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1、移動貝雷桁架施工鐵路客運專線現澆箱梁工法工法編號:RJGF（閩）-192008完成單位：中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司主要完成人：鄭志強 羅躍林 錢寅星 黃玉仁1前言1.0.1溫福鐵路客運專線是國家首批開工建設的客運專線鐵路,設計速度200km/h，其鐵路橋梁大部分采用整孔箱梁形式，其中32m梁自重達900t，重量大,對支架要求高。針對該箱梁施工，一般有滿堂支架和移動模架兩種施工方式.由于部分施工地段位置偏僻，交通不便，采用移動模架進場施工困難，而滿堂支架施工繁瑣，為此，中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司在承建的溫福鐵路（福建段）第合同段的施工過程中，根據實際情況采用貝雷片組裝移動桁架2、,并編制了本工法。1。0。2本工法于2006年在溫福鐵路客運專線首次應用,隨后在2007年甬臺溫鐵路工程建設中得到進一步推廣和完善。本工法于2007年通過了中鐵二十四局集團公司組織的成果評審，并鑒定為達到中國鐵道建筑總公司先進水平。2工法特點2。0。1采用貝移動貝雷桁架法，材料來源廣泛，通用性強，施工靈活性強,運輸、拼裝、過孔、拆除操作簡單方便.在橋梁跨越跨度6m以內的小溪、小河、水渠、鄉村公路等結構物時，施工尤為方便。2。0。2本工法與滿堂支架現澆法、移動模架（造橋機法)相比,克服了滿堂支架受力不均衡和拼裝繁瑣的缺點，同時比移動模架施工具有造價低的優點。2.0。3 本工法能夠比滿堂支架法工期3、減少25%，施工速度快.3適用范圍本工法適用于凈重在900t以下，跨度在32m以內，橋墩高度在8m以內的鐵路客運專線整孔箱梁制梁施工。特別適用于交通不便，大型專用制梁設備不易進場的制梁施工.4工藝原理4。0。1移動貝雷桁架法由支墩基礎、臨時支墩、貝雷片桁架、桁架上的工字鋼、鋼模及移動裝置組成。在支墩位置采用貝雷片或者萬能桿件搭設臨時支墩，支撐貝雷片桁架。構造詳見圖4。0.1-1、圖4.0。1-2和圖4.0。1-3。4。0.2移動貝雷桁架法的主要工作內容是在穩定的基礎上,對桁架結構進行合理布置，在桁架、鋼模就位后進行超重預壓，準確測定貝雷片桁架的彈性變形，消除非彈性變形后,進行梁體澆筑,待梁體初4、張后脫模、過孔，完成箱梁澆筑、就位的過程。圖4。0.11 貝雷片臨時支墩和貝雷片桁架布置示意圖1貝雷片臨時支墩2貝雷片制梁桁架圖4.0。1-2 半-縱斷面示意圖1貝雷片桁架2雙層、雙排貝雷片臨時支墩3雙層、三排貝雷片臨時支墩4枕木密鋪圖4.0.1-3 橫斷面示意圖118號工字鋼2雙排貝雷片桁架 3單排貝雷片桁架 4雙層貝雷片臨時支墩 5枕木密鋪6隧道棄碴換填，壓實5施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程施工工藝流程主要是：地基處理桁架拼裝-超重預壓預拱度設置梁體澆筑桁架脫模及過孔。5.2 操作要點5.2。1地基處理1 在架設桁架之前必須對原地基進行檢測,當承載力低于設計要求時應采取地基處理5、措施，使地基滿足制梁時的要求。2 進行K30試驗，驗證地基滿足設計承載力0。18MPa。5。2。2桁架拼裝1移動貝雷桁架由臨時支墩、貝雷片桁架、工字鋼、移動裝置及鋼模組成.2按照地形要求,根據計算設置多道臨時支墩。支墩間距應滿足現場要求，支墩寬度一般不小于2。5m。在墩身較矮位置,地基經換填處理后,臨時支墩基礎宜采用密鋪兩層枕木，枕木上鋪設兩道工字鋼，每道工字鋼間應緊貼平行焊牢。