貝雷梁便橋在既有車(chē)站新建旅客地道施工中的應(yīng)用

張東清

摘要： 本文以既有車(chē)站新建旅客地道工程為背景，介紹旅客地道出入口施工中基坑上方鋪設(shè)貝雷梁臨時(shí)便橋的設(shè)計(jì)與施工。既可最大限度地減少對(duì)既有線干擾，減少對(duì)車(chē)站站臺(tái)接發(fā)旅客列車(chē)影響，又能在貝雷梁橋下按明挖順作法施工旅客地道出入口結(jié)構(gòu)；既安全可靠的加快新建旅客地道的施工進(jìn)度，又很好地解決站臺(tái)接發(fā)旅客與基坑施工的立體交叉矛盾，為類似工程提供了參考，能廣泛推廣應(yīng)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.

關(guān)鍵詞： 新建旅客地道；既有站臺(tái)出入口；貝雷梁便橋

Key words： newly-built passenger tunnel；existing platform entrances and exits；Bailey bridge

中圖分類號(hào)：U231+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）19-0122-04

1 工程概況

新建南廣鐵路貴港車(chē)站DK56+602 1-8.4m下穿旅客地道位于貴港車(chē)站中間位置，貫穿全站，穿越既有貴港車(chē)站19股道，貴港車(chē)站站改后穿越南廣車(chē)場(chǎng)7股道、黎湛車(chē)場(chǎng)13股道，線路法線與涵軸正交，軸向全長(zhǎng)148.05m。新建地道黎湛場(chǎng)一、二站臺(tái)主框架及出入口采用全開(kāi)挖現(xiàn)澆施工，為保證旅客、行包上下列車(chē)安全通過(guò)，施工又方便、快捷，選擇合理的施工方法及采用適宜的臨時(shí)站臺(tái)面支撐系統(tǒng)是本工程得以順利實(shí)施的關(guān)鍵。綜合各方面因素，提出在黎湛線貴港站一、二站臺(tái)新地道施工范圍基坑中部上方搭設(shè)48m貝雷梁便橋，一站臺(tái)便橋?qū)挾葹?m，二站臺(tái)便橋?qū)挾葹?.5m，貝雷梁采用321型，斷面尺寸為3m×1.5m。

2 便橋施工方案

2.1 施工方案

鑒于以上情況和特點(diǎn)，基礎(chǔ)采用C25鋼筋混凝土支撐樁（挖孔樁），樁直徑為1.25m，主框架兩側(cè)樁長(zhǎng)為15m、兩頭樁長(zhǎng)為8m；采用國(guó)產(chǎn)加強(qiáng)貝雷片支架拼裝成支架縱梁，支架結(jié)構(gòu)均采用簡(jiǎn)支布置，縱梁?jiǎn)慰?6m，便橋總長(zhǎng)48m。橋面以4.0mm花紋鋼板當(dāng)面板，14槽鋼為橫梁，縱梁4片貝雷梁按2m間距布置（一站臺(tái)為2m，二站臺(tái)最大為1.15m），二站臺(tái)貝雷梁下設(shè)雙拼36工字鋼，貝雷梁便橋示意圖如圖1、圖2。

2.2 貝雷梁便橋縱橫梁檢算

2.2.1 恒載（以二站臺(tái)8.5m寬度計(jì)算）

①貝雷梁自重（3m一片梁）：287kg/片×4×10/3÷1000=3.827kN/m。

②14b型槽鋼橫梁自重（間距為0.6m一根）：8.5m×16.7kg/m×10÷0.6÷1000=2.366kN/m。

③4.0mm花紋鋼板自重：33.4kg/m2×8.5×10÷1000=2.739kN/m。

④人群荷載（3kN/m2）：3kN/m2×8.5m=24.6kN/m。

⑤手推行包車(chē)，集中荷載=7kN。

⑥雙拼36工字鋼自重：65.6kg/m×6.8m×10×2÷1000=8.922kN/m。

2.2.2 槽鋼橫梁檢算

14b型槽鋼架設(shè)在間距為2.0m的貝雷梁上，荷載考慮為均布荷載。14b型槽鋼按簡(jiǎn)支梁考慮。

①荷載組合：

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截面參數(shù)及材料力學(xué)性能指標(biāo)：Wx=0.87×105mm3；慣性矩Ix=609cm4=6.09×106mm4；[σ0]=170MPa，E=2.0×105MPa。

