隧道下穿既有线采用d型施工便梁进行线路加固施工技术

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1、隧道下穿既有线采用D型施工便梁进行线路加固施工技术　　摘要：本文介绍了下穿既有铁路的隧道由暗挖改明挖方案的选定，及采用D型施工便梁进行线路加固的施工方法，并对线路加固的承载关键结构进行了受力检算，确保了行车及施工的安全。为今后类似工程施工提供借鉴作用。　　关键词：既有线线路加固D型施工便梁受力检算施工技术　　中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：　　1工程概况　　中缅石油QAL072～QAL073管道穿越广大铁路隧道工程位于楚雄州南华县，与铁路相交里程为K76+650，交角为90°。隧道穿越路基长度为40m，

2、隧道孔径5m。　　广大铁路为单股道，砼枕，50kg/m钢轨，有缝线路。单线非电气化铁路，位于R=400m的圆曲线上。此段铁路为高路基段，路基高4.5m。　　场区内主要地层岩性从上至下为第四系粉质黏土、细砂、卵石及白垩系砂岩。　　2总体施工方案比选　　原设计采取暗挖法施工隧道，施工前项目部对隧道暗挖方案进行了评估，认为暗挖法施工存在两大风险：　　1）工期风险：暗挖法施工总工期需要77天，且施工期间正值春运，需停工40天，则相当于总工期为117天，大大超过业主105天的工期要求。　　2）塌方风险：隧道开挖断面跨度为5.

3、8m，但埋深仅6.36m，为浅埋隧道，上部土体不能形成自然平衡拱。且场区内主要地层岩性差，上部为松散土层，下部为节理发育，围岩破碎强风化砂岩层，暗挖时支护困难，在施工的扰动下，极易出现塌方，危及铁路行车安全。　　现对隧道暗挖和明挖的经济性及工期进行了比较，见表1和表2：　　表1两种方案费用比较表　　　　　　表2两种方案工期比较表　　　　　　由表1和表2可以看出明挖法的施工成本不仅比暗挖法施工成本低52.5万元且工期节省17天，能够满足工期要求。经综合分析可见明挖法施工为最佳方案。　　3线路加固方案　　采取明挖法施工

4、时，基坑两侧坡面按1：0.75放坡，则需要架空的线路长度为22m。如果按常规使用工字钢作纵梁的线路加固方法，难以承受如此大跨度的列车荷载。经过几次分析计算，最终线路加固主跨采用D型施工便梁，副跨采用工字钢作纵梁，具体设计参数如下：　　根据跨度，选择D24型低高度施工便梁做主跨纵梁，因线路位于R=400m的圆曲线上，进一步选择曲线、单线、丁式、最低位型号的施工便梁。副跨采用I56a工字钢作纵梁，三根一组，单层布设，每1m设一根φ25mmU形螺栓将纵梁拼装成束。　　横抬梁为单根长6m的I45a工字钢，横抬梁间距为1m。

5、用φ25mmU形螺栓将纵梁与横梁联接为整体，横梁与纵梁间隙以杂木板垫实。在与轨底接触的横抬梁面设置绝缘胶垫，使横抬梁与线路轨道保持绝缘，以防止出现“红光带”。吊轨采用P43轨3-3-3-3组合，1-2扣加固。吊轨梁与横抬梁、木枕采用φ22mmU型螺栓连接成整体。线路每隔1根枕木安装一根绝缘轨距杆，以保持轨距。纵横梁联接完毕后对道床进行回填道碴至满槽。　　主跨采用φ1.5m人工挖孔桩作支墩，孔桩桩长12m，桩底嵌入岩石内。副跨外侧支墩采用1m（高）×1.5m（宽）×1.5m（长）的C25砼方墩作为支点。　　施工期间，

6、列车按限速为45km/h行驶，慢行点内按规定设置各种作业牌。并派专人24小时进行防护，每经过一趟列车均要进行线路的方向及轨距、水平的检查。　　线路加固结构见图1、2所示。　　　　　　图1线路加固立面及平面布置示意图　　　　　　图2线路加固横断面图　　4线路加固承载结构受力检算　　4.1检算荷载取值　　列车竖向静活荷采用铁路标准荷载，即“中-活载”。标准活载的计算图式见图1。荷载冲击系数取1+μ。　　　　　　图3中―活载图　　4.2D24型施工便梁强度检算　　D型施工便梁为铁道部认可的，长期使用的制式施工便梁，在规定

7、的使用条件下，完全能够满足承载要求，故本文不再对其进行承载力的检算。　　4.3横抬梁I45a工字钢检算　　I45a工字钢力学参数：W=1430cm3，重量=80.42kg/m，E=210GPa，I=32240cm4，[б]=170MPa，容许最大挠度fmax＜L/400。横抬梁跨度为4.46m。　　当列车机车轮轴运行至副跨时，横抬梁承受最大荷载，为最不利情况，此时按列机车单个轴重220KN对由2根横抬梁来承载，考虑列车的冲击力(列车限速45km/h)时，活载冲击系数：1+μ=1+28/(40+10)×0.75×45

8、/60=1.32。　　则单根横抬梁承受的荷载P=220×1.32/2=145.2KN。横抬梁检算图如图4所示。　　　　　　图4横抬梁荷载图　　1）强度验算　　Mmax=72.6×1.5125m=1.1×105N?m　　σmax=Mmax/W=1.1×105/(1430×10-6)=76.9MPa＜[σ]=170MPa　　2）挠度验算　　f=[Pa/（6EIL