市政路穿越站場(chǎng)設(shè)計(jì)方案研究
時(shí)間:2022-12-31 11:10:33
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摘要:擬建道路穿越薛店站場(chǎng),包含6股道,且具有較大高差。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)與難點(diǎn),介紹了多股道大高差條件下頂進(jìn)框架橋的設(shè)計(jì)方案,并基于對(duì)施工技術(shù)、施工工期和對(duì)運(yùn)營(yíng)鐵路的影響程度等方面的考慮,重點(diǎn)對(duì)鐵路架空方案體系通過(guò)三種方案進(jìn)行詳細(xì)分析比較,提出采用階梯承臺(tái)的方法解決多股道線路間的高差問(wèn)題,并通過(guò)合理布置使部分樁二次利用,可為類(lèi)似工程提供借鑒。
關(guān)鍵詞:多股道;大高差;階梯承臺(tái);鐵路架空
1工程概況
本工程位于新鄭市薛店鎮(zhèn),規(guī)劃為雙向四車(chē)道的城市主干路,根據(jù)規(guī)劃,友誼路穿越京廣鐵路建設(shè)工程亟需打通,以完善該區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。擬建道路從東向西依次穿越到發(fā)線3道、京廣鐵路下行線、京廣鐵路上行線、4道、6道、8道,鐵路線間距沿道路中心線依次為7.55m、5.08m、6.18m、5.32m、6.56m,全部為電氣化鐵路,道路與京廣鐵路下行線相交處鐵路里程為K709+970.9,道路中線與鐵路交角為87.2°。軌道標(biāo)高差異較大,軌頂最低處為到發(fā)線8道,標(biāo)高為155.60m,最高處為京廣下行線,標(biāo)高156.23m,相差高達(dá)63cm。
2工程地質(zhì)概況及工程難點(diǎn)
2.1工程地質(zhì)概況。1)地層巖性。沿線地層主要為第四系沖洪積成因的粉砂、粉土、粉質(zhì)黏土,沿線地層變化不大。2)地下水。沿線場(chǎng)地水位埋深較大,穩(wěn)定水位埋深在18.0m左右,但在勘察時(shí)第3單元層見(jiàn)上層滯水,水量不大,主要為大氣降水。2.2工程難點(diǎn)。1)鄭州航空港區(qū)作為首個(gè)國(guó)家級(jí)航空港經(jīng)濟(jì)綜合試驗(yàn)區(qū),在“一帶一路”的帶領(lǐng)下,發(fā)展一日千里,薛店站做為航空港區(qū)后勤保障的一部分,即將升為二級(jí)物流基地,貨運(yùn)繁忙,對(duì)工程影響程度要求嚴(yán)、對(duì)工期要求高。2)經(jīng)調(diào)查查明,鐵路設(shè)備情況復(fù)雜,通信、信號(hào)、電力及電氣化設(shè)施均受影響,增加設(shè)計(jì)和施工難度。3)包含股道較多,且股道間高差較大,線路架空難度高。
3方案比選
方案選擇基于以下因素考慮:①立交在施工中對(duì)鐵路路基穩(wěn)定性影響;②盡可能減少鐵路設(shè)施遷改;③穿越方案施工時(shí)的技術(shù)要求;④道路的平面線位、縱斷設(shè)計(jì)高程、道路的通行凈空及一般道路橫斷面布置;⑤預(yù)留規(guī)劃道路后期改擴(kuò)建空間;⑥市政設(shè)施穿越京廣鐵路的安全技術(shù)要求;⑦道路的規(guī)劃紅線;⑧立交的規(guī)模及投資。在道路與鐵路立交工程中,首先考慮選擇上跨或下穿方式,本項(xiàng)目中根據(jù)規(guī)劃要求,新建路要與東側(cè)薛店大道進(jìn)行平交,從線路縱斷方面無(wú)法滿足規(guī)范要求,故主要從下穿方式進(jìn)行研究。3.1設(shè)計(jì)荷載。