③承載力計(jì)算：

σmax=Mmax /Wx=6.374×106/1.67×0.87×105=43.87MPa≤[σ0]，按間距0.6m鋪設(shè)橫梁驗(yàn)算合格。

④剛度：

荷載：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驗(yàn)算合格。

2.2.3 貝雷支架縱梁檢算

貝雷梁按2m間距布置，本計(jì)算取一跨橋按最不利因素考慮，荷載位于貝雷梁中間位置。

①荷載組合：

均布荷載：q=1.2×（3.827+2.366+2.739+24.6+7）=48.638kN/m

②驗(yàn)算強(qiáng)度：

貝雷片力學(xué)性能為：I=250500cm4；W=I/70=3578.5 cm3；E=2×105MPa；[M]=78.82t·m；[Q0]=24.52t。

①縱梁最大彎距：

Mmax=ql2/8=48.638×162/8=1556.42 kN·m

單片貝雷片承受彎矩：M = Mmax= 1556.42/8 = 389.104kN·m = 38.9t·m<[M]= 78.82t·m，滿足要求。

②單片貝雷片容許剪力：

Qmax= ql3/24EI=48.638×10×16003/（24×2×105×250500×4）=0.7t<[Q0]= 24.52t，滿足要求。

③撓度驗(yàn)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橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算：

貝雷支架橫向水平推力主要是受到風(fēng)荷載的作用而產(chǎn)生的，所以要進(jìn)行水平方向推力的驗(yàn)算。依據(jù)《橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ021-89取值，及計(jì)算分折過(guò)程如下：

①風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：ωk=βzμsμzωo

其中：ωk-為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；βz-為高度z處的風(fēng)振系數(shù)，取1.0；μs-為風(fēng)荷載體型系數(shù)，取+0.8；μz-為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.3；ωo-為基本風(fēng)壓（Pa）；設(shè)計(jì)百年一遇風(fēng)速V=27.6m/s，則ωo=V2/1.6=27.62/1.6=476.1Pa，在Auto CAD中查得面積S=14.4m2。

風(fēng)力P=ωk×S=βzμsμzωoS=1.0×0.8×1.3×1.0×476.1×14.4=7130N=7.13kN。

由于風(fēng)荷載帶來(lái)的彎矩為（貝雷梁高）：M=P×L/2=7.13×1.5/2=5.35kN·m

②貝雷梁應(yīng)力：δ=M/W=5.35/1.38×10-3=3876kPa=3.88MPa，δ<[δ]=273MPa，故貝雷支架的穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

2.2.4 貝雷梁底橫向雙拼I36工字鋼檢算

I36工字鋼為每2個(gè)一組，架設(shè)在支撐樁間距為5.8m的支撐樁上， I36工字鋼按簡(jiǎn)支梁考慮。

①荷載組合：

q=1.2×（3.827+2.366+2.739+24.6+7+8.922）=59.345 kN/m

②截面參數(shù)及材料力學(xué)性能指標(biāo)：Wx=9.19×105mm3；Ix=1.65×108mm4；[σ]=170MPa，E=206GPa。

③承載力計(jì)算：

1）強(qiáng)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：

荷載：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，檢算合格。

一站臺(tái)便橋橋面寬度為5m，縱梁采用4片貝雷梁，橫向分配梁14槽鋼間距60cm，施工荷載小于二站臺(tái)，檢算通過(guò)可安全使用。

3 施工步驟

①采用既有線慢行，進(jìn)行挖孔樁（支撐樁）的施工；

②采用既有線封鎖，進(jìn)行站臺(tái)破除施工；

③采用封鎖鄰近線路，進(jìn)行橫向橫抬貝雷梁的雙拼36工字鋼的安裝施工；

④待橫梁安裝完畢，在雙拼36工字鋼（橫梁）上進(jìn)行人工貝雷梁縱梁的拼裝施工；

⑤待貝雷梁拼裝完畢，在貝雷梁上進(jìn)行橫向14槽鋼分配梁的安裝施工；

⑥進(jìn)行橋面板鋪裝及附屬結(jié)構(gòu)的施工；

⑦地道出入口基坑開(kāi)挖，框架現(xiàn)澆施工，涵背回填土；

⑧貝雷梁便橋拆除，恢復(fù)既有站臺(tái)面。

工藝流程圖如圖3。

4 便橋的施工工藝

4.1 人工挖孔樁施工

施工順序：申請(qǐng)鐵路慢行→場(chǎng)地平整→放線→定樁位→準(zhǔn)備照明設(shè)備等→人工挖孔→每下挖1m進(jìn)行樁孔周壁的清理、校核樁孔的直徑和垂直度→支撐護(hù)壁模板→澆灌護(hù)壁混凝土→拆模繼續(xù)下挖，達(dá)到設(shè)計(jì)深度，驗(yàn)收合格→綁扎鋼筋籠→驗(yàn)收鋼筋籠→灌注樁芯砼至設(shè)計(jì)頂標(biāo)高。C25樁基混凝土灌注采用在貴港站旅客地道兩端（既有線外）設(shè)置混凝土地泵泵送，泵管橫向下穿線路股道（泵管做好絕緣）后，通到樁位處，在樁內(nèi)下串筒灌注施工工藝。

