安裝聲屏障的鐵路橋梁的梁型選擇與比較

摘   要 : 時速 160 km 雙線鐵路的橋梁建設(shè) ， 一般采用簡支 T 梁 ， 如果安裝聲屏障 ， 因其后澆翼緣板結(jié) 構(gòu) 相 對 薄弱 ， 荷載增大后 ， 可能存在安全隱患 。 那么在需要 安 裝 聲 屏 障 的 橋 梁 地 段 ， 能 否 以 箱 梁 替 代 T 梁 ，

此文對采用箱梁并安裝聲屏障的可行性及施工方 案 進(jìn) 行 探 討 ， 并 以 某 鐵 路 橋 梁 工 程 建 設(shè) 為 例 ， 對 預(yù)

制架設(shè)箱梁和 T 梁方案及投資進(jìn)行分析和比較 。 結(jié) 果 顯 示 ， 改 為 預(yù) 制 架 設(shè) 箱 梁 并 安 裝 聲 屏 障 ， 所 用 材料偏少 ， 每孔的平均造價指標(biāo)低于架設(shè) T 梁 ， 且能解決存在的安全隱患 。

關(guān)鍵詞 : 時速 160 km 鐵路 ; 橋梁工程 ; 箱梁 ; 安裝聲屏障

中圖分類號 : U448 ． 2      文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 : B      文章編號 : 1007 － 9890 ( 2016 ) 03 － 0016 － 04

Type Selection and Comparison in the Ｒailway Bridge Installing Sound Barrier

Abstract : In he double line railway bridge construction with the speed of 160 km ， the simply supported T beam is generally used． If the sound barrier is installed ， because of the subsequent casting flange plate structure is relatively weak ， there may be a security risk when the load increases． Therefore ， whether it can re-

place T beam with box girder or not is discussed in the paper． Taking the construction of a railway bridge

project as an example ， prefabricating box girder and T beam scheme and investment were analyzed and

co臺州寧波聲屏障樁基施工視頻隔音墻隔音板mpared． The results show that prefabricating box girder and installing sound barriers used less materi-

als ， and the average cost of each hole is below the erection of the T beam ， which can solve the potential

safety hazard exists．

Key Words : Ｒailway with speed of 160 km / h ; Bridge project ; Box girder． Installation of the sound barrier

時速 160 km 雙線鐵路橋梁工程建設(shè) ， 一般采用 《 通橋 ( 2012 ) 2109 簡 支 T 梁 ( 設(shè) 聲 屏 障 ) 》 ( 以 下 簡 稱 《 通橋 － 2109 簡 支 T 梁 ( 屏 ) 》 雙 線 梁 型 圖 ， 其 跨 度 16 ～ 32 m 。 在建橋過程中 ， 由 于 安 裝 有 聲 屏 障 的 簡支 T 梁在架設(shè)就 位 后 ， 仍 需 現(xiàn) 場 澆 筑 一 定 數(shù) 量 的 混凝土 ， 且為高空 作 業(yè) ， 不 但 施 工 時 間 長 ， 存 在 施 工 上的困難 ， 而且施工質(zhì)量不易得到控制等 。 另外 ， 安 裝聲屏障的簡支 T 梁 ， 其 后 澆 翼 緣 板 的 結(jié) 構(gòu) 相 對 薄 弱 ， 安裝聲 屏 障 后 因 荷 載 增 大 ， 有 可 能 存 在 安 全 隱 患 。 如果將 《 通 橋 － 2109 簡 支 T 梁 ( 屏 ) 》 更 改 為 箱 梁 ， 則可以解決 因 負(fù) 荷 增 大 而 存 在 的 安 全 隱 患 。 為 此 ， 本文對以 箱 梁 安 裝 聲 屏 障 代 替 《 通 橋 － 2109 簡 支 T 梁 ( 屏 ) 》 的可行性進(jìn)行探討 。

1    采用箱梁安裝聲屏障的可行性

時速 160 km 雙線鐵路橋梁建設(shè)工程 ， 可采用的 簡支 T 梁一 般 為 《 通 橋 － 2109 簡 支 T 梁 ( 屏 ) 》 ; 而 可采用的箱梁梁 型 有 2 種 ， 一 種 是 《 時 速 160 km 客

