1、某大型铁路框架桥顶进施工 1 工程概况 某框架桥为 4孔连续框架桥，框架结构跨度构成为 17.5m+20m+20m+17.5m，桥总 高 7.9m，顶板厚度为 1.2m，底板厚度为 1.3m，边、中墙厚度分别为 1.3m、1.2m，结 构净高 5.4m。框架垂直于桥体中线宽度 81.2m，顺线路中心线方向长度为 82.384m， 桥体全长为 33.273m。框架顶板面积 27018m 3，混凝土 7385m3。 2 混凝土施工方案 主体混凝土方量 7200m3。混凝土分两阶段进行浇筑，分别为主体底板及顶进三角 块(方量 3200m3)、墙身顶板及悬臂板尾墙等(方量 4000m3)。本桥横向跨度
2、大，达到 81.2m，纵向长度为 26.98733.273m，为大体积混凝土施工。 2.1 底板混凝土浇筑 采用 4台泵车，每孔配备 1台泵车，桥体底板厚度为 1.3m，混凝土浇筑时采用斜 向分层的方式进行施工。斜向分层时保证混凝土的 流动面不超过 5m，厚度不超过 300mm一层。混凝土浇筑方向如图 1所示。 2.2 墙身、顶板混凝土浇筑 首先采用 3台泵车浇筑边墙及正中墙 3道墙体，浇筑完成后增加 1台泵车，即每 2台泵车负责 2孔桥体，分别自两侧墙体及中间墙体向两侧中墙处浇筑。在混凝土浇 筑之前进行计算两侧混凝土浇筑到什么位置、什么时间开始进行两侧中墙的混凝土浇 筑？当两侧中墙混凝土浇筑
3、完成后，桥体顶板混凝土恰好浇筑到此位置，混凝土在两 侧中墙处合龙。 图 1 底板混凝土浇筑示意(单位：mm) 2.3 混凝土质量控制 (1)混凝土配合比 为保证混凝土的外观质量，在施工准备阶段，与搅拌站共同根据不同的水泥以及 不同的配合比制作试验墙，根据试验情况确定配合比。 (2)混凝土坍落度 混凝土坍落度严格控制在 140160mm 之内。 3 预力分析及顶进设备布置 本桥为斜交桥，斜交角度为 801626，桥体自重大。另外本桥横向跨度大， 横向跨度与纵向长度的比值约为 31，桥体宽长比大，顶进纠偏困难较大。在顶进施 工前，进行顶进受力分析，并根据受力分析的结果合理确定顶进设备的布置方式。
4、3.1 所有顶进框架的重量 本工程主体结构、顶进三角块、人行道悬臂板及刃角支座墙、桥顶防水保护层混 凝土方量为 6511.4m3+344.1m3+364.6m3+165.1m37385.2m 3，根据相关规范计算，所有 顶进框架的重量为 19201.52t。 3.2 桥体最大顶力计算 顶进桥涵的顶力，应根据顶进长度、土的性质、地下水情况、桥涵外形及施工方 法等因素按下式计算： PKN 1 1+（N 1+N2） 1+2E 3+RA 式中： N1桥上荷载，N 1既有线设备重量+加固荷载15t/m； 1桥涵顶面与顶上荷载的摩擦系数，取 10.3； N2一桥涵自重，N 219201.52t； 2一桥涵
5、底板与基底土的摩擦系数，取 2=0.8； E一桥体两侧土压力，经计算 E598.8t； 3一侧面摩擦系数，一般取 0.70.8，取 30.8； R一钢刃角正面阻力，对于黏土，取 R550kPa； A一钢刃角正面积，按照设计资料计算可得 A=58m2； K系数，采用 1.2。 经计算，P25120.4t。 3.3 顶进设备布置 假设顶进施工时，每侧三角块的顶力集中在三角块的中心线(平行于桥体中心线)， 本桥为斜交桥正向顶进，两侧土体侧压力均垂直于桥体顶进方向，即桥体中心线。假 定桥体转动点为桥主体底板形心，如图 3所示。 图 3 桥体顶力计算简图(单位：mm) 假设两侧土体摩擦力、顶底板摩擦力均
6、相互抵消。 MFl19.5F219.5E2xE1(13.472x) 其中，Fl、F2 为桥体两侧顶力，则形心 O处的力矩 M(以顺时针为正)x 的取值范 围 7.343m至 17.244m。 桥体顶进需要控制的就是使 M0，这样就可以保证桥体的中心线按照预定要求进 行顶进。 3.4 实 际 顶 进 施 工 时 ， 项 力 的 情 况 及 纠 偏 的 效 果 本桥启动时顶力为 12600t，桥体前端没出滑板前，正常顶力为 950012000t，为 自重的当桥体全部人土时，为顶力最大情况，此时 E1=E2=598.8t，x=7.343m，要使 M=0，有 F119.5-F219.5-598.87.
7、343-598.8(13.4727.343)=0 解得 FlF2413.7t 由于最大顶力 P=25120.4t， 即 F1+F2=25120.4t。 经计算可得，F112767.1t，F212353.4t。 本工程顶进设备假定全部采用顶力为 500t的顶镐，使用顶力按照 60计算，即 使用顶力为 300t，按照以上计算出的顶力，则需要配制顶镐数量： 左侧 N112767.130043(台)； 右侧 N212353.430042(台)。 实际施工中左侧顶进三角块配 26台 500t、20 台 320t顶镐，右侧顶进三角块配 24台 500t、20 台 320t顶镐。对于 500t顶镐，每一台顶
8、镐对应一道顶铁， 320t顶镐 每 5台设置 4道顶铁。 500t、320t 顶镐的使用顶力可达 300t、250t，可供最大顶力为 300t50+250t4025000t。顶进设备布置如图 4所示。 0.50.6 倍。进入路基之后的正常顶力范围在 950019400t 之间，就位前最大 顶力为 24600t，此时底板右侧及右侧刃角全部吃土， 因此顶力较大，但未超出设计最大顶力。顶进就位后，高程偏差最高偏高 3l mm， 最底偏低 19mm，平均比设计高 15mm；中心线前端左偏 1，后端左偏 2mm。 4 结语 该框架桥顶面积为 2701.8m2，一次混凝土浇筑量达 4200m3，采用机械设备多，桥 体顶进时采用的顶进设备多，顶进设备配置复杂。本工程的成功经验可为以后的大型 框架式桥施工提供借鉴。
