CN217300589U - 地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地铁施工技术领域，公开了地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，包括两根端梁、四根桩体以及两股注浆固结体，两根端梁相对支撑于框架桥的底部，两根端梁分别位于铁轨延伸方向的两侧，且与铁轨平行。端梁两端分别延伸至框架桥两侧之外。四根桩体两两成组，每组中的两根桩体相对支撑于同一端梁底部。两股注浆固结体分别包裹在两根端梁的梁体上。加固体系由端梁、桩体与注浆固结体组成，整体刚度大，能有效抵抗盾构施工诱发的地层损失，对既有框架桥形成强力约束与保护，使框架桥的变形在控制值允许范围内。

Description

地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系

技术领域

本实用新型涉及地铁施工技术领域，尤其涉及地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系。

背景技术

随着城市的发展，各种交通设施出现相互交叉的现象越来越多。城市道路与普速铁路交叉时，一般城市道路以框架桥的型式下穿普速铁路，框架桥上方供铁路通过。若后续再在框架桥底部进行地铁盾构施工时，则出现普速铁路、城市道路与地铁隧道三者交叉情况(如图1所示)，施工环境变得非常复杂。

地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥之前，通常需预先对框架桥底部土体进行注浆加固。一般地，在框架桥两端向底部倾斜钻孔与注浆，如图2所示。当框架桥长度较大时(往往超过20.0m)，倾斜钻孔注浆难以到底框架桥中间底部的位置，即注浆加固范围有限，且通过有限元数值计算表明，局部注浆对控制框架桥的沉降作用非常有限。如果在框架桥底板上钻孔注浆，虽然可以到达底部中间位置，但该操作对框架桥造成一定的破坏，会降低框架桥结构的整体稳定性，一般是不允许的。另外，注浆加固虽然能够一定程度上提高土体的强度与抗变形能力，但对于盾构施工产生的较大地层损失，仅通过局部注浆能否把框架桥的变形约束在控制值之内也是值得探讨的。

因此，亟需提出一种简单、实用的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系。

实用新型内容

为了弥补现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其由端梁、桩体与注浆固结体组成，加固体系刚度较大，施工方便，能有效约束框架桥的竖向沉降，达到安全、经济的目的。

本实用新型采用以下技术方案实现：地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，包括两根端梁、四根桩体以及两股注浆固结体，两根所述端梁相对支撑于框架桥的底部，两根所述端梁分别位于铁轨延伸方向的两侧，且与所述铁轨平行；所述端梁两端分别延伸至所述框架桥两侧之外；四根所述桩体两两成组，每组中的两根所述桩体相对支撑于同一所述端梁底部；两股所述注浆固结体分别包裹在两根所述端梁的梁体上。

作为上述方案的进一步改进，两股所述注浆固结体分别包裹在两根所述端梁的梁体底部与梁体两侧。

作为上述方案的进一步改进，所述桩体的轴向长度小于等于5.0m。

作为上述方案的进一步改进，所述注浆固结体距后续建设的地铁隧道外边缘的距离大于等于1.0m。

作为上述方案的进一步改进，所述桩体距离后续建设的地铁隧道外边缘的水平净距大于等于3.0m。

作为上述方案的进一步改进，所述端梁和所述桩体均为现浇钢筋混凝土结构。

作为上述方案的进一步改进，所述端梁整体呈直线型结构。

作为上述方案的进一步改进，延伸至所述框架桥两侧外的所述端梁两端部均朝着铁路路基的外侧方向弯折延伸形成弯折段。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系由端梁、桩体与注浆固结体组成，整体刚度大，能有效抵抗盾构施工诱发的地层损失，对既有框架桥形成强力约束与保护，使框架桥的变形在控制值允许范围内。

2、本实用新型的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系中的端梁长度较大，且桩体距离地铁隧道4外边缘的水平净距不小于3.0m，故所提加固体系能把框架桥的荷载传递至框架桥底板之外、盾构施工影响较小的土体中，使更多土体承担了框架桥荷载。

3、本实用新型的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系中两端的桩体对端梁起到重要的约束作用，使端梁不至于发生较大的竖向沉降与侧向移动，大大提高了端梁的抗变形能力；且桩体位于原路面之外，施工方便，对道路交通影响小。

4、本实用新型的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，在既有框架桥两端局部凿除路面、开挖端梁位置处土体，后续再设置钢筋、浇筑混凝土(通常使用早强混凝土)、注浆加固、恢复路面，整体工作量较小，封锁交通时间短(一般逐段封闭施工)，对路面交通影响相对较小。

附图说明

图1为现有技术中隧道下穿既有铁路框架桥的立体结构示意图；

图2为传统注浆加固示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系的立体结构示意图；

图4为图3中加固体系的主视结构示意图；

图5为图3中加固体系的侧视结构示意图；

图6为本实用新型实施例2提供的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系中端梁折线分布的三维方位结构示意图。

主要符号说明：

1、铁路路基；2、铁轨；3、框架桥；4、地铁隧道；5、注浆管；6、注浆固结体；7、端梁；8、桩体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请结合图3至图5，地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，包括两根端梁7、四根桩体8以及两股注浆固结体6，本实施例中的端梁7整体呈直线型结构，桩体8的截面可呈圆形结构，且整体竖立。注浆固结体6是使用注浆设备在已浇筑的端梁7底部、两侧注入的水泥浆所形成的。

