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1、桥涵顶进施工技术一、基坑开挖首先通过现场勘查、 地质勘探、 确定地下水位在无影响或其他因 素制约下，进行基坑开挖。基坑开挖主要是考虑少占地和少拆迁，尽 量缩短顶进长度， 但必须要满足施工的需要； 基坑开挖前首先要确定 工作坑滑板的尺寸，按照工作坑坑底尺寸、标高及原地面高程，算出 原地面放坡范围，放线进行开挖。一般工作坑滑板的尺寸可按下面的公式确定：长度 =桥涵身底板长度 + 顶搞长度 +横梁厚度 + 后背地梁厚度 +0.3m；宽度二桥涵身底宽度+2X方向墩宽度+0.2m。当需要排除地下水和地表水时， 工作坑的尺寸还需计入四周排水 沟及积水井的尺寸。 坑底尺寸按照标准确定后留有施工工作面。 根据
2、 土质的情况，工作坑两侧边坡一般按下面标准确定：土质边坡可为 1：0.751：1.5，靠铁路路基一侧的边坡可缓于 1： 1.5。工作坑顶边距最外侧铁路中心线不得小于 3.2m。基坑开挖时，要做好便道顺坡，待机械开挖至设计底标高 0.3m 时，采用人工挖至滑板底标高，并机械夯实基础。二、滑板施工 基础开挖碎石填筑夯实完成后， 按照设计图纸要求进行底滑板钢 筋、混凝土施工。为了防止顶进时滑板一并被顶走，在滑板内按每2.9m设一道300mmX 300mm钢筋混凝土固梁。或采用滑板钢筋连接后背梁形式，形成整体连接，防止框构顶进时滑板顺同框构一同移动滑板顶面平整度要严格控制， 采用方格网控制高程法， 即
3、在灌注 底板混凝土时，用16钢筋头埋入混凝土内，分成2.5m方格网，按 点抹平控制混凝土表面高程，使表面3m范围内平整度小于3mm （用 3m 直尺量测）。由于桥涵顶进时轨道重量及列车的作用， 扎头的概率远远高于抬 头的概率。所以，在制做滑板时，将滑板做成前高后低的仰坡。根据 土质情况和顶进长度不同，仰坡以设计为 2%o 4%o为宜。滑板隔离层设置： 为防止预制桥涵身时底板混凝土与工作坑滑板 粘连，预制前在滑板上设润滑隔离层。其做法较多，一般由润油剂及 塑料薄膜组成。常用的润滑剂为石蜡掺机油（一般机油用量为 10%25%），气温高时用量酌减。掺入机油的目的是为了增加石蜡与 水泥面的附着力，润滑
4、层的厚度一般为 23m m,石蜡表面再铺洒一 层厚 1mm 的滑石粉，然后在其上铺塑料薄膜一层即成为较好的润滑 隔离层。根据各自的实践经验,也可采用不同形式的润滑层。预制桥涵身时, 底板前端的底部宜设船头坡, 以便在顶进中通过 挖土,调整高低偏差。船头坡尺寸一般为高 5cm 长 80cm。后背制作后背是承受桥涵身顶进时反力的临时结构物。制作原则：（ 1）首先考虑后背能承受桥涵身在顶进的全过程中所出现的最 大顶力,并且有适当的安全储备。(2)在逐次顶进中，应使后背所产生的变形较小，减小顶程损失，提高顶进效率。当后背利用土的抗力承受顶力时， 土体受力后压缩，往往后背变 形较大。当后背依靠结构物与土
5、的摩阻力承受顶力时， 则后背变形较 小。较大的变形不仅造成千斤顶的顶程损失，而且由于反复荷载作用， 会降低后背结构的抵抗能力。但依靠摩阻力为主，承受桥涵身顶力的 后背，往往工作量较大。一般的后背形式见说明表 1后背形式靠土的水 平抗力的L 匕 后冃打桩式用槽钢、钢轨、工字钢、钢板桩等组成的钢桩后背钢筋混凝土桩后背拼装式木枕式后背钢筋混凝土预制块后背靠土体与 结构之间 的摩阻力 的后背重力式引道挡土墙后背堆砌片石后背齿坎式砌体后背后背梁的作用是将千斤顶的顶力均匀地传至后背上，避免受力集 中。后背梁宜与滑板联结，当后背抗力不足时，可在工作坑滑板上填 土压重，使作用于后背梁上的顶力除由后背抵抗外，
