1、移动贝雷桁架施工铁路客运专线现浇箱梁工法工法编号:RJGF（闽）-192008完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司主要完成人：郑志强 罗跃林 钱寅星 黄玉仁1前言1.0.1温福铁路客运专线是国家首批开工建设的客运专线铁路,设计速度200km/h，其铁路桥梁大部分采用整孔箱梁形式，其中32m梁自重达900t，重量大,对支架要求高。针对该箱梁施工，一般有满堂支架和移动模架两种施工方式.由于部分施工地段位置偏僻，交通不便，采用移动模架进场施工困难，而满堂支架施工繁琐，为此，中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司在承建的温福铁路（福建段）第合同段的施工过程中，根据实际情况采用贝雷片组装移动桁架2、,并编制了本工法。1。0。2本工法于2006年在温福铁路客运专线首次应用,随后在2007年甬台温铁路工程建设中得到进一步推广和完善。本工法于2007年通过了中铁二十四局集团公司组织的成果评审，并鉴定为达到中国铁道建筑总公司先进水平。2工法特点2。0。1采用贝移动贝雷桁架法，材料来源广泛，通用性强，施工灵活性强,运输、拼装、过孔、拆除操作简单方便.在桥梁跨越跨度6m以内的小溪、小河、水渠、乡村公路等结构物时，施工尤为方便。2。0。2本工法与满堂支架现浇法、移动模架（造桥机法)相比,克服了满堂支架受力不均衡和拼装繁琐的缺点，同时比移动模架施工具有造价低的优点。2.0。3 本工法能够比满堂支架法工期3、减少25%，施工速度快.3适用范围本工法适用于净重在900t以下，跨度在32m以内，桥墩高度在8m以内的铁路客运专线整孔箱梁制梁施工。特别适用于交通不便，大型专用制梁设备不易进场的制梁施工.4工艺原理4。0。1移动贝雷桁架法由支墩基础、临时支墩、贝雷片桁架、桁架上的工字钢、钢模及移动装置组成。在支墩位置采用贝雷片或者万能杆件搭设临时支墩，支撑贝雷片桁架。构造详见图4。0.1-1、图4.0。1-2和图4.0。1-3。4。0.2移动贝雷桁架法的主要工作内容是在稳定的基础上,对桁架结构进行合理布置，在桁架、钢模就位后进行超重预压，准确测定贝雷片桁架的弹性变形，消除非弹性变形后,进行梁体浇筑,待梁体初4、张后脱模、过孔，完成箱梁浇筑、就位的过程。图4。0.11 贝雷片临时支墩和贝雷片桁架布置示意图1贝雷片临时支墩2贝雷片制梁桁架图4.0。1-2 半-纵断面示意图1贝雷片桁架2双层、双排贝雷片临时支墩3双层、三排贝雷片临时支墩4枕木密铺图4.0.1-3 横断面示意图118号工字钢2双排贝雷片桁架 3单排贝雷片桁架 4双层贝雷片临时支墩 5枕木密铺6隧道弃碴换填，压实5施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工工艺流程主要是：地基处理桁架拼装-超重预压预拱度设置梁体浇筑桁架脱模及过孔。5.2 操作要点5.2。1地基处理1 在架设桁架之前必须对原地基进行检测,当承载力低于设计要求时应采取地基处理5、措施，使地基满足制梁时的要求。2 进行K30试验，验证地基满足设计承载力0。18MPa。5。2。2桁架拼装1移动贝雷桁架由临时支墩、贝雷片桁架、工字钢、移动装置及钢模组成.2按照地形要求,根据计算设置多道临时支墩。支墩间距应满足现场要求，支墩宽度一般不小于2。5m。在墩身较矮位置,地基经换填处理后,临时支墩基础宜采用密铺两层枕木，枕木上铺设两道工字钢，每道工字钢间应紧贴平行焊牢。在墩身高的位置，临时支墩采用贝雷片拼装成贝雷片组或者万能杆件搭设，以贝雷片组取代矮墩位置的工字钢。