貨共線鐵路預(yù)制有砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙線

并置簡支箱梁 》 ， 即 《 通橋 ( 2014 ) 2133 》 梁 圖 ; 另 一 種 是 《 時 速 160 km 客 貨 共 線 鐵 路 預(yù) 制 有 砟 軌 道 后 張 法預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 雙 線 整 孔 簡 支 箱 梁 》 ， 即 《 通 橋 ( 2013 ) 2132 》 梁圖 。

由于預(yù)制的有砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙線 整孔簡支箱梁的質(zhì) 量 較 重 ， 鋪 架 時 所 采 用 的 運(yùn) 架 設(shè) 備無法通過簡支 T 梁 。 為 此 ， 本 文 對 可 采 用 的 3 種 梁型及鋪架方式進(jìn)行了分析 ， 歸納起來如表 1 所示 。

-----------------------------------------------------Page 1-----------------------------------------------------

第 31 卷 第 3 期                       李   蓓 ， 等 : 安裝聲屏障的鐵路橋梁的梁型選擇與比較

· 1 7 ·

表 1   可采用的 3 種梁型及鋪架方式

序號         可采用的梁型              鋪架方式 1     預(yù)應(yīng)力雙線并置簡支箱梁    預(yù)制架設(shè)或預(yù)制吊裝 2     預(yù)應(yīng)力雙線整孔簡支箱梁    移動模架或支架現(xiàn)澆 3     通橋 － 2109 簡支 T 梁        預(yù)制架設(shè)

1． 1    預(yù)制架設(shè)雙線并置箱梁的可行性

在 鐵 路 橋 梁 工 程 施 工 中 ， 預(yù) 制 架 設(shè) 雙 線 并 置 箱 梁 ， 架設(shè)時相當(dāng) 于 架 設(shè) 單 線 箱 梁 。 運(yùn) 梁 和 架 梁 工 況 為 :

( 1 ) 采用 《 通橋 ( 2014 ) 2133 》 系列梁圖中的 運(yùn) 梁

荷載 ， 對 《 通橋 ( 2012 ) 2101 》 系列梁圖中 12 m 、 20 m 、 24 m 、 32 m T 梁進(jìn)行縱橫 向 檢 算 。 而 直 線 段 落 范 圍

內(nèi)的 臺州寧波聲屏障樁基施工視頻隔音墻隔音板32 m 簡支 T 梁需采用曲線梁 。

( 2 ) 采用 《 通橋 ( 2014 ) 2133 》 系列梁圖中的 架 梁

荷載 ， 對 《 通橋 ( 2012 ) 2101 》 系列梁圖中 12 m 、 20 m 、 24 m 、 32 m T 梁進(jìn)行縱橫向檢算 。

而箱梁的相鄰孔所用 T 梁需采用 32 m 的梁跨 ; 架梁 時 需 調(diào) 整 架 橋 機(jī) 在 橋 面 上 力 的 作 用 點 位 處 于 T 梁腹板處 ， 避免架梁時橋面板損壞 ; 箱梁相鄰孔所用 T 梁支座需采用墩位 3 000 kN 的支座 。 1． 2    箱梁和 T 梁用料比較

針對以上所述的預(yù) 制 架 設(shè) 方 案 ， 箱 梁 和 T 梁 梁

部所用材料 數(shù) 量 比 較 ( 以 32 m 雙 線 曲 線 梁 為 例 ) ， 如表 2 所示 。

表 2   箱梁和 T 梁梁部所用材料數(shù)量比較

梁型類別             混凝土 / m

3

鋼筋 / t     鋼絞線 / t                          備注

安裝聲 屏障

不安裝聲 屏障

預(yù)應(yīng)力雙線并置簡支箱梁     262 ． 08      51 ． 86      11 ． 566     為保證箱梁和 T 梁梁 部 數(shù) 量 的 一 致 性 ， T 梁 數(shù) 量 中 含 工 地 現(xiàn)