在墩身高的位置，臨時支墩采用貝雷片拼裝成貝雷片組或者萬能桿件搭設，以貝雷片組取代矮墩位置的工字鋼。3 貝雷片桁架由多組貝雷片按照計算確定的間距鋪設，中間分組的貝雷片每組由2片貝雷片與支撐架拼裝而成。由于翼板較輕，一般最6、外側的貝雷片由單片貝雷片支撐。為了加強貝雷片桁架的整體穩定性,從中間一組貝雷片分別往兩邊，采用角鋼每3m一道將貝雷片連成整體。在貝雷片桁架的橫線路方向按一定間距鋪設工字鋼。4臨時支墩架設完畢后開始貝雷片桁架的拼裝施工。根據場地情況從線路右側按組拼裝至左側，兩片一組的桁架施工時先拼裝單排貝雷片。拼裝前在拼裝場地上掛線,做出記號，擺好貝雷片和插銷等構件。先鋪設加強弦桿,自一端往另一端按順序連接貝雷片，鎖好插銷。單排貝雷片連接好后，進行貝雷片組的拼裝，排好單排貝雷片的間距，調整好支撐架和貝雷片連接螺栓眼，安裝支撐架將兩排貝雷片連接成整體。5桁架頂的工字鋼總長滿足制梁桁架寬度要求，工字鋼間距不大于0。7、6m。鋪設完成后，用鋼筋加工成U形,端頭焊在工字鋼上,將貝雷片與工字鋼連接成整體。5.2.3超重預壓1預壓重量按現澆箱梁施工過程中最不利狀況進行考慮,其箱梁澆筑過程的荷載按下式計算：預壓荷載=梁體重量+鋼模重量+附加荷載 （5.2。3）2貝雷片桁架在預壓前調整主桁梁標高，其底模、側模標高先按理論標高確定。3加載持荷過程中， 采用S2型精密水準儀、專用變形觀測尺進行詳細的沉降觀測。在貝雷片桁架工字鋼橫梁上和貝雷片主桁底部設置觀測點，具體觀測斷面為支架處高程沉降變化.卸載階段在模架底橫梁靠主梁內側每個斷面再增加2個點，以比較底橫梁的變形值.5.2。4預拱度設置1 梁體拱度值按下式計算：跨中梁體拱度8、值:Y跨中扣除自重影響后預應力產生的上拱度+殘余徐變拱度值靜活載撓度 (5。2。4-1）其他位置按二次拋物線過渡：Yx Y跨中0。05X2（5。2。42）式中 Yx-距離跨中X截面的預拱度，負值設上拱，正值設下拱； Y跨中跨中位置梁體拱度；X與跨中的距離。2在制梁施工過程中，還需要對梁體預拱度進行持續觀測,不斷調整，得出更精確的預拱度設置值。5.2.5梁體澆筑1箱梁混凝土澆筑應一次性澆筑，總體時間不得大于混凝土的初凝時間.箱梁混凝土澆筑分四批前后平行作業,澆筑順序與預壓荷載加載順序相同。第一批澆筑底板兩邊，當底板兩邊澆筑長度達8m后，緊跟著第二批澆筑底板中部，當底板澆筑有6m左右后，開始第三批9、澆筑腹板，當腹板澆筑長度達4m左右后,開始第四批澆筑頂板及翼板,就這樣保持四批澆筑相隔有2m左右間距的平行作業。其作業程序如圖 5.2.5“箱梁混凝土全斷面澆筑作業程序圖”所示。圖 5。2。5箱梁混凝土全斷面澆筑作業程序圖1混凝土輸送泵管2混凝土泵車管2底板兩側混凝土由輸送泵經腹板輸送到位，澆筑高度應位于腹板倒角以上且在腹板1/3高度處。底板兩邊混凝土以自然流出為主，部分不能到位的,開動腹板模上的附著式振搗器或在腹板內插入振搗棒，使混凝土由腹板流出.底板兩邊的混凝土振搗以插入式為主，輔之以側模附著式振動器。3底板混凝土由內模頂開窗孔輸送而下，內模頂每距5m開一尺寸為30cm30cm的天窗孔。底10、板混凝土經天窗孔輸送至底板后,人工鏟平攤鋪寬約3m的混凝土帶，采用插入式振搗器振搗，混凝土搗固快插慢拔，派專人檢查腹板混凝土密實。腹板混凝土澆筑要防止下倒角位置混凝土大量翻漿,控制好澆筑速度和搗固深度、時間。頂板混凝土澆筑，第一次抹面后,還需進行二次收漿，可減少收縮裂紋發生。為了防止接縫漏漿，采用油毛氈或棉紗塞住模板接縫。4梁片澆筑前，在貝雷片的下弦桿預先做好觀測點,記錄好初始值；在澆筑過程中派專人觀測。5。