温福铁路客运专线移动贝雷桁架施工铁路客运专线现浇箱梁施工方案

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)—19—2008

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Ⅱ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，待梁体初张后脱模、过孔，完成箱梁浇筑、就位的过程。

ⅠⅠ

Ⅱ

Ⅱ1

2

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

图4.0.1-2 半Ⅰ-

Ⅰ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

1

3

2

4

5

6

图4.0.1-3 Ⅱ-

Ⅱ横断面示意图

1 18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0.6m。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：

＝扣除自重影响后预应力产生的上拱度+残余徐变拱度值-静活载挠度跨中梁体拱度值：Y

跨中

（5.2.4-1）

-0.05X2（5.2.4-2）其他位置按二次抛物线过渡：Yx ＝Y

跨中

式中 Yx——距离跨中X截面的预拱度，负值设上拱，正值设下拱；

——跨中位置梁体拱度；

Y

跨中

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30cm×30cm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5.2.6-1 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，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5.2.6-2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所示。

图5.2.6-3 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。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

本工法所需材料如表6.1：

表6.1 材料表

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

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[2005]160号）

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160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》（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。

8.0.4 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Ⅱ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）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=2.5×15×0.5×3=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：（154×50+154×20+56×50）×2×19+56×185×40+15.3×3400×2+37.7×6500×2=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Ⅱ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Ⅱ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Ⅱ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L＝1468.55m，14～32m整孔箱梁＋（40+64+40）连续梁＋26～32m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 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：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）