| 标题 | 贝雷梁便桥在既有车站新建旅客地道施工中的应用 |
| 范文 | 张东清 摘要： 本文以既有车站新建旅客地道工程为背景，介绍旅客地道出入口施工中基坑上方铺设贝雷梁临时便桥的设计与施工。既可最大限度地减少对既有线干扰，减少对车站站台接发旅客列车影响，又能在贝雷梁桥下按明挖顺作法施工旅客地道出入口结构；既安全可靠的加快新建旅客地道的施工进度，又很好地解决站台接发旅客与基坑施工的立体交叉矛盾，为类似工程提供了参考，能广泛推广应用。 Abstract： Based on the background of the new passenger tunnel project at the existing railway station， this paper introduces the design and construction of the temporary belay beam laying above the foundation pit in the entrance and exit construction of the passenger tunnel. It can not only minimize the interference to the existing railway lines， reduce the impact on passenger trains receiving and dispatching at stations， but also construct the entrance and exit structures of passengers under the Bailey bridge under the open excavation method； It not only accelerates the construction progress of the newly-built passenger tunnels in a safe and reliable manner， but also satisfies the three-dimensional cross-contradictions between passengers receiving and receiving at the platform and the construction of the foundation pits. It provides a reference for similar projects and can be widely applied. 关键词： 新建旅客地道；既有站台出入口；贝雷梁便桥 Key words： newly-built passenger tunnel；existing platform entrances and exits；Bailey bridge 中圖分类号：U231+.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0122-04 1 工程概况 新建南广铁路贵港车站DK56+602 1-8.4m下穿旅客地道位于贵港车站中间位置，贯穿全站，穿越既有贵港车站19股道，贵港车站站改后穿越南广车场7股道、黎湛车场13股道，线路法线与涵轴正交，轴向全长148.05m。新建地道黎湛场一、二站台主框架及出入口采用全开挖现浇施工，为保证旅客、行包上下列车安全通过，施工又方便、快捷，选择合理的施工方法及采用适宜的临时站台面支撑系统是本工程得以顺利实施的关键。综合各方面因素，提出在黎湛线贵港站一、二站台新地道施工范围基坑中部上方搭设48m贝雷梁便桥，一站台便桥宽度为5m，二站台便桥宽度为8.5m，贝雷梁采用321型，断面尺寸为3m×1.5m。 