安装声屏障的铁路桥梁的梁型选择与比较

摘   要 : 时速 160 km 双线铁路的桥梁建设 ， 一般采用简支 T 梁 ， 如果安装声屏障 ， 因其后浇翼缘板结 构 相 对 薄弱 ， 荷载增大后 ， 可能存在安全隐患 。 那么在需要 安 装 声 屏 障 的 桥 梁 地 段 ， 能 否 以 箱 梁 替 代 T 梁 ，

此文对采用箱梁并安装声屏障的可行性及施工方 案 进 行 探 讨 ， 并 以 某 铁 路 桥 梁 工 程 建 设 为 例 ， 对 预

制架设箱梁和 T 梁方案及投资进行分析和比较 。 结 果 显 示 ， 改 为 预 制 架 设 箱 梁 并 安 装 声 屏 障 ， 所 用 材料偏少 ， 每孔的平均造价指标低于架设 T 梁 ， 且能解决存在的安全隐患 。

关键词 : 时速 160 km 铁路 ; 桥梁工程 ; 箱梁 ; 安装声屏障

中图分类号 : U448 ． 2      文 献 标 识 码 : B      文章编号 : 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台州宁波声屏障桩基施工视频隔音墙隔音板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

时速 160 km 双线铁路桥梁工程建设 ， 一般采用 《 通桥 ( 2012 ) 2109 简 支 T 梁 ( 设 声 屏 障 ) 》 ( 以 下 简 称 《 通桥 － 2109 简 支 T 梁 ( 屏 ) 》 双 线 梁 型 图 ， 其 跨 度 16 ～ 32 m 。 在建桥过程中 ， 由 于 安 装 有 声 屏 障 的 简支 T 梁在架设就 位 后 ， 仍 需 现 场 浇 筑 一 定 数 量 的 混凝土 ， 且为高空 作 业 ， 不 但 施 工 时 间 长 ， 存 在 施 工 上的困难 ， 而且施工质量不易得到控制等 。 另外 ， 安 装声屏障的简支 T 梁 ， 其 后 浇 翼 缘 板 的 结 构 相 对 薄 弱 ， 安装声 屏 障 后 因 荷 载 增 大 ， 有 可 能 存 在 安 全 隐 患 。 如果将 《 通 桥 － 2109 简 支 T 梁 ( 屏 ) 》 更 改 为 箱 梁 ， 则可以解决 因 负 荷 增 大 而 存 在 的 安 全 隐 患 。 为 此 ， 本文对以 箱 梁 安 装 声 屏 障 代 替 《 通 桥 － 2109 简 支 T 梁 ( 屏 ) 》 的可行性进行探讨 。

1    采用箱梁安装声屏障的可行性

时速 160 km 双线铁路桥梁建设工程 ， 可采用的 简支 T 梁一 般 为 《 通 桥 － 2109 简 支 T 梁 ( 屏 ) 》 ; 而 可采用的箱梁梁 型 有 2 种 ， 一 种 是 《 时 速 160 km 客

货共线铁路预制有砟轨道后张法预应力混凝土双线

并置简支箱梁 》 ， 即 《 通桥 ( 2014 ) 2133 》 梁 图 ; 另 一 种 是 《 时 速 160 km 客 货 共 线 铁 路 预 制 有 砟 轨 道 后 张 法预 应 力 混 凝 土 双 线 整 孔 简 支 箱 梁 》 ， 即 《 通 桥 ( 2013 ) 2132 》 梁图 。

由于预制的有砟轨道后张法预应力混凝土双线 整孔简支箱梁的质 量 较 重 ， 铺 架 时 所 采 用 的 运 架 设 备无法通过简支 T 梁 。 为 此 ， 本 文 对 可 采 用 的 3 种 梁型及铺架方式进行了分析 ， 归纳起来如表 1 所示 。

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第 31 卷 第 3 期                       李   蓓 ， 等 : 安装声屏障的铁路桥梁的梁型选择与比较

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表 1   可采用的 3 种梁型及铺架方式

序号         可采用的梁型              铺架方式 1     预应力双线并置简支箱梁    预制架设或预制吊装 2     预应力双线整孔简支箱梁    移动模架或支架现浇 3     通桥 － 2109 简支 T 梁        预制架设

1． 1    预制架设双线并置箱梁的可行性

在 铁 路 桥 梁 工 程 施 工 中 ， 预 制 架 设 双 线 并 置 箱 梁 ， 架设时相当 于 架 设 单 线 箱 梁 。 运 梁 和 架 梁 工 况 为 :

( 1 ) 采用 《 通桥 ( 2014 ) 2133 》 系列梁图中的 运 梁

荷载 ， 对 《 通桥 ( 2012 ) 2101 》 系列梁图中 12 m 、 20 m 、 24 m 、 32 m T 梁进行纵横 向 检 算 。 而 直 线 段 落 范 围