1)鐵路列車(chē)荷載:采用《鐵路列車(chē)活載圖》(TB/T3466-2016)中ZKH活載,荷載圖式見(jiàn)圖1;2)道路荷載:城-A級(jí)3)恒載:靜土壓力、結(jié)構(gòu)自重、附屬設(shè)備自重、混凝土收縮徐變以及溫度影響4)其他:列車(chē)沖擊力、制動(dòng)力以及活載土壓力3.2框構(gòu)橋主體方案。擬建道路考慮非機(jī)動(dòng)車(chē)道以及人行道,框構(gòu)橋可考慮2孔16m+16m或3孔8m+16m+8m,從遠(yuǎn)期規(guī)劃看,2孔16m+16m更有利于后期道路拓寬改造,推薦采用兩孔結(jié)構(gòu);由于站場(chǎng)車(chē)輛較多,有可能會(huì)駐停在鐵路架空范圍內(nèi),為了最大降低施工對(duì)鐵路站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn),減少軌下暴露范圍,推薦采用分幅方法進(jìn)行頂進(jìn)??蚣軜虺叽鐔慰變魧?6.0m,凈高6.7m,頂板厚1.1m,底板厚1.2m,邊墻厚1.1m,頂板加腋1.5m×0.5m,底板加腋0.5m×0.5m,框架頂至鐵路軌頂之間距離不小于1.0m。3.3架空方案選擇。方案一:縱橫梁架空??v橫梁架空鐵路是平改立工程中常用的線路架空方案,本方案采用100號(hào)工字鋼作為邊縱梁,縱梁接長(zhǎng)必須使用專(zhuān)用節(jié)點(diǎn)板及高強(qiáng)螺栓可靠連接;橫梁采用50c號(hào)工字鋼,間距不大于0.6m,橫梁以最低處8道為基準(zhǔn),通穿所有股道,橫梁與鋼軌間必須可靠絕緣,橫梁與縱梁使用U型螺栓進(jìn)行可靠連接,橫梁與軌底之間孔隙用枕木或墊塊填塞。為保證整體性,在橫梁間須布設(shè)枕木撐為保證線路橫向穩(wěn)定,在鋼軌外側(cè)與縱梁間每隔2m須設(shè)木支撐。上部荷載通過(guò)縱橫梁傳遞到下部架空支點(diǎn)樁上,支點(diǎn)樁采用直徑1.5m的人工挖孔樁,縱向布設(shè)間距為8m,支點(diǎn)處橫梁采用5片一組作為抬梁,同時(shí)設(shè)置抗橫移樁和防護(hù)樁,抗橫移樁用來(lái)抵抗頂進(jìn)過(guò)程中的橫向力,防護(hù)樁是為了保證框架結(jié)構(gòu)頂進(jìn)過(guò)程中,防止線路路基土體坍塌,保證鐵路路基安全,防護(hù)樁設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)四角處。本方案所需挖孔支點(diǎn)樁較多,頂進(jìn)過(guò)程中需要進(jìn)行多次支點(diǎn)轉(zhuǎn)換,工藝復(fù)雜,施工要點(diǎn)多,且京廣線處橫梁上墊設(shè)高度達(dá)63cm的墊塊,再加上絕緣橡膠板,墊設(shè)高度至少達(dá)65cm,行車(chē)安全有隱患,不推薦采用。方案二:橫梁搭接法。本方案是在方案一基礎(chǔ)上變化而成,其內(nèi)容基本相同,區(qū)別在于橫梁分兩部分橫穿所有股道,從各股道的標(biāo)高看,兩部分橫梁搭接位置只能位于京廣上行線處才能有效降低軌道高差,將橫梁1從西向東開(kāi)始穿越8道、6道、4道到達(dá)京廣鐵路上行線下方,橫梁2從東向西穿越京廣鐵路上下行和3道,并在京廣鐵路上行線下落在橫抬梁1上,如圖2所示:由于東側(cè)股道以3道標(biāo)高最低,橫梁二穿越時(shí)需要以3道為基準(zhǔn),橫梁一定位標(biāo)高比橫梁二低一個(gè)橫梁高度,即50cm,兩部分橫梁搭接部分用U型螺栓進(jìn)行連接。軌道與橫梁之間的孔隙采用枕木進(jìn)行墊設(shè),橫梁一上最大墊設(shè)高為25cm,橫梁二上最大墊設(shè)高為26cm,遠(yuǎn)低于方案一的墊設(shè)高度。