3 贝雷片桁架由多组贝雷片按照计算确定的间距铺设，中间分组的贝雷片每组由2片贝雷片与支撑架拼装而成。由于翼板较轻，一般最6、外侧的贝雷片由单片贝雷片支撑。为了加强贝雷片桁架的整体稳定性,从中间一组贝雷片分别往两边，采用角钢每3m一道将贝雷片连成整体。在贝雷片桁架的横线路方向按一定间距铺设工字钢。4临时支墩架设完毕后开始贝雷片桁架的拼装施工。根据场地情况从线路右侧按组拼装至左侧，两片一组的桁架施工时先拼装单排贝雷片。拼装前在拼装场地上挂线,做出记号，摆好贝雷片和插销等构件。先铺设加强弦杆,自一端往另一端按顺序连接贝雷片，锁好插销。单排贝雷片连接好后，进行贝雷片组的拼装，排好单排贝雷片的间距，调整好支撑架和贝雷片连接螺栓眼，安装支撑架将两排贝雷片连接成整体。5桁架顶的工字钢总长满足制梁桁架宽度要求，工字钢间距不大于0。7、6m。铺设完成后，用钢筋加工成U形,端头焊在工字钢上,将贝雷片与工字钢连接成整体。5.2.3超重预压1预压重量按现浇箱梁施工过程中最不利状况进行考虑,其箱梁浇筑过程的荷载按下式计算：预压荷载=梁体重量+钢模重量+附加荷载 （5.2。3）2贝雷片桁架在预压前调整主桁梁标高，其底模、侧模标高先按理论标高确定。3加载持荷过程中， 采用S2型精密水准仪、专用变形观测尺进行详细的沉降观测。在贝雷片桁架工字钢横梁上和贝雷片主桁底部设置观测点，具体观测断面为支架处高程沉降变化.卸载阶段在模架底横梁靠主梁内侧每个断面再增加2个点，以比较底横梁的变形值.5.2。4预拱度设置1 梁体拱度值按下式计算：跨中梁体拱度8、值:Y跨中扣除自重影响后预应力产生的上拱度+残余徐变拱度值静活载挠度 (5。2。4-1）其他位置按二次抛物线过渡：Yx Y跨中0。05X2（5。2。42）式中 Yx-距离跨中X截面的预拱度，负值设上拱，正值设下拱； Y跨中跨中位置梁体拱度；X与跨中的距离。2在制梁施工过程中，还需要对梁体预拱度进行持续观测,不断调整，得出更精确的预拱度设置值。5.2.5梁体浇筑1箱梁混凝土浇筑应一次性浇筑，总体时间不得大于混凝土的初凝时间.箱梁混凝土浇筑分四批前后平行作业,浇筑顺序与预压荷载加载顺序相同。第一批浇筑底板两边，当底板两边浇筑长度达8m后，紧跟着第二批浇筑底板中部，当底板浇筑有6m左右后，开始第三批9、浇筑腹板，当腹板浇筑长度达4m左右后,开始第四批浇筑顶板及翼板,就这样保持四批浇筑相隔有2m左右间距的平行作业。其作业程序如图 5.2.5“箱梁混凝土全断面浇筑作业程序图”所示。图 5。2。5箱梁混凝土全断面浇筑作业程序图1混凝土输送泵管2混凝土泵车管2底板两侧混凝土由输送泵经腹板输送到位，浇筑高度应位于腹板倒角以上且在腹板1/3高度处。底板两边混凝土以自然流出为主，部分不能到位的,开动腹板模上的附着式振捣器或在腹板内插入振捣棒，使混凝土由腹板流出.底板两边的混凝土振捣以插入式为主，辅之以侧模附着式振动器。3底板混凝土由内模顶开窗孔输送而下，内模顶每距5m开一尺寸为30cm30cm的天窗孔。底10、板混凝土经天窗孔输送至底板后,人工铲平摊铺宽约3m的混凝土带，采用插入式振捣器振捣，混凝土捣固快插慢拔，派专人检查腹板混凝土密实。腹板混凝土浇筑要防止下倒角位置混凝土大量翻浆,控制好浇筑速度和捣固深度、时间。顶板混凝土浇筑，第一次抹面后,还需进行二次收浆，可减少收缩裂纹发生。为了防止接缝漏浆，采用油毛毡或棉纱塞住模板接缝。4梁片浇筑前，在贝雷片的下弦杆预先做好观测点,记录好初始值；在浇筑过程中派专人观测。5。2.6桁架脱模及过孔1为了使制梁桁架左右幅过孔方便，模板以梁纵轴线为对称线,分为左右幅.