2.6桁架脫模及過孔1為了使制梁桁架左右幅過孔方便，模板以梁縱軸線為對稱線,分為左右幅.左右幅對稱，以螺栓連接，連接螺栓解除后左右幅可以自由分開.現場模板系統如圖5。2。6-1所示。圖5。11、2.6-1 現場模板系統示意圖1模板左右幅分離位置 2 18號工字鋼 3貝雷片制梁桁架2在箱梁進行初張拉后,當梁片強度達到設計強度80%，齡期不少于4天后，進行初張拉后就可以脫模。3 整體移架過孔的工藝流程為：過孔裝備-卸載脫模安裝平滾-橫向外移-縱向拖拉-橫向內移合攏、調節標高.1）過孔準備：在過孔前必須先對貝雷片桁架進行一次全面、認真的檢查，確定連接牢固，插銷不要有松動。派專人檢查移位時要經過軌道的平整度和穩定性,以及所處地基的承載能力。準備好5t手拉葫蘆、平滾、對講機、卷揚機等設備后進行卸載脫模。2）卸載脫模：梁體混凝土初張拉后將外模板下的油頂松開卸載,并將梁片中間處外模板的連接螺栓松開12、,卸除中間一組貝雷片的支撐架將貝雷桁架一分為二。3)安裝平滾：用機械式起道機將貝雷片桁架抬高，取出基礎工字鋼上的鋼質大頭塞，在每組貝雷片桁架與臨時支墩交接處的工字鋼上安裝一個平滾（滾輪朝下)。移動桁架橫移時平滾安裝如圖5.2.62所示。圖5.2。6-2 移動桁架橫移時平滾安裝示意圖1臨時支墩2貝雷片桁架3梁片中線4橫向打開方向 5 平滾4）橫向外移：用50t千斤頂頂住貝雷片，分散布置，而后解除梁軸線位置左右兩幅貝雷片桁架的連接，使兩幅能自由分開。之后移去貝雷片底墊的大頭塞，使貝雷片完全由千斤頂支撐，此時可以放入平滾，每道支墩和每組貝雷片位置均要有平滾。平滾安放好后,緩慢落下千斤頂，將貝雷片桁架13、落于平滾上，此時要派人檢查平滾位置和受力后的狀況。在安放平滾的同時，在左右兩側安裝好倒鏈葫蘆.一切工作準備好后，可以開始橫移打開，橫向外移.平滾安裝完后在每個臨時支墩對應的線路外側打一個地垅，每個地垅安裝一個倒鏈葫蘆，五個倒鏈葫蘆同步緩慢的將半幅貝雷桁架往外側拉，所有的葫蘆慢慢拉動，要同步進行,在前后兩個墩頂上要派人觀察橫移的距離，將移動的距離通過對講機告訴現場指揮，現場指揮根據實際情況決定各臺葫蘆的快慢，使得整個半幅的貝雷片桁架整體同步橫移。橫移過程中要派人檢查平滾的狀態,由于軌道面不平整或受力不一致,會使得平滾在滾動過程中偏離軌道而掉落。對于此類情況要及時將平滾方向調好,待橫移到足夠過孔的14、寬度后，橫移打開結束。橫移打開后在鋼模底板位置加混凝土配重，防止因為鋼模重心偏向翼板而出現傾覆。如圖5.2。63所示。圖5。2。63貝雷桁架橫向外移示意圖1左半幅(已橫移打開到位，準備縱移）2右半幅（已脫模落架到位，準備橫移打開)3 混凝土配重塊5)縱向拖拉：橫向拖拉到位后，立即解除倒鏈葫蘆的拉索,再用機械式起道機將半幅移動桁架整體抬高,重新將平滾布設在臨時支墩枕木頂工字鋼側(滾輪朝上高出工字鋼頂5cm），由橫移狀態倒放平滾，改為縱移狀態倒放平滾。在線路縱向前兩孔打一地垅安裝一臺5t卷揚機，在移動桁架的貝雷片桁架小里程端橫穿一根工字鋼,將卷揚機的鋼絲繩固定在工字鋼上以便每組貝雷片桁架同時受力。15、鋼絲繩中間安裝一個動滑輪,縱移時，慢速開動卷揚機，將貝雷片桁架往小里程方向拖拉。縱移過孔時,要左右兩幅同時前移，慢速前進，派專人檢查平滾。6）橫向內移：當移動桁架縱向拖拉到位后，將平滾重新布設.在墩的另一側打五個地垅安裝倒鏈葫蘆，同步將移動桁架橫向內移到位。內移合攏過程中要注意調整貝雷片桁架左右幅,使得對位準確.7)合攏、調節標高：合攏對位后,立即將左右幅的貝雷片桁架連接為整體,鎖定螺栓和插銷，而后當兩幅移動桁架均就位后，再用油頂將移動桁架整體抬起，安裝鋼質大頭塞，并利用鋼質大頭塞和模板下的油頂調節模板標高、設置拱度，再將模板中間的連接螺栓上緊，開始進行新一孔梁的施工。