一种辅助隧道下穿既有线轨道的大跨度纵横梁结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种隧道下穿既有线轨道的辅助结构，尤其适用于隧道下穿与隧道净距较小、交叉跨度较大的既有铁路线轨道工程。


背景技术：

2.铁路隧道施工中往往会受地质条件、地层环境及地面环境的影响，铁路隧道下穿既有铁路线时，由于既有铁路线运输繁忙，且与下方隧道结构净距较小，隧道下穿施工时极易造成既有线轨道沉降过大，影响列车运行安全。因此，为了减小既有线轨道的沉降变形，保证既有线的运营安全，隧道下穿施工时不得不考虑采用辅助措施。
3.过去工程领域中，框构下穿既有线或铁路下方桥涵扩孔时，经常采用d型钢便梁或纵横工字钢防护。但目前工程下穿铁路线路时交叉跨度变得越来越大，面对这种情况，进行工程施工时，d型钢便梁和纵横工字钢等防护措施因钢材的柔性较大，在工程中一般适用于跨度不超过24m的结构，当跨度过大时极易产生过大挠度，造成列车运行时轨道发生严重沉降变形，导致列车出轨，影响生命财产安全。此外，两种防护措施用钢量较大，运输不便，造价较高。因此亟需一种能够替代d型钢便梁和纵横工字钢的新型大跨度结构。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种成本合理、施工方便、适用于交叉跨度较大的辅助隧道下穿既有线轨道的纵横梁结构，以解决隧道下穿上方既有铁路线施工时，既有铁路线正常安全运营。
5.本实用新型提供了如下的技术方案：
6.辅助隧道下穿既有线轨道的大跨度纵横梁结构，包括沿既有线轨道两侧下方架设的钢筋混凝土纵梁，所述钢筋混凝土纵梁架设于钻孔灌注桩上，所述钻孔灌注桩中至少两根分别位于下穿隧道与既有线轨道交界的隧道外轮廓附近，所述钢筋混凝土纵梁之间间隔架设有横梁，既有线轨道的钢轨架设于所述横梁上。
7.其中，所述钻孔灌注桩至少设计为六根，其中四根分别位于下穿隧道与既有线轨道交界的四个隧道外轮廓附近，其中另外两根与前述四根中距离较远的两根分别作为一组，每组连线均位于与既有线轨道的延伸方向垂直的方向上；钢筋混凝土纵梁中具有至少两根能够跨越下穿隧道与既有线轨道交界的两端；单侧钢筋混凝土纵梁设置在距既有线轨道同侧之外3-10m处。
8.其中，所述钻孔灌注桩桩顶浇筑承台结构，为c40钢筋混凝土承台结构，钻孔灌注桩桩基主筋锚入承台结构内部，钢筋混凝土纵梁架设于承台结构上；钢筋混凝土纵梁的梁底与承台结构之间进一步垫设橡胶板。
9.其中，所述钢筋混凝土纵梁上浇筑有钢筋混凝土找平层，所述横梁通过找平层架设于钢筋混凝土纵梁之上，找平层与钢筋混凝土纵梁之间采用接茬钢筋相连，找平层的截面呈l型；且找平层被配置为使横梁能够为钢轨提供稳定的支撑。
10.进一步，横梁上设有支座钢扣板，横梁通过若干支座钢扣板及紧固连接副固定于所述找平层上；横梁底部、与找平层之间焊接垫设有钢垫板，横梁底部、未与找平层搭接部分焊接有槽钢，钢垫板及槽钢分别用于为横梁与下部其他结构联结时提供垫衬结构。
11.进一步，横梁为i45b工字钢，其材料为q235，横梁之间以短木顶死；横梁上在钢轨下方和两端与找平层架设连接处分别设有加强肋板，加强肋板可以焊接在工字钢两侧的凹槽中，每100mm设置一道，每处设置3-6道；横梁两端处的加强肋板位于支座钢扣板内。
12.其中，所述横梁端部以角钢焊接形成纵平联。
13.其中，横梁上还沿既有线轨道架设有扣轨，扣轨被配置为通过连接结构与横梁和/ 或轨枕连接。
14.进一步，扣轨与横梁之间采用护轨扣板及分别位于护轨扣板两侧的第二连接螺栓及其螺母连接，第二连接螺栓为u型螺栓；扣轨与轨枕采用护轨扣板及分别位于护轨扣板两侧的第二连接螺栓及其螺母连接牢固；所述扣轨分为两侧扣轨和中心扣轨，两侧扣轨由三根旧钢轨组成，中心扣轨由五根旧钢轨组成。
