一种适用于多股道穿越的预制钢盖梁及其顶进施工方法
技术领域
本发明涉及轨道施工的技术领域，尤其是一种适用于多股道穿越的预制钢盖梁及其顶进施工方法。
背景技术
通过混凝土盖梁连系便梁基础，支撑施工便梁进而达到托载铁路股道是一种传统的铁路顶进施工方法。常规铁路顶进施工需要在顶进结构上方设置施工便梁，施工便梁两端位置通过设置支墩盖梁形式传递荷载。具体是指在顶进施工前，先通过施工便梁在铁路股道下方设置做好便梁基础（如高压旋喷等）及临时支墩（盖梁），根据不同的施工工艺，临时支墩的做法不尽相同。常规临时支墩是利用铁路天窗时间采用混凝土现浇方式支模设置，这种传统的临时支墩施做方式所存在的缺点在于混凝土浇筑时间长，进而拉长铁路影响时间，如果涉及多股道顶进时，会大幅加剧铁路影响时间，从而影响铁路运营。
随着科技的进步，新型的盖梁支墩设置方式不断涌现。比如利用钢筋混凝土预制盖梁，能够减少混凝土预制时间，但是混凝土预制盖梁体积大、重量高，起吊设备对铁路运营影响过大，人工无法将预制盖梁移动至指定的便梁基础位置，只能通过在垂直铁路股道方向的两侧设置小型工作槽顶推混凝土盖梁，该法无设置便梁基础的条件（该法仅适用于无基础盖梁施工），不利于施工便梁稳定。遇到多股道情况时，混凝土浇筑时间将大大增加。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种适用于多股道穿越的预制钢盖梁及其顶进施工方法，通过螺栓连接的方式将预制钢结构构件拼装成预制钢盖梁，并与施工便梁形成有效连接，从而达到常规临时盖梁的荷载传递作用，无需现场浇筑混凝土支墩。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种适用于多股道穿越的预制钢盖梁，其特征在于：所述预制钢盖梁由若干口字型结构的预制钢结构构件拼接构成，所述预制钢结构构件间可通过螺栓连接来进行拼接组合加长，并且所述预制钢结构构件内侧设有若干加固构件。
所述预制钢结构构件顶板和底板的中心处分别对称设有四个端部连接孔，所述端部连接孔呈均匀对称状布置。
所述预制钢结构构件顶板和底板的内侧对称安装有端部加固板，所述端部加固板位于四所述端部连接孔的中间位置。
所述预制钢结构构件左侧板沿其上下方向上设有两侧向连接孔，所述预制钢结构构件左侧板和右侧板的内侧均安装有预制钢构件肋板，所述预制钢结构构件左侧板上的一预制钢构件肋板设于两所述侧向连接孔中部，所述预制钢结构构件右侧板上的两预制钢构件肋板为上下方向对称设置。
单个所述预制钢结构构件可作为临时支墩支撑于施工便梁。
一种涉及上述的适用于多股道穿越的预制钢盖梁的顶进施工方法，其特征在于：所述顶进施工方法包括如下步骤：
将施工便梁端板、作为临时支墩的预制钢结构构件在设计要求位置设置完毕，在铁路轨道上放置施工便梁，所述施工便梁的两端分别通过所述施工便梁端板架设在所述作为临时支撑的预制钢结构构件上，之后在开挖股道下方工作槽，所述工作槽位于施工便梁的下方；
在所述工作槽的底部施工旋喷桩，施工完毕后进行预制钢结构构件组装预制钢盖梁工作，即将所述预制钢结构构件拼接构成所述预制钢盖梁，所述预制钢盖梁可沿着股道的垂直方向布置，且所述预制钢结构构件的拼接数量满足于其拼接后的所述预制钢盖梁的长度可穿越股道的要求；
两侧预制钢盖梁设置完毕，将各股道上方的施工便梁通过平移方式与所述预制钢盖梁连接成整体，并可拆除作为临时支墩的预制钢结构构件；此时，施工便梁基础搭设完毕，在多股道下方形成条形基础；
