一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法，包括以下步骤：在高速公路或铁路两侧路基边坡上，施工设置门字形的锚固桩；在锚固桩顶设置横梁，使横梁与锚固桩固结形成门形框架；在门形框架的预留定位孔内，打入导向钢管到路基对侧；向导向钢管内穿入预应力钢束，形成自锚式预应力门字形棚架架空体系；预制立交框架结构节段，在自锚式预应力架空体系防护范围内顶进节段就位；在立交框架结构周边注浆，立交框架结构形成永久受力结构承受铁路或公路荷载。本发明专利技术的施工方法可实现，下穿既有高速公路或铁路顶进框架立交施工时，不中断运营，不改移道路。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法
本专利技术属于顶进框架立交施工
，特别涉及一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法。
技术介绍
立交顶进施工是道路下穿的常用施工方法，是新设道路下穿既有公路、铁路的常见穿越形式。目前，现有的顶进立交施工方法主要包括：(1)对于高速公路一般采用改移道路形式，先封闭半幅，施工完半幅立交主体后再改移至另外半幅施工，对于深埋立交采用隧道盾构施工方法。(2)对于铁路一般采用架空顶进的施工方法，对于深覆土的立交深埋采用隧道盾构形式，浅覆土的采用加高结构或大开挖的形式消除覆土。道岔区采用封闭或改移线路施工。现有的传统施工方法对于以下工程情况难以解决，不能适用，包括：对于运营高速公路立交施工存在的问题：①高速公路有互通或征地等条件限制，无法实施临时改移道路；且运营部门要求全路幅保通，无法实施半幅封闭。②立交与高速公路埋深不够，无法实施隧道盾构施工。对于运营铁路立交施工存在的问题：①受道路坡度等条件限制，与被交铁路形成浅覆土状态，采用增加结构净高的措施较复杂，对铁路运营安全影响较大。②受实施条件影响，无法采用盾构施工，采用架空顶进放坡开挖深度较深，线路架空范围大，对铁路运营安全影响较大，需减小顶进开挖断面。③多线道岔区，受道岔影响，架空、封闭、改移均难以实施。综上，亟需一种新的自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术的施工方法可实现，下穿既有高速公路或铁路顶进框架立交施工时，不中断运营，不改移道路。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法，包括以下步骤：步骤1，在高速公路或铁路两侧路基边坡上，施工设置门字形的锚固桩；步骤2，破除锚固桩桩头，在锚固桩顶设置横梁，使横梁与锚固桩固结形成门形框架；其中，在门形框架上预埋钢管作为预留定位孔；步骤3，在门形框架的预留定位孔内，打入导向钢管到路基对侧，并与对侧的门形框架连成一体；其中，导向钢管的两端分别与两侧的门形框架横梁固连；步骤4，向导向钢管内穿入预应力钢束，两侧张拉至预设应力，形成预应力门字形棚架架空体系，用于承受上部荷载；步骤5，在预应力门字形棚架外，预制立交框架结构节段；预制完成后，在预应力门字形棚架防护范围内顶进节段就位；步骤6，立交框架结构节段的主体结构节段顶进就位后，在立交框架结构周边注浆，立交框架结构形成永久受力结构承受铁路或公路荷载。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，门字形的锚固桩施工时的次序为，先施工路基顺线路方向两侧锚固桩，再施工路基垂直线路方向两侧锚固桩。本专利技术的进一步改进在于，步骤3中，所述打入导向钢管到路基对侧具体包括：采用水平钻打入导向钢管到路基对侧。本专利技术的进一步改进在于，步骤4中，预应力钢束张拉后，两端拉力由门形框架传导到锚固桩上，由锚固桩承受水平拉力；其中，门字形预应力棚架架空体系用于承受高速公路或铁路车辆活载及路基恒载，满足立交施工时高速公路或铁路行车受力要求及路面的沉降要求。本专利技术的进一步改进在于，步骤5中，顶进节段时，采用一端顶进或双端顶进方式；预制框架立交主体预制一节并整体顶入；或者，分节预制并分段顶入。本专利技术的进一步改进在于，步骤6中还包括：门形框架的自锚体系在路基两侧形成出入口，门形框架自锚体系桩体与立交出入口结构永临结合；将路基两侧门字形的锚固桩，作为立交出入口挡土结构。本专利技术的进一步改进在于，步骤6中，立交框架结构节段的主体结构节段顶进完毕后，在框架立交结构周边环状注浆，用于消除顶进施工开挖后框架立交主体周边空隙，形成稳定的结构体，控制高速公路或铁路路基的工后沉降。本专利技术的进一步改进在于，还包括：根据顶进立交长度和跨度设置中间锚柱，用于增加顶进长度或跨度。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的方法中，利用在高速公路或铁路两侧路基实施门形框架锚固桩，形成门字形预应力防护棚架，框架结构顶进施工在预应力架空体系下施工。门形框架自锚体系在路基两侧形成出入口，门形框架自锚体系桩体与立交出入口结构永临结合作为立交出入口的路基挡土结构。本专利技术能够解决运营高速公路施工中存在的：高速公路有互通立交或征地等条件限制无法实施临时改移道路，且运营部门要求全路幅保通无法实施半幅封闭施工工况；立交与高速公路交叉结构顶埋深不足，无法实施隧道盾构施工工况。