第9卷第4期2003年10月铁道运营技术RailwayOperationTechnologyVol.9No.4October,2003分离式多孔框架地道桥在平改立工程中的应用卢志宁(柳州铁路勘测设计院，广西柳州545007)摘要:文章阐述了分离多孔框架桥设计原则，施工方法及注意事项，通过对分离式多孔框架桥和连续式多孔框架桥优缺点的分析比较，并以崇左市新民路立交桥工程的实例，说明分离式多孔框架桥的适用范围。关健词:桥梁;分离式;多孔框架;设计;施工中图分类号:U448.17文献标识码:B文章编号:1006-8686(2003)04一0030一03随着城镇交通的发展和铁路提速安全运营的要求，需要在许多处所的既有铁路线上增建桥梁。当道路和铁路的平交道口不能适应交通安全和满足车辆通过能力要求，即需要改造为立体交叉。道路与铁路立体交叉，有道路上跨铁路和道路下穿铁路两种形式，而框架桥是道路下穿铁路桥梁中的一种重要桥型。框架桥按结构形式可分为单孔和多孔两种类型，多孔框架桥按结构计算类型又分连续式和分离式。计算;侧土压力按库伦理论主动土压力计算。(4)温度变化的幅度，可按当地气候条件决定。当地最高和最低月平均气温，一般取7月份和1月份的平均值。南方地区温度变化幅度一般取士20r-.1.2框架内力计算方法、计算模型及设计软件分析正交框架结构内力时，可按纵向截取单位宽度(1m)计算，斜交角小于15。的框架近似地按正交框架计算。结构的计算跨度及计算高度，均取相应的边、中墙及顶、底板间的轴线距离。结构计算一般按弹性地基上的框架计算内力，采用结构内力分析方法，一般正交结构采用杆系有限元计算，斜交结构采用空间板壳有限元法计算。目前框架桥结构比较成熟的计算软件，有上海铁路局设计院编制的框架计算软件“KJCAD”及北京科宝软件公司的设计软件“地道桥CAD\"。前者采用杆系有限元法计算，适用于正交结构，后者采用板壳有限元法，适用于任何斜交角度的结构模型。上述设计软件，均可以完成结构计算和施工图绘制。1设计原则1.1荷载(1)铁路列车荷载，即“中一活载”。包括竖向静活载，列车活载所产生的土压力、冲击力及制动力。铁路荷载按《铁路桥涵设计基本规范》(T1310002.1一99)有关规定计取。(2)框架内道路汽车活载、非机动车荷载及人群荷载，这些荷载作用在结构底板。不同的道路类型取不同的汽车活载:城市道路按《城市桥梁设计荷载标准)(CJJ77一98)取“城一A级”或“城一B级”，公路按《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021一89)\"2设计荷载”的有关条文取值。汽车荷载对框架结构内力影响很小，可用近似的简化荷载代替。(3)恒载，包括框架自重、线路设备重、道路路面重、混凝土收缩力、土壤侧压力。实际应用中，一般框架自重钢筋混凝土容重取25kNZm3m;线路设备容2一般施工方法及注意事项重按20kN/时;路面结构容重按23kN/耐;混凝土收缩力按降低温度15r-，线膨胀系a=0.000012.1修建框架桥一般采用的施工程序(1)使用挖孔桩及施工便梁，支承既有线轨道通车，在挖空的路基下现浇框架桥。(2)在限速行车和线路扣轨加固的前提下，于铁路路基一侧(或两侧)预制好箱形框架，采用高压油泵带动油压千斤顶，并借助后背支承，直接顶人铁路分离式多孔框架地道桥在平改立工程中的应用路基内。限速顶进施工对运营线铁路行车干扰少，施工进度快、质量好，地基承载力要求较低(150kPa左右)，是目前道路下穿铁路立交建桥主要的施工方法。由于缩短了线路加固时间，对南方雨水较多的季节施工更为有利。2.2顶进施工附属设施的设计(1)工作坑顶近铁路路基端，一般距最近铁路股道中心)3.2m，施工边坡线按1:1放坡。坑底的四周设置排水沟及集水井，以防施工期间工作坑积水。(2)滑板采用C15素混凝土滑板，滑板上设润滑隔离层，其结构为:塑料薄膜1层十滑石粉(掺25%机油)1层3mm。滑板底顺顶进方向每隔3m左右，设钢筋混凝土或废旧短钢轨导向墩。