一種頂進地道橋的組合式框架鋼構的製作方法
2023-06-02 17:57:21 3
專利名稱：一種頂進地道橋的組合式框架鋼構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種掘進鐵路或者公路路基地道橋的設備法，特別是一種頂進地道橋的組合式框架鋼構。
背景技術：
隨著國內鐵路的頻繁提速，有大量的平交道口需要改建成立交的形式，並較多地採用下穿立交的方式，為不中斷行車，多採用頂進法施工；即將預製的矩形混凝土地道橋或涵洞管頂進並穿過現有鐵路或者公路的路基，以便於汽車、行人、管道、纜線立交穿越。施工中，預製的矩形混凝土地道橋向路基的泥土層頂進時，需要不停地將泥土挖出才能繼續頂進；為了維持上層鐵路或公路的運營，傳統的施工中方法是採用工字鋼、便梁等加固措施或者限速運行，這種費力費時的加固方法已不能滿足不斷提速的高速鐵路和高速公路運營的要求。後期，用於掘進地道橋的盾構技術以其安全、高效在得到越來越廣泛應用，但是現有盾構是焊接成一體的，一種規格的盾構只能應用於與其設計斷面相適應的地道橋施工，沒有通用性；掘進不同斷面的地道橋需要設計加工新的盾構，增加了施工成本。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種頂進地道橋的組合式框架鋼構，通過組裝能適用於頂進不同斷面的地道橋或涵洞。本實用新型的技術方案是一種頂進地道橋的組合式框架鋼構，框架鋼構位於被液壓千斤頂頂進的四方形鋼筋混凝土地道橋的前端；直立的長方形豎框架依靠位於頂部的縱向上託梁和橫向頂橫梁、間隔梁以及位於底部的縱向下託梁和橫向底橫梁，通過螺栓緊固連接，組合成整體的四方形主框構；所述直立的長方形豎框架為2-12個外形尺寸相同、 側面互相平行、前端上部向前傾斜、後端與所述四方形鋼筋混凝土地道橋的前端貼靠、間距均布的鋼框；在所述整體的四方形主框構的頂面及兩側面裝有檔土鋼板，在整體的四方形主框構向前傾斜的前端上部、橫向頂橫梁的前面安裝一排互相緊靠、能滑移的子框構；子框構為小長方形鋼框，前端設有齒板，小長方形鋼框內腔緊固安裝並列的兩個頂推油缸，頂推油缸的活塞杆頂住橫向頂橫梁。採用一種頂進地道橋的組合式框架鋼構頂進地道橋的方法，其步驟為[1]根據地道橋的設計尺寸選擇標準規格的長方形豎框架、上託梁、頂橫梁、間隔梁、下託梁和底橫梁，根據地道橋的寬度及上層的負載選定長方形豎框架數量和間距，在地道橋一側預先挖好的露天地溝中用螺栓組合安裝四方形主框構；四方形主框構後端面的外形尺寸與四方形鋼筋混凝土地道橋及地道橋的周邊尺寸相同。[2]在整體的四方形主框構的頂面及兩側面裝有檔土鋼板，在整體的四方形主框構向前傾斜的前端上部、橫向頂橫梁的前面安裝一排互相緊靠、能滑移的子框構。[3]整體的四方形主框構的後端與四方形鋼筋混凝土地道橋的前端沿地道橋的中軸線對接，在四方形鋼筋混凝土地道橋的後端安裝液壓千斤頂及配套的油路系統。[0009][4]在四方形鋼筋混凝土地道橋的頂面安放減阻鋼板，減阻鋼板的前端通過鋼索與子框構連接，減阻鋼板的後端依靠鋼索與反拉調節油缸連接；安裝調節油缸及子框構的頂推油缸配套的油路系統。減阻鋼板可以變混凝土與土體的摩阻力為鋼板與土體之間的摩阻力，減小頂進時的阻力以及對土體的擾動；減阻板前端設置於子框構上，隨子框構間隔頂進而前進。減阻板後部連接在固定於框架橋後部的反拉系統千斤頂上，在框構整體頂進前移時，若發生框架帶動土體產生沿既有線路橫向的移動時，則啟動反拉調節油缸將減阻鋼板反向同速率拉回，以保證框架橋頂進而土體不被擾動。