左右幅对称，以螺栓连接，连接螺栓解除后左右幅可以自由分开.现场模板系统如图5。2。6-1所示。图5。11、2.6-1 现场模板系统示意图1模板左右幅分离位置 2 18号工字钢 3贝雷片制梁桁架2在箱梁进行初张拉后,当梁片强度达到设计强度80%，龄期不少于4天后，进行初张拉后就可以脱模。3 整体移架过孔的工艺流程为：过孔装备-卸载脱模安装平滚-横向外移-纵向拖拉-横向内移合拢、调节标高.1）过孔准备：在过孔前必须先对贝雷片桁架进行一次全面、认真的检查，确定连接牢固，插销不要有松动。派专人检查移位时要经过轨道的平整度和稳定性,以及所处地基的承载能力。准备好5t手拉葫芦、平滚、对讲机、卷扬机等设备后进行卸载脱模。2）卸载脱模：梁体混凝土初张拉后将外模板下的油顶松开卸载,并将梁片中间处外模板的连接螺栓松开12、,卸除中间一组贝雷片的支撑架将贝雷桁架一分为二。3)安装平滚：用机械式起道机将贝雷片桁架抬高，取出基础工字钢上的钢质大头塞，在每组贝雷片桁架与临时支墩交接处的工字钢上安装一个平滚（滚轮朝下)。移动桁架横移时平滚安装如图5.2.62所示。图5.2。6-2 移动桁架横移时平滚安装示意图1临时支墩2贝雷片桁架3梁片中线4横向打开方向 5 平滚4）横向外移：用50t千斤顶顶住贝雷片，分散布置，而后解除梁轴线位置左右两幅贝雷片桁架的连接，使两幅能自由分开。之后移去贝雷片底垫的大头塞，使贝雷片完全由千斤顶支撑，此时可以放入平滚，每道支墩和每组贝雷片位置均要有平滚。平滚安放好后,缓慢落下千斤顶，将贝雷片桁架13、落于平滚上，此时要派人检查平滚位置和受力后的状况。在安放平滚的同时，在左右两侧安装好倒链葫芦.一切工作准备好后，可以开始横移打开，横向外移.平滚安装完后在每个临时支墩对应的线路外侧打一个地垅，每个地垅安装一个倒链葫芦，五个倒链葫芦同步缓慢的将半幅贝雷桁架往外侧拉，所有的葫芦慢慢拉动，要同步进行,在前后两个墩顶上要派人观察横移的距离，将移动的距离通过对讲机告诉现场指挥，现场指挥根据实际情况决定各台葫芦的快慢，使得整个半幅的贝雷片桁架整体同步横移。横移过程中要派人检查平滚的状态,由于轨道面不平整或受力不一致,会使得平滚在滚动过程中偏离轨道而掉落。对于此类情况要及时将平滚方向调好,待横移到足够过孔的14、宽度后，横移打开结束。横移打开后在钢模底板位置加混凝土配重，防止因为钢模重心偏向翼板而出现倾覆。如图5.2。63所示。图5。2。63贝雷桁架横向外移示意图1左半幅(已横移打开到位，准备纵移）2右半幅（已脱模落架到位，准备横移打开)3 混凝土配重块5)纵向拖拉：横向拖拉到位后，立即解除倒链葫芦的拉索,再用机械式起道机将半幅移动桁架整体抬高,重新将平滚布设在临时支墩枕木顶工字钢侧(滚轮朝上高出工字钢顶5cm），由横移状态倒放平滚，改为纵移状态倒放平滚。在线路纵向前两孔打一地垅安装一台5t卷扬机，在移动桁架的贝雷片桁架小里程端横穿一根工字钢,将卷扬机的钢丝绳固定在工字钢上以便每组贝雷片桁架同时受力。15、钢丝绳中间安装一个动滑轮,纵移时，慢速开动卷扬机，将贝雷片桁架往小里程方向拖拉。纵移过孔时,要左右两幅同时前移，慢速前进，派专人检查平滚。6）横向内移：当移动桁架纵向拖拉到位后，将平滚重新布设.在墩的另一侧打五个地垅安装倒链葫芦，同步将移动桁架横向内移到位。内移合拢过程中要注意调整贝雷片桁架左右幅,使得对位准确.7)合拢、调节标高：合拢对位后,立即将左右幅的贝雷片桁架连接为整体,锁定螺栓和插销，而后当两幅移动桁架均就位后，再用油顶将移动桁架整体抬起，安装钢质大头塞，并利用钢质大头塞和模板下的油顶调节模板标高、设置拱度，再将模板中间的连接螺栓上紧，开始进行新一孔梁的施工。