(3)后背分配梁采用C25混凝土，与滑板隔开，其横断面尺寸视顶力大小而定。(4)后背墙一般采用M10浆砌片石，其截面采用梯形形式，尺寸根据计算确定。当受工作场地限制时，为减少后背填土占地，也可采用钢板桩或钢轨桩后背。但较前者，其施工难度大，造价高。2.3既有铁路线加固线路加固的方法，一般有吊轨梁、横梁加固、纵横梁加固、轨束梁、工字钢束梁和钢板脱壳等方法。选取具体线路加固方法，视路基土质、框架结构尺寸、框架顶覆土、施工季节和地下水等情况而定。吊轨梁法，多适用于建筑高度受限制、框架跨度较小的情况，也可与其它线路加固方法配合使用，其型式同轨束梁。横梁加固法和纵横梁加固法，适用于框架无覆土或覆土很薄时的顶进，特别适用于大型框架桥顶进，也适用于线路斜交顶进。图1正框架倾斜向顶进示意图轨束梁法，适用于将线路架空后顶进或短期能竣工的工点，因其结构简单，施工方便，一般适用跨度不大于6m.工字钢束梁法，适用于顶进较大跨度的框架桥，单层钢束梁最大跨度可达15m，多层时可达20m.当框架顶覆土较厚(覆土厚1m以上)时，可采用钢板脱壳法配合其它线路加固法。钢板脱壳法可稳定框架顶上覆土，防止线路横移。多孔框架桥的线路加固，一般采用纵横梁加固法，当地质条件较差时，需要加设钢筋混凝土挖孔桩临时支撑。2.4施工注意事项(1)“扎头”是在软土地基中，框架桥顶进较普遍的问题。在框架顶进前的预防措施:在结构底板前端设置长1m，坡率为5%一10%的“船头坡”;滑板预留头高尾低约5%o的坡度。顶进过程中的纠正措施:在顶进前端过渡段换填碎石或打桩加固土壤;在底板正面增加欠挖面积强制顶进;在“船头坡”下垫钢筋混凝土预制板或废钢筋混凝土轨枕强制顶进等。(2)当地基较好时，如出现“抬头”，可在结构底板前端地基适当超挖。(3)分离式多孔框架桥顶进顺序:一般先顶进中孔，后顶进边孔。因边孔顶进时，受单侧土压力会使边孔往中孔倾斜，故边孔和中孔的缝隙尽可能小。中孔和边孔间隙用黄泥与油毛毡作隔离层，先灌注中孔，再灌注边孔。采用这种方法顶进时，摩阻力小，施工方便，且节约灌注边孔时中边孔间的模板材料。2.5道路斜交时框架顶进道路斜交时，框架顶进有正框架斜顶式(如图1所示)和斜框架斜顶式(如图2所示)。图2斜框架斜向顶进示愈图第9卷第4期2003年10月铁道运营技术RailwayOperationTechnologyVol.9No.4October.2003当斜交角较大(接近900)时，才采用正框架斜顶。多孔分离式框架采用正框架斜顶时，其出人口为阶梯形，影响外观，且部分框架体未能充分利用，如图1虚线以外部分。斜框架斜顶为了解决斜向顶进的千斤顶安装问题，需将框架底板顶进后端灌筑成与顶进方向垂直的支顶面，即顶进三角块。正框架顶进采用均匀布置千斤顶，斜框架顶进为了抵抗框架身两侧不均匀土压力形成的力偶，锐角一侧需多布置千斤顶。(5)顶进就位后的外观，连续式整齐美观，分离式经外部修饰后，外观仍达到连续性的效果。特别是在部分基岩地基内设顶进框架桥，由于地基较好，顶进水平及高低易于控制，而且中边孔间隙小，互相约束，中线偏离小。分离式框架顶进可保证施工质量，顶进就位后较整齐。3工程实例2.6分离式框架桥与连续式框架桥比较(1)连续框架桥，一次顶进顶力大，且边孔往往净空要求较中孔低。分离式框架，可以做成不等高，故能减少顶力以简化顶进附属设备而节省投资。另一种情况是分期投资，先顶进中孔，使用一段时间后，当交通量发展时再在两侧顶进边孔。(2)多跨连续框架桥的中、边孔，需要一次完成预制工作。多孔分离式框架结构，可先预制中孔，再预制边孔。前者预制工期短，后者预制工期长，但只要施工组织计划合理安排，后者在中孔顶进过程中预制边孔，对施工总工期的影响不大。(3)连续式框架结构，需要一次将加固设备准备崇左市新民路立交桥，位于新民路延伸段与湘桂铁路交叉处。建桥处铁路填土路堤高约4m，桥址地貌属岩溶孤峰平原，地表覆土为0-y3m厚粘土层，局部基岩裸露，土层下伏基岩和地表裸露基岩为层状灰岩，岩石完整。