4.2 站臺(tái)破除

采用列車(chē)限速60公里/h，站臺(tái)不?？可舷侣每?，只作為列車(chē)通過(guò)；與車(chē)站協(xié)商，列車(chē)停靠點(diǎn)盡可能不到便橋施工范圍；便橋施工完成后，列車(chē)按正常位置?？?。

站臺(tái)破除施工，采用人力風(fēng)鎬鑿混凝土站臺(tái)面，人力將破碎砼裝袋搬運(yùn)至一站臺(tái)后倒運(yùn)至棄土場(chǎng)。鑿除深度與支撐樁頂面標(biāo)高一致。列車(chē)通過(guò)時(shí)，作業(yè)人員、機(jī)械停止施工作業(yè)并撤到限界外，駐站聯(lián)絡(luò)員、兩頭防護(hù)人員要及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員、施工安全員，及時(shí)停止作業(yè)。

4.3 便橋施工

便橋材料使用軌道運(yùn)輸車(chē)一次性運(yùn)到站臺(tái)中間，堆放位置和高度不得侵入鐵路限界，并保證行包車(chē)通行。

4.3.1 橫抬貝雷梁的雙拼36工字鋼施工

封鎖鄰近既有線路，人工將雙拼好的36工字鋼安裝到樁頂，并調(diào)整至中心線位、控制好標(biāo)高，雙拼36工字鋼與樁頂預(yù)埋的？準(zhǔn)22mm“U”型螺栓聯(lián)牢。

4.3.2 貝雷梁安裝

貝雷梁的位置需在雙拼36工字鋼上放線后確定，以保證便橋軸線不偏移。為減少貝雷梁的磨損，在I36b與貝雷梁之間墊3cm厚的硬質(zhì)木。人工將每組貝雷梁尺寸拼裝好，3m一片拼裝成行，貝雷梁安裝到位后，橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板，將其固定在雙拼36工字鋼的設(shè)定位置上。貝雷梁全部（長(zhǎng)48m）拼裝完成后，貝雷梁底部采用[12槽鋼及U型扣橫向連成整體，槽鋼放置在貝雷片下弦桿頂部，單根長(zhǎng)4m，每間隔一排貝雷梁采用U型扣將槽鋼與貝雷梁下弦桿連接牢固。

4.3.3 [14槽鋼分配梁安裝

貝雷梁拼裝完畢，其上鋪設(shè)[14橫向分配梁，間距60cm，[14與貝雷梁間采用Ф16“U”型螺拴固定，每個(gè)節(jié)點(diǎn)1套螺栓。也可以采用11號(hào)鐵絲（直徑3mm）雙拼絞住貝雷梁，每個(gè)節(jié)點(diǎn)絞一次。

4.3.4 橋面板鋪裝及附屬結(jié)構(gòu)施工

橋面采用4mm厚花紋鋼板滿鋪（8.5m寬）進(jìn)行鋪設(shè)。首先采用4mm花紋鋼板與槽鋼用電焊連接，焊接時(shí)在鋼板上壓重以保證鋼板與槽鋼貼緊。其次，在面板（鋼板）上設(shè)置6mm鋼板條（鋼板條寬100mm，橫向共4道），采用11號(hào)鐵絲將鋼板條與橫向分配梁綁扎牢固。

一站臺(tái)靠車(chē)站候車(chē)室一側(cè)便橋上安裝防護(hù)欄桿（高1.5m），立柱間距1.5m，橫桿采用Φ48焊接鋼管焊接；立柱底部焊接在便橋的橫向[14槽鋼上，防護(hù)欄桿內(nèi)側(cè)安裝彩鋼板進(jìn)行封閉，并設(shè)置安全標(biāo)語(yǔ)和警示標(biāo)語(yǔ)。二站臺(tái)兩側(cè)都為上下旅客線路，無(wú)需設(shè)置圍欄。

