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一种跨既有专线的空间刚构桥及施工方法
申请号	CN202410126829.X	申请日	2024-01-30	公开(公告)号	CN117904948A	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	中铁七局集团有限公司; 中铁七局集团郑州工程有限公司;			发明人	孙猛; 王培思; 陈向阳; 徐华; 岳保忠; 苏文鹏; 郑磊鑫; 刘永昌; 郑发强; 李尚; 吴海鹏; 袁培良;
摘要	本发明提供一种跨既有专线的空间刚构桥，包括：主跨，主跨倾斜跨越既有专线，主跨两端沿预设路径向既有专线的两侧延伸，直至主跨宽度方向的侧沿脱离既有专线的路基范围；副跨，副跨沿既有专线的延伸方向进行延伸，副跨与主跨间设置沉降缝；其中，副跨的两侧设有位于既有专线两侧的侧墙，以在既有专线的上方形成列车通道；主跨的下方设有与副跨两侧的侧墙连为一体的刚壁墩，刚壁墩形状与主跨位于副跨两侧部分形状相适配。设置主跨和副跨，主跨用于跨越既有专线，用于承载新修的高铁线路，通过副跨对既有专线进行保护，使高铁线路和既有专线形成立体交叉，二者具备独立的运行空间，从而降低高铁线路对既有专线的干扰。
权利要求	1.一种跨既有专线的空间刚构桥，其特征在于，包括：主跨，所述主跨倾斜跨越既有专线，所述主跨两端沿预设路径向既有专线的两侧延伸，直至主跨宽度方向的侧沿脱离既有专线的路基范围；副跨，所述副跨沿既有专线的延伸方向进行延伸，所述副跨与所述主跨间设置沉降缝；其中，所述副跨的两侧设有位于既有专线两侧的侧墙，以在既有专线的上方形成列车通道；所述主跨的下方设有与副跨两侧的侧墙连为一体的刚壁墩，所述刚壁墩形状与主跨位于副跨两侧部分形状相适配。 2.根据权利要求1所述的跨既有专线的空间刚构桥，其特征在于，所述刚壁墩为中空结构，刚壁墩内部设有不少于一个肋墙，在刚壁墩的外侧设有人孔。 3.根据权利要求1所述的跨既有专线的空间刚构桥，其特征在于，在主跨上方铺设有高铁线路，在主跨远离副跨的一侧设有对应高铁线路的翼缘。 4.根据权利要求1所述的跨既有专线的空间刚构桥，其特征在于，所述主跨和所述副跨底部设有承台，承台下方设有通过钻孔桩进行地基加固。 5.一种跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，对权利要求1‑4任一所述的刚构桥进行施工，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，对主跨和副跨进行测量放样，并通过打设钻孔桩对地基进行土层改良并浇筑混凝土层加固；步骤S2，绑扎刚壁墩和侧墙对应的钢筋，在刚壁墩和侧墙对应的侧模，采用分层、分段自然流淌的方法对刚壁墩和侧墙进行一体化浇筑；步骤S3，搭设对应主跨和副跨顶板、翼缘的盘扣支架，在盘扣支架上方安装顶模，按照设计要求对盘扣支架进行预压，预压顺序与混凝土浇筑顺序一致；步骤S4，预压达到设计要求后在顶模上方进行顶板和翼缘的钢筋绑扎，钢筋与顶模之间通过与主跨或者副跨同级混凝土垫块进行支撑；步骤S5，在混凝土绑扎完成后进行预埋件和端模安装，对顶板、翼缘进行一体化浇筑；步骤S6，混凝土养护至预设强度后拆除盘扣支架。 6.根据权利要求5所述的跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，其特征在于，步骤S1中，地基加固至设定强度后在钻孔桩上方进行承台施工；步骤S2，承台施工完成后进行侧墙和刚壁墩第一次浇筑，第一次浇注高度至侧墙和刚壁墩中上部；在主跨和副跨外侧对应支架正投影范围内进行土层改良并浇筑混凝土层加固。 7.