2 便桥施工方案 2.1 施工方案 鉴于以上情况和特点，基础采用C25钢筋混凝土支撑桩（挖孔桩），桩直径为1.25m，主框架两侧桩长为15m、两头桩长为8m；采用国产加强贝雷片支架拼装成支架纵梁，支架结构均采用简支布置，纵梁单跨16m，便桥总长48m。桥面以4.0mm花纹钢板当面板，14槽钢为横梁，纵梁4片贝雷梁按2m间距布置（一站台为2m，二站台最大为1.15m），二站台贝雷梁下设双拼36工字钢，贝雷梁便桥示意图如图1、图2。 2.2 贝雷梁便桥纵横梁检算 2.2.1 恒载（以二站台8.5m宽度计算） ①贝雷梁自重（3m一片梁）：287kg/片×4×10/3÷1000=3.827kN/m。 ②14b型槽钢横梁自重（间距为0.6m一根）：8.5m×16.7kg/m×10÷0.6÷1000=2.366kN/m。 ③4.0mm花纹钢板自重：33.4kg/m2×8.5×10÷1000=2.739kN/m。 ④人群荷载（3kN/m2）：3kN/m2×8.5m=24.6kN/m。 ⑤手推行包车，集中荷载=7kN。 ⑥双拼36工字钢自重：65.6kg/m×6.8m×10×2÷1000=8.922kN/m。 2.2.2 槽钢横梁检算 14b型槽钢架设在间距为2.0m的贝雷梁上，荷载考虑为均布荷载。14b型槽钢按简支梁考虑。 ①荷载组合： q=1.2×（2.366+2.739+24.6）/8.2+1.2×7=12.747kN/m Mmax= q1l2/8=0.125×12.747×22=6.374kN·m ②截面参数及材料力学性能指标：Wx=0.87×105mm3；惯性矩Ix=609cm4=6.09×106mm4；[σ0]=170MPa，E=2.0×105MPa。 ③承载力计算： σmax=Mmax /Wx=6.374×106/1.67×0.87×105=43.87MPa≤[σ0]，按间距0.6m铺设横梁验算合格。 ④刚度： 荷载：q=1.2×（2.366+2.739+24.6）/8.2+1.2×7=12.747 kN/m f=5ql4/（384EI）=5×12.747×20004/（384×2×105×6.09×106）=2.18mm≤[f0]=2000/400=5mm验算合格。 2.2.3 贝雷支架纵梁检算 贝雷梁按2m间距布置，本计算取一跨桥按最不利因素考虑，荷载位于贝雷梁中间位置。 ①荷载组合： 均布荷载：q=1.2×（3.827+2.366+2.739+24.6+7）=48.638kN/m ②验算强度： 贝雷片力学性能为：I=250500cm4；W=I/70=3578.5 cm3；E=2×105MPa；[M]=78.82t·m；[Q0]=24.52t。 ①纵梁最大弯距： Mmax=ql2/8=48.638×162/8=1556.42 kN·m 单片贝雷片承受弯矩：M = Mmax= 1556.42/8 = 389.104kN·m = 38.9t·m<[M]= 78.82t·m，满足要求。 ②单片贝雷片容许剪力： Qmax= ql3/24EI=48.638×10×16003/（24×2×105×250500×4）=0.7t<[Q0]= 24.52t，满足要求。 ③挠度验算： fmax=5ql4/（384EI）=（5×46.638×103×164）/（384×2×105×106×250500×10-8×4）×103=20mm<[f]=L/400=1600/400=40mm，合格。 ④横向稳定性验算： 贝雷支架横向水平推力主要是受到风荷载的作用而产生的，所以要进行水平方向推力的验算。依据《桥梁设计规范》JTJ021-89取值，及计算分折过程如下： ①风荷载标准值：ωk=βzμsμzωo 其中：ωk-为风荷载标准值（kN/m2）；βz-为高度z处的风振系数，取1.0；μs-为风荷载体型系数，取+0.8；μz-为风压高度变化系数，取1.3；ωo-为基本风压（Pa）；设计百年一遇风速V=27.6m/s，则ωo=V2/1.6=27.62/1.6=476.1Pa，在Auto CAD中查得面积S=14.4m2。 