[发明专利]一种变坡顶进预制框架桥涵体外索预应力加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预制框架加固方法，特别是涉及一种变坡顶进预制框架 桥涵体外索预应力加固方法。

背景技术

对于高排涵工程下穿铁路，施工方案采用在铁路路基外侧工作坑内预 制，然后架空铁路按设计顶进就位。

预制框架主体在线外预制完成后，发现上游已建排水涵实际标高与设计 不符--上游流水面标高低于涉铁新建涵洞的设计流水面标高，导致预制框架 涵按设计建成后无法排水。为解决涵洞排水问题，需要对涉铁段涵洞设计标 高进行降低处理，经计算，标高下降达65cm。由于预制框架已按原设计标高 预制完成，预制框架预制段顶进滑道已按原设计标高形成，经过多次优化方 案比选后采取顶进滑道边坡处理的施工方案。即在预制框架顶进过程中，对 顶进滑道进行降坡处理，如图1所示。

顶进过程模拟分析如下：

一般情况下，预制框架顶进滑道与预制框架设计就位处底面处于同一坡 度平面上，即设计预制框架标高已确定，施工单位再根据设计预制框架标高 确定顶进工作坑及滑道标高。而在工作坑、滑道标高确定且预制框架预制完 成后再大幅度降低设计就位标高的情况基本没有出现过，需要对顶进滑道进 行调整，造成顶进滑道不是在一个坡度上，而是一个变坡滑道，而在变坡滑 道上进行预制框架桥涵顶进最大的问题就是预制框架悬空导致的应力可能 会对预制框架造成破坏，具体如下：

1、初始状态：参见图2，预制框架已按原设计标高及坡度预制完毕， 预制完毕后发现上游标高比原设计标高低，需要对降低设计标高，降低高度 0.65m。预制框架预制工作坑滑道与变更后设计预制框架滑道间采用斜坡顺 接，顶进滑道是变坡滑道。

2、顶进开始：参见图3，①预制框架前端呈悬空状态，随着预制框架前 移，预制框架与滑道接触面越来越小，滑道承受着来自于预制框架自重的单 位面积荷载越来越大，荷载越来越集中，容易对滑道结构会造成破坏，需要 对顶进滑道进行加固；②预制框架前段处于悬空状态，在悬空段重力作用下， 相当于预制框架上施加了一个可变扭矩，以预制框架“上变坡点”为支点顺 时针方向扭动趋势，以致预制框架顶部及底部顶面均出现拉应力，可能导致 已预制框架的破坏。

3、按图3顶进到两端重量相等时，即平衡临界状态时，参见图4，预制 框架发生翻转进入斜坡道：①此时预制框架承受来自两端且大小相等、方向 相反的扭矩作用，此时预制框架拉应力最大，按最不利荷载控制；②预制框 架于边坡点处翻转后，后端预制框架抬起，顶进油顶与预制框架成一夹角， 需要对顶进设备进行重新调整和布置；③当预制框架翻转后，预制框架在斜 坡滑道上不仅对滑道一个垂直的压力，还对滑道产生一个沿斜坡方向的推 力，可能对斜坡滑道产生破坏，需要对斜坡滑道进行加固；④预制框架以上 变坡点为支点进行翻转，预制框架整个重量压在上变坡点处，极易引起上变 坡点处滑道的破坏，需要对上变坡点进行技术加固处理。

4、参见图5，预制框架全部位于斜坡道：①预制框架不受弯矩的作用， 整个斜坡滑道除了承受垂直的压力，还需承受预制框架对滑道产生一个沿斜 坡方向的推力，从而对斜坡滑道产生破坏，需要对斜坡滑道进行加固；②传 力杆件需要经由变坡点作用在预制框架上，为保证顶进作用力满足要求，需 对传力杆件做相应的技术处理。

5、参见图6，预制框架接近下变坡点：需要阻止预制框架下滑趋势，除 了依靠下滑道阻力，还需要采取抬头措施，使之沿下滑道前进。

6、参见图7，预制框架经过下变坡点：①预制框架一端作用在下滑道上， 一端作用在斜坡道上，分别在下滑道、斜坡道上形成集中荷载力，极易对滑 道进行破坏，也容易对预制框架提造成损坏；②下变坡点处悬空，在重力作 用下，预制框架底板底部及顶板底面易形成拉应力而对预制框架造成破坏。

7、参见图8，预制框架进入下滑道：预制框架及滑道受力正常，传力杆 件比较长，且需要经过上、下两个变坡点，要确保顶进过程中传力杆件的稳 定和正常工作。

传统顶进结构体系，一般由后背1、油顶2、传力杆件3等组成，对于 单一坡度滑道上的顶进，施工，采用如图9结构体系。当顶进滑道为变坡滑 道时，如图10示，当预制框架4经过上变坡点时(如图3和图4)，预制框 架4发生旋转，后端翘起，传力杆件3方向不平行于预制框架桥涵轴线，以 致传力杆件不能将油顶顶力很好传递到预制框架桥涵端部，甚至可能还导致 传力杆件失去稳定性，无法继续进行预制框架顶进施工。