4.3.5 地道出入口基坑開(kāi)挖，框架現(xiàn)澆施工，涵背回填土

旅客地道主框架已開(kāi)挖完畢，出入口采用60小型挖掘機(jī)進(jìn)行土方開(kāi)挖，無(wú)法使用機(jī)械施工的土方采用人工開(kāi)挖；基坑開(kāi)挖完成后，其出入口按正常框架現(xiàn)澆組織施工?？蚣芎蟊车幕靥钔?，采用軌汽倒運(yùn)碎石至出入口位置，從股道空隙卸至回填部位，使用小型夯機(jī)分層進(jìn)行夯實(shí)。

4.3.6 貝雷梁便橋拆除，恢復(fù)既有站臺(tái)面

貝雷梁便橋分左右兩幅，先拆除右幅便橋（四周設(shè)置臨時(shí)圍擋），及時(shí)恢復(fù)站臺(tái)墻及站臺(tái)面；開(kāi)通右幅的站臺(tái)后再封閉左幅，進(jìn)行左幅便橋拆除，恢復(fù)站臺(tái)墻及站臺(tái)面。整個(gè)施工過(guò)程在既有線封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，采用人工拆除施工便橋，軌道車(chē)將拆除材料運(yùn)離施工場(chǎng)地。

5 安全措施

①便橋使用前，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行靜載試驗(yàn)，計(jì)算出試驗(yàn)荷載作用下控制截面產(chǎn)生的彎矩和控制截面內(nèi)主梁弦桿的軸力，采用上下旅客量最多加行包車(chē)多輛進(jìn)行壓重試驗(yàn)，結(jié)果滿足規(guī)范要求。

②便橋使用前及使用后，定期對(duì)便橋進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查貝雷梁的邊接銷釘是否有松動(dòng)、脫落，貝雷梁上下節(jié)點(diǎn)是否脫焊、螺栓是否松動(dòng)等。

③便橋使用過(guò)程保持對(duì)貝雷梁軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，選2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，即選8榀貝雷梁弦桿進(jìn)行軸力監(jiān)測(cè)。每榀梁布測(cè)5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別布設(shè)在上弦桿、下弦桿、三角中豎桿、豎壓桿及斜腹桿上。監(jiān)測(cè)頻率，原則上1次/天，確保火車(chē)振動(dòng)不會(huì)對(duì)便橋的穩(wěn)定造成影響。

6 施工效果和體會(huì)

①經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，本法搭建的施工便橋穩(wěn)定安全可靠， 在該工程施工期間，未發(fā)生一起人身、行車(chē)和施工安全事故。既保證了既有旅客站臺(tái)的正常使用和接發(fā)列車(chē)，又滿足了便橋下方框架橋的施工需要，同時(shí)還解決了施工運(yùn)輸通道問(wèn)題。

②本法采用的貝雷梁每節(jié)長(zhǎng)度3m，便于運(yùn)輸和人工搬運(yùn)、安裝、拆除，適用于受施工場(chǎng)地條件限制而無(wú)法使用機(jī)械進(jìn)行吊裝作業(yè)的既有線工點(diǎn)施工，該工程采用此方案施工，確保了質(zhì)量和施工進(jìn)度，為南廣高鐵順利通車(chē)奠定基礎(chǔ)。

③本法貝雷梁的布置間距為2m，且貝雷梁的高度較高，便于人工在施工便橋下方進(jìn)行框架橋的基坑開(kāi)挖、鋼筋綁扎、模板安裝和混凝土澆注施工。

④本法不僅解決了大跨度搭建施工便橋的難題，而且節(jié)約了大量成本（貝雷梁比較輕便，租賃費(fèi)用也比較經(jīng)濟(jì)合理）；同時(shí)，因貝雷梁的連接很牢固，保養(yǎng)工作量不大，節(jié)約了保養(yǎng)費(fèi)用。

⑤貝雷梁高度與D型便梁高度相差不大，利于解決同一根支撐樁頂上安放貝雷梁和便梁高度差問(wèn)題，便于方案實(shí)施。

綜上所述，貝雷梁架設(shè)施工便橋具有經(jīng)濟(jì)和安全的優(yōu)勢(shì)，在同類項(xiàng)目中一定的條件下值得推廣應(yīng)用，在類似項(xiàng)目的施工中有借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚詠川.淺談貝雷梁在某橋梁施工中的應(yīng)用[J].四川建筑， 2012（06）.

[2]吳治勐，張發(fā)兵.貝雷梁滿堂支架技術(shù)在城際鐵路中的應(yīng)用[J].云南科技管理，2012（05）.

[3]周斌，段妹.靳江河鋼便橋設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)介[J].黑龍江交通科技，2011（09）.