6、一部分由滑板上 填土后所增加的摩阻力承担。为了防止顶柱接长后产生向上拱起，或 左右拱出的现象，可在顶柱上填土碾压，一般填土厚度为1.01.5m。传力设备包括顶铁、活动横梁、固定横梁及顶柱等。顶铁一般按照每次千斤顶的出镐量(即顶程)更换，使桥涵身继续顶进。活动横梁：随桥涵身前进并将顶力均匀地传布给顶铁。固定横梁：为顶柱的横向联系梁，主要作用是避免顶柱受压失稳， 同时也可起到使顶力均力分布的作用。顶柱：随着桥涵身向前顶进，必须借助顶柱来传递顶力，将顶力 传给后背。横梁常用工字钢及钢板焊成。顶柱可用钢轨组焊，也可用钢筋混 凝土制作。顶铁和顶柱的规格一般长度为400cm、200cm、100cm、50c
7、m。将其排列组合，以便根据每次顶程，进行更换。横梁易每隔 4.0m设置一道，根据现场顶进长度配置。顶柱（顶铁）必须保持与顶桥轴线直顺一致，与横梁垂直，做到 平、直、顺，并注意做到每两道横梁间的各道顶铁长度一致，否则应 用短顶铁调整。各道顶柱间距应一致。当短顶铁累计长度超过4m时，即换成一根4m长的顶柱，每48m 加设一道横梁，以保持顶柱的稳定。对于涵管顶进施工，铺设导轨是保证工程质量的基础工作，只有 导轨的高程、方向及坡度符合要求，才能保证顶进涵洞方向、坡度、 高程的正确。导轨一般使用钢轨，轨下铺枕木，为保证轨道牢固，枕木下应铺 15cm厚碎石，并灌水泥砂浆固结。两根导轨内距按下式计算（单位以
8、 mm计）：A= J牛一冒 一（h_e式中A两导轨内距；D管节外径；h导轨高；e管节外壁距枕木面距离，一般规定为 20mm。三、框构主体施工按设计图纸要求首先进行底板钢筋布置及混凝土浇筑， 底板钢筋 绑扎时预留框构墙身钢筋， 钢筋搭接长度要符合施工规范； 顶板作业 施工，一般采用满堂支架施工，支架要承受顶板混凝土重力、顶板钢 筋重力、施工荷载及其他外力作用荷载， 按照荷载作用力合理分布脚 手架间距，并设剪刀支撑杆件，防止横向作用力。框构主体施工完毕 后按照设计要求涂刷防水材料。四、线路架设如今我们施工的项目既有正线线路基本为无缝线路， 无缝线路在 钢轨中有很大的温度应力，由于顶桥作业，容易产生
9、胀轨跑道，所以 在无缝线路区段进行桥涵顶进施工前，必须提前与线路维修单位联 系，了解锁定温度和区段长度， 在维修单位配合指导下进行应力放散 和重新锁定。顶桥施工中，线路容易移动，路基容易坍方。为保证行车安全， 在顶进作业前，必须对线路加固，并做好防护及必要的应急措施，同 时要考虑桥身顶进中可能发生的高程变化。线路加固施工流程：抽换枕木T轨束梁铺设T穿设横抬梁T架设 纵梁。1、轨束梁铺设如今正线重轨均为P60钢轨，所以我们一般轨束梁采用P50钢轨, 组合形成为 3-5-3 形式；当位于岔区时，应当单独设计成轨束渐变形 式。其长度每端悬出桥涵身为6.25m。当轨束梁所用轨型与主轨相同 时，易侵入限
10、界，则应在重轨下面增设垫板（ 垫板厚度：制作垫板时 可按铁垫板道钉口位置预设道钉孔或垫板与轨底同宽， 防止打入道钉 时垫板劈裂 ）。轨束梁的端部应安设临时木梭头，以防机车车辆底部 零件挂上轨梁。枕木应与轨束梁箍紧。 （轨束梁示意图 1）2、横抬梁施工在轨束梁下设置 I55C 钢横梁，钢横梁放置在枕木底，以便获得 最大的桥下净空。 在桥身顶进前， 穿入钢横梁直接放在线路下的路基 面上，每穿入一根横抬梁应与轨束梁紧箍， 在线路外的路基上设置支 点带。当开始顶进后，钢横梁一端临时支承在桥涵顶板上，而另一端 仍在路基支点面上。 随着桥涵身的逐步顶进， 列车荷载便通过轨束梁 和钢横梁转移到桥涵身及路基的
11、支点带上。钢横梁的确定：路基开挖前，横梁长度必须能支承在桥涵顶板上， 接近就位时， 横梁能支承在线路外侧固定的地面上为准， 不能因为开 挖而导致路基坍塌。安放工字钢时，应按工务安全规则的要求，在计划的枕木下 掏空，然后将工字钢横梁穿入枕木下挖空的位置就位，再用 U 形螺 栓、扣板与轨束梁连成一体。 （横抬梁示意图 2）。在顶进前先把工字钢穿过全部跨越的线路股道， 一端支承在桥涵 身顶板上， 另一端支承在前方最外一股道外的枕木支点带上， 顶进时 工字钢不动。由于钢横梁与桥涵顶板面支承垫木之间的滑动摩擦阻 力，导致钢横梁沿顶进方向移动，引起线路方向偏移，所以必须在钢 横梁前端安设能承受线路水平推力
