CN113931014A - 铁路整体式顶进框架立交体系及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁路整体式顶进框架立交体系及其施工方法。下穿立交顶进施工中，施工框架立交两侧需要构建出入口挡土八字墙，为独立的两部分结构，分步施工周期较长，对铁路的运营干扰性较大。本发明的体系包括框架主体，框架主体横截面呈矩形，两侧为框架出入口钢筋混凝土三角段，斜面上设置有三角形钢棚架，三角形钢棚架顶部设置有梁顶钢板，梁顶钢板与框架主体顶部组成同一滑动面。本发明的出入口钢筋混凝土三角段与框架结构整体预制，受力性能好，避免出入口八字墙二次浇筑，框架出入口钢筋混凝土三角段与框架结构一次顶进就位，施工周期短，安全性高，具有良好的推广使用价值。

Description

铁路整体式顶进框架立交体系及其施工方法
技术领域
本发明涉及铁路顶进框架立交施工技术领域，具体涉及一种铁路整体式顶进框架立交体系及其施工方法。
背景技术
顶进施工是下穿立交的常用施工方法，传统的铁路顶进框架立交一般为先在铁路一侧工作坑内预制矩形框架，预制完后将铁路线路架空，框架立交顶进至设计位置，在不拆除铁路线路架空的条件下，施工框架立交两侧的出入口挡土八字墙，待八字墙预制完成后，拆除铁路线路架空体系，恢复铁路线路运营，整个顶进框架立交工程完成。
以这样的方式施工，框架立交主体和出入口挡土八字墙为独立的两部分结构，分步施工，主体结构长度按铁路路肩宽度控制，路肩外侧路基部分通过出入口八字墙收坡挡土，施工期间线路架空周期较长；八字墙施工时需对铁路路基进行架空防护，安全风险大，对铁路运营安全不利；另外，主体框架顶进施工和出入口八字墙附属结构施工，该两部分施工均需在铁路架空状态下完成，对铁路的运营干扰性较大。
因此，凾需一种新的基于铁路整体式顶进框架立交体系，以减少施工工序，增加框架立交结构整体性，节约铁路线路架空时间，减少对铁路的运营干扰。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路整体式顶进框架立交体系及其施工方法，将框架立交主体与出入口钢筋混凝土三角段整体预制，出入口钢筋混凝土三角段顶设三角形钢棚架，一次顶入，克服了现有技术在整体性、工期和干扰性方面的缺陷。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
铁路整体式顶进框架立交体系，其特征在于：
所述体系包括框架主体，框架主体横截面呈矩形，两侧为框架出入口钢筋混凝土三角段；
所述框架出入口钢筋混凝土三角段的斜面上设置有三角形钢棚架，三角形钢棚架顶部设置有梁顶钢板，梁顶钢板与框架主体顶部组成同一滑动面。
所述框架出入口钢筋混凝土三角段的斜面设置有预留台阶，预留台阶的踏面和踢面上均设置有预埋锚固底座，三角形钢棚架连接到预埋锚固底座上。
所述三角形钢棚架包括三角形钢棚架连接横梁、三角形钢棚架连接纵梁和三角形钢棚架支撑柱。
所述三角形钢棚架支撑柱的底端固定在预留台阶踏面的预埋锚固底座；
所述三角形钢棚架连接纵梁与三角形钢棚架支撑柱互相垂直，三角形钢棚架连接纵梁的内侧固定在预留台阶踢面的预埋锚固底座；
所述三角形钢棚架连接横梁位于三角形钢棚架支撑柱的顶部，梁顶钢板设置在三角形钢棚架连接横梁上。
铁路整体式顶进框架立交体系的施工方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤1：预制框架主体，两侧为框架出入口钢筋混凝土三角段，在框架出入口钢筋混凝土三角段设置预埋锚固底座；
步骤2：在框架出入口钢筋混凝土三角段上安装三角形钢棚架，并连接到预埋锚固底座；在三角形钢棚架顶铺设梁顶钢板，形成三角形钢棚架支撑体系；
