单线铁路设声屏障预制T梁现浇桥面悬吊支架施工技术

单线铁路设声屏障预制 T 梁现浇桥面悬吊支架施工技术

陈明海

中铁十局集团第八工程有限公司

摘 要：铁路通桥（2012）2109 预制后张法简支 T 梁（设声屏障）通用图桥面现浇翼缘板及声屏障基础的桥面设计形式，经过近10年的应用，其施工技术以相当成熟，特别是在双线铁路以模拟连续梁悬臂浇筑法设计的悬臂梁支架已广泛应用。当面临单线铁路时，悬臂梁支架法在桥面铺设的大量横梁又给施工带来了诸多不便，比如：桥面系施工期间桥面无法通行，混凝土运输浇筑等需要占用临时征地，更需要花费大量的设备费用。本文对单线铁路设声屏障预制T梁现浇桥面悬吊支架施工方案和工艺进行了总结，以供同类桥面工程借鉴。

关键词：单线铁路 悬吊支架 铁路声屏障梁 T梁 现浇桥面 施工技术

1.概述

枣庄惠民投资发展有限公司铁路专用线工程位于山东省枣庄市市中区、峄城区。线路自枣临税郭站东南咽喉南侧引出并行枣临线50m后折向西，下穿在建枣木高速公路后经石灰窑埠、付刘耀南侧前行至西王庄南侧，先后跨越大沙河税郭支流、枣台复线、大沙河郭里集支流及东沙河、国道G206后至十里泉发电厂场内站东侧，正线全长13.424km。全线设特大桥2座，大桥1座，中桥1座，桥梁7.964KM，占线路总长的59.3%。因线路穿越村庄，为避免火车经过产生震动和噪音影响附近村民休息，故线路经过村庄段均设置声屏障，工程设计声屏障梁50孔，占桥梁总数量的38%。声屏障梁数量大，后期施工工序复杂，成为本项目的工期控制重点。本着保证工期、质量，节约施工成本的原则，经研究分析确定采用悬吊支架施工方法。

悬吊支架法现场施工图

2.悬吊支架设计

2.1悬吊支架设计方案

悬吊支架设计主要考虑以底模以悬臂支托为主，释放桥面空间方面，保证桥面临时通车需求。主要设计结构，如下图所示：

2.1吊点设计

吊点主要利用预制梁泄水孔，吊点间距4.0m，因两端泄水孔距离两端的距离为2.3m，故需要在预制梁时在梁端向内0.2m，与泄水孔横向位置相同的位置预留直径4cm的吊装孔，桥面系施工完毕后用高强微膨胀砂浆封堵。为保证泄水孔处混凝土与桥面一起浇筑，吊装孔处设置吊点支撑座，支撑座面板采用厚度2cm，边长24cm的方形钢板，钢板中间钻3cm直径的圆孔，保证吊杆顺利通过。支撑座底焊接4根直径25mm螺纹钢筋做支腿，支腿长度18.5cm，高出混凝土顶面5cm。支撑座安装前支腿外套直径4cm用钢带卷制的波纹管，支腿与波纹管之间填塞土工布或塑料薄膜，端头用胶带密封，防止进入水泥浆。吊杆采用直径25mmHSB785精轧螺纹钢筋，长度100cm，横梁底端外露长度不小于1个螺帽长度。

2.2支架设计

横梁采用双16#工字钢焊接而成，长度264cm，吊点位置在两工字钢绗缝中心切割直径3cm的孔，并在双工字钢顶面及底面各焊接一块厚度20mm，边长20cm的钢板，钢板中心钻直径3cm的孔，钻孔中心与工字钢钻孔中心一致。纵梁采用5cm×10cm×5mm矩形钢管，长度9m，置于横梁之上悬臂1米纵梁搭接处相错布置，声屏障基础下平均设置4根。翼板下设置5根，其中一根位于预制梁翼板下控制横梁空间位置，同时便于加固横梁。其他纵梁间距20cm布置。

2.3模板设计

底模及端模均使用厚度15mm的竹胶板，声屏障基础侧模选用定型钢模板，底模使用方木5cm×5cm，切割成长度92.5cm，高度5cm的楔形，调整翼板横向坡度。楔形调坡方木间距60cm，至于模板与纵梁之间。为保证横向预应力筋锚口位置准确，以及声屏障基础外观和棱角质量，声屏障基础侧模采用定型钢模。钢模板面板采用5mm厚钢板做面板，8mm厚钢板做加劲肋，采用螺栓方式连接。

2.4支架受力检算

声屏障基础高度0.47m，F_s=0.47m×25KN/m²×0.425m×4=19.975KN，中心距锚固端1.31m；现浇翼板厚度0.24m，F_y=0.24×25KN/m²×0.925m×4=22.2KN，中心距锚固端0.64 m，横梁每米重20.512Kg；G_w=20.512×1.82×2×10/1000=0.74KN，吊杆外侧部分横梁中心距锚固端0.81m，G_n=20.512×0.82×2×10/1000=0.34KN，吊杆内侧部分横梁中心距吊杆0.41m，纵梁每米重10.48Kg，F_z=10.48×4×9×10/1000=3.77KN，简化计算，受力中心距锚固端1.0m；声屏障基础钢模按照50Kg/m2计算，F_m=0.8×50×4×10/1000=1.6KN，按最外侧考虑，受力点距锚固端1.31m；考虑施工人员作业，作业人员体重75Kg，F_r=0.75KN，按照距离锚固端1.0m计算。因挡砟墙混凝土在现浇桥面横向预应力施工完毕后进行二次浇筑，挡砟墙内侧现浇混凝土由已经预制好的T梁翼板支撑，故检算检算中不在考虑两者对支架的影响。