12、的支墩（前支撑） ；另一侧是，顶 进过程中， 难免出现高低偏差， 因而改变了横梁与桥涵顶板之间的高 差，所以在钢横梁与顶板之间应有可调整的空隙， 现场应备齐小油顶 以便线路下沉起道，当列车接近时嵌入硬木楔，以便传递压力。3、纵横梁施工这种方法是在上述横抬梁的基础上， 在横抬梁上线路的两侧各加 一组与线路平行的纵梁，纵梁的两端设基础支撑，纵梁与横梁用 U 形螺栓及扣板联成一体。纵梁一般采用 I55C 工字钢 3 片组成，其位 置应保证不侵入线路限界， 两端支撑为混凝土支撑墩、 枕木垛支承（说 明图 4）。? 顶镐数量的确定? 根据设计最大顶力， 可进行顶镐选型和确定顶镐的需要 数量，一般应满足下
13、式的要求：?nKPi Pmax?式中n顶镐台数；?K 顶力利用系数，一般取 0.60.7；?Pi每台顶镐的设计顶力（KN ）;?Pmax-设计最大顶力（KN ）。五、顶进控制措施（ 1）顶进扎头控制措施：桥涵身顶进中，当其重心接近工作坑 滑板前缘附近时，极易向下扎头。涵内出土时应预留桥涵吃土厚度， 预防桥涵扎头。为了防止过大的高程偏差，应加强观测，及时纠正。 如造成过大偏差后欲再纠正，则极为困难。现将桥涵身顶进的外力作近似分析如下：说明图8中P为顶力，P1、P2分别为桥涵身顶部及底部的摩阻 力，PM为土的侧压力产生的摩阻力，E为刃脚阻力，Q为桥涵身自 重，PV为地基反力，刀q为顶部线路、加固材
14、料及列车荷载。在顶 进过程中，各种外力对桥涵身尾部 a点的力矩为：P2、Q、P、刀q产 生b点向下转的力矩；PV、PM、E、P1产生使b点向上转的力矩。 上述各种外力的大小及其距a点的远近，将直接影响顶进中力矩的平 衡。如加大刃脚阻力及底板下土的反力， 减小线路及加固材料对桥涵 身前部的压力将是有效阻止桥涵身扎头的主要措施。 所以顶进中， 刃 脚上部欠挖吃土顶进， 底板前端利用船头坡压土顶进， 打松工字钢横 梁与顶板间的抄手木楔以减少桥涵身前端的压力等均为常用的减少 扎头的方法。当出现扎头时，应边顶进边调整。当地基较松软时，还 可以采用片石、碎石和混凝土板等填铺在桥涵身前端，铺平夯实，上 铺铁
15、板以增加其承载力，减少扎头。当出现抬头现象，则应以相反的 方法予以调整。e-f桥身重心下工作坑煤極桥身在路基中(2)防止线路横移的措施当桥涵跨度较大且涵顶无覆盖土时， 为防止线路的横移，可采取 如下措施： 减小钢横梁与顶板间的摩擦力在顶板面涂以柴油、石蜡，成为光滑的滑移面，可减少摩擦力。近几年，北京铁路局在线路加固时，利用高度约10cm、可调整方向的走形小车，置于工字钢与顶板之间，变滑动为滚动，摩擦力大 大减少，取得了很好的效果。 设置前支顶、卷扬机等措施阻止线路横移在桥涵身顶进的前方设置板桩地锚， 用圆木、方木或工字钢将横 梁顶在板桩地锚上，可有效地防止线路横移。必要时还可以用千斤顶 以板桩地锚作后背将线路进行调整。当穿越线路股道较少时，也可在工作坑两侧设置地锚，利用卷扬 机和滑车组调整线路方向。六、顶进方法(1)整体顶进法于路基的一侧设置工作坑，在工作坑的滑板上预制整体桥涵身,借助事先修筑的后背，利用高压油泵带动千斤顶，连续将桥涵身顶进就位(图6)其特点是：桥涵身一次预制完成，整体顶进。但所需的顶进设备及施工机具较多，而且还需要一个强大的后背来承受推力。 由于整体顶进可连续完成，施工期短，对运输干扰时间短，故目前被广泛采用。试顶与顶进顶进的实施是整个工程的关键环节，因此开顶前应该