6材料與設備6。1 材料16、本工法所需材料如表6.1：表6.1 材料表序號名稱規格技術指標1貝雷片HD200型容許彎應力02784kg/cm22鋼板Q2353工字鋼普通熱軋工字鋼4鋼滾軸6.2 機具設備本工法所需機具設備如表6.2:表6。2 機具設備表序號設備名稱設備型號單位數量1汽車吊25t臺12龍門吊8t臺13汽車泵BK1400F-2臺14混凝土運輸車PC2007臺25慢速卷揚機5t臺16液壓油頂50t臺17葫蘆5t臺18精密水準儀DSZ2+FS1臺19銦鋼標尺把110對講機臺47質量控制7.0。1施工時應嚴格執行以下標準、規范：客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設2005160號）鐵路混凝土工程施工質量17、驗收補充標準（鐵建設2005160號)客運專線鐵路路基工程施工技術指南(TZ212）鐵路混凝土工程施工技術指南（TZ210）普通混凝土用碎石或卵石質量標準檢驗方法（JGJ53）鋼結構工程施工質量驗收規范（GB502052001)7.0.2模板、水泥、鋼筋、粗細骨料、預應力筋、張拉千斤頂、油泵、壓力表、錨具等原材料和機具設備的驗收、試驗與檢驗均按現行規范及有關規定進行。7.0。3 移動貝雷桁架法施工，進行地基換填處理,進行 K30試驗檢測，地基承載力不小于0。18MPa后,方可進行超重預壓。7。0.4進行地基預壓時必須在連續48小時的沉降觀測，地基沉降值小于2mm，方能認為地基的壓縮已完畢，可以18、進行卸載并制梁。7。0.5制梁施工完成后,梁體預拱度值要滿足設計要求。8 安全措施貝雷片桁架施工時，嚴格遵守鐵路工程施工安全技術規程（TB10401。1、TB10401.2），還應注意以下幾點：8。0。1 在貝雷片桁架預壓前，必須全面檢查抱箍、楔塊等關鍵受力部位情況,并且嚴格按照砼澆筑的順序加載，分級加載；預壓過程要密切關注貝雷片桁架各點的沉降情況。 8.0.2使用貝雷片桁架施工時，必須安排專人經常檢查抱箍、楔塊等關鍵受力部位的使用情況，加強千斤頂、倒鏈、鋼絲繩等機具設備的維修養護,發現問題，及時處理.8。0。3在移動貝雷桁架時，各個工序的人員必須緊密地配合，在現場指揮人員的指揮下進行施工。819、.0.4貝雷片桁架過孔前要事先通過氣象部門了解當天的天氣情況，超過7級以上的大風,禁止設備行走.8.0。5貝雷片桁架脫模橫移前認真檢查滑道的平順，保證滑道在橫向打開時長度足夠，支撐穩定；橫移和縱移時各點導鏈葫蘆用力要均勻，行進過程勻速、緩慢,并且各點要同步；桁架過孔過程要密切觀測半幅桁架的重心位置，必要時在底板上加配重塊.8。0。6 根據地形與施工條件，做好防止在桁架移動過程中傾覆的應急預案。9環保措施9.0.1 噪聲控制1 嚴格執行建筑施工場界噪聲限值(GB12523），控制和降低施工機械和運輸車輛造成的噪聲污染。2 合理安排作業時間，盡可能將灌注混凝土作業安排在白天施工，避免夜間施工,使施20、工噪聲對周圍環境影響減少到最低程度。9。0。2污染控制在施工過程中,防止把廢渣、廢土及多余的混凝土倒入田地或公路邊。10效益分析10。0。1社會效益1 移動貝雷桁架法在羅漢溪特大橋的應用取得了圓滿的成功，所施工梁片質量均滿足設計要求,且完全滿足工期要求。2開創了原位現澆凈重900t箱梁的新方法。我國鐵路“十一五規劃明確提出 “十一五”期間中國鐵路建設客運專線7000km.整孔簡支箱梁必然要大量施工和使用。我們研究小組總結出的使用貝雷片桁架原位制梁的方法，在今后有重要的指導和借鑒意義。