步骤3：在线路上安装架空横梁和架空纵梁形成线路架空体系，架空横梁置于三角形钢棚架顶，形成顶进架空体系并将框架立交体系顶进至线路下就位；
步骤4：拆除框架出入口钢筋混凝土三角段上部结构，现浇混凝土帽石形成框架结构出入口。
所述步骤1中，框架出入口钢筋混凝土三角段的斜面上设置有预留台阶，预埋锚固底座设置在预留台阶的踏面和踢面上。
所述步骤2中，三角形钢棚架包括三角形钢棚架连接横梁、三角形钢棚架连接纵梁和三角形钢棚架支撑柱，将三角形钢棚架连接纵梁和三角形钢棚架支撑柱与预埋锚固底座通过螺栓连接。
所述步骤2中，三角形钢棚架连接横梁顶铺设梁顶钢板，三角形钢棚架与框架出入口钢筋混凝土三角段共同形成矩形框架受力体系。
所述步骤4中，结构顶进就位后拆除架空横梁、架空纵梁、梁顶钢板及三角形钢棚架。
所述步骤4中，在框架出入口钢筋混凝土三角段的预留台阶上现浇混凝土帽石，构成平整的斜面，形成完整的铁路整体式顶进框架立交。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明在框架立交出入口按铁路路基边坡坡度设置框架出入口钢筋混凝土三角段，在三角段顶设台阶，框架立交顶进时，线路架空横梁需搭设在框架立交矩形主体结构顶部，为解决顶进架空框架立交设出入口钢筋混凝土三角段后，横梁搭在框架立交顶板上，导致架空长度过长问题，在入口钢筋混凝土三角段顶设三角形钢棚架。三角形钢棚架与入口钢筋混凝土三角段一起构成矩形框架受力体系，强度与框架立交主体结构强度相同，线路架空横梁可在三角形钢棚架顶滑移，满足顶进架空体系受力要求。
2、本发明的结构顶进就位后，将三角形钢棚架拆除，出入口钢筋混凝土三角段顶现浇混凝土帽石补足与路基边坡的缺口，框架立交主体施工完毕，具有施工简便、一次性顶进到位的优点，三角形钢棚架安装拆除方便，施工周期短、适应性广，三角形钢棚架可重复利用，投资小、利用率高。
3、本发明的出入口钢筋混凝土三角段与结构整体预制，受力性能好，避免出入口八字墙二次浇筑，施工周期短，安全性高，具有良好的推广使用价值。
4、本发明的出入口钢筋混凝土三角段顶三角形钢棚架为预制拼装结构，可方便拆卸，为通用结构，能多次利用，经济价值高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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，下面描述中的附图仅仅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实施例的附图。
图1为本发明的整体式顶进框架预制纵断面图；
图2为本发明的整体式顶进框架三角棚架安装断面图；
图3为本发明的整体式顶进框架顶进就位断面图；
图4为本发明的三角形钢棚架横断面图；
图5为本发明的顶进框架拆除架空纵断面图；
图6为本发明的顶进框架出入口横断面图。
图中标识为：
1-框架出入口钢筋混凝土三角段，2-三角形钢棚架连接横梁，3-三角形钢棚架连接纵梁，4-三角形钢棚架支撑柱，5-预埋锚固底座，6-梁顶钢板，7-架空横梁，8-架空纵梁，9-混凝土帽石，10-铁路下行正线，11-铁路上行正线，12-框架主体，13-顶进设备，14-后背墙。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
本发明提供了一种铁路整体式顶进框架立交体系及其施工方法，所述体系包括框架主体12，如图1，框架主体12横截面呈矩形，两侧为框架出入口钢筋混凝土三角段1，框架主体12和两侧的框架出入口钢筋混凝土三角段1组成横截面呈梯形的整体结构。可以根据铁路路基边坡坡度来确定框架出入口钢筋混凝土三角段1斜面的坡度，两侧对称坡度相同，也可以两侧不对称采用不同的坡度。框架主体12与框架出入口钢筋混凝土三角段1是一同预制的整体结构。