但本方案在橫梁實(shí)施時(shí)比較困難,橫梁一有部分處于懸臂狀態(tài),兩處橫梁通過(guò)螺栓鉸接在一起,頂進(jìn)施工中不利于橫向力向抗橫移樁傳遞,易使橫梁間產(chǎn)生相對(duì)位移,且搭接位置位于國(guó)家干線京廣線處,對(duì)行車(chē)穩(wěn)定有影響,不推薦采用。方案三:D型便梁架空。常用的D型便梁有D12、D16、D20和D24四種類(lèi)型,跨度分別為L(zhǎng)p=12.06m、16.08m、20.1m、24.12m,長(zhǎng)度分別為12.4m、16.4m、20.48m、24.5m。便梁的最大優(yōu)點(diǎn)是在不中斷行車(chē)的情況下,利用它進(jìn)行橋涵的開(kāi)挖和施工,并且具有運(yùn)輸和拆裝方便的特點(diǎn),本方案采用D24和D12兩種邊梁對(duì)各股道單獨(dú)進(jìn)行架空。由于分幅頂進(jìn)施工,便梁需要轉(zhuǎn)換,故整個(gè)施工需要兩次架空,架空支點(diǎn)樁采用直徑1.8m的人工挖孔樁,挖孔樁護(hù)壁厚度為15cm,同時(shí)在3道和8道安裝護(hù)軌,在框架橋就位處的鐵路路基過(guò)渡處設(shè)置直徑1.25m的路基防護(hù)樁;由于線間距原因,部分線路間橫向只能布設(shè)單個(gè)支點(diǎn)樁,這就導(dǎo)致部分支點(diǎn)樁必須共用,承擔(dān)橫向兩片施工便梁傳遞的荷載。第一次架空設(shè)計(jì)分別見(jiàn)圖3、圖4:從上圖可以看出,整個(gè)架空共布設(shè)48個(gè)受力支點(diǎn),其中40個(gè)人工挖孔樁,8個(gè)硬支點(diǎn),通過(guò)計(jì)算,樁長(zhǎng)分別有18m、15m、8m、5m四種。。第一次架空采用D12+D24+D24三跨組合進(jìn)行架空,在下部用機(jī)械進(jìn)行橋涵開(kāi)挖,用中繼頂將北側(cè)框架頂進(jìn)到位。北側(cè)框架頂進(jìn)后,完成回填道碴及恢復(fù)線路作業(yè),人工拆除牛腿扣件螺栓,使鋼枕與縱梁分離,通過(guò)縱移架設(shè)方式將D梁縱移到位,開(kāi)始進(jìn)行第二次架空,圖5為第二次架空斷面示意:圖5第二次架空斷面圖第二次架空采用D24+D12兩跨組合,從圖上可以看出,D24便梁一端落在第四排支點(diǎn)樁上,另一端落在已頂進(jìn)的框架邊墻上,邊墻上墊設(shè)枕木垛來(lái)調(diào)節(jié)控制縱梁高度,在D梁架設(shè)過(guò)程中,第四排支點(diǎn)樁在兩次架空中得到了重復(fù)利用。在架空梁下部用機(jī)械進(jìn)行橋涵開(kāi)挖,并鑿除第三排架空支點(diǎn)樁,用中繼頂將南側(cè)框架頂進(jìn)到設(shè)計(jì)位置。本方案工藝清晰,施工簡(jiǎn)便,支點(diǎn)樁數(shù)量較少,且不需要設(shè)置抗橫移樁,頂進(jìn)過(guò)程中不需要進(jìn)行支點(diǎn)轉(zhuǎn)換,施工速度快,能明顯減少工期和要點(diǎn)數(shù),軌道高差通過(guò)階梯承臺(tái)有效地得到解決,使站場(chǎng)列車(chē)安全穩(wěn)定性得能到較好的保障。推薦采用此方案進(jìn)行線路架空加固。3.4工作坑設(shè)計(jì)。工作坑主要包括基坑、后背及滑板系統(tǒng)。根據(jù)場(chǎng)地條件,預(yù)制工作坑深為10m,設(shè)置在鐵路西側(cè)。