6材料与设备6。1 材料16、本工法所需材料如表6.1：表6.1 材料表序号名称规格技术指标1贝雷片HD200型容许弯应力02784kg/cm22钢板Q2353工字钢普通热轧工字钢4钢滚轴6.2 机具设备本工法所需机具设备如表6.2:表6。2 机具设备表序号设备名称设备型号单位数量1汽车吊25t台12龙门吊8t台13汽车泵BK1400F-2台14混凝土运输车PC2007台25慢速卷扬机5t台16液压油顶50t台17葫芦5t台18精密水准仪DSZ2+FS1台19铟钢标尺把110对讲机台47质量控制7.0。1施工时应严格执行以下标准、规范：客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）铁路混凝土工程施工质量17、验收补充标准（铁建设2005160号)客运专线铁路路基工程施工技术指南(TZ212）铁路混凝土工程施工技术指南（TZ210）普通混凝土用碎石或卵石质量标准检验方法（JGJ53）钢结构工程施工质量验收规范（GB502052001)7.0.2模板、水泥、钢筋、粗细骨料、预应力筋、张拉千斤顶、油泵、压力表、锚具等原材料和机具设备的验收、试验与检验均按现行规范及有关规定进行。7.0。3 移动贝雷桁架法施工，进行地基换填处理,进行 K30试验检测，地基承载力不小于0。18MPa后,方可进行超重预压。7。0.4进行地基预压时必须在连续48小时的沉降观测，地基沉降值小于2mm，方能认为地基的压缩已完毕，可以18、进行卸载并制梁。7。0.5制梁施工完成后,梁体预拱度值要满足设计要求。8 安全措施贝雷片桁架施工时，严格遵守铁路工程施工安全技术规程（TB10401。1、TB10401.2），还应注意以下几点：8。0。1 在贝雷片桁架预压前，必须全面检查抱箍、楔块等关键受力部位情况,并且严格按照砼浇筑的顺序加载，分级加载；预压过程要密切关注贝雷片桁架各点的沉降情况。 8.0.2使用贝雷片桁架施工时，必须安排专人经常检查抱箍、楔块等关键受力部位的使用情况，加强千斤顶、倒链、钢丝绳等机具设备的维修养护,发现问题，及时处理.8。0。3在移动贝雷桁架时，各个工序的人员必须紧密地配合，在现场指挥人员的指挥下进行施工。819、.0.4贝雷片桁架过孔前要事先通过气象部门了解当天的天气情况，超过7级以上的大风,禁止设备行走.8.0。5贝雷片桁架脱模横移前认真检查滑道的平顺，保证滑道在横向打开时长度足够，支撑稳定；横移和纵移时各点导链葫芦用力要均匀，行进过程匀速、缓慢,并且各点要同步；桁架过孔过程要密切观测半幅桁架的重心位置，必要时在底板上加配重块.8。0。6 根据地形与施工条件，做好防止在桁架移动过程中倾覆的应急预案。9环保措施9.0.1 噪声控制1 严格执行建筑施工场界噪声限值(GB12523），控制和降低施工机械和运输车辆造成的噪声污染。2 合理安排作业时间，尽可能将灌注混凝土作业安排在白天施工，避免夜间施工,使施20、工噪声对周围环境影响减少到最低程度。9。0。2污染控制在施工过程中,防止把废渣、废土及多余的混凝土倒入田地或公路边。10效益分析10。0。1社会效益1 移动贝雷桁架法在罗汉溪特大桥的应用取得了圆满的成功，所施工梁片质量均满足设计要求,且完全满足工期要求。2开创了原位现浇净重900t箱梁的新方法。我国铁路“十一五规划明确提出 “十一五”期间中国铁路建设客运专线7000km.整孔简支箱梁必然要大量施工和使用。我们研究小组总结出的使用贝雷片桁架原位制梁的方法，在今后有重要的指导和借鉴意义。