既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及橋梁領(lǐng)域,具體涉及既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前頂進技術(shù)在國內(nèi)外已應(yīng)用廣泛,技術(shù)成熟,形成中小斷面的頂管技術(shù)和大斷面的盾構(gòu)、TBM技術(shù)。但國外很少將頂進技術(shù)和鐵路架空技術(shù)結(jié)合起來進行施工的工程實例。國內(nèi)架空頂進技術(shù)經(jīng)過十幾年的發(fā)展,已形成一定的理論基礎(chǔ)。但該技術(shù)多應(yīng)用于架空長度不超過60m、基坑深度不大于20m的工程條件下,超出該條件的工程實例則無法實施,遇到無法解決填土高度大、頂進設(shè)備無法布設(shè)的困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的實施例提供一種既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu),能夠解決深基坑、多股道條件下橋梁架空的問題。
[0004]根據(jù)本實用新型的一個方面提供一種既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu),包括上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)、下層分離式框架橋結(jié)構(gòu);其中,所述上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)和所述下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)通過自密實混凝土澆注為一體化結(jié)構(gòu);
[0005]所述上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)包括:上層連續(xù)框架橋、群粧基礎(chǔ)和隔梁,所述隔梁處于所述上層連續(xù)框架橋的孔洞中,分別與所述上層連續(xù)框架橋和所述群粧基礎(chǔ)連接。
[0006]在一些實施例中,優(yōu)選為,所述上層連續(xù)框架橋底板開有注漿孔,所述上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)、所述下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)之間利用注入所述注漿孔的自密實混凝土連接。
[0007]在一些實施例中,優(yōu)選為,所述上層連續(xù)框架橋和所述下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)之間距離15-30厘米。
[0008]在一些實施例中,優(yōu)選為,所述上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)和所述下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)之間利用自注漿孔壓注的自密實混凝土連接。
[0009]在一些實施例中,優(yōu)選為,所述下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)包括:多座獨立的單孔框架橋;相鄰兩個所述單孔框架橋間存在間隙。
[0010]在一些實施例中,優(yōu)選為,所有單孔框架橋沿橋孔的軸向均布。
[0011 ] 在一些實施例中,優(yōu)選為,所述單孔框架橋的數(shù)目為3座。
[0012]在一些實施例中,優(yōu)選為,所述上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)順鐵路方向全寬52.2米,垂直鐵路長度為35米,結(jié)構(gòu)全高8.5米,頂板厚度為0.6米,邊墻及中墻厚度為0.6米,底板厚度為0.7米。
[0013]通過本實用新型的實施例提供的既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu),與現(xiàn)有技術(shù)相比,基于基坑深、股道數(shù)目多、架空范圍大的狀況,設(shè)置分體式雙層結(jié)構(gòu),將傳統(tǒng)成熟的單次架空頂進工法調(diào)整為兩次架空、分層多次頂進的施工方法。下層采用分離式框架橋,用于滿足總干渠輸水要求,上層采用連續(xù)框架橋,用于承擔(dān)施工過程中第二次架空作用和減少下層填土重量的作用。整體解決了填土高度大、頂進設(shè)備無法布設(shè)的難題。工程規(guī)模減小,充分將永久的第二次架空體系和臨時的第一架空體系結(jié)合設(shè)置,大量減少臨時工程;滿足不中斷鐵路運輸要求下,將施工過程中鐵路運輸慢行時間壓縮了約60%,不但降低了工程本身的造價,而且減少了鐵路慢行時間,減少了鐵路運輸?shù)膿p失,具有良好的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,以下將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖進行論述,顯然,在結(jié)合附圖進行描述的技術(shù)方案僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0015]圖1是本實用新型一個實施例中既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)立體模型示意圖;
[0016]圖2是本實用新型一個實施例中既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)分層頂進方法示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下將結(jié)合附圖對本實用新型各實施例的技術(shù)方案進行清楚完整的描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例,而不是全部實施例。基于本實用新型中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不需要創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例,都在本實用新型所保護的范圍內(nèi)。
[0018]考慮到鐵路橋梁施工中存在的股道數(shù)目多、架空范圍大、基坑深度大于20米的困難情況,傳統(tǒng)架空和頂進方法難以解決填土高度大、頂進設(shè)備無法布設(shè)的問題,本實施例提供了一種既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)。
