全风险，且钻孔桩可以适应多种地质条件。
所述横承梁2高0.8m，与轨下道砟厚度一致，加固体系施工过程中仅需刨除道砟，不破坏路基道床，这保证了横承式便梁完成铁路轨道加固前路基道床的稳定性。
本发明中对便梁的边纵梁1-1、线间纵梁1-1’、小横梁1-2、下平联1-3、纵梁与小横梁的连接牛腿1-4进行优化，包括结构尺寸、连接形式、设置预拱度。
所述平衡墩4改变横承梁2的单孔简支体系为带锚固墩的三孔连续体系，有效提升了横承梁的整体刚度，减小挠度。
本发明取消了加固既有铁路轨道的挖孔桩支墩，特别是加固既有双线铁路轨道的线间挖孔桩支墩，并在既有线路安全限界以外设置钻孔桩支墩，可以适应多种地质条件，保证桩基的施工安全和质量；方便了便梁下平联的安装，提高了便梁的面外稳定性，实现了加固体系的快速安拆和重复利用，保证了施工过程中不破坏铁路路基道床，明显提升了线路加固体系的刚度和稳定性，减小了对铁路运营的影响，扩大了线路加固体系的适用范围，适用于单、双线，双线线间距4.0m≤D≤5.0m条件下的既有线顶进框构桥的线路加固，具有良好的技术效果和广阔的应用前景。
Claims (10)
1.一种基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：包括以下步骤：
（ⅰ）修建便道、平整场地，完成支点墩、平衡墩的施工
施工支点墩桩基（3-2）和平衡墩桩基（4-2），安装支点墩钢管柱（3-1）及支点墩顶帽（3-3），安装平衡墩钢管柱（4-1）及平衡墩顶帽（4-3）；
（ⅱ）框构基坑开挖、结构制作和既有铁路轨道应力放散
框构防护桩施作、基坑开挖、结构钢筋绑扎、模板制作、混凝土浇筑等，完成既有铁路的应力放散和短轨的临时连接；
（ⅲ）横承梁就位
横承梁（2）的横承梁中段（2-1）、横承梁边段（2-2）分别在步骤（ⅰ）的桩墩上就位，并对位调整后拼接；
（ⅳ）接触网迁改
根据迁改方案完成，临时的接触网支柱可固定于横承梁上；
（ⅴ）便梁线外拼装，拼装完成后便梁整体横移就位
便梁（1）的边纵梁（1-1）、线间纵梁（1-1’）、小横梁（1-2）、连接牛腿（1-4）、下平联（1-3）分别吊装置于步骤（ⅲ）的横承梁（2）上，完成便梁（1）的整体拼装；
（ⅵ）开挖便梁下路基、框构顶进施工
开挖便梁下既有铁路路基，布设千斤顶和顶铁后，框构顶进就位；
（ⅶ）便梁整体移出，线路轨排就位
（ⅷ）接触网迁改
根据迁改方案，完成永久的接触网支柱的安装；
（ⅸ）横承梁和钢管柱的分段拆解和移出
拆解和移出横承梁中段（2-1）、横承梁边段（2-2）、拆解支点墩钢管柱（3-1）及支点墩顶帽（3-3），拆解平衡墩钢管柱（4-1）及平衡墩顶帽（4-3）；
（ⅹ）线路和场地的后期恢复、框构附属施工以及公路相关施工。
2.根据权利要求1所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：取消了挖孔桩，特别是双线的线间挖孔桩，改为钻孔桩，所述步骤（ⅰ）的支点墩桩基（3-2）和平衡墩桩基（4-2）位于既有铁路轨道的安全限界以外。
3.根据权利要求2所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述支点墩中心与既有铁路轨道中心的距离为6.25m。
4.根据权利要求1所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述步骤（ⅲ）的横承梁（2）的高度与既有铁路轨道的轨下道砟厚度一致。
5.根据权利要求1所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述步骤（ⅲ）的横承梁（2）就位包括以下过程：接触网停电、拆轨抽枕、中段就位、袋砟回填、短轨连接、接触网送电；所述（ⅸ）中横承梁中段（2-1）移出包括以下过程：接触网停电、拆短轨、横承梁中段（2-1）移出、机械回填道砟并接轨、接触网送电。
6.根据权利要求1所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述步骤（ⅴ）和（ⅶ）的便梁（1）采用线外拼装和拆除、整体横移法施工，将横承梁（2）作为便梁的拼装、拆除平台和横移轨道；便梁的下平联（1-3）在便梁拼拆时同步安拆。
7.根据权利要求6所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述便梁（1）设带销孔的便梁梁端悬臂（1-6），使得便梁（1）可快速搭于横承梁（2）上，实现快速横移，并在便梁（1）端部采用销接拉板（1-5）实现相邻便梁（1）的纵向快速连续连接。
8.根据权利要求1所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述步骤（ⅰ）的支点墩（3）中心外侧设置平衡墩（4），并采用预应力混凝土用螺纹钢筋施加预应力于平衡墩（4），作为锚固墩，承担横承梁（2）的上拔力，改变横承梁（2）的单孔简支体系为三孔连续体系。
9.根据权利要求1所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述步骤（ⅴ）的便梁（1）整体横移包括以下过程：接触网停电、拆除便梁段钢轨、抽枕清砟、搭设滑轨及机具、便梁滑移就位、短轨就位、接触网送电。
10.根据权利要求1所述的基于横承式便梁的既有铁路轨道加固方法，其特征在于：所述步骤（ⅶ）的便梁（1）整体移出包括以下过程：接触网停电、拆除短轨和便梁的连接、搭设滑轨及机具、便梁移出线路范围后拆解、机械回填道砟、轨排滑移、接触网送电。
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