[5]啟動四方形鋼筋混凝土地道橋後端的液壓千斤頂，頂推組合式框架鋼構，使子框構的齒板插入地道橋的開挖面，在子框構的掩護下挖掘和運出開挖面的部分泥土 ；隨著開挖面的推進及未掩護面積的擴大，間隔地啟動子框構的頂推油缸，即只有不緊靠的一半的子框構齒板先插入開挖面，隨後再頂推另一半的子框構齒板；在推進後的子框構的掩護下挖掘和運出開挖面的部分泥土，再啟動液壓千斤頂，頂推四方形鋼筋混凝土地道橋和組合式框架鋼構，同時收攏子框構的頂推油缸。在每次循環頂進四方形主框構之前，首先間隔地頂進子框構，可降低頂進時對土體的擾動，並減小頂進時與原土體上部的縱向摩阻力，從而保持既有線路的線形。重複上述作業循環，連續整體推進組合式框架鋼構和四方形鋼筋混凝土地道橋，在推進後的子框構的掩護下不斷地挖掘和運出開挖面的泥土。[6]四方形鋼筋混凝土地道橋被頂到設計位置後，將前端的組合式框架鋼構拆除， 完成地道橋的頂進施工。本實用新型的有益效果是1、設置於框架橋前端的組合式框架鋼構支撐側面及頂部傳來的土壓力及車輛荷載，主框構前端上部向前傾斜以及位於其上的子框構形成開挖面的超前支護，使開挖面形成一個穩定邊坡；在組合式框架鋼構支撐和掩護下挖掘和運出開挖面的部分泥土，確保土壓平衡、開挖面穩定、作業安全，可減小或取消對運輸線路的速度限制，大大降低對交通運輸的影響。2、組合式框架鋼構具有通用性，能組裝成適用於頂進不同斷面的地道橋或涵洞， 重複使用可大大節約鋼材和施工成本。
圖1是組合式框架鋼構的結構示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的左視圖。圖4是子框構的結構示意圖。圖5是圖4的俯視圖。圖6是頂進組合式框架鋼構和地道橋的施工示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。實施例1如附圖1-5所示一種頂進地道橋的組合式框架鋼構，框架鋼構位於被液壓千斤頂頂進的四方形鋼筋混凝土地道橋的前端；直立的長方形豎框架1依靠位於頂部的縱向上託梁2和橫向頂橫梁3、間隔梁6以及位於底部的縱向下託梁7和橫向底橫梁8，通過螺栓緊固連接，組合成整體的四方形主框構；所述直立的長方形豎框架1為六個外形尺寸相同、側面互相平行、前端上部向前傾斜、後端與所述四方形鋼筋混凝土地道橋11的前端貼靠、間距均布的鋼框；在所述整體的四方形主框構的頂面及兩側面裝有檔土鋼板4，在整體的四方形主框構向前傾斜的前端上部、橫向頂橫梁3的前面安裝一排互相緊靠、能滑移的子框構5 ；子框構5為小長方形鋼框，前端設有齒板9，小長方形鋼框內腔緊固安裝並列的兩個頂推油缸10，頂推油缸10的活塞杆頂住橫向頂橫梁3。實施例2如附圖1-6所示採用一種頂進地道橋的組合式框架鋼構頂進地道橋的方法，其步驟為[1]根據地道橋的設計尺寸選擇標準規格的長方形豎框架1、上託梁2、頂橫梁3、 間隔梁6、下託梁7和底橫梁8，根據地道橋的寬度及上層的負載選定長方形豎框架1數量和間距，在地道橋一側預先挖好的露天地溝中用螺栓組合安裝四方形主框構；四方形主框構後端面的外形尺寸與四方形鋼筋混凝土地道橋11及地道橋的周邊尺寸相同。[2]在整體的四方形主框構的頂面及兩側面裝有檔土鋼板4，在整體的四方形主框構向前傾斜的前端上部、橫向頂橫梁3的前面安裝一排互相緊靠、能滑移的子框構5。[3]整體的四方形主框構的後端與四方形鋼筋混凝土地道橋11的前端沿地道橋的中軸線對接，在四方形鋼筋混凝土地道橋11的後端安裝液壓千斤頂12及配套的油路系統。