澆部分 ， 但不含擋碴墻 。

雙線簡支 T 梁              269 ． 74     54 ． 467     16 ． 986 箱梁與 T 梁的差值           － 7 ． 66     － 2 ． 607     － 5 ． 42 預(yù)應(yīng)力雙線并置簡支箱梁     262 ． 08      51 ． 86      11 ． 356 雙線簡支 T 梁              222 ． 67     30 ． 291     13 ． 528 箱梁與 T 梁的差值           39 ． 41      21 ． 569     － 2 ． 172

由表 2 可以看 出 ， 安 裝 聲 屏 障 的 簡 支 T 梁 的 梁 部所用材料 ( 混 凝 土 、 鋼 筋 和 鋼 絞 線 ) 數(shù) 量 多 于 簡 支 箱 梁 ; 不 安 裝 聲 屏 障 的 簡 支 T 梁 的 梁 部 所 用 混 凝 土和鋼筋數(shù)量少于 簡 支 箱 梁 ， 所 用 鋼 絞 線 略 多 于 箱 梁 。 由此說明 ， 采用箱梁的橋梁工程 ， 安裝聲屏障不 會增加所用材料的數(shù)量 ， 采用簡支箱梁是可行的 。

2    架設(shè)并置簡支箱梁采用的施工方案

架 設(shè) 并 置 簡 支 箱 梁 可 采 用 預(yù) 制 架 設(shè) 方 案 、 預(yù) 制

吊裝方案和滿堂支架現(xiàn)澆方案進(jìn)行施工 。 2 ． 1 預(yù)制架設(shè)方案

該方案具有施工速度快 、 工期短 、 對周邊影響小 等特點 。 但 所 采 用 的 運(yùn) 架 設(shè) 備 通 過 T 梁 時 需 采 取 有關(guān)措施才能 滿 足 施 工 要 求 ， 運(yùn) 輸 箱 梁 的 車 通 過 T 梁需進(jìn)一步進(jìn)行安全檢算 。

采用并置箱梁 步 履 式 架 橋 機(jī) 架 設(shè) 并 置 簡 支 箱 梁 ， 是 通 過 運(yùn) 梁 車 馱 運(yùn) 架 橋 機(jī) 至 橋 頭 ， 利 用 可 活 動 支 腿 變 位 、 中 前 支 腿 托 輥 及 忠 厚 支 腿 、 后 支 腿 驅(qū) 動 ， 實 現(xiàn) 架 橋 機(jī) 整 體 過 孔 作 業(yè) ; 運(yùn) 梁 車 運(yùn) 喂 梁 ， 兩 起 重 機(jī) 構(gòu) 起 吊 箱 梁 ， 吊 梁 縱 橫 移 動 ， 將 箱 梁 準(zhǔn) 確 落 位 。 這 種 架 梁 方 式 具 有 整 機(jī) 高 度 低 、 橫 向 穩(wěn) 定 性 好 ， 通 過 小 車 橫 向 移 動 可 并 排 架 設(shè) 單 線 箱 梁 的 優(yōu)

勢 ， 采 用 三 點 平 衡 吊 梁 系 統(tǒng) ， 可 以 防 止 箱 梁 在 架 設(shè) 過程中受扭的特點 。 兩片主梁橫向間距較大 ( 約 8 m ) ， 起 重 小 車 可 吊 箱 梁 橫 移 ， 適 合 架 設(shè) 雙 線 橋 梁 中 兩片并排布置的箱梁 。 2 ． 2 預(yù)制吊裝方案

該 方 案 可 以 有 效 地 解 決 架 設(shè) 箱 梁 過 程 中 ， 箱 梁 運(yùn)輸通過 T 梁 以 及 箱 梁 與 T 梁 架 設(shè) 時 所 存 在 的 安

全風(fēng)險 。 但所需要的大臨工程費(fèi)用較高 。

該施 工 架 梁 的 流 程 為 : 移 梁 臺 車 垂 直 起 梁 → 移 梁臺車橫向移梁 → 移梁平車縱向運(yùn)梁 → 拔桿吊機(jī)吊 梁 → 墩頂橫移 → 落架梁就位 → 指標(biāo)檢驗 → 梁體支護(hù) → 復(fù)核校正 → 橫隔梁板焊接 → 拆除吊具 。