2.4.1吊装螺纹钢筋受力计算

按照力学平衡原理计算，简化受力图如下：

根据一直数据，求得：Fn=57.86KN；

吊杆受力强度为：

满足施工要求。

2.4.2支架横梁受力检算

为保证安全，且简化计算，横梁按照固定悬臂结构考虑，吊点至伸向T梁肋板部分为锚固段，吊点处为锚固端，外端为悬臂端。

（1）抗弯强度检算：

悬臂结构固定端弯矩最大，在吊点处：

吊点处截面模量为：

查型钢表可得：16#工字钢截面特性：

h=160mm；b=88mm；A=26.131cm2；Ix=1130cm4 ；Wx=141cm3；ix=6.58cm。

2Wx=282cm³>Wnx =210.81cm³，所以选用双16#工字钢，抗弯强度可以满足要求；

（2）抗剪强度检算：

由分析可知吊点处所受剪力最大：

。

抗剪强度可以满足要求；

（3）挠度检算：

悬臂结构，悬臂端挠度最大：

双16#工字钢最大挠度7.16mm<2l>，横梁挠度满足要求；

2.4.3支架纵梁受力检算

按照最不利原则考虑，对声屏障基础下2根纵梁按照简支梁承受均布荷载工况进行检算。

声屏障基础砼荷载：q1=0.47×0.425×25=4.99KN/m（混凝土厚度0.47m）

模板荷载：q2=0.85KN/m

混凝土浇注冲击及振捣荷载：q3=1.7KN/m

则有q=（P1+P2+P3）=7.54KN/m

（1）抗弯强度检算：

简支结构承受均布荷载，跨中弯矩最大：

。

纵梁跨中截面模量为：

Wz=31.631cm3

4根纵梁能够承受的弯矩为：4M_y=4W_z×1.05×215=28.56KN·m

4M_y=28.56KN·m>Md =15.08KN·m，所以选用四根5×10cm×5mm矩形钢管，抗弯强度可以满足要求；

（2）抗剪强度检算：

由分析可知横梁处剪力最大：

抗剪强度可以满足要求；

（3）挠度检算：

简支梁跨中挠度最大：

4根纵梁每根纵梁挠度：61.4÷4=15.4mm，纵梁梁挠度满足要求。

3.悬吊支架施工

3.1支架施工

1. 支撑座准备并放置吊点附近。支撑座安装前支腿外套直径4cm用钢带卷制的波纹管，支腿与波纹管之间填塞土工布或塑料薄膜，端头用胶带密封，防治混凝土浇筑过程中进入水泥浆影响支撑座重复利用。

2. 横梁安装。横梁安装从梁一端向另一端依次进行。横梁采用人工安装，安装前初步安装吊杆，吊杆及横梁前1/3处系麻绳，人工吊至梁底进行吊点支座安装，临时紧固吊杆上螺栓。

3. 纵梁安装。横梁初步安装就位后进行纵梁安装，纵梁安装顺序与横梁相同从梁一端向另一端依次进行，首先安装预制梁底纵梁，梁底纵梁安装需热弄下吊篮确定纵梁及横梁准确位置，用自制带轮T形吊架吊住横梁外端头调整横梁方向后拧紧吊杆螺栓进行锚固。随后按照设计间距布置剩余纵梁，纵梁长9m，置于3根横梁之上，两端悬臂各1m，纵向两纵梁交错搭接设置，搭接长度2m。

3.3模板安装

模板安装在现浇桥面及声屏障基础钢筋和预埋件检查验收完成后进行，底模采用竹胶板及调坡方木制作成纵向长度1.2m一块的拼装块，便于模板搬运及安装，模板缝贴双面胶，防止浇筑混凝土时漏浆，双面胶不得侵入混凝土内。声屏障基础采用钢模板，采用自制带轮T形吊架吊运安装、螺栓连接加固。

3.4模板、支架拆除

声屏障基础侧模在混凝土初凝后，混凝土强度达到2.5MPa后方可进行，侧模拆除时注意声屏障基础棱角保护。底模在桥面系横向预应力筋施工完毕后拆除。底模拆除先松放吊杆螺栓，人工下吊篮将纵梁拆除放置在挡砟墙钢筋内侧或直接运输至下一孔准备安装。拆除一段纵梁即可拆初相应底模。底模拆完后吊杆及横梁端头系绳子将横梁下放至地面或运输小车，移运至下一孔备用。

4.结束语

悬吊支架施工技术在枣庄惠民铁路专用线工程中得到了应用，实践证明，采用悬吊支架施工灵活简便，与前方架梁作业影响小，能够利用架梁作用间隙进行模板安装和钢筋绑扎作业，钢筋半成品使用小型运输车辆直接运至梁顶散布于模板附近避免二次倒运省时省工，混凝土施工由混凝土搅拌车直接运输至浇筑地点利用溜槽入模，避免长期租用（占用）便道，同时避免了吊车、泵车等设备的投入降低了施工成本。

参考文献：

[1]苟明勇.浅析通桥（2012）2019-Ⅰ铁路预制后张法简支T梁（设声屏障）现浇桥面板施工技术[J].交通工程，2014,135(6):169-170.

[2]冯文东.设声屏障后简支T梁现浇桥面的施工技术[J].建材与装饰,2015(12):282-283.

[3]宁建强.设声屏障预制T梁现浇桥面的施工技术[J].价值工程,2016(9):96-98.

[4]铁路《通桥（2012）2019预制后张法简支T梁（设声屏障）通用图》系列图纸.