方案设计比选了6m十2x10m+6m铁路简支梁桥、5m+2x9.1m+5m四孔连续框架桥、5m+2x8.6m+5m四孔分离式框架桥三种方案。施工图设计时，采用了5m十2x8.6m+5m四孔分离式框架桥方案。该桥边孔和中孔不等高，边孔净高3.5m，中孔净高4.5m，边孔底板底标高比中孔高1.3m，边孔底板底距基岩顶面约0.1m，而中孔底板埋人基岩约1.2m，可避免边孔在基岩中顶进。该桥有其独特性，其立面图如图3所示。齐全。分离式结构，则可按先中孔后边孔进行加固。前者一次性用料多，后者较少;前者加固范围大，线路相对容易变形，后者加固范围较小，线路容易保持稳定状态。当然，分离式框架桥也可以一次性线路加固。(4)顶进就位时，连续式一次顶进延时较短，分离式分次顶进则较长。但前者需要的辅助性施工设备(如顶力设备、转力设备等)较多。施工时，线路加固采用纵横梁加固法，边孔全部在土层中顶进，中孔埋在基岩中部分采用控制爆破挖方。顶进就位后，m,1V号框架顶板底出现3--5cm的高差(在顶进高程误差范围内)，为了不影响桥梁外形美观，经在悬壁板(人行道板)钻梅花孔挂钢筋混凝土网处理，并在墙体外露部分涂乳胶漆，使表观上达到良好效果。图3崇左市新民路立交桥立面图【单位:cm分离式多孔框架地道桥在平改立工程中的应用4结语孤峰岩石(部分基岩)路基内，设立交桥或既有框架桥扩建的情况下，建设下穿铁路立交桥(桥型采用分离式框架)，其优越性是:设计简单、周期短;节(上接第29页)网系统，即将采用铁通公司的帧中继组网，覆盖全国300多个节点。3.2视讯业务随着中国企业信息化的进程，降低会议成本，提高工作效率，让用户自主运用、自行使用时间及使用方法的公众视讯系统，已成为企业自身迫切的需求，意味着电信公众视讯业务，已具备了快速启动的潜在市场。目前，铁通公司全国范围内应用的维讯新科的H.323视讯系统，是国内最大的纯IP的会议视讯系统。但在实际运用中，出现部分终端掉点和部分画面质量不令人满意的现象，这是由于IP网的固有缺陷造成的，即Qos无法保证视讯的有效传输。而ATM网的Qo。优势，在视讯应用中脱颖而出，即依托铁通公司的宽带多业务网，作为会议视讯的业务承载网络，以提供更可靠的Qos业务保证。以覆盖各地的ATM宽带接人交换机、城域网MSTP设备和DSLAM作为视讯终端的接人手段，构建铁通全视通的会议视讯系统，为公众提供视讯业务。在实际运用中，会议视讯实现方式有以下两种:(1)依托铁通宽带多业务骨干网，利用骨干网的帧中继功能，除为用户提供2M或10M的帧中继业务，并利用用户富余的带宽开通基于帧中继的会议视讯业务。根据实际需要可选择512K或768K的会议视讯带宽，用户只需开通本地区帧中继业务，省污工，减少施工周转材料，投资较省;施工简便，顶进水平及高低易于控制;适应性强，可在多种条件下采用，尤其适用于南方多雨天气;顶进就位时间短，易达到预期效果，可最大限度地减少对铁路运营的影响，有效地确保铁路行车安全。就可实现覆盖全省甚至全国的会议视讯业务。(2)利用DSLAM单独开通会议视讯专线，将DSLAM设备接人骨干网，利用铁通公司丰富的铜缆资源，开展基于ADSL的会议视讯业务，速率可选择384K或512K。由于接人采用ADSL方式，与2M专线相比，可为用户节约成本，而基于ATM的优势，又保证了视讯业务的Qos质量。采用该种方式，可满足对会议视讯质量要求不高的企业用户的需求。目前会议视讯业务，已在中国通信信号公司系统和牡丹江铁路分局获得成功的商用。3.3ATMVPN业务随着电子信息的迅猛发展和办公自动化的需求，企业内部组建VPN的需求在逐渐加大。VPN的实现有多种，即依托宽带多业务网，将各地的ATM接人交换机就近接人各地的Passport设备。接人时可采用DSLAM接人或2M方式接人，单独为客户划分独立VLAN，这样客户就可组成跨越各地区的VPN网络，比较适合各类企业用户(特别是铁路系统用户的需求)的应用。目前，该业务已在柳州铁路局机务系统得到应用，效果明显。应当看到，通过营销策划，特别是考虑客户的个性化的需求，铁通宽带多业务网的市场前景是大有可为。