风力P=ωk×S=βzμsμzωoS=1.0×0.8×1.3×1.0×476.1×14.4=7130N=7.13kN。 由于风荷载带来的弯矩为（贝雷梁高）：M=P×L/2=7.13×1.5/2=5.35kN·m ②贝雷梁应力：δ=M/W=5.35/1.38×10-3=3876kPa=3.88MPa，δ<[δ]=273MPa，故贝雷支架的稳定性满足规范要求。 2.2.4 贝雷梁底横向双拼I36工字钢检算 I36工字钢为每2个一组，架设在支撑桩间距为5.8m的支撑桩上， I36工字钢按简支梁考虑。 ①荷载组合： q=1.2×（3.827+2.366+2.739+24.6+7+8.922）=59.345 kN/m ②截面参数及材料力学性能指标：Wx=9.19×105mm3；Ix=1.65×108mm4；[σ]=170MPa，E=206GPa。 ③承载力计算： 1）强度： Mmax=ql2/8=0.125×59.345×5.82=249.546kN·m σmax=Mmax/W=249.546×106/（2×9.19×105）=135.77MPa≤[σ0]，合格。 2）剛度： 荷载：q=1.2×（3.827+2.366+2.739+24.6+7+8.922）=59.345kN·m f=5ql4/（384EI）=5×59.345×58004/（384×2×2.0×105×1.65×108）=13.26mm≤[f0]=5800/400=14.5mm，检算合格。 一站台便桥桥面宽度为5m，纵梁采用4片贝雷梁，横向分配梁14槽钢间距60cm，施工荷载小于二站台，检算通过可安全使用。 3 施工步骤 ①采用既有线慢行，进行挖孔桩（支撑桩）的施工； ②采用既有线封锁，进行站台破除施工； ③采用封锁邻近线路，进行横向横抬贝雷梁的双拼36工字钢的安装施工； ④待横梁安装完毕，在双拼36工字钢（横梁）上进行人工贝雷梁纵梁的拼装施工； ⑤待贝雷梁拼装完毕，在贝雷梁上进行横向14槽钢分配梁的安装施工； ⑥进行桥面板铺装及附属结构的施工； ⑦地道出入口基坑开挖，框架现浇施工，涵背回填土； ⑧贝雷梁便桥拆除，恢复既有站台面。 工艺流程图如图3。 4 便桥的施工工艺 4.1 人工挖孔桩施工 施工顺序：申请铁路慢行→场地平整→放线→定桩位→准备照明设备等→人工挖孔→每下挖1m进行桩孔周壁的清理、校核桩孔的直径和垂直度→支撑护壁模板→浇灌护壁混凝土→拆模继续下挖，达到设计深度，验收合格→绑扎钢筋笼→验收钢筋笼→灌注桩芯砼至设计顶标高。C25桩基混凝土灌注采用在贵港站旅客地道两端（既有线外）设置混凝土地泵泵送，泵管横向下穿线路股道（泵管做好绝缘）后，通到桩位处，在桩内下串筒灌注施工工艺。 4.2 站台破除 采用列车限速60公里/h，站台不停靠上下旅客，只作为列车通过；与车站协商，列车停靠点尽可能不到便桥施工范围；便桥施工完成后，列车按正常位置停靠。 站台破除施工，采用人力风镐凿混凝土站台面，人力将破碎砼装袋搬运至一站台后倒运至弃土场。凿除深度与支撑桩顶面标高一致。列车通过时，作业人员、机械停止施工作业并撤到限界外，驻站联络员、两头防护人员要及时通知现场防护员、施工安全员，及时停止作业。 4.3 便桥施工 便桥材料使用轨道运输车一次性运到站台中间，堆放位置和高度不得侵入铁路限界，并保证行包车通行。 4.3.1 横抬贝雷梁的双拼36工字钢施工 封锁邻近既有线路，人工将双拼好的36工字钢安装到桩顶，并调整至中心线位、控制好标高，双拼36工字钢与桩顶预埋的？准22mm“U”型螺栓联牢。 4.3.2 贝雷梁安装 贝雷梁的位置需在双拼36工字钢上放线后确定，以保证便桥轴线不偏移。为减少贝雷梁的磨损，在I36b与贝雷梁之间垫3cm厚的硬质木。人工将每组贝雷梁尺寸拼装好，3m一片拼装成行，贝雷梁安装到位后，横向、竖向均焊定位挡块及压板，将其固定在双拼36工字钢的设定位置上。