本专利技术能够解决运营铁路立交施工存在的：受道路坡度等条件限制，与被交铁路形成有浅覆土状态，受实施条件影响，无法采用盾构施工，采用架空顶进放坡开挖深度较深，线路架空范围大，对铁路运营安全影响较大，需减小顶进开挖断面施工工况；多线道岔区一般架空方案无法实施工况。本专利技术通过出入口与自锚系统的永临结合，节约了工程成本；采用预应力体系的棚架系统，提高了施工人员的安全防护等级，有利于提高既有高速公路或铁路的运营安全，且有效地保证了施工安全。本专利技术通过解决浅覆土下的既有高速公路或铁路线路架空问题，解决了受地形条件限制道路改移问题，浅覆土运营状况下回填压实困难问题，解决了特殊条件下顶进施工的难题。本专利技术采用自锚式预应力架空体系，解决了高速公路有互通立交或征地等条件限制无法实施临时改移道路，且运营部门要求全路幅保通无法实施半幅封闭施工的情况；本专利技术的方法可直接在高速公路路基上施工，无需改移道路或封闭线路。本专利技术采用自锚式预应力架空体系，解决了立交与高速公路埋深不足无法实施隧道盾构施工。本专利技术的方法可解决立交顶覆土埋深不满足盾构机覆土要求的情况，通过在路基层形成预应力门形架空系统来承担公路恒载及活载，人工开挖顶进的方式，在不破坏公路路面有浅覆土的情况下顶进立交，保障了道路的运营通畅。本专利技术采用自锚式预应力架空体系，解决了运营铁路立交施工受道路坡度等条件限制，与被交铁路形成浅覆土状态，受实施条件影响，无法采用盾构施工，采用普通架空顶进放坡开挖深度较深，线路架空范围大，对铁路运营安全影响较大。本专利技术的方法通过在铁路路基层形成预应力门架系统来承担铁路恒载及活载，人工顶进开挖的方式，在有浅覆土的情况下顶进立交，不需形成开挖断面，减小了铁路线路架空范围，立交顶不需回填处理，保障了铁路的运营安全。本专利技术采用自锚式预应力架空体系，解决了运营铁路立交施工在多线道岔区受线路干扰，一般架空方案无法实施的情况，本专利技术的方法通过在铁路路基层形成预应力门架系统来承担铁路恒载及活载，人工顶进开挖的方式穿越道岔区，不需改移或封闭线路，减少了运输干扰，保障了铁路的运营安全。本专利技术采用自锚式预应力架空体系，立交出入口门字形锚固桩与立交出入口挡土墙永临结合，既保证了施工期间出入口作业安全又减少了成本费用。本专利技术采用自锚式预应力架空体系，可一次性在公路或铁路路基下形成支护体系，减少了施工工序，加快了施工进度，节省了施工工期。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，在高速公路或铁路两侧路基边坡上，施工设置门字形的锚固桩(1)；/n步骤2，破除锚固桩(1)桩头，在锚固桩(1)顶设置横梁，使横梁与锚固桩(1)固结形成门形框架(2)；其中，在门形框架(2)上预埋钢管作为预留定位孔(3)；/n步骤3，在门形框架(2)的预留定位孔(3)内，打入导向钢管(4)到路基对侧，并与对侧的门形框架(2)连成一体；其中，导向钢管(4)的两端分别与两侧的门形框架(2)横梁固连；/n步骤4，向导向钢管(4)内穿入预应力钢束，两侧张拉至预设应力，形成预应力门字形棚架架空体系，用于承受上部荷载；/n步骤5，在预应力门字形棚架外，预制立交框架结构节段；预制完成后，在预应力门字形棚架防护范围内顶进节段就位；/n步骤6，立交框架结构节段的主体结构节段顶进就位后，在立交框架结构周边注浆，立交框架结构形成永久受力结构承受铁路或公路荷载。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在高速公路或铁路两侧路基边坡上，施工设置门字形的锚固桩(1)；
步骤2，破除锚固桩(1)桩头，在锚固桩(1)顶设置横梁，使横梁与锚固桩(1)固结形成门形框架(2)；其中，在门形框架(2)上预埋钢管作为预留定位孔(3)；
步骤3，在门形框架(2)的预留定位孔(3)内，打入导向钢管(4)到路基对侧，并与对侧的门形框架(2)连成一体；其中，导向钢管(4)的两端分别与两侧的门形框架(2)横梁固连；
步骤4，向导向钢管(4)内穿入预应力钢束，两侧张拉至预设应力，形成预应力门字形棚架架空体系，用于承受上部荷载；
步骤5，在预应力门字形棚架外，预制立交框架结构节段；预制完成后，在预应力门字形棚架防护范围内顶进节段就位；
步骤6，立交框架结构节段的主体结构节段顶进就位后，在立交框架结构周边注浆，立交框架结构形成永久受力结构承受铁路或公路荷载。


2.根据权利要求1所述的一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法，其特征在于，步骤1中，门字形的锚固桩(1)施工时的次序为，先施工路基顺线路方向两侧锚固桩(1)，再施工路基垂直线路方向两侧锚固桩(1)。


3.根据权利要求1所述的一种基于自锚式预应力架空体系的顶进框架立交施工方法，其特征在于，步骤3中，所述打入导向钢管(4)到路基对侧具体包括：采用水平钻打入导向钢管(4)到路基对侧。

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【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，苏威风，
申请(专利权)人：陕西铭捷交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61