沿着设计方向顶进框架箱涵，顶进完毕后回收所述预制钢盖梁，回填工作槽。
本发明的优点是：1）预制钢盖梁预制较常规铁路下方现浇混凝土预制盖梁施工工序简单，不需要架设模具，免除混凝土养护时间，最终缩短铁路立交施工作业的影响时间；2）预制钢盖梁由两块预制钢结构构件组成，灵活性大，较预制混凝土结构轻，不需调用大型起吊设备也可移动至指定位置，而且不会便梁基础加固的施工空间冲突；3）对于多股道的工况，预制钢盖梁可以直接以螺栓连接形式接长，形成条形基础，刚度可通过焊接肋板的方式补足，灵活性强；4）现阶段铁路施工涉及多股道的情况逐渐变多，如铁路站场等股道群，预制钢盖梁可通过合理的施工组织布置预制钢盖梁，相较常规混凝土现浇节省施工工序；5）预制钢盖梁拼装只需要纵移便梁，可不需立即填实盖梁工作槽，在顶进过程中，可以利用本段进行应急补强工作，同时，在结构顶进施工完毕后可进行回收预制钢盖梁工作，可反复使用，绿色环保，具有极强的经济效益；预制钢盖梁构件可兼做施工便梁转场吊车的基础，可利用性强，具有推广意义。
附图说明
图1为本发明的预制钢结构构件的结构示意图；
图2为本发明的预制钢结构构件的主视图；
图3为本发明的预制钢盖梁的结构示意图；
图4为本发明的预制钢盖梁与施工便梁的组装示意图；
图5为本发明的顶进施工方法的工作状态（一）的示意图；
图6为本发明的顶进施工方法的工作状态（二）的示意图；
图7为本发明的顶进施工方法的工作状态（三）的示意图；
图8为本发明的顶进施工方法的工作状态（四）的示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-8所示，图中1-13标记分别表示为：施工便梁1、施工便梁端板2、预制钢结构构件3、铁路轨道4、旋喷桩5、工作槽6、顶进框架结构箱涵7、预制钢构件肋板8、端部加固板9、侧向连接孔10、端部连接孔11、侧向连接孔连接螺栓12、端部连接孔连接螺栓13。
实施例：本实施例中的一种适用于多股道穿越的预制钢盖梁，用于在既有股道下的顶进穿越施工，其通过结构设计可应用在施工中的多个场合，在提高施工效率的同时，有效保证施工质量。
具体而言，如图1-8所示，本实施例主要包括预制钢结构构件3，预制钢结构构件3为口字型结构，由左侧板、右侧板、顶板和底板组成。如图1和图2所示，预制钢结构构件3顶板和底板的中心处对称设有四端部连接孔11，端部连接孔11呈方形放置，预制钢结构构件3顶板和底板的内侧对称安装有一前后方向设置的端部加固板9，端部加固板9位于四端部连接孔11的中部。预制钢结构构件3左侧板沿其上下方向上设有两侧向连接孔10，预制钢结构构件3左侧板和右侧板的内侧均安装有前后方向设置的预制钢构件肋板8，预制钢结构构件3左侧板上的一块预制钢构件肋板8设于两侧向连接孔10中部，预制钢结构构件3右侧板上的两块预制钢构件肋板8为上下方向对称设置。预制钢结构构件3内侧设置的加固构件（预制钢构件肋板8和端部加固板9），可以增加预制钢结构构件3的强度与刚度，提高其承载能力。
如图1、图5和图6所示，单个预制钢结构构件3可作为临时支墩。当预制钢结构构件3作为临时支墩时，可横向放置于工作坑内，并且预制钢结构构件3左侧板朝上，预制钢结构构件3左侧板可以通过螺栓与施工便梁端板2连接，进而起到临时支撑施工便梁1的作用。此外，由于临时支墩（预制钢结构构件3）承担荷载较小，横放可以减少为放置临时支墩的开挖深度，减少施工工程与时间。