贝雷梁全部（长48m）拼装完成后，贝雷梁底部采用[12槽钢及U型扣横向连成整体，槽钢放置在贝雷片下弦杆顶部，单根长4m，每间隔一排贝雷梁采用U型扣将槽钢与贝雷梁下弦杆连接牢固。 4.3.3 [14槽钢分配梁安装 贝雷梁拼装完毕，其上铺设[14横向分配梁，间距60cm，[14与贝雷梁间采用Ф16“U”型螺拴固定，每个节点1套螺栓。也可以采用11号铁丝（直径3mm）双拼绞住贝雷梁，每个节点绞一次。 4.3.4 桥面板铺装及附属结构施工 桥面采用4mm厚花纹钢板满铺（8.5m宽）进行铺设。首先采用4mm花纹钢板与槽钢用电焊连接，焊接时在钢板上压重以保证钢板与槽钢贴紧。其次，在面板（钢板）上设置6mm钢板条（钢板条宽100mm，横向共4道），采用11号铁丝将钢板条与横向分配梁绑扎牢固。 一站台靠车站候车室一侧便桥上安装防护栏杆（高1.5m），立柱间距1.5m，横杆采用Φ48焊接钢管焊接；立柱底部焊接在便桥的横向[14槽钢上，防护栏杆内侧安装彩钢板进行封闭，并设置安全标语和警示标语。二站台两侧都为上下旅客线路，无需设置围栏。 4.3.5 地道出入口基坑开挖，框架现浇施工，涵背回填土 旅客地道主框架已开挖完毕，出入口采用60小型挖掘机进行土方开挖，无法使用机械施工的土方采用人工开挖；基坑开挖完成后，其出入口按正常框架现浇组织施工。框架后背的回填土，采用轨汽倒运碎石至出入口位置，从股道空隙卸至回填部位，使用小型夯机分层进行夯实。 4.3.6 贝雷梁便桥拆除，恢复既有站台面 贝雷梁便桥分左右两幅，先拆除右幅便桥（四周设置临时围挡），及时恢复站台墙及站台面；开通右幅的站台后再封闭左幅，进行左幅便桥拆除，恢复站台墙及站台面。整个施工过程在既有线封锁点内进行，采用人工拆除施工便桥，轨道车将拆除材料运离施工场地。 5 安全措施 ①便桥使用前，按照设计要求进行静载试验，计算出试验荷载作用下控制截面产生的弯矩和控制截面内主梁弦杆的轴力，采用上下旅客量最多加行包车多辆进行压重试验，结果满足规范要求。 ②便桥使用前及使用后，定期对便桥进行检查，重点检查贝雷梁的边接销钉是否有松动、脱落，贝雷梁上下节点是否脫焊、螺栓是否松动等。 ③便桥使用过程保持对贝雷梁轴力进行监测，选2个监测断面，即选8榀贝雷梁弦杆进行轴力监测。每榀梁布测5个监测点，分别布设在上弦杆、下弦杆、三角中竖杆、竖压杆及斜腹杆上。监测频率，原则上1次/天，确保火车振动不会对便桥的稳定造成影响。 6 施工效果和体会 ①经实践检验，本法搭建的施工便桥稳定安全可靠， 在该工程施工期间，未发生一起人身、行车和施工安全事故。既保证了既有旅客站台的正常使用和接发列车，又满足了便桥下方框架桥的施工需要，同时还解决了施工运输通道问题。 ②本法采用的贝雷梁每节长度3m，便于运输和人工搬运、安装、拆除，适用于受施工场地条件限制而无法使用机械进行吊装作业的既有线工点施工，该工程采用此方案施工，确保了质量和施工进度，为南广高铁顺利通车奠定基础。 ③本法贝雷梁的布置间距为2m，且贝雷梁的高度较高，便于人工在施工便桥下方进行框架桥的基坑开挖、钢筋绑扎、模板安装和混凝土浇注施工。 ④本法不仅解决了大跨度搭建施工便桥的难题，而且节约了大量成本（贝雷梁比较轻便，租赁费用也比较经济合理）；同时，因贝雷梁的连接很牢固，保养工作量不大，节约了保养费用。 ⑤贝雷梁高度与D型便梁高度相差不大，利于解决同一根支撑桩顶上安放贝雷梁和便梁高度差问题，便于方案实施。 综上所述，贝雷梁架设施工便桥具有经济和安全的优势，在同类项目中一定的条件下值得推广应用，在类似项目的施工中有借鉴价值。 参考文献： [1]姚咏川.浅谈贝雷梁在某桥梁施工中的应用[J].四川建筑， 2012（06）. [2]吴治勐，张发兵.贝雷梁满堂支架技术在城际铁路中的应用[J].云南科技管理，2012（05）. [3]周斌，段妹.靳江河钢便桥设计及施工简介[J].黑龙江交通科技，2011（09）. |
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