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 ， 一般采用簡支 T 梁 ， 如果安裝聲屏障 ， 因其后澆翼緣板結 構 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 行 探 討 ， 并 以 某 鐵 路 橋 梁 工 程 建 設 為 例 ， 對 預

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

關鍵詞 : 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 標 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 ， 一般采用 《 通橋 ( 2012 ) 2109 簡 支 T 梁 ( 設 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 構 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 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

貨共線鐵路預制有砟軌道后張法預應力混凝土雙線

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 制 有 砟 軌 道 后 張 法預 應 力 混 凝 土 雙 線 整 孔 簡 支 箱 梁 》 ， 即 《 通 橋 ( 2013 ) 2132 》 梁圖 。

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

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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

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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     預應力雙線并置簡支箱梁    預制架設或預制吊裝 2     預應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        預制架設

1． 1    預制架設雙線并置箱梁的可行性

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

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

荷載 ， 對 《 通橋 ( 2012 ) 2101 》 系列梁圖中 12 m 、 20 m 、 24 m 、 32 m T 梁進行縱橫 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 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 制 架 設 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

預應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 預應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    架設并置簡支箱梁采用的施工方案

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

吊裝方案和滿堂支架現(xiàn)澆方案進行施工 。 2 ． 1 預制架設方案

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 架 設 備 通 過 T 梁 時 需 采 取 有關措施才能 滿 足 施 工 要 求 ， 運 輸 箱 梁 的 車 通 過 T 梁需進一步進行安全檢算 。

采用并置箱梁 步 履 式 架 橋 機 架 設 并 置 簡 支 箱 梁 ， 是 通 過 運 梁 車 馱 運 架 橋 機 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 動 ， 實 現(xiàn) 架 橋 機 整 體 過 孔 作 業(yè) ; 運 梁 車 運 喂 梁 ， 兩 起 重 機 構 起 吊 箱 梁 ， 吊 梁 縱 橫 移 動 ， 將 箱 梁 準 確 落 位 。 這 種 架 梁 方 式 具 有 整 機 高 度 低 、 橫 向 穩(wěn) 定 性 好 ， 通 過 小 車 橫 向 移 動 可 并 排 架 設 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 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 雙 線 橋 梁 中 兩片并排布置的箱梁 。 2 ． 2 預制吊裝方案

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

全風險 。 但所需要的大臨工程費用較高 。

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 → 移梁平車縱向運梁 → 拔桿吊機吊 梁 → 墩頂橫移 → 落架梁就位 → 指標檢驗 → 梁體支護 → 復核校正 → 橫隔梁板焊接 → 拆除吊具 。

采用以上流程進行架梁必須遵守以下規(guī)定 : ( 1 ) 龍門 吊 機 的 走 行 軌 道 基 礎 ， 應 根 據(jù) 設 計 輪 壓進行設計和施工 ， 并 對 走 行 軌 道 基 礎 地 基 進 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 兩 側 運 輸 車 輛 的 走 行 動 作 應 同

步 ， 不同步差值不應超過設計規(guī)定 。

( 3 ) 龍 門 吊 機 應 采 取 定 點 起 吊 方 式 ， 避 免 由 2 臺龍門吊機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 梁

或通過 。

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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    預制架設箱梁所需設備及場地

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

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

→ 支架拼裝 、 預壓 → 底模 、 外側模安裝 → 鋼筋制作安 裝 → 孔道安裝 → 內(nèi)側模安裝 → 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 ， 拆模 → 預應力筋 、 錨具安裝 、 張拉 、 壓漿 → 預埋件安設 ， 封錨 → 支架 、 模板拆除轉移等 。

3    預制架設箱梁和 T 梁方案投資分析

本文以某雙線鐵路橋梁工程需預制架設簡支箱 梁和 T 梁 ( 所需孔數(shù) 見 表 3 ) 為 例 ， 對 所 需 投 資 進 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 ) 采用預制架設箱梁 方 案 時 ， 需 采 用 450 t 架 橋機架設箱梁 。 為保 證 連 續(xù) 施 工 ， 不 因 架 設 T 梁 和 箱梁反復拼裝 、 拆除架橋機 ， 故 架 設 T 梁 也 采 用 450 t 架橋機 。

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

( 3 ) 預制架設簡支 箱 梁 和 預 制 吊 裝 架 設 簡 支 箱

梁 ， 全線需設置 2 處制存梁場 。

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

3

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

預制架設箱梁并安裝聲屏障方案投資及指標如

表 4 所示 。

由表 4 可以看出 :

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

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

采用的箱梁梁型

橋梁本體工程           單位      數(shù)量

預制架設方案

指標 /

萬元

預制吊裝方案

指標 /

( 萬元 / 孔 )    金額 / 萬元

支架現(xiàn)澆方案

指標 /

( 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為 102 ． 6 萬

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

預制架設箱梁和預制吊裝箱梁每孔的平均造價基本

一樣 。

( 2 ) 預制 吊 裝 箱 梁 與 預 制 架 設 箱 梁 相 比 ， 梁 部 部分僅架梁有所差 異 ， 預 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 行地基處理和加固 。

3． 3    架設箱梁或 T 梁并安裝聲屏障投資分析 架設箱梁 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 ， 預制架設箱梁方案其 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 預制架設箱梁方案

橋梁本

萬元

預制架設 T 梁方案

指標 /

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上 。 預制吊裝箱梁施工方 案 ， 需要修建運梁便道 ， 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 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 /
 位 量 ( 萬元 / 孔 )    金額 /

( 萬元 / 孔 )    金額 /

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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

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續(xù)表 5 架設箱梁或 T 梁并安裝聲屏障的投資比較

采用的梁型 預制架設箱梁方案 預制架設 T 梁方案

橋梁本 指標 /

萬元 萬元

全線統(tǒng)一施

組對架設的 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 ) 預制架設箱梁 方 案 每 孔 的 平 均 造 價 指 標 為 89 ． 3 萬元 ( 含大臨工程費 ) ， 預制架設 T 梁方案 每 孔 的平均造價 指 標 為 90 ． 8 萬 元 ( 含 大 臨 工 程 費 ) ， 略 高于架設箱梁方案 。 但大臨工程費用偏低 。 ( 2 ) 預制 架 設 箱 梁 并 安 裝 聲 屏 障 ， 為 統(tǒng) 一 全 線 的施 工 組 織 ， 避 免 架 設 T 梁 和 箱 梁 反 復 安 拆 架 橋 機 ， 故全線統(tǒng)一采用 450 t 架 橋 機 架 設 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 費用 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 行 了 探 討 ， 并 以 某 鐵路橋梁工程建設 為 例 ， 對 預 制 架 設 箱 梁 和 T 梁 方 案及投資進行 了 分 析 與 比 較 。 結 果 顯 示 ， 改 為 預 制 架設箱梁并安裝聲屏障 ， 施工難度降低 ， 所用材料偏 少 ， 每 孔 的 平 均 造 價 指 標 低 于 架 設 T 梁 ， 且 能 解 決 存在的安全隱患 。