内的 台州宁波声屏障桩基施工视频隔音墙隔音板32 m 简支 T 梁需采用曲线梁 。

( 2 ) 采用 《 通桥 ( 2014 ) 2133 》 系列梁图中的 架 梁

荷载 ， 对 《 通桥 ( 2012 ) 2101 》 系列梁图中 12 m 、 20 m 、 24 m 、 32 m T 梁进行纵横向检算 。

而箱梁的相邻孔所用 T 梁需采用 32 m 的梁跨 ; 架梁 时 需 调 整 架 桥 机 在 桥 面 上 力 的 作 用 点 位 处 于 T 梁腹板处 ， 避免架梁时桥面板损坏 ; 箱梁相邻孔所用 T 梁支座需采用墩位 3 000 kN 的支座 。 1． 2    箱梁和 T 梁用料比较

针对以上所述的预 制 架 设 方 案 ， 箱 梁 和 T 梁 梁

部所用材料 数 量 比 较 ( 以 32 m 双 线 曲 线 梁 为 例 ) ， 如表 2 所示 。

表 2   箱梁和 T 梁梁部所用材料数量比较

梁型类别             混凝土 / m

3

钢筋 / t     钢绞线 / t                          备注

安装声 屏障

不安装声 屏障

预应力双线并置简支箱梁     262 ． 08      51 ． 86      11 ． 566     为保证箱梁和 T 梁梁 部 数 量 的 一 致 性 ， T 梁 数 量 中 含 工 地 现

浇部分 ， 但不含挡碴墙 。

双线简支 T 梁              269 ． 74     54 ． 467     16 ． 986 箱梁与 T 梁的差值           － 7 ． 66     － 2 ． 607     － 5 ． 42 预应力双线并置简支箱梁     262 ． 08      51 ． 86      11 ． 356 双线简支 T 梁              222 ． 67     30 ． 291     13 ． 528 箱梁与 T 梁的差值           39 ． 41      21 ． 569     － 2 ． 172

由表 2 可以看 出 ， 安 装 声 屏 障 的 简 支 T 梁 的 梁 部所用材料 ( 混 凝 土 、 钢 筋 和 钢 绞 线 ) 数 量 多 于 简 支 箱 梁 ; 不 安 装 声 屏 障 的 简 支 T 梁 的 梁 部 所 用 混 凝 土和钢筋数量少于 简 支 箱 梁 ， 所 用 钢 绞 线 略 多 于 箱 梁 。 由此说明 ， 采用箱梁的桥梁工程 ， 安装声屏障不 会增加所用材料的数量 ， 采用简支箱梁是可行的 。

2    架设并置简支箱梁采用的施工方案

架 设 并 置 简 支 箱 梁 可 采 用 预 制 架 设 方 案 、 预 制

吊装方案和满堂支架现浇方案进行施工 。 2 ． 1 预制架设方案

该方案具有施工速度快 、 工期短 、 对周边影响小 等特点 。 但 所 采 用 的 运 架 设 备 通 过 T 梁 时 需 采 取 有关措施才能 满 足 施 工 要 求 ， 运 输 箱 梁 的 车 通 过 T 梁需进一步进行安全检算 。

采用并置箱梁 步 履 式 架 桥 机 架 设 并 置 简 支 箱 梁 ， 是 通 过 运 梁 车 驮 运 架 桥 机 至 桥 头 ， 利 用 可 活 动 支 腿 变 位 、 中 前 支 腿 托 辊 及 忠 厚 支 腿 、 后 支 腿 驱 动 ， 实 现 架 桥 机 整 体 过 孔 作 业 ; 运 梁 车 运 喂 梁 ， 两 起 重 机 构 起 吊 箱 梁 ， 吊 梁 纵 横 移 动 ， 将 箱 梁 准 确 落 位 。 这 种 架 梁 方 式 具 有 整 机 高 度 低 、 横 向 稳 定 性 好 ， 通 过 小 车 横 向 移 动 可 并 排 架 设 单 线 箱 梁 的 优

势 ， 采 用 三 点 平 衡 吊 梁 系 统 ， 可 以 防 止 箱 梁 在 架 设 过程中受扭的特点 。 两片主梁横向间距较大 ( 约 8 m ) ， 起 重 小 车 可 吊 箱 梁 横 移 ， 适 合 架 设 双 线 桥 梁 中 两片并排布置的箱梁 。 2 ． 2 预制吊装方案