15.其中，钢轨两侧设有固定卡件，固定卡件焊接固定于横梁上，实现对钢轨的卡装固定，钢轨中央底部与横梁相接处垫设有绝缘垫板。
16.与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：形成了一种纵横梁结构的方式减少隧道施工时列车运营中钢轨的变形和受力。该种辅助结构适用于下穿隧道与既有线轨道的大跨度交叉工程，能够保证隧道下穿施工时上方既有铁路线列车正常安全运营，且该结构纵梁采用钢筋混凝土结构，相比于d型钢便梁和纵横工字钢结构，在运输不便的地区，可以就地取材施工，同时相比钢梁结构，钢筋混凝土结构变形较小，更为安全，此外钢筋混凝土结构造价较低，应用前景广泛。
附图说明
17.图1是本实用新型一种具体实施例结构的俯视方向平面示意图；
18.图2是本实用新型一种具体实施例结构的断面方向示意图；
19.图3是本实用新型横梁与找平层连接部分的整体结构示意图；
20.图4是本实用新型横梁与找平层一侧的连接节点大样图；
21.图5是本实用新型横梁与找平层一侧连接节点上支座钢扣板的连接结构示意图；
22.图6是本实用新型横梁与找平层一侧连接节点上支座钢扣板部分的截面结构示意图；
23.图7是钢轨及其固定卡件的连接结构示意图；
24.图8是固定卡件在俯视方向的结构示意图；
25.图9是本实用新型横梁上扣轨的连接结构示意图；
26.图10是护轨扣板的结构示意图；
27.图11是护轨扣板在俯视方向的结构示意图；
28.图12是u型螺栓的结构示意图；
29.图13是横梁端部与角钢连接形成纵平联的结构示意图。
30.其中：1-钻孔灌注桩，2-钢筋混凝土纵梁，3-下穿隧道；4-既有线轨道，5-横梁， 6-钢轨，7-承台结构，8-找平层，9-第一连接螺栓，10-支座钢扣板，11-连接螺母，12
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槽钢，
13-钢垫板，14-扣轨，15-护轨扣板，16-第二连接螺栓，17-加强肋板，18-角钢， 19-固定卡件，20-绝缘垫板。
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
32.如图1-2所示，本实用新型的辅助隧道下穿既有线轨道的大跨度纵横梁结构，包括沿既有线轨道4两侧下方架设的钢筋混凝土纵梁2，所述钢筋混凝土纵梁2架设于钻孔灌注桩1上，所述钻孔灌注桩1中至少两根分别位于下穿隧道3与既有线轨道4交界的隧道外轮廓附近，所述钢筋混凝土纵梁2之间间隔架设有横梁5，既有线轨道4的钢轨 6架设于所述横梁5上。通过在既有线轨道4下方、于下穿隧道3交界处设置钻孔灌注桩1并架设钢筋混凝土纵梁2以及横梁5，在下穿隧道3上方形成了对既有线轨道4的稳定支撑纵横梁框架结构，一方面能够形成承担隧道施工时的沉降变形的主体支撑，另一方面能够在其上进行进一步加固结构的施工，进一步提高对既有线轨道的支撑加固能力。
33.在一些实施例中，所述钻孔灌注桩1为φ1500mmc35钻孔灌注桩，钻孔灌注桩1的数量一般可以设计为六根，如图1，其中四根分别位于下穿隧道3与既有线轨道4交界的四个隧道外轮廓附近，另外两根与前述四根中距离较远的两根分别作为一组，每组连线均位于与既有线轨道4的延伸方向垂直的方向上。六根钻孔灌注桩1的优化设计能够为纵横梁结构提供更加安全可靠的地基承载能力。
34.在一些实施例中，单侧钢筋混凝土纵梁2设置在距既有线轨道4同侧之外6m处，也可为3-10m处。这一距离可以通过调整钻孔灌注桩1的位置进行改变。
35.在一些实施例中，所述钻孔灌注桩1桩顶浇筑承台结构7(图2)，可以为c40钢筋混凝土承台结构，钻孔灌注桩1桩基主筋锚入承台结构7内部，钢筋混凝土纵梁2架设于承台结构7上，能够为上部钢筋混凝土纵梁2和横梁5够成的纵横梁提供一个与钻孔灌注桩1搭接的平台。钢筋混凝土纵梁2的梁底与承台结构7之间可以进一步垫设3cm 橡胶板。六根钻孔灌注桩1在线路(既有线轨道4线路)两侧可以形成四根钢筋混凝土纵梁2，并于线路两侧长短交替分布(图1)。c40钢筋混凝土截面尺寸可以为2m