采用以上流程進(jìn)行架梁必須遵守以下規(guī)定 : ( 1 ) 龍門 吊 機(jī) 的 走 行 軌 道 基 礎(chǔ) ， 應(yīng) 根 據(jù) 設(shè) 計 輪 壓進(jìn)行設(shè)計和施工 ， 并 對 走 行 軌 道 基 礎(chǔ) 地 基 進(jìn) 行 處 理和加固 。

( 2 ) 龍 臺州寧波聲屏障樁基施工視頻隔音墻隔音板門 吊 機(jī) 兩 側(cè) 運(yùn) 輸 車 輛 的 走 行 動 作 應(yīng) 同

步 ， 不同步差值不應(yīng)超過設(shè)計規(guī)定 。

( 3 ) 龍 門 吊 機(jī) 應(yīng) 采 取 定 點 起 吊 方 式 ， 避 免 由 2 臺龍門吊機(jī)起吊箱梁長距離縱向移動作業(yè) 。 ( 4 ) 梁端 未 焊 接 固 定 時 ， 臺 車 不 得 在 其 上 運(yùn) 梁

或通過 。

-----------------------------------------------------Page 2-----------------------------------------------------

· 1 8 ·

2． 3    滿堂支架現(xiàn)澆方案

鐵路工程造價管理                                       2016 年 5 月

3． 1    預(yù)制架設(shè)箱梁所需設(shè)備及場地

該 方 案 可 有 效 解 決 架 設(shè) 箱 梁 存 在 的 安 全 風(fēng) 險 ， 同時可采用整 孔 箱 梁 。 但 沿 線 箱 梁 需 滿 堂 支 架 ， 其 地基處理費(fèi)用較高 。

滿 堂 支 架 現(xiàn) 澆 箱 梁 施 工 流 程 為 : 支 架 基 礎(chǔ) 施 工

→ 支架拼裝 、 預(yù)壓 → 底模 、 外側(cè)模安裝 → 鋼筋制作安 裝 → 孔道安裝 → 內(nèi)側(cè)模安裝 → 內(nèi)支架及頂板模板安 裝 → 頂板鋼筋制作安裝 → 混凝土澆筑 、 養(yǎng)護(hù) ， 拆模 → 預(yù)應(yīng)力筋 、 錨具安裝 、 張拉 、 壓漿 → 預(yù)埋件安設(shè) ， 封錨 → 支架 、 模板拆除轉(zhuǎn)移等 。

3    預(yù)制架設(shè)箱梁和 T 梁方案投資分析

本文以某雙線鐵路橋梁工程需預(yù)制架設(shè)簡支箱 梁和 T 梁 ( 所需孔數(shù) 見 表 3 ) 為 例 ， 對 所 需 投 資 進(jìn) 行 分析與比較 。

表 3   某雙線鐵路橋梁工程所需箱梁和 T 梁孔數(shù)

序號         梁型        是否安裝聲屏障        孔數(shù) 1 安裝聲屏障             237

2           箱梁 不安裝聲屏障           107

3           T 梁      不安裝聲屏障           360 4        合計                             704 5        安裝聲屏障箱梁所占比例 / %           69 6        箱梁所占比例 / %                   48 ． 9

( 1 ) 采用預(yù)制架設(shè)箱梁 方 案 時 ， 需 采 用 450 t 架 橋機(jī)架設(shè)箱梁 。 為保 證 連 續(xù) 施 工 ， 不 因 架 設(shè) T 梁 和 箱梁反復(fù)拼裝 、 拆除架橋機(jī) ， 故 架 設(shè) T 梁 也 采 用 450 t 架橋機(jī) 。

( 2 ) 采用預(yù) 制 吊 裝 箱 梁 方 案 時 ， 應(yīng) 采 用 2 臺 龍 門吊機(jī)聯(lián)合作業(yè)方 式 。 若 架 設(shè) 雙 線 32 m 并 置 箱 梁 ( 相當(dāng)于 32 m 單線箱梁 ) ， 經(jīng)測算 需 2 臺 300 t 龍 門 吊機(jī)吊裝 ， 且需在沿線設(shè)置運(yùn)梁便道 。