根据权利要求6所述的跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，其特征在于，步骤S2中，通过沉降缝将侧墙和刚壁墩分为多个单元段，在每个单元段，沿同一方向从一端开始向另一端浇筑，当第一层浇筑完成后，返回起点位置进行第二层浇筑，直至浇筑到设计标高位置；步骤S5中，在每个单元段采用分层的形式进行浇筑，采用“S”型的方式由远至近对每层混凝土进行布料，每层浇筑厚度为0.3m。 8.根据权利要求5所述的跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，其特征在于，在地面换填50cm厚的3％水泥土进行土层改良，在换填层上方通过混凝土进行硬化，硬化厚度为 20cm。 9.根据权利要求5所述的跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，其特征在于，在盘扣支架沿桥向每隔三跨设置一个对应翼缘的钢管抛撑。 10.根据权利要求5所述的跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，其特征在于，待混凝土强度达到40Mpa后拆除盘扣支架，从中部向两端对称拆卸，待混凝土强度达到设计值后拆除模板。
说明书全文	一种跨既有专线的空间刚构桥及施工方法技术领域 [0001] 本发明属于高铁线路施工技术领域，具体涉及一种跨既有专线的空间刚构桥及施工方法。背景技术 [0002] 随着社会的发展，当前高铁已经成为人们主要的交通工具，在老旧城市进行铁路网改造时，必然面对高铁线路需要跨越既有线路的情况发生，一些既有线路需要承担着当前不可或缺的专项工作，例如油库运输列车专线，针对这些专线在进行高铁线路施工时需要进行保护，避免高铁线路运行过程中与之发生的干扰。 [0003] 因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。发明内容 [0004] 本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种跨既有专线的空间刚构桥及施工方法。 [0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0006] 一种跨既有专线的空间刚构桥，包括： [0007] 主跨，所述主跨倾斜跨越既有专线，所述主跨两端沿预设路径向既有专线的两侧延伸，直至主跨宽度方向的侧沿脱离既有专线的路基范围； [0008] 副跨，所述副跨沿既有专线的延伸方向进行延伸，所述副跨与所述主跨间设置沉降缝； [0009] 其中，所述副跨的两侧设有位于既有专线两侧的侧墙，以在既有专线的上方形成列车通道； [0010] 所述主跨的下方设有与副跨两侧的侧墙连为一体的刚壁墩，所述刚壁墩形状与主跨位于副跨两侧部分形状相适配。 [0011] 优选的，所述刚壁墩为中空结构，刚壁墩内部设有不少于一个肋墙，在刚壁墩的外侧设有人孔。 [0012] 优选的，在主跨上方铺设有高铁线路，在主跨远离副跨的一侧设有对应高铁线路的翼缘。 [0013] 优选的，所述主跨和所述副跨底部设有承台，承台下方设有通过钻孔桩进行地基加固。 [0014] 一种跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，对上述任一刚构桥进行施工，包括以下步骤： [0015] 步骤S1，对主跨和副跨进行测量放样，并通过打设钻孔桩对地基进行土层改良并浇筑混凝土层加固； [0016] 步骤S2，绑扎刚壁墩和侧墙对应的钢筋，在刚壁墩和侧墙对应的侧模，采用分层、分段自然流淌的方法对刚壁墩和侧墙进行一体化浇筑； [0017] 步骤S3，搭设对应主跨和副跨顶板、翼缘的盘扣支架，在盘扣支架上方安装顶模，按照设计要求对盘扣支架进行预压，预压顺序与混凝土浇筑顺序一致； [0018] 步骤S4，预压达到设计要求后在顶模上方进行顶板和翼缘的钢筋绑扎，钢筋与顶模之间通过与主跨或者副跨同级混凝土垫块进行支撑； [0019] 步骤S5，在混凝土绑扎完成后进行预埋件和端模安装，对顶板、翼缘进行一体化浇筑； [0020] 步骤S6，混凝土养护至预设强度后拆除盘扣支架。 [0021] 优选的，步骤S1中，地基加固至设定强度后在钻孔桩上方进行承台施工； [0022] 步骤S2，承台施工完成后进行侧墙和刚壁墩第一次浇筑，第一次浇注高度至侧墙和刚壁墩中上部； [0023] 在主跨和副跨外侧对应支架正投影范围内进行土层改良并浇筑混凝土层加固。 [0024] 优选的，步骤S2中，通过沉降缝将侧墙和刚壁墩分为多个单元段，在每个单元段，沿同一方向从一端开始向另一端浇筑，当第一层浇筑完成后，返回起点位置进行第二层浇筑，直至浇筑到设计标高位置； [0025] 当单元段内每层浇筑厚度为0.5m，浇筑时采用溜槽或橡胶软管保证混凝土自由落差高度不超过2m； [0026] 步骤S5中，在每个单元段采用分层的形式进行浇筑，采用“S”型的方式由远至近对每层混凝土进行布料，每层浇筑厚度为0.3m。 [0027] 优选的，在地面换填50cm厚的3％水泥土进行土层改良，在换填层上方通过混凝土进行硬化，硬化厚度为20cm。 [0028] 优选的，在盘扣支架沿桥向每隔三跨设置一个对应翼缘的钢管抛撑。 [0029] 优选的，根据权利要求5所述的跨既有专线的空间刚构桥的施工方法，其特征在于，待混凝土强度达到40Mpa后拆除盘扣支架，从中部向两端对称拆卸，待混凝土强度达到设计值后拆除模板。 [0030] 有益效果：设置主跨和副跨，主跨用于跨越既有专线，用于承载新修的高铁线路，通过副跨对既有专线进行保护，使高铁线路和既有专线形成立体交叉，二者具备独立的运行空间，从而降低高铁线路对既有专线的干扰。附图说明 [0031] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中： [0032] 图1为本发明所提供具体实施例中刚构桥结构示意图； [0033] 图2为图1中A处剖视简图； [0034] 图3为图1中B处剖视简图； [0035] 图4为图1中C处剖视简图。 [0036] 图中：1、主跨；2、副跨；3、翼缘；4、既有专线；5、钻孔桩；6、侧墙；7、刚壁墩；8、承台；9、沉降缝。具体实施方式 [0037] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0038] 在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。 [0039] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0040] 如图1‑4所示，一种跨既有专线4的空间刚构桥，刚构桥的长度基于与既有专线4的倾斜角度而定，具体来说，在高铁线路宽度标准下，倾斜角度越小刚构桥的长度越长，直至刚构桥两端完全与既有专线4不会产生相互干涉为准，刚构桥包括主跨1和副跨2，既有专线4为现有普通铁路，主跨1用于跨越既有专线4并承载高铁轨道，主跨1两端沿预设路径向既有专线4的两侧延伸，直至主跨1宽度方向的侧沿脱离既有专线4的路基范围，即直至高铁线路完全脱离既有专线4为准，副跨2沿既有专线4的延伸方向进行延伸，副跨2与主跨1一体浇注成型，从而主跨1和副跨2形成类X形分布的刚构桥，其中，副跨2的两侧设有位于既有专线 4两侧的侧墙6，以在既有专线4的上方形成列车通道，列车通道形状为门洞状或者隧道状，主跨1的下方设有与副跨2两侧的侧墙6连为一体的刚壁墩7，刚壁墩7形状与主跨1位于副跨 2两侧部分形状相适配，从而形成稳定的支撑结构，保证支护能力，在主跨1和副跨2相邻的一侧，侧墙6和刚壁墩7共用同一侧壁或者直接一体化浇筑。 [0041] 在一可选实施例中，副跨2与主跨1间设置沉降缝9，沉降缝9沿主跨1侧沿进行延伸，在施工时侧墙6和刚壁墩7独立浇筑。