10.0.2 经济效益以温福铁路（福建段）第标段罗汉溪特大桥为例，用移动贝雷桁架法施工，充分利用现有的资源，制梁21、周期短,制梁成本低。1每孔贝雷桁架满堂支撑需要的主要材料为：1）贝雷片154片(租金50元/月）,加强弦杆154根（租金20元/月)，加上其它联结系共88t；2）龙门贝雷片56片（租金50元/月）；3)3个C150混凝土支墩共=2。5150.53=56m3（185元/m3）；4）18a槽钢15.3t（3400元/t），钢模37。7t(6500元/t）。2贝雷桁架共需费用为：（15450+15420+5650）219+5618540+15。334002+37.765002=1516980元=152万元；考虑到还有贝雷桁架上平联结系、螺栓租金等没有计算在内,其材料总费用约为180万元。3 相比采用22、移动模架，其一次性投资减少270万元。11应用实例本工法综合总结了东南沿海速度为200km/h的客货共线铁路移动贝雷桁架法施工的经验，已成功应用于温福铁路（福建段）罗汉溪特大桥、杯溪大桥、里梅溪大桥，甬台温线站前工程第标段等工程中，工程质量满足预定要求。现以温福铁路（福建段）第标段罗汉溪特大桥为实例。11。0.1工程概况温福铁路（福建段）第标段罗汉溪特大桥,位于福建省宁德市霞浦县境内,大桥全长L1468。55m,1432m整孔箱梁（40+64+40）连续梁2632m整孔箱梁。该桥制梁施工于2006年6月开工，2007年9月完工。运用本工法施工16个月后，两套贝雷片桁架共施工完成26孔梁片，扣除23、节假日以及其它因素的干扰，一套贝雷片桁架制梁周期为17天/孔。施工过程1 地基处理：在施工操作上，根据每孔原地基情况,先对原地基进行整平夯实，利用隧道弃碴填筑基础，做K30试验，满足设计承载力后，其上铺设枕木.2 桁架拼装：先由人工拼装单片贝雷片,而后再用支撑架连接贝雷片组，在25t吊机的配合下摆放好贝雷组，之后由25t吊机安装18工字钢，间距60cm。3 加载预压：采用石粉模拟混凝土浇筑顺序加载，分3个阶段进行。4 预拱度设置：根据加载预压观测出的支架弹性变形，以及设计计算的理论数据，计算得出预拱度值.现场采用支墩位置逐点观测调整，使用加减贝雷片桁架和支墩间垫片的方法设置预拱度.5 梁体浇筑24、：现场混凝土浇筑由两台汽车泵和五台混凝土运输车配合完成。两台汽车泵分别从梁两段向中间分层浇筑.首先浇筑底腹板倒角位置，然后浇筑完整个底板，之后进行腹板浇筑，最后是顶板浇筑.6 桁架脱模及过孔：当梁片强度达到80，龄期不少于4天后，进行初张拉后就可以脱模,然后进行移架过孔。11。0。3工程监测及应用效果1 超重预压观测桁架的最大挠度为0。6cm，理论计算支墩间距按照最大值8m计算，最大挠度为0.82cm，现场支墩间距为6。91m,因此现场预压桁架最大挠度与理论计算一致，桁架安全稳定；预压观测地基最大沉降量5。2cm，理论计算地基最大沉降量2。83cm，理论计算未考虑地基换填存在的空隙和枕木的压缩性，若考虑以上因素，现场观测地基沉降和理论计算基本一致。2 梁片施工后，在梁顶上，梁跨中、梁1/4跨和梁3/4跨位置分别做了观测点，分别测量其在初张拉前、初张拉后和终张拉后标高,梁片拱度与设计相符，具体数据如表11.0。3。标高满足设计要求，达到了预期的设计目的，圆满地完成了施工任务。表11。0。3 初张拉前、初张拉后和终张拉后标高,梁片拱度（m)1/4跨观测点跨中观测点3/4跨观测点初张拉前19.60719。64819.678初张拉后19.61419。66219。686终张拉后19.62119。66719。691张拉后拱度值0。0140.0190.01314