( 3 ) 預(yù)制架設(shè)簡支 箱 梁 和 預(yù) 制 吊 裝 架 設(shè) 簡 支 箱

梁 ， 全線需設(shè)置 2 處制存梁場 。

( 4 ) 采用 滿 堂 支 架 現(xiàn) 澆 方 案 架 設(shè) 簡 支 箱 梁 時 ，

3

HＲB400 鋼筋 146 ． 94 t 、 減少 HPB300 鋼筋 89 ． 60 t 。 3． 2    架設(shè)箱梁并安裝聲屏障投資分析

預(yù)制架設(shè)箱梁并安裝聲屏障方案投資及指標(biāo)如

表 4 所示 。

由表 4 可以看出 :

( 1 ) 采用預(yù)制架設(shè) 箱 梁 方 案 每 孔 的 平 均 造 價 指 標(biāo)為 89 ． 3 萬元 ( 含大臨工程費(fèi) ) ， 預(yù)制吊裝箱梁方案 每孔的平均造價指標(biāo)為 97． 6 萬元 ( 含大臨工程費(fèi) ) ，

表 4   預(yù)臺州寧波聲屏障樁基施工視頻隔音墻隔音板制架設(shè)箱梁并安裝聲屏障方案投資及指標(biāo)

采用的箱梁梁型

橋梁本體工程           單位      數(shù)量

預(yù)制架設(shè)方案

指標(biāo) /

萬元

預(yù)制吊裝方案

指標(biāo) /

( 萬元 / 孔 )    金額 / 萬元

支架現(xiàn)澆方案

指標(biāo) /

( 萬元 / 孔 )    金額 / 萬元

20 m 箱梁 合計               孔         6         54 ． 6        327 ． 4        53 ． 7        322 ． 2        66 ． 1        396 ． 4 24 m 箱梁 合計               孔         26         62 ． 8       1 632 ． 1       62 ． 6       1 627 ． 0       77 ． 9       2 025 ． 3 32 m 箱梁 合計               孔        312        82 ． 7       25 811 ． 4       82 ． 8       25 845 ． 6       105 ． 3       32 868 ． 4 小計                       孔        344        80 ． 73       27 770 ． 9       80 ． 8       27 794 ． 8       102 ． 6       35 290 ． 1

墩臺差                                        —         —         —         —         —        － 489 ． 2 大臨工程                                      —        2 961 ． 1        —        5 777 ． 1        —         —

總計                       孔        344        89 ． 3       30 732 ． 0       97 ． 6       33 571 ． 9       102 ． 6       35 290 ． 1

支架現(xiàn)澆箱梁方案每孔的平均造價指標(biāo)為 102 ． 6 萬

元 ( 不含大臨工程費(fèi) ) 。 如 果 不 考 慮 大 臨 工 程 費(fèi) 用 ，

預(yù)制架設(shè)箱梁和預(yù)制吊裝箱梁每孔的平均造價基本

一樣 。

( 2 ) 預(yù)制 吊 裝 箱 梁 與 預(yù) 制 架 設(shè) 箱 梁 相 比 ， 梁 部 部分僅架梁有所差 異 ， 預(yù) 制 吊 裝 箱 梁 方 案 其 架 梁 造

因主要是 ， 一是需要購買支架 ， 二是每孔梁都需要進(jìn) 行地基處理和加固 。

3． 3    架設(shè)箱梁或 T 梁并安裝聲屏障投資分析 架設(shè)箱梁 或 T 梁 并 安 裝 聲 屏 障 的 投 資 比 較 如

表 5 所示 。

表 5   架設(shè)箱梁或 T 梁并安裝聲屏障的投資比較

價平均每孔為 11 ． 8 萬元 ， 預(yù)制架設(shè)箱梁方案其 架 梁 造價平均每 孔 為 11 ． 6 萬 元 。 2 種 架 梁 方 案 的 投 資

采用的梁型 預(yù)制架設(shè)箱梁方案

橋梁本

萬元

預(yù)制架設(shè) T 梁方案

指標(biāo) /

萬元臺州寧波聲屏障樁基施工視頻隔音墻隔音板

差異主要差在大臨工程費(fèi)上 。 預(yù)制吊裝箱梁施工方 案 ， 需要修建運(yùn)梁便道 ， 多投資 2 816 萬元 。 ( 3 ) 支架現(xiàn)澆箱梁 方 案 每 孔 平 均 造 價 偏 高 的 原