在本实施例中，副跨2内部的列车通道穿过主跨1，只在主跨1对应副跨2外侧的下方设置刚壁墩7，刚壁墩7为中空结构，刚壁墩7和侧跨的交汇处浇筑为楔形，根据刚壁墩7内腔在高铁线路延伸方向的长度，在刚壁墩7内部设有不少于一个肋墙，肋墙与刚壁墩7内腔截面相适配，并与刚壁墩7一体浇筑，在刚壁墩7和侧墙6的外侧均设有人孔，以此可以进行内部浇筑模板和盘扣支架的安装和拆除。 [0042] 在本实施例中，主跨1和副跨2均采用C40混凝土浇筑成形。 [0043] 在一可选实施例中，在主跨1上方铺设有高铁线路，高铁线路基础混凝土直接浇注在主跨1上方，在高铁线路基础混凝土两侧设有挡渣墙和排水槽，在主跨1远离副跨2的一侧设有对应高铁线路的翼缘3，在翼缘3上设有接触网支柱，在翼缘3外侧以及副跨2远离主跨1的一侧设有防护墙。 [0044] 在一可选实施例中，主跨1和副跨2底部设有承台8，在副跨2远离主跨1的一侧，承台8沿侧墙6的长度方向延伸，在主跨1下方，承台8形状与副跨2另一侧侧墙6与刚壁墩7的形状相适配，承台8下方设有通过钻孔桩5进行地基加固，在刚壁墩7对应区域钻孔桩5呈梅花状分布，在副跨2远离主跨1的一侧，钻孔桩5沿该侧侧墙6延伸方向延伸。 [0045] 本发明还提供一种跨既有专线4的空间刚构桥的施工方法，对上述任一的刚构桥进行施工，包括以下步骤： [0046] 步骤S1，对主跨1和副跨2进行测量放样，并通过打设钻孔桩5对地基进行土层改良并浇筑混凝土层，副跨2的下方放置I20b工钢，工钢长1.85m，同时I20b工钢放置于轨道顶，在任意一端副跨2远离主控的一侧外地面硬化混凝土厚20cm，并换填50cm厚3％水泥土换填垫层。换填层顶地基承载力不小于200kPa，原状土地基承载力不小于100kPa。在主跨1对应翼缘3位置盘扣架底采用20cm厚C20混凝土硬化层，硬化层底地基承载力不小于110kPa。步骤S2，承载力试验合格后绑扎刚壁墩7和侧墙6对应的钢筋，钢筋的交叉点处采用扎丝呈梅花状绑扎结实，在刚壁墩7和侧墙6对应的侧模，采用分层、分段自然流淌的方法对刚壁墩7和侧墙6进行一体化浇筑；步骤S3，搭设对应主跨1和副跨2顶板、翼缘3的盘扣支架，架搭设完成后，对支架平面位置、顶面高程及预拱度等进行全面复核，确保支架在施工过程中的安全可靠。检查完成后安装顶模，按照设计要求对盘扣支架进行预压，以保证施工安全、提高现浇梁质量，预压顺序与混凝土浇筑顺序一致；采用混凝土配重块进行预压，预压总荷载按最大施工总荷载1.1倍，钢筋混凝土容重按26KN/m3计算，施工人员及机具荷载按3KN/m2计，预压荷载不小于混凝土重量与施工、机具荷载之和的1.1倍。配重块按照两层布置，第一层满铺，第二层由中线向两侧铺设。 [0047] 步骤S4，预压达到设计要求后在顶模上方进行顶板和翼缘3的钢筋绑扎，钢筋与顶模之间通过与主跨1或者副跨2同级混凝土垫块进行支撑，垫块35mm厚，垫块与钢筋绑扎牢靠，垫块呈梅花形布置，在梁体倒角位置混凝土垫块必须加强，以确保梁体钢筋保护层足够。侧墙6钢筋安装过程中，每4.8米(每间隔4跨)设置一对抛撑，防止钢筋倾覆。 [0048] 步骤S5，在混凝土绑扎完成后进行预埋件和端模安装，预埋件按照设计图纸位置准确预埋，与钢筋安装同步进行，对顶板、翼缘3进行一体化浇筑； [0049] 步骤S6，混凝土养护至预设强度后拆除盘扣支架。混凝土表面采用土工布覆盖进行养护，洒水进行降温养护，混凝土浇筑完成二次收面结束后覆盖土工布，及时洒水，保持土工布湿润。保持混凝土表层与环境温差不超过15℃。 [0050] 混凝土养护时，安排专人24小时(每2小时一次)做好测温记录，检查混凝土芯部温度、表面温度、环境温度，保证温差不大于15℃，根据温度的实测数据，及时进行洒水。 [0051] 在一可选实施例中，步骤S1中，地基加固至设定强度后在钻孔桩5上方进行承台8施工；步骤S2，承台8施工完成后进行侧墙6和刚壁墩7第一次浇筑，第一次浇注高度至侧墙和刚壁墩中上部，例如第一次浇注高度为2‑4m，然后在主跨1和副跨2外侧对应支架正投影范围内进行土层改良并浇筑混凝土层加固，极大的降低了支架搭设高度。