所述框架出入口钢筋混凝土三角段1的斜面设置有预留台阶，形成台阶状的斜面，预留台阶的踏面和踢面上均设置有预埋锚固底座5。
所述框架出入口钢筋混凝土三角段1的斜面上设置有三角形钢棚架，如图2，三角形钢棚架包括三角形钢棚架连接横梁2、三角形钢棚架连接纵梁3和三角形钢棚架支撑柱4。三角形钢棚架支撑柱4的底端固定在预留台阶踏面的预埋锚固底座5。三角形钢棚架连接纵梁3与三角形钢棚架支撑柱4互相垂直，三角形钢棚架连接纵梁3的内侧固定在预留台阶踢面的预埋锚固底座5。三角形钢棚架连接横梁2位于三角形钢棚架支撑柱4的顶部，梁顶钢板6设置在三角形钢棚架连接横梁2上。三角形钢棚架顶部设置有梁顶钢板6，梁顶钢板6与框架主体12顶部组成同一滑动面。
本体系的优点在于：
1、采用一种铁路整体式顶进框架立交体系，解决了工程通用性问题，顶进框架结构线路架空体系可采用通用的三角形钢棚架拼装结构。
2、采用一种铁路整体式顶进框架立交体系，解决了顶进的整体性问题，框架出入口钢筋混凝土三角段与框架结构一次预制，一次顶进就位。
3、采用一种铁路整体式顶进框架立交体系，解决了顶进框架立交出入口二次施工问题，不需要在框架结构顶进就位后再施工出入口八字墙，可提前拆除线路架空，节省了工期和造价。
4、采用一种铁路整体式顶进框架立交体系，解决了三角形出入口段结构架空问题，框架出入口钢筋混凝土三角段上通过三角形钢棚架共同形成整体顶进结构受力体系，三角形钢棚架与框架出入口钢筋混凝土三角段结合，形成框架立交整体架空受力体系，一次顶进就位。
5、采用一种铁路整体式顶进框架立交体系，解决了降低工程造价问题，三角形钢棚架采取结构拼装方式，拆除后可用于其他框架结构顶进施工，可重复利用解决了工程造价问题。
基于上述铁路整体式顶进框架立交体系进行的顶进施工方法，包括以下步骤：
步骤1：预制框架主体12，两侧为框架出入口钢筋混凝土三角段1，在框架出入口钢筋混凝土三角段1设置预埋锚固底座5，预埋锚固底座5位于预留台阶的踏面和踢面上。
步骤2：在框架出入口钢筋混凝土三角段1上安装三角形钢棚架连接横梁2、三角形钢棚架连接纵梁3和三角形钢棚架支撑柱4，并连接到预埋锚固底座5形成三角形钢棚架，并在三角形钢棚架顶铺设梁顶钢板6，形成三角形钢棚架支撑体系。三角形钢棚架与框架出入口钢筋混凝土三角段1共同形成截面为矩形的框架受力体系。
步骤3：在线路上安装架空横梁7和架空纵梁8形成线路架空体系，架空横梁7顶搭设架空纵梁8，架空横梁7置于三角形钢棚架顶，形成顶进架空体系并将框架立交体系顶进至线路下就位。
步骤4：拆除框架出入口钢筋混凝土三角段1上部三角形钢棚架及线路架空体系，包括三角形钢棚架连接横梁2、三角形钢棚架连接纵梁3和三角形钢棚架支撑柱4，架空横梁7、架空纵梁8、梁顶钢板6；拆除后在框架出入口钢筋混凝土三角段1的预留台阶上现浇混凝土帽石9，构成平整的斜面，形成完整的铁路整体式顶进框架立交。
本发明在框架立交出入口按铁路路基边坡坡度设置框架出入口钢筋混凝土三角段1，在三角段顶设台阶，框架立交顶进时，由于线路架空体系的架空横梁7需搭设在框架立交顶部，为解决顶进架空框架立交设三角段后，横梁如搭在框架立交主体矩形部分顶板上，导致横梁7架空长度过长问题，在出入口钢筋混凝土三角段1顶设三角形钢棚架。三角形钢棚架与出入口钢筋混凝土三角段1共同构成矩形框架受力体系，强度与框架立交主体结构强度相同，线路架空横梁可在三角形钢棚架顶滑移，以满足铁路顶进架空体系受力要求。结构顶进就位后，将出入口钢筋混凝土三角段1上所设三角形钢棚架拆除，出入口钢筋混凝土三角段顶现浇混凝土帽石9补足与路基边坡的缺口，至此框架立交主体施工完毕，该方法具有施工简便、一次性顶进到位，三角形钢棚架安装拆除方便，施工周期短、适应性广、三角形钢棚架可重复利用，投资小、利用率高等特点；出入口钢筋混凝土三角段与结构整体预制，受力性能好，避免出入口八字墙二次浇筑，具有施工周期短，安全性高的特点，具有良好的推广使用价值。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.铁路整体式顶进框架立交体系，其特征在于：