该 方 案 可 以 有 效 地 解 决 架 设 箱 梁 过 程 中 ， 箱 梁 运输通过 T 梁 以 及 箱 梁 与 T 梁 架 设 时 所 存 在 的 安

全风险 。 但所需要的大临工程费用较高 。

该施 工 架 梁 的 流 程 为 : 移 梁 台 车 垂 直 起 梁 → 移 梁台车横向移梁 → 移梁平车纵向运梁 → 拔杆吊机吊 梁 → 墩顶横移 → 落架梁就位 → 指标检验 → 梁体支护 → 复核校正 → 横隔梁板焊接 → 拆除吊具 。

采用以上流程进行架梁必须遵守以下规定 : ( 1 ) 龙门 吊 机 的 走 行 轨 道 基 础 ， 应 根 据 设 计 轮 压进行设计和施工 ， 并 对 走 行 轨 道 基 础 地 基 进 行 处 理和加固 。

( 2 ) 龙 台州宁波声屏障桩基施工视频隔音墙隔音板门 吊 机 两 侧 运 输 车 辆 的 走 行 动 作 应 同

步 ， 不同步差值不应超过设计规定 。

( 3 ) 龙 门 吊 机 应 采 取 定 点 起 吊 方 式 ， 避 免 由 2 台龙门吊机起吊箱梁长距离纵向移动作业 。 ( 4 ) 梁端 未 焊 接 固 定 时 ， 台 车 不 得 在 其 上 运 梁

或通过 。

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2． 3    满堂支架现浇方案

铁路工程造价管理                                       2016 年 5 月

3． 1    预制架设箱梁所需设备及场地

该 方 案 可 有 效 解 决 架 设 箱 梁 存 在 的 安 全 风 险 ， 同时可采用整 孔 箱 梁 。 但 沿 线 箱 梁 需 满 堂 支 架 ， 其 地基处理费用较高 。

满 堂 支 架 现 浇 箱 梁 施 工 流 程 为 : 支 架 基 础 施 工

→ 支架拼装 、 预压 → 底模 、 外侧模安装 → 钢筋制作安 装 → 孔道安装 → 内侧模安装 → 内支架及顶板模板安 装 → 顶板钢筋制作安装 → 混凝土浇筑 、 养护 ， 拆模 → 预应力筋 、 锚具安装 、 张拉 、 压浆 → 预埋件安设 ， 封锚 → 支架 、 模板拆除转移等 。

3    预制架设箱梁和 T 梁方案投资分析

本文以某双线铁路桥梁工程需预制架设简支箱 梁和 T 梁 ( 所需孔数 见 表 3 ) 为 例 ， 对 所 需 投 资 进 行 分析与比较 。

表 3   某双线铁路桥梁工程所需箱梁和 T 梁孔数

序号         梁型        是否安装声屏障        孔数 1 安装声屏障             237

2           箱梁 不安装声屏障           107

3           T 梁      不安装声屏障           360 4        合计                             704 5        安装声屏障箱梁所占比例 / %           69 6        箱梁所占比例 / %                   48 ． 9

( 1 ) 采用预制架设箱梁 方 案 时 ， 需 采 用 450 t 架 桥机架设箱梁 。 为保 证 连 续 施 工 ， 不 因 架 设 T 梁 和 箱梁反复拼装 、 拆除架桥机 ， 故 架 设 T 梁 也 采 用 450 t 架桥机 。

( 2 ) 采用预 制 吊 装 箱 梁 方 案 时 ， 应 采 用 2 台 龙 门吊机联合作业方 式 。 若 架 设 双 线 32 m 并 置 箱 梁 ( 相当于 32 m 单线箱梁 ) ， 经测算 需 2 台 300 t 龙 门 吊机吊装 ， 且需在沿线设置运梁便道 。

( 3 ) 预制架设简支 箱 梁 和 预 制 吊 装 架 设 简 支 箱

梁 ， 全线需设置 2 处制存梁场 。

( 4 ) 采用 满 堂 支 架 现 浇 方 案 架 设 简 支 箱 梁 时 ，

3

HＲB400 钢筋 146 ． 94 t 、 减少 HPB300 钢筋 89 ． 60 t 。 3． 2    架设箱梁并安装声屏障投资分析

预制架设箱梁并安装声屏障方案投资及指标如

表 4 所示 。

由表 4 可以看出 :

( 1 ) 采用预制架设 箱 梁 方 案 每 孔 的 平 均 造 价 指 标为 89 ． 3 万元 ( 含大临工程费 ) ， 预制吊装箱梁方案 每孔的平均造价指标为 97． 6 万元 ( 含大临工程费 ) ，