如图3和图4所示，两预制钢结构构件3的左侧板可通过两个侧向连接孔连接螺栓12连接在一起，形成预制钢盖梁。预制钢盖梁上的两预制钢结构构件3的顶板均通过端部连接孔连接螺栓13与施工便梁端板2连接，两施工便梁端板2分别连接于两施工便梁1的一端，预制钢盖梁支撑于施工便梁1。其中，预制钢盖梁上的两预制钢结构构件3是竖向摆放的，是考虑施工便梁1传递荷载的刚度，竖向放置较横向放置刚度更大，对于荷载传递更具备优势。
当需要同时对多个股道施工时，可在各个股道的下方开挖工作槽6，并且各工作槽6间相互贯通，而工作槽6内的预制钢盖梁可沿着垂直股道的方向（前后方向）利用螺栓形成拼接接长，达到预制钢盖梁基础设置需求，从而对各施工便梁1进行有效支撑。螺栓连接方式、连接位置及连接孔数可根据施工便梁1受力检算结果调整。本实施例可同时对多个股道进行施工，能有效减少施工时间。
本实施例中预制钢盖梁通过两左右放置的预制钢结构构件3组装而成，而预制钢盖梁左右方向上的预制钢结构构件3数量可根据实际情况作适当调整，并且预制钢盖梁上下方向上的预制钢结构构件3数量也可适当增加，用于预制钢盖梁上下方向上的加长，并对预制钢结构构件3上的加固构件和螺栓孔的位置数量作适应性调整。
此外，结合图5、图6、图7和图8所示，本实施例还具有以下的顶进施工方法：
1）如图5所示，将施工便梁端板2、作为临时支墩的预制钢结构构件3在设计要求位置设置完毕，在铁路轨道4上放置施工便梁1，用以开挖股道下方工作槽6。此时施工便梁1的两端便通过施工便梁端板2支承在预制钢结构构件3上。
2）如图6所示，利用股道下方工作槽6开展旋喷桩5设置工作，施工完毕进行预制钢结构构件3组装预制钢盖梁工作；对于多股道情况，预制钢盖梁沿着垂直股道的方向（前后方向）利用螺栓形成连接，达到预制钢盖梁基础设置需求；
3）如图7所示，两侧预制钢盖梁设置完毕，将各股道上方的施工便梁1通过平移方式（沿股道纵向移动）与预制钢盖梁连接成整体，并可拆除临时支墩（预制钢结构构件3；施工便梁1基础搭设完毕，在多股道下方形成条形基础，准备顶进框架结构箱涵7顶进工作，此时工作槽6暂不回填；
4）如图8所示，沿着设计方向顶进框架箱涵7，顶进完毕后回收预制钢盖梁，回填工作槽6。
本实施例的顶进施工方法，可减少常规顶进施工工序，尤其适用于多股道顶进，可顺利地缩小混凝土盖梁的浇筑时间，避免了混凝土成型期间对铁路运营影响但是又无法进行顶进的消极时间，最大限度地缩短了常规铁路顶进施工的作业时间，通过先将施工便梁安装在临时支墩上，再将施工便梁沿股道纵向移动并与预制钢盖梁连接，大幅度降低便梁施工对铁路运营的影响。
综上所述，本实施例的预制钢盖梁预制较常规铁路下方现浇混凝土预制盖梁施工工序简单，不需要架设模具，免除混凝土养护时间，最终缩短铁路立交施工作业的影响时间；预制钢盖梁由两块预制钢结构构件组成，灵活性大，较预制混凝土结构轻，不需调用大型起吊设备也可移动至指定位置，而且不会便梁基础加固的施工空间冲突；对于多股道的工况，预制钢盖梁可以直接以螺栓连接形式接长，形成条形基础，刚度可通过焊接肋板的方式补足，灵活性强；现阶段铁路施工涉及多股道的情况逐渐变多，如铁路站场等股道群，预制钢盖梁可通过合理的施工组织布置预制钢盖梁，相较常规混凝土现浇节省施工工序；预制钢盖梁拼装只需要纵移便梁，可不需立即填实盖梁工作槽，在顶进过程中，可以利用本段进行应急补强工作，同时，在结构顶进施工完毕后可进行回收预制钢盖梁工作；预制钢盖梁构件可兼做施工便梁转场吊车的基础，可利用性强，具有推广意义。
虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