所述体系包括框架主体(12)，框架主体(12)横截面呈矩形，两侧为框架出入口钢筋混凝土三角段(1)；
所述框架出入口钢筋混凝土三角段(1)的斜面上设置有三角形钢棚架，三角形钢棚架顶部设置有梁顶钢板(6)，梁顶钢板(6)与框架主体(12)顶部组成同一滑动面。
2.根据权利要求1所述的铁路整体式顶进框架立交体系，其特征在于：
所述框架出入口钢筋混凝土三角段(1)的斜面设置有预留台阶，预留台阶的踏面和踢面上均设置有预埋锚固底座(5)，三角形钢棚架连接到预埋锚固底座(5)上。
3.根据权利要求2所述的铁路整体式顶进框架立交体系，其特征在于：
所述三角形钢棚架包括三角形钢棚架连接横梁(2)、三角形钢棚架连接纵梁(3)和三角形钢棚架支撑柱(4)。
4.根据权利要求3所述的铁路整体式顶进框架立交体系，其特征在于：
所述三角形钢棚架支撑柱(4)的底端固定在预留台阶踏面的预埋锚固底座(5)；
所述三角形钢棚架连接纵梁(3)与三角形钢棚架支撑柱(4)互相垂直，三角形钢棚架连接纵梁(3)的内侧固定在预留台阶踢面的预埋锚固底座(5)；
所述三角形钢棚架连接横梁(2)位于三角形钢棚架支撑柱(4)的顶部，梁顶钢板(6)设置在三角形钢棚架连接横梁(2)上。
5.铁路整体式顶进框架立交体系的施工方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤1：预制框架主体(12)，两侧为框架出入口钢筋混凝土三角段(1)，在框架出入口钢筋混凝土三角段(1)设置预埋锚固底座(5)；
步骤2：在框架出入口钢筋混凝土三角段(1)上安装三角形钢棚架，并连接到预埋锚固底座(5)；在三角形钢棚架顶铺设梁顶钢板(6)，形成三角形钢棚架支撑体系；
步骤3：在线路上安装架空横梁(7)和架空纵梁(8)形成线路架空体系，架空横梁(7)置于三角形钢棚架顶，形成顶进架空体系并将框架立交体系顶进至线路下就位；
步骤4：拆除框架出入口钢筋混凝土三角段(1)上部结构，现浇混凝土帽石(9)形成框架结构出入口。
6.根据权利要求5所述的铁路整体式顶进框架立交体系的施工方法，其特征在于：
所述步骤1中，框架出入口钢筋混凝土三角段(1)的斜面上设置有预留台阶，预埋锚固底座(5)设置在预留台阶的踏面和踢面上。
7.根据权利要求6所述的铁路整体式顶进框架立交体系的施工方法，其特征在于：
所述步骤2中，三角形钢棚架包括三角形钢棚架连接横梁(2)、三角形钢棚架连接纵梁(3)和三角形钢棚架支撑柱(4)，将三角形钢棚架连接纵梁(3)和三角形钢棚架支撑柱(4)与预埋锚固底座(5)通过螺栓连接。
8.根据权利要求7所述的铁路整体式顶进框架立交体系的施工方法，其特征在于：
所述步骤2中，三角形钢棚架连接横梁(2)顶铺设梁顶钢板(6)，三角形钢棚架与框架出入口钢筋混凝土三角段(1)共同形成矩形框架受力体系。
9.根据权利要求8所述的铁路整体式顶进框架立交体系的施工方法，其特征在于：
所述步骤4中，结构顶进就位后拆除架空横梁(7)、架空纵梁(8)、梁顶钢板(6)及三角形钢棚架。
10.根据权利要求9所述的铁路整体式顶进框架立交体系的施工方法，其特征在于：
所述步骤4中，在框架出入口钢筋混凝土三角段(1)的预留台阶上现浇混凝土帽石(9)，构成平整的斜面，形成完整的铁路整体式顶进框架立交。
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