表 4   预台州宁波声屏障桩基施工视频隔音墙隔音板制架设箱梁并安装声屏障方案投资及指标

采用的箱梁梁型

桥梁本体工程           单位      数量

预制架设方案

指标 /

万元

预制吊装方案

指标 /

( 万元 / 孔 )    金额 / 万元

支架现浇方案

指标 /

( 万元 / 孔 )    金额 / 万元

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

墩台差                                        —         —         —         —         —        － 489 ． 2 大临工程                                      —        2 961 ． 1        —        5 777 ． 1        —         —

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

支架现浇箱梁方案每孔的平均造价指标为 102 ． 6 万

元 ( 不含大临工程费 ) 。 如 果 不 考 虑 大 临 工 程 费 用 ，

预制架设箱梁和预制吊装箱梁每孔的平均造价基本

一样 。

( 2 ) 预制 吊 装 箱 梁 与 预 制 架 设 箱 梁 相 比 ， 梁 部 部分仅架梁有所差 异 ， 预 制 吊 装 箱 梁 方 案 其 架 梁 造

因主要是 ， 一是需要购买支架 ， 二是每孔梁都需要进 行地基处理和加固 。

3． 3    架设箱梁或 T 梁并安装声屏障投资分析 架设箱梁 或 T 梁 并 安 装 声 屏 障 的 投 资 比 较 如

表 5 所示 。

表 5   架设箱梁或 T 梁并安装声屏障的投资比较

价平均每孔为 11 ． 8 万元 ， 预制架设箱梁方案其 架 梁 造价平均每 孔 为 11 ． 6 万 元 。 2 种 架 梁 方 案 的 投 资

采用的梁型 预制架设箱梁方案

桥梁本

万元

预制架设 T 梁方案

指标 /

万元台州宁波声屏障桩基施工视频隔音墙隔音板

差异主要差在大临工程费上 。 预制吊装箱梁施工方 案 ， 需要修建运梁便道 ， 多投资 2 816 万元 。 ( 3 ) 支架现浇箱梁 方 案 每 孔 平 均 造 价 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 小计       孔 344     80 ． 7     27 770 ． 9     83 ． 3    28 655 ． 8

相应 地 段 所 需 墩 身 混 凝 土 可 减 少 7 306 m 、 减 少

( 万元 / 孔 )      金额 /

体工程      单 数 指标 /
 位 量 ( 万元 / 孔 )    金额 /

( 万元 / 孔 )    金额 /

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第 31 卷 第 3 期                       李   蓓 ， 等 : 安装声屏障的铁路桥梁的梁型选择与比较

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续表 5 架设箱梁或 T 梁并安装声屏障的投资比较

采用的梁型 预制架设箱梁方案 预制架设 T 梁方案

桥梁本 指标 /

万元 万元

全线统一施

组对架设的 孔 481      —      4 727 ． 7      —     4 221 ． 9

影响

大临工程       —      —      2 961 ． 1      —     2 562 ． 2

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

由表 5 可以看出 :

( 1 ) 预制架设箱梁 方 案 每 孔 的 平 均 造 价 指 标 为 89 ． 3 万元 ( 含大临工程费 ) ， 预制架设 T 梁方案 每 孔 的平均造价 指 标 为 90 ． 8 万 元 ( 含 大 临 工 程 费 ) ， 略 高于架设箱梁方案 。 但大临工程费用偏低 。 ( 2 ) 预制 架 设 箱 梁 并 安 装 声 屏 障 ， 为 统 一 全 线 的施 工 组 织 ， 避 免 架 设 T 梁 和 箱 梁 反 复 安 拆 架 桥 机 ， 故全线统一采用 450 t 架 桥 机 架 设 T 梁 和 箱 梁 。 这样一来 ， 增加了 不 安 装 声 屏 障 地 段 的 简 支 梁 架 设 费用 503 万元 。

用简支 T台州宁波声屏障桩基施工视频隔音墙隔音板 梁 ， 其 跨 度 16 ～ 32 m 。 如 果 安 装 有 声 屏 障 ， T 梁架设就位后 ， 还需现场浇筑一定数量的混凝 土 。 由于增加了 T 梁 后 浇 翼 缘 板 的 荷 载 ， 可 能 存 在 安全隐患 。 那么在 需 要 安 装 声 屏 障 的 桥 梁 地 段 ， 桥 梁建设能否以箱梁 替 代 T 梁 ， 本 文 对 采 用 箱 梁 并 安 装声屏障的可行性 及 施 工 方 案 进 行 了 探 讨 ， 并 以 某 铁路桥梁工程建设 为 例 ， 对 预 制 架 设 箱 梁 和 T 梁 方 案及投资进行 了 分 析 与 比 较 。 结 果 显 示 ， 改 为 预 制 架设箱梁并安装声屏障 ， 施工难度降低 ， 所用材料偏 少 ， 每 孔 的 平 均 造 价 指 标 低 于 架 设 T 梁 ， 且 能 解 决 存在的安全隐患 。