×
1.2m (高
×
宽)。
36.在一些实施例中，所述钢筋混凝土纵梁2上浇筑有钢筋混凝土找平层8(图3)，所述横梁5通过找平层8架设于钢筋混凝土纵梁2之上，找平层8与钢筋混凝土纵梁2之间采用接茬钢筋相连，找平层8的截面呈l型，一方面能够对横梁5提供合适的高度找平从而为既有线轨道4形成有效的支撑，另一方面能够提供横梁结构(横梁5)与纵梁结构(钢筋混凝土纵梁2)的平稳联结。
37.在一些实施例中，如图4-6，找平层8顶部预埋第一连接螺栓9，可以为m16螺栓，横梁5通过若干支座钢扣板10固定于找平层8上，支座钢扣板10上设有供第一连接螺栓9通过的安装孔，通过连接螺母11与第一连接螺栓9配合进行安装固定。横梁5底部、与找平层8之间焊接垫设有16mm钢垫板13，横梁5底部、未与找平层8搭接部分还可以焊接有槽钢12，钢垫板13及槽钢12均能够为横梁5与下部其他结构联结时提供垫衬结构，垫衬结构以钢板为主
材质均匀，能够保证螺栓连接结构在接触面的受力稳定。其中，螺栓和螺母(第一连接螺栓9和连接螺母11，以及下文的第二连接螺栓16及其螺母)均够成紧固连接副，是工程上的常用连接组件。
38.在一些实施例中，横梁5上还沿既有线轨道4架设有扣轨14(图9)。扣轨14与横梁5之间可以采用护轨扣板15(图10-11)及分别位于护轨扣板15两侧的第二连接螺栓16及其螺母连接，第二连接螺栓16可以为u型螺栓(图12)，第二连接螺栓16穿过槽钢12形成稳定的受力，缝隙处可以采用软木塞实。扣轨14与轨枕(既有线轨道4上，位于横梁5之间的间隔部分)之间也可以采用护轨扣板15及分别位于护轨扣板15两侧的第二连接螺栓16及其螺母连接牢固，缝隙处采用软木塞实。扣轨14分别与横梁5和 /或轨枕的连接结构能够把既有线轨道4与横梁5结构联结成一个整体，横梁结构能够更直接有效地承受来自上方既有线钢轨产生的影响，保证既有线轨道的安全运营。所述扣轨14分为两侧扣轨和中心扣轨，两侧扣轨可以由三根旧钢轨组成，中心扣轨可以由五根旧钢轨组成，还可以加设临时梭头。
39.在一些实施例中，横梁5为i45b工字钢，其材料可以为q235，横梁5之间可以以短木顶死。横梁5上在钢轨6下方和两端与找平层8架设连接处分别设有加强肋板17 (图4)，加强肋板17可以焊接在工字钢两侧的凹槽中，每100mm设置一道，每处设置 3-6道，加强肋板17能够提高工字钢的稳定性及承载能力。横梁5两端处的加强肋板 17还可以位于支座钢扣板10内(图6)。
40.在一些实施例中，横梁5端部以角钢18焊接形成纵平联(图13)，能够将横梁5 结构联结成整体，共同承担既有线轨道结构的影响，且位置稳固不易错位。
41.在一些实施例中，钢轨6两侧设有固定卡件19(图7-8)，固定卡件19焊接固定于横梁5上，实现对钢轨6的卡装固定，形成横梁5对钢轨6的有效支撑，同时钢轨6 中央底部与横梁5相接处垫设有绝缘垫板20，以避免对电器信号的干扰。找平层8的厚度可以根据需要进行调整，确保横梁5、绝缘垫板20、钢轨6之间紧密结合(图3)。
42.采用本实用新型的结构时，可以首先沿线路方向两侧施作钻孔灌注桩1，桩顶浇筑承台结构7，然后将钢筋混凝土纵梁2架设于承台结构7上，再按照一定的间距安装横梁5，之后浇筑找平层8调整至合适高度，最后施作扣轨14等其他加固结构，最终形成稳固的大跨度纵横梁结构，可以进行下方的隧道开挖，本实用新型的跨度可达24-36m。
43.本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易先到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。