[0019]既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu),包括上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)、下層分離式框架橋結(jié)構(gòu);其中,上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)和下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)通過自密實混凝土澆注為一體結(jié)構(gòu);上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)包括:上層連續(xù)框架橋、群粧基礎(chǔ)和隔梁,隔梁處于上層連續(xù)框架橋的孔洞中,將上層連續(xù)框架橋和群粧基礎(chǔ)連接起來。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比,基于基坑深、股道數(shù)目多、架空范圍大的狀況,設(shè)置分體式雙層結(jié)構(gòu),將傳統(tǒng)成熟的單次架空頂進工法調(diào)整為兩次架空、分層多次頂進的施工方法。下層采用分離式框架橋,用于滿足總干渠輸水要求,上層采用連續(xù)框架橋,用于承擔(dān)施工過程中第二次架空作用和減少下層填土重量的作用。整體解決了填土高度大、頂進設(shè)備無法布設(shè)的難題。工程規(guī)模減小,充分將永久的第二次架空體系和臨時的第一架空體系結(jié)合設(shè)置,大量減少臨時工程;滿足不中斷鐵路運輸要求下,將施工過程中鐵路運輸慢行時間壓縮了約60%,不但降低了工程本身的造價,而且減少了鐵路慢行時間,減少了鐵路運輸?shù)膿p失,具有良好的經(jīng)濟效益。
[0021]接下來,將對既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)詳細的描述:
[0022]在如下描述中主要以南水北調(diào)中線總干渠焦枝線平頂山西鐵路暗渠工程為施工背景。
[0023]南水北調(diào)中線總干渠焦枝線平頂山西鐵路暗渠工程河南省寶豐縣境內(nèi),為國家重點工程南水北調(diào)中線總干渠下穿焦枝鐵路平頂山西車站站場而設(shè)。總干渠在SH(3) 25+625.5 (總干渠粧號)處與焦枝鐵路相交,交角為90°。相交處焦枝鐵路為4股道,分別為焦枝上行、焦枝下行、牽出線、煤專線。國鐵I級干線,電氣化無縫線路鐵路為路堤,較地面高約6?7m。
[0024]根據(jù)南水北調(diào)中線總干渠的設(shè)計要求:1、下穿鐵路工程處設(shè)計流量為320m3/s,加大設(shè)計流量為380m3/s,過水?dāng)嗝鎸挾榷?7m,斷面高度多7.8m。2、由于總干渠全線采用無壓自流方式輸水,要求進口處渠底高程為122.858,出口處渠底高程為122.843。既有軌底距離總干渠渠底高差為20.05m。3、為保證總干渠養(yǎng)護檢修需要,建議下穿鐵路結(jié)構(gòu)采用暗渠形式,暗渠進出口設(shè)置檢修閘室。
[0025]根據(jù)總干渠設(shè)計和現(xiàn)場情況,本工程采用采用架空既有鐵路,頂進框架結(jié)構(gòu)的方案可以滿足工程要求,但由于本工程存在股道數(shù)目多、架空范圍大、基坑深度大于20m等困難條件,在以上條件下進行架空頂進施工在國內(nèi)外尚無先例,屬于行業(yè)內(nèi)空白,采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)和工法無法實現(xiàn)。
[0026]基于上述施工環(huán)境,發(fā)明人經(jīng)過多次研宄,確立了核心的施工思想:利用不同高度的兩次架空來克服架空支點無法設(shè)置的難關(guān),利用分層結(jié)構(gòu)和多次頂進工序來解決填土高度大、頂進設(shè)備無法布設(shè)的難題。
[0027]基于上述思想,發(fā)明人設(shè)計出具體的既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu),如圖1所示,其包括上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)、下層分離式框架橋結(jié)構(gòu);上層采用連續(xù)框架橋1、群粧基礎(chǔ)5、隔梁搭建第二次架空體系,以承擔(dān)施工過程中第二次架空作用和減少下層填土重量;下層用于滿足總干渠輸水要求。二者分別頂進,然后壓住自密實混凝土結(jié)合到一起形成一體結(jié)構(gòu)。
[0028]其中,上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)包括:上層連續(xù)框架橋、群粧基礎(chǔ)和隔梁,其中,三者在最后的成品中為一體結(jié)構(gòu),但是在實際操作過程中為逐漸澆筑而成。具體為,上層連續(xù)框架橋為提前在鐵路旁預(yù)先澆筑,澆筑前,在上層連續(xù)框架橋底板預(yù)留一些粧孔,用于群粧基礎(chǔ)澆筑;同時預(yù)留眾多注漿孔,在頂進下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)時,用于澆注自密實混凝土將下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)與上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)連接在一起。上層連續(xù)框架橋首先被頂進到鐵路下方的第一架空體系內(nèi),然后,利用粧孔,進行人工挖孔,從粧孔澆注混凝土形成群粧基礎(chǔ),然后,在上層連續(xù)框架橋中構(gòu)建鋼筋框架澆注成隔梁,充滿上層連續(xù)框架橋的孔洞,隔梁和上層連續(xù)框架橋、群粧基礎(chǔ)相連,形成新的、一體的支架結(jié)構(gòu),用作第二架空體系。
[0029]下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)為分離式的結(jié)構(gòu),在頂進時也是逐漸分次頂進,然后采用自密實混凝土逐漸分次澆注連接,即每次頂進的結(jié)構(gòu)與上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)用自密實混凝土自注漿孔澆注連接為一個整體。
[0030]針對上述的施工環(huán)境,該上層連續(xù)框架橋為6孔6-8米的連續(xù)框架橋,下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)分左、中、右三個孔洞框架橋。
[0031]對上述確定的分體式雙層結(jié)構(gòu)確定結(jié)構(gòu)的孔跨、凈高等主要參數(shù)。根據(jù)工法細化后的四種工況進行建模計算。采用midas GTS進行數(shù)值模擬計算,計算結(jié)構(gòu)模型分為上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和群粧基礎(chǔ)5三大部分。模型中結(jié)構(gòu)體和群粧基礎(chǔ)5均采用實體單元模擬,結(jié)構(gòu)的邊界和粧基底部約束采用只能受壓(受拉自動脫離)的曲線彈簧,而粧基側(cè)部曲面采用點彈簧進行三向約束,彈簧強度系數(shù)根據(jù)地基系數(shù)確定。
[0032]上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)為6-8米連續(xù)框架橋。
[0033]其中,上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)的連續(xù)框架橋順鐵路方向全寬52.2米,垂直鐵路長度為