[4]在四方形鋼筋混凝土地道橋11的頂面安放減阻鋼板，減阻鋼板的前端通過鋼索與子框構5連接，減阻鋼板的後端依靠鋼索與調節油缸連接；安裝調節油缸及子框構的頂推油缸10配套的油路系統。減阻鋼板可以變混凝土與土體的摩阻力為鋼板與土體之間的摩阻力，減小頂進時的阻力以及對土體的擾動；減阻板前端設置於子框構上，隨子框構間隔頂進而前進。減阻板後部連接在固定於框架橋後部的反拉系統千斤頂上，在框構整體頂進前移時，若發生框架帶動土體產生沿既有線路橫向的移動時，則啟動反拉調節油缸將減阻鋼板反向同速率拉回，以保證框架橋頂進而土體不被擾動。[5]啟動四方形鋼筋混凝土地道橋11後端的液壓千斤頂12，頂推組合式框架鋼構，使子框構的齒板9插入地道橋的開挖面13，在子框構5的掩護下挖掘和運出開挖面13 的部分泥土 ；隨著開挖面13的推進及未掩護面積的擴大，間隔地啟動子框構的頂推油缸 10，即只有不緊靠的一半的子框構齒板9先插入開挖面13，隨後再頂推另一半的子框構齒板9 ；在推進後的子框構5的掩護下挖掘和運出開挖面13的部分泥土，再啟動液壓千斤頂 12，頂推四方形鋼筋混凝土地道橋11和組合式框架鋼構，同時收攏子框構的頂推油缸10。 在每次循環頂進四方形主框構之前，首先間隔地頂進子框構，可降低頂進時對土體的擾動， 並減小頂進時與原土體上部的縱向摩阻力，從而保持既有線路的線形。重複上述作業循環， 連續整體推進組合式框架鋼構和四方形鋼筋混凝土地道橋11，在推進後的子框構5的掩護下不斷地挖掘和運出開挖面13的泥土。[6]四方形鋼筋混凝土地道橋11被頂到設計位置後，將前端的組合式框架鋼構拆除，完成地道橋的頂進施工。
權利要求1. 一種頂進地道橋的組合式框架鋼構，框架鋼構位於被液壓千斤頂頂進的四方形鋼筋混凝土地道橋的前端，其特徵在於直立的長方形豎框架(1)依靠位於頂部的縱向上託梁 ⑵和橫向頂橫梁(3)、間隔梁(6)以及位於底部的縱向下託梁(7)和橫向底橫梁(8)，通過螺栓緊固連接，組合成整體的四方形主框構；所述直立的長方形豎框架(1)為2-12個外形尺寸相同、側面互相平行、前端上部向前傾斜、後端與所述四方形鋼筋混凝土地道橋(11) 的前端貼靠、間距均布的鋼框；在所述整體的四方形主框構的頂面及兩側面裝有檔土鋼板 G)，在整體的四方形主框構向前傾斜的前端上部、橫向頂橫梁(3)的前面安裝一排互相緊靠、能滑移的子框構(5)；子框構(5)為小長方形鋼框，前端設有齒板(9)，小長方形鋼框內腔緊固安裝並列的兩個頂推油缸(10)，頂推油缸(10)的活塞杆頂住橫向頂橫梁(3)。
專利摘要本實用新型的頂進地道橋的組合式框架鋼構包括由直立的長方形豎框架、頂部的縱向上託梁、橫向頂橫梁、間隔梁、位於底部的縱向下託梁和橫向底橫梁，通過螺栓緊固連接成整體的四方形主框構以及位於主框構前端上部的子框構。掘進地道橋的方法是首先間隔地頂進子框構，以降低頂進時的阻力和對土體的擾動，再頂進四方形主框構；在子框構及主框構的支撐和掩護下挖掘和運出開挖面的泥土；重複循環頂進，直至鋼筋混凝土地道橋被頂到設計位置後，將前端的組合式框架鋼構拆除。組合式框架鋼構能組裝成適用頂進不同斷面的地道橋或涵洞，重複使用可大大節約鋼材和施工成本；本實用新型能確保土壓平衡、開挖面穩定、作業安全，減小線路限速，降低對運輸的影響。
文檔編號E01F5/00GK202012045SQ20112004218
公開日2011年10月19日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者李家穩 申請人:李家穩