两根端梁7相对支撑于框架桥3的底部，端梁7位于框架桥3两端的底板下方。两根端梁7分别位于铁轨2延伸方向的两侧，且与铁轨2平行。端梁7两端分别延伸至框架桥3两侧之外。四根桩体8两两成组，每组中的两根桩体8相对支撑于同一端梁7底部。

在本实施例中端梁7与桩体8之间可通过混凝土现浇在一起，以保证端梁7与桩体8间的连接稳定性。两股注浆固结体6分别包裹在两根端梁7的梁体上。而端梁7、桩体8与注浆固结体6共同形成加固体系，与框架桥3底板下方土体一起对框架桥3的变形起到约束与控制作用。

两股注浆固结体6分别包裹在两根端梁7的梁体底部与梁体两侧，主要为端梁7提供强度较高的接触环境，使框架桥的部分荷载作用在端梁上时端梁7不至于发生较大的变形。

桩体的轴向长度一般小于等于5.0m，桩体8主要起到固定端梁7的作用，约束端梁7不至于发生较大的竖向沉降与侧向移动，而不是为了承担较大的竖向荷载，故桩体8的长度不宜过大，对降低成本有利。

注浆固结体6距后续建设的地铁隧道4外边缘的距离大于等于1.0m，使注浆对后续盾构施工无影响。

桩体8距离后续建设的地铁隧道4外边缘的水平净距大于等于3.0m。桩体8与地铁隧道4的距离越大，后续盾构施工对桩体8的扰动越小，进而提高了加固体系的整体刚度。

端梁7和桩体8均为现浇钢筋混凝土结构，且端梁7和桩体8之间也通过现浇混凝土连接在一起，使端梁7和桩体8之间的连接稳定性。除此之外，两端的桩体8可对端梁7起到重要的约束作用，使端梁7不至于发生较大的竖向沉降与侧向移动，大大提高了端梁的抗变形能力。桩体8受到竖向荷载与水平荷载的综合作用，对端梁7起到固定作用。桩体8位于原路面之外，施工方便，对道路交通影响小。

实施例2

请结合图6，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的端梁7整体呈折线形结构，则延伸至框架桥3两侧外的端梁7两端部均朝着铁路路基1的外侧方向弯折延伸形成弯折段。当铁路路基1两侧空间有限难以施工桩体8时，桩体8可偏移至铁路安全界限之外，端梁7两端呈折线方式与桩体8相连，以便于施工桩体8。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供一种地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系的施工方法，包括如下步骤：

S1、根据铁路路基与框架桥道路的位置情况，设计与确定桩体8的位置；开挖桩孔，放置钢筋笼、浇筑混凝土，形成桩体8。桩体8的顶部预留一定长度的钢筋，方便后续与端梁7连接。桩体8共4根，桩体8的施工对铁路与城市道路的交通基本无影响。

S2、封闭半幅路道路交通，在框架桥3两端破除路面，开挖端梁7位置处土体，后续再设置钢筋、浇筑混凝土(通常使用早强混凝土)，形成端梁7。端梁7的钢筋应与桩体8顶部的预留钢筋绑扎在一起，浇筑混凝土后使端梁7与桩体8形成整体。

S3、待端梁7的混凝土强度达到设计值后，使用注浆设备通过注浆管5在已浇筑的端梁7底部、两侧注入水泥浆，形成注浆固结体6，注浆固结体6包裹在端梁7的底部与两侧。

S4、回填、修复已开挖的路面，恢复该半幅路道路交通。

S5、重复步骤S2至步骤S4，把另一半幅路道的端梁7、桩体8、注浆固结体6施工完成。至此整个加固体系中的端梁7、桩体8与注浆固结体6全部施工完成。

附图中仅展示了所提加固体系的部分形状及部分连接方式，按照所提思路，可以改变端梁与桩体的布置方式，或采用其它形式的钢筋混凝土结构(如钢管混凝土)，形成其他相关类型的加固体系，其均属于本实用新型的等效修改与变更，此处不再赘述。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，包括两根端梁、四根桩体以及两股注浆固结体，两根所述端梁相对支撑于框架桥的底部，两根所述端梁分别位于铁轨延伸方向的两侧，且与所述铁轨平行；所述端梁两端分别延伸至所述框架桥两侧之外；四根所述桩体两两成组，每组中的两根所述桩体相对支撑于同一所述端梁底部；两股所述注浆固结体分别包裹在两根所述端梁的梁体上。

2.如权利要求1所述的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，两股所述注浆固结体分别包裹在两根所述端梁的梁体底部与梁体两侧。

3.如权利要求1所述的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，所述桩体的轴向长度小于等于5.0m。

4.如权利要求1所述的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，所述注浆固结体距后续建设的地铁隧道外边缘的距离大于等于1.0m。

5.如权利要求1所述的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，所述桩体距离后续建设的地铁隧道外边缘的水平净距大于等于3.0m。

6.如权利要求1所述的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，所述端梁和所述桩体均为现浇钢筋混凝土结构。

7.如权利要求1至6任意一项所述的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，所述端梁整体呈直线型结构。

8.如权利要求1至6任意一项所述的地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥的加固体系，其特征在于，延伸至所述框架桥两侧外的所述端梁两端部均朝着铁路路基的外侧方向弯折延伸形成弯折段。

Images