然后第二次浇注将侧墙6、刚壁墩7的剩余部分及顶板进行一次性浇注。 [0052] 步骤S2中，通过沉降缝9将侧墙6和刚壁墩7分为多个单元段，每个单元段直接设有沉降缝9，沉降缝9采用橡胶止水带+聚乙烯低发泡填缝板的形式，沉降缝9正截面缝宽3cm，承台8设缝但无需填塞沉降缝9材料。 [0053] 在每个单元段，采用C40高性能混凝土沿同一方向从一端开始向另一端浇筑，当第一层浇筑完成后，返回起点位置进行第二层浇筑，直至浇筑到设计标高位置；侧墙6浇筑前现场准备4台振捣棒(其中1台跟着下料口进行振捣，2台在后面按照满布的方式进行振捣，一台备用)，当单元段内每层浇筑厚度为0.5m，在振捣上一层时，插入下层中50mm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，在下层混凝土初凝之前进行。使用振捣棒时，振捣棒距离模板10cm，振捣时振捣棒不能紧靠模板振捣，避免碰撞钢筋、预埋件等。 [0054] 因侧墙6高度超过2m，为防止混凝土自落高度过高出现离析，浇筑时采用溜槽或橡胶软管保证混凝土自由落差高度不超过2m，保证主体混凝土浇筑质量。 [0055] 在一可选实施例中，步骤S5中，在每个单元段采用分层的形式进行浇筑，采用“S”型的方式由远至近对每层混凝土进行布料，每层浇筑厚度为0.3m，上下两层混凝土浇筑间隔时间不大于1h。在振捣上一层时，插入下层中50mm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，在下层混凝土初凝之前进行。 [0056] 在另一可选实施例中，在刚构桥内外侧搭设满堂盘扣支架，以在顶板浇筑过程中对顶模进行支撑，或者，为了不影响既有专线4的正常使用，先一次浇注至对应顶模的支撑位置，在侧墙6及刚壁墩7达到指定强度后即可进行顶板浇筑，在刚构桥外侧搭设盘扣支架，在副跨2的列车通道和刚壁墩7内部，分别通过对应其内部的钢模作为顶模，顶模根据实际尺寸进行特制，在纵向投影上顶模形状与列车通道和刚壁墩7内部空间相适配，列车通道和刚壁墩7内壁预埋有预埋螺栓，以通过预埋螺栓在列车通道和刚壁墩7内部设有多个水平分布的工字钢，以此作为顶模的支撑体系，在工字钢通过上方支撑件对顶模进行支撑，支撑件为油缸，可以根据实际需求进行微调。在列车通道和刚壁墩7内壁可以设置对应工字钢的台阶，或者通过固定螺栓连接沿主跨1或副跨2延伸方向分布的分配梁，工字钢对应固定在分配梁上，在刚构桥外部设置对应的模板及端面，形成对应顶板的浇筑成型空间，顶板浇筑后通过抹光机进行收面。 [0057] 在另一可选实施例中，侧墙6或者刚壁墩7内壁的上沿通过浇筑形成肋板，肋板与侧墙6或者刚壁墩7和顶板浇筑为一体，从而提高结构强度。 [0058] 既有铁路上方支架搭设，在轨顶以支架立杆间距为基准，垂直既有线方向均匀铺设I20b工字钢，以“既有铁路——工字钢”作为部分支架的基础，减少了“拆除——恢复线路”此道繁杂工序，有效节省了时间、资金成本。在一可选实施例中，在盘扣支架沿桥向每隔三跨设置一个对应翼缘3的钢管抛撑。盘扣支架架体四周外立面向内的第一跨每层均应设置竖向斜杆，架体整体底层以及顶层均应设置竖向斜杆，并应在架体内部区域每隔1跨由底至顶纵、横向均设置竖向斜杆或采用扣件钢管搭设的剪刀撑。水平剪刀撑采用扣件式钢管设置，可在顶底各设置一层。 [0059] 在待混凝土强度达到40Mpa后拆除盘扣支架，从中部向两端对称拆卸，待混凝土强度达到设计值后拆除模板。 [0060] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

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