穿有铁路设计与研究范文

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《北方交通》2014年第五期

1工程场地地质概况

勘探深度内钻孔揭露地层为第四系全新统冲洪积物(al+plQ4)，地层结构为粘、砂双层结构，现自上而下分别为壤土、砂壤土、细砂、中砂等，勘探期间未见地下水及地表水。设计框架桥基底位于砂壤土层上，地基基本承载力为115kPa。

2框架桥设计原则

(1)框架桥孔径及高度确定框架桥设计时考虑了对管道日常检查及简单维修，管道外边缘至防护涵距离应≥1.0m。防护涵高度需按照保证线路加固要求及管道耕作覆土要求来确定。(2)框架桥长度确定框架桥长度以两侧的检查井出铁路运输安全保护区(安保区按15m计)为原则，并不得占用铁路桥梁、路基检查维修通道位置。(3)穿越位置的确定穿越铁路路基段宜正交，斜交时交角不得小于45°，并应尽量避开铁路电气化接触网杆，信号机等设备。(4)下穿京广铁路框架桥与下穿107国道顶管的对接下穿107国道顶管需伸入框架桥30cm，顶管距离框架桥顶部距离≥15cm，距离框架桥底部距离≥30cm;京广铁路和107国道如有明显的路基边坡，框架桥与顶管应以两路基边坡中线分界。根据河北省交通规划设计院提供的下穿107国道顶管资料:输水管管中心标高67.99m，钢管外径1620mm，套管外径为2400mm，套管净距为4.0m，按平坡设计。

3框架桥设计

3.1顶进框架桥设计根据输水管道资料、铁路状况、地形、地物等条件，下穿京广铁路框架桥采用两孔连体式框架结构，结构设计情况如表1所示。顶进框架桥主体前端刃角长4.5m。框架桥顶进到位后将刃角边墙及底板按主体结构补齐，两侧接现浇框架桥，设计情况如表2所示。框架桥顶板加腋均采用0.9m×0.3m，底板加腋均采用0.2m×0.2m(以上尺寸均为正截面尺寸)。顶进框架桥与现浇框架桥成桥后结构布置图如图2所示。

3.2工作坑及后背设计根据现场条件，穿越京广铁路路基段框架桥采用顶进法施工，工作坑设在铁路西侧，由西向东顶进。两侧框架桥采用大基坑开挖现浇施工，靠近107国道侧采用支护桩支护垂直开挖的形式。其余两侧采用放坡开挖，两侧边坡为1∶1，坡面采用挂网喷C25混凝土、钢筋网(Φ8，25cm×25cm)、Φ22砂浆锚杆(L=2.5m，间距1.2m×1.2m)防护。框架顶进质量1362.6t，最大顶力2300t，顶进行程42.1m。工作坑坡顶与铁路路基坡脚间设置5m平台，工作坑坡顶距离京广铁路上行线中心线间的距离为15.6m，框架桥在滑板上预制，混凝土达到设计强度后开始顶进。工作坑后背采用45b工字钢桩加钢筋混凝土后背梁的形式。

4设计中的技术难点

(1)合理的孔跨布置，方便与下穿107国道顶管对接①框架桥设计需满足对管道日常检查及简单维修，管道外边缘至防护涵距离应≥1.0m。②由于下穿107国道顶管，采用两孔分离式结构，套管外径为2400mm，套管净距为4.0m，覆土深度为3.54m。下穿107国道顶管需伸入框架桥30cm，顶管距离框架桥顶部距离≥15cm，距离框架桥底部距离≥30cm。为满足以上两个方面的要求，框架桥采用2－5.0m的连体结构形式。(2)合理的结构组合形式，降低工程造价京广铁路路基填方高度约1.5m，铁路东侧为107国道，铁路西侧为农田耕地，为满足农田耕作覆土要求(≥1.5m)，穿越京广铁路路基段采用顶进框架桥，铁路路基两侧采用现浇框架桥。顶进框架桥和现浇框架桥之间设3cm沉降缝，缝内设止水带，顶进段高出现浇段部分采用30cm厚钢筋混凝土封堵板进行封堵。采用顶进框架桥与现浇框架桥组合的结构形式，即可以满足耕作覆土要求及输水管道标高要求，又可以降低工程造价;同时顶进段高出现浇段部分采用30cm厚钢筋混凝土封堵板进行封堵，又可以保证整体结构的封闭性。(3)合理的防护措施，保证铁路及公路安全京广铁路东侧路基坡脚外7.5m为107国道路基坡脚，该处现浇段施工时如果采用放坡开挖会影响到京广铁路及107国道路基的稳定性。设计时靠近京广铁路路基侧利用既有路基防护桩，靠近107国道采用桩径为1.25m、桩长为13m的支护桩对107国道路基进行防护，其余两侧采用放坡开挖，坡面采用挂网喷C25混凝土、钢筋网(Φ8，25cm×25cm)、Φ22砂浆锚杆(L=2.5m，间距1.2m×1.2m)防护。通过选用以上防护措施，既保证京广铁路路基的稳定性，又不会影响107国道的安全。

5结论

石家庄市南水北调配套工程正定－无极－深泽输水管道穿越京广铁路工程，框架桥设计时需考虑管道日常检查及简单维修、线路加固、农田耕作覆土等要求，并且由于京广铁路与107国道相距较近，框架桥设计还需考虑与下穿107国道顶管进行对接及框架桥施工时对107国道路基的防护。设计中影响因素较多，技术难度较高。通过选择合理孔跨布置、既有线路加固方法、工作坑支护措施，以达到预期目的，并为以后类似穿越工程提供借鉴。

作者：马士让单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司