兩側(cè)邊坡坡度按照1:1設(shè)計(jì),臨近鐵路側(cè)坡度1:1.5,5m高度處設(shè)1m寬的平臺(tái);基坑邊坡采用掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土方式防護(hù),鋼筋網(wǎng)規(guī)格為15cm×15cm的φ10鋼筋網(wǎng)片,噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20,厚10cm;基坑坡頂四周設(shè)置截水溝,坑底順道路兩側(cè)設(shè)置有集水井和排水溝,坡面埋設(shè)φ10cm泄水孔。后背形式主要有重力式、板樁式和鋼筋混凝土拼裝式后背,根據(jù)施工計(jì)劃,施工時(shí)先進(jìn)行鐵路節(jié)點(diǎn)施工?;逑到y(tǒng)應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度,以保證框架橋結(jié)構(gòu)在預(yù)制和頂進(jìn)中的順利進(jìn)行,滑板采用C30鋼筋混凝土,厚度20cm,在滑板下設(shè)置縱橫向的錨梁,并在滑板下鋪設(shè)10cm的碎石墊層。3.5其他附屬設(shè)計(jì)由于本工程水位較深,不必考慮路基浸泡及抗浮風(fēng)險(xiǎn),所以只需設(shè)置擋墻即可,類(lèi)型原則為6~10m為扶壁式擋墻,2~6m為懸臂式擋墻,2m以下為重力式擋墻,其他附屬可在下階段根據(jù)具體情況選擇設(shè)置。
4結(jié)論
本文對(duì)友誼路穿越薛店站場(chǎng)鐵路工程方案優(yōu)劣性進(jìn)行了對(duì)比,所推薦方案得到了鐵路局相關(guān)專(zhuān)家及站段領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可,順利通過(guò)了評(píng)審,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:1)對(duì)具有高差的多股道線路,在線路架空設(shè)計(jì)中,結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn),可通過(guò)在樁頂設(shè)置階梯承臺(tái)來(lái)有效解決軌道之間的高差問(wèn)題,增加列車(chē)的穩(wěn)定性。2)在架空范圍內(nèi)通過(guò)合理的平面布置,使部分架空支點(diǎn)樁得到二次利用,能提高施工效率,降低工程成本。3)根據(jù)施工計(jì)劃及周邊條件,合理選擇工作坑后背形式,最大限度利用天然條件提供頂進(jìn)的反力,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
[1]TB10002-2017.鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2017.
[2]TB10003-2017.鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2017.
[3]彭清.下穿10股既有鐵路的大型框架結(jié)構(gòu)頂進(jìn)設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑技術(shù),2012(S2):158-162.
[4]于軍.既有線橋梁改建下穿式框構(gòu)橋頂進(jìn)施工及線路加固措施[J].甘肅科技縱橫,2016(45):54-56.
[5]吳永峰.多股道大高差既有鐵路的下穿框架橋設(shè)計(jì)方[J].中國(guó)鐵路,2017(09):79-82.
作者:邢闖鋒 馮俊迎 朱衛(wèi)威 單位:中鐵七局集團(tuán)有限公司
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