10.0.2 經濟效益以溫福鐵路（福建段）第標段羅漢溪特大橋為例，用移動貝雷桁架法施工，充分利用現有的資源，制梁21、周期短,制梁成本低。1每孔貝雷桁架滿堂支撐需要的主要材料為：1）貝雷片154片(租金50元/月）,加強弦桿154根（租金20元/月)，加上其它聯結系共88t；2）龍門貝雷片56片（租金50元/月）；3)3個C150混凝土支墩共=2。5150.53=56m3（185元/m3）；4）18a槽鋼15.3t（3400元/t），鋼模37。7t(6500元/t）。2貝雷桁架共需費用為：（15450+15420+5650）219+5618540+15。334002+37.765002=1516980元=152萬元；考慮到還有貝雷桁架上平聯結系、螺栓租金等沒有計算在內,其材料總費用約為180萬元。3 相比采用22、移動模架，其一次性投資減少270萬元。11應用實例本工法綜合總結了東南沿海速度為200km/h的客貨共線鐵路移動貝雷桁架法施工的經驗，已成功應用于溫福鐵路（福建段）羅漢溪特大橋、杯溪大橋、里梅溪大橋，甬臺溫線站前工程第標段等工程中，工程質量滿足預定要求。現以溫福鐵路（福建段）第標段羅漢溪特大橋為實例。11。0.1工程概況溫福鐵路（福建段）第標段羅漢溪特大橋,位于福建省寧德市霞浦縣境內,大橋全長L1468。55m,1432m整孔箱梁（40+64+40）連續梁2632m整孔箱梁。該橋制梁施工于2006年6月開工，2007年9月完工。運用本工法施工16個月后，兩套貝雷片桁架共施工完成26孔梁片，扣除23、節假日以及其它因素的干擾，一套貝雷片桁架制梁周期為17天/孔。施工過程1 地基處理：在施工操作上，根據每孔原地基情況,先對原地基進行整平夯實，利用隧道棄碴填筑基礎，做K30試驗，滿足設計承載力后，其上鋪設枕木.2 桁架拼裝：先由人工拼裝單片貝雷片,而后再用支撐架連接貝雷片組，在25t吊機的配合下擺放好貝雷組，之后由25t吊機安裝18工字鋼，間距60cm。3 加載預壓：采用石粉模擬混凝土澆筑順序加載，分3個階段進行。4 預拱度設置：根據加載預壓觀測出的支架彈性變形，以及設計計算的理論數據，計算得出預拱度值.現場采用支墩位置逐點觀測調整，使用加減貝雷片桁架和支墩間墊片的方法設置預拱度.5 梁體澆筑24、：現場混凝土澆筑由兩臺汽車泵和五臺混凝土運輸車配合完成。兩臺汽車泵分別從梁兩段向中間分層澆筑.首先澆筑底腹板倒角位置，然后澆筑完整個底板，之后進行腹板澆筑，最后是頂板澆筑.6 桁架脫模及過孔：當梁片強度達到80，齡期不少于4天后，進行初張拉后就可以脫模,然后進行移架過孔。11。0。3工程監測及應用效果1 超重預壓觀測桁架的最大撓度為0。6cm，理論計算支墩間距按照最大值8m計算，最大撓度為0.82cm，現場支墩間距為6。91m,因此現場預壓桁架最大撓度與理論計算一致，桁架安全穩定；預壓觀測地基最大沉降量5。2cm，理論計算地基最大沉降量2。83cm，理論計算未考慮地基換填存在的空隙和枕木的壓縮性，若考慮以上因素，現場觀測地基沉降和理論計算基本一致。2 梁片施工后，在梁頂上，梁跨中、梁1/4跨和梁3/4跨位置分別做了觀測點，分別測量其在初張拉前、初張拉后和終張拉后標高,梁片拱度與設計相符，具體數據如表11.0。3。標高滿足設計要求，達到了預期的設計目的，圓滿地完成了施工任務。表11。0。3 初張拉前、初張拉后和終張拉后標高,梁片拱度（m)1/4跨觀測點跨中觀測點3/4跨觀測點初張拉前19.60719。64819.678初張拉后19.61419。66219。686終張拉后19.62119。66719。691張拉后拱度值0。0140.0190.01314