20 m 梁     孔 6      54 ． 6      327 ． 4      53 ． 4      320 ． 2 24 m 梁     孔 26      62 ． 8      1 632 ． 1     59 ． 1     1 537 ． 5 32 m 梁     孔 312     82 ． 7     25 811 ． 4     85 ． 9    26 798 ． 1 小計       孔 344     80 ． 7     27 770 ． 9     83 ． 3    28 655 ． 8

相應(yīng) 地 段 所 需 墩 身 混 凝 土 可 減 少 7 306 m 、 減 少

( 萬元 / 孔 )      金額 /

體工程      單 數(shù) 指標(biāo) /
 位 量 ( 萬元 / 孔 )    金額 /

( 萬元 / 孔 )    金額 /

-----------------------------------------------------Page 3-----------------------------------------------------

第 31 卷 第 3 期                       李   蓓 ， 等 : 安裝聲屏障的鐵路橋梁的梁型選擇與比較

· 1 9 ·

續(xù)表 5 架設(shè)箱梁或 T 梁并安裝聲屏障的投資比較

采用的梁型 預(yù)制架設(shè)箱梁方案 預(yù)制架設(shè) T 梁方案

橋梁本 指標(biāo) /

萬元 萬元

全線統(tǒng)一施

組對架設(shè)的 孔 481      —      4 727 ． 7      —     4 221 ． 9

影響

大臨工程       —      —      2 961 ． 1      —     2 562 ． 2

總計       孔 344     89 ． 3     30 732 ． 0     90 ． 8    31 218 ． 0

由表 5 可以看出 :

( 1 ) 預(yù)制架設(shè)箱梁 方 案 每 孔 的 平 均 造 價 指 標(biāo) 為 89 ． 3 萬元 ( 含大臨工程費(fèi) ) ， 預(yù)制架設(shè) T 梁方案 每 孔 的平均造價 指 標(biāo) 為 90 ． 8 萬 元 ( 含 大 臨 工 程 費(fèi) ) ， 略 高于架設(shè)箱梁方案 。 但大臨工程費(fèi)用偏低 。 ( 2 ) 預(yù)制 架 設(shè) 箱 梁 并 安 裝 聲 屏 障 ， 為 統(tǒng) 一 全 線 的施 工 組 織 ， 避 免 架 設(shè) T 梁 和 箱 梁 反 復(fù) 安 拆 架 橋 機(jī) ， 故全線統(tǒng)一采用 450 t 架 橋 機(jī) 架 設(shè) T 梁 和 箱 梁 。 這樣一來 ， 增加了 不 安 裝 聲 屏 障 地 段 的 簡 支 梁 架 設(shè) 費(fèi)用 503 萬元 。

用簡支 T臺州寧波聲屏障樁基施工視頻隔音墻隔音板 梁 ， 其 跨 度 16 ～ 32 m 。 如 果 安 裝 有 聲 屏 障 ， T 梁架設(shè)就位后 ， 還需現(xiàn)場澆筑一定數(shù)量的混凝 土 。 由于增加了 T 梁 后 澆 翼 緣 板 的 荷 載 ， 可 能 存 在 安全隱患 。 那么在 需 要 安 裝 聲 屏 障 的 橋 梁 地 段 ， 橋 梁建設(shè)能否以箱梁 替 代 T 梁 ， 本 文 對 采 用 箱 梁 并 安 裝聲屏障的可行性 及 施 工 方 案 進(jìn) 行 了 探 討 ， 并 以 某 鐵路橋梁工程建設(shè) 為 例 ， 對 預(yù) 制 架 設(shè) 箱 梁 和 T 梁 方 案及投資進(jìn)行 了 分 析 與 比 較 。 結(jié) 果 顯 示 ， 改 為 預(yù) 制 架設(shè)箱梁并安裝聲屏障 ， 施工難度降低 ， 所用材料偏 少 ， 每 孔 的 平 均 造 價 指 標(biāo) 低 于 架 設(shè) T 梁 ， 且 能 解 決 存在的安全隱患 。