1、1移动贝雷桁架施工铁路客运专线现浇箱梁工法（报批稿）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，并编制了本
2、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22.0.1 采用移动贝雷桁架法，材料来源广泛，通用性强，施工灵活，运输、拼装、过孔、拆除操作简单方便。在跨越跨度 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等优点。2.0.3 本工法能够比满堂支架法工
3、期减少 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
4、变形后，进行梁体浇筑，待梁体初张后脱模、过孔，完成箱梁浇筑、就位的过程。3 80cm 80cm12图 4.0.1-1 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 80cm45990cm/2 8234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4134526图 4.0.1-3 -横断面示意图118 号工字钢 4双层贝雷片临时支墩 2双排贝雷片桁架 5枕木密铺 3单排贝雷片桁架 6隧道弃碴换填，压实5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程本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
5、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5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，
6、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
7、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 0.6m。铺设完成后，用钢筋加工成 U 形，端头焊在工字钢上，6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
8、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图 5.2.4 预拱度示意图1预拱度1 梁体拱度值按下式计算：7跨中梁体拱度值：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 （5.2.4-2）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
9、.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。8(a)(b)(c)(d)12图 5.2.5 箱梁混凝土全断面浇筑作业程序图 （）1/3 腹板混凝土浇筑 1混凝土输送泵管（）底板中部混凝土浇筑 2混
10、凝土泵车管（）腹板混凝土浇筑（）顶板混凝土浇筑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9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
11、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：10132图 5.2.6-1 现场模板系统示意图1模板左右幅分离位置218 号工字钢3贝雷片制梁桁架2 当梁片强度达到设计强度 80%，龄期不少于 4 天，进行初张拉后就可以脱模
12、。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11载，并将梁片中间处外模板的连接螺栓松开，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
13、（滚轮朝下） 。移动桁架横移时平滚安装示意图如图 5.2.6-2。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12安装完后在每个
14、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 5.2.6-3。 80123图 5.2.6-3 贝雷桁架
15、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砼配重块5）纵向拖拉：横向拖拉到位后，立即解除倒链葫芦的拉索，13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。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。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
16、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141 贝雷片为 HD200 型，其材料的容许弯应力 02784kg/cm 2；2 钢板采用 Q235 钢板；3 工字钢为热扎普通工字钢；4
17、 大头塞可由短工字钢自制而成；5 钢滚轴若干。6.2 机具设备1 一台起重能力 25t 汽车吊；2 起重能力 8t 以上龙门吊；3 汽车泵、混凝土运输车；4 5t 慢速卷扬机，50t 液压油顶，5t 葫芦；5 DSZ2+FS1 型精密水准仪，铟钢标尺、对讲机。7 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 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）15普通混凝土用
18、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 （GB50205-2001）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
19、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。168.0.4 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。
20、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
21、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171 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）
22、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
23、万元。183 相比采用移动模架，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，已被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 1
24、6 个月后，两套贝雷片桁架共施工完成 26 孔梁片，扣除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。11.0.2 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 贝雷片拼装：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。193 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
25、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：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，因此现场预压现场预压桁架最大挠度与理论计算一致，
26、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，具体数据如下表。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。20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 跨观测点张拉前 19.607 19.648 19.678初张拉后 19.614 19.662 19.686终张拉后 19.621 19.667 19.691张拉后拱度值 0.014 0.019 0.013
