摘要：随着铁路近些年的高速发展，铁路给社会带来高效益、高运能的同时，也带来了噪声污染影响。反观近几年的铁路设计，在途经村镇及人口密集地段时，铁路采用设置声屏障的方式来减小对沿线居民区的干扰。声屏障采用插板形式，其底座为整体式桥面板。声屏障基础部分的桥面板设计为现场浇筑，因现浇桥面板施工工序繁琐，设计要求精度高，而且施工地点皆靠近居民区，施工难度大，因此现浇桥面板的施工成为铁路桥梁施工中的重难点工程。
关键词：铁路桥梁；现浇桥面板；悬臂；托架
1概述
为了保证现浇桥面板的顺利施工，提高工程质量和施工效率，在现今已有的桥梁现浇工艺基础上，以黄大铁路的现浇桥面板施工为依托，通过分析较成熟的两种桥面板施工工法，了解其使用性能和操作方法，分析两方案实际使用中的优劣，来进行方案比选。
2施工工艺
通桥（2012）2109梁（设声屏障）桥梁，是国内第一版采用整体现浇桥面板的铁路桥梁，针对这版梁型首先设计并应用的是悬臂吊架法工装，并在全国各铁路项目广泛使用；约2017年前后，经过工程实践摸索和改进，出现了悬臂托架法的施工工装，并在天津、辽宁和山东等部分铁路桥梁施工中率先使用。
2.1悬臂托架法
（1）工装受力原理
采用两侧悬臂托架法，主受力结构为两排6号槽钢焊接成的支架，槽钢背对背预留空隙焊接成整体支架，用精轧螺纹钢穿过通过支架预留孔和梁面孔洞，并用螺帽使支架与预制桥面板连接固定。主支架上横桥向扣放8号槽钢，槽钢上顺桥向铺设间距为40cm方钢，其上方铺设翼缘板底模（竹胶板制作），工装使用如下图所示：
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图2.1悬臂托架施工法布置图、施工照片
（2）工装安装
①加工板凳支架：用Φ25圆钢和20mm钢板加工板凳支架。
②固定翼缘板支架时需要使用吊挂在梁体预埋钢筋上的挂篮采取保护措施。
③带有螺帽的精轧螺纹钢在边梁泄水孔里穿过，连接翼缘板支架，吊车配合人工将翼缘板支架吊挂在边梁翼缘板外侧并锁紧定位。
④在支架上横桥向扣放8号槽钢，桥面内侧顶在托架上支腿上，外侧卡放在限位槽钢上。
⑤在支架横向槽钢上顺桥向铺设间距为40cm的方钢（100×50mm）。
⑥方钢上方铺设翼缘板底模（竹胶板加工而成）。
⑦声屏障基础边模安装时，底部外侧用螺丝将钢模和竹胶板固定，内侧用一头固定在梁体预埋钢筋上的斜支撑固定。
表2.1材料用量表（以32m梁单边计）
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（3）工装使用
工装底部受力支架必须使用6号双槽钢。
槽钢龙骨与精轧螺纹钢连接部位必须增加钢板垫片，严禁直接接触，避免咬痕从而造成砼变形。
螺栓的连接垫片厚度不小于10mm，直径不小于螺栓孔的2倍。
板顶支架支腿需用不小于Φ25的圆钢，钢板不小于20mm。
支架上采用8号槽钢，端头固定于限位槽钢上，顺桥向方管间距严禁大于0.4米。
使用中必须检查各个连接部位的紧固情况。
2.2悬臂吊架法
（1）工装受力原理
采用两侧悬挑浇筑方式，主受力结构用160工字钢按照平面布置要求的间距利用50轨道扣件左右交错固定在钢轨的下方；线路中心位置桥枕的上方利用梁体湿接缝上的预埋件将枕木连接牢靠；悬挑部分距离边缘及挡碴墙各20cm安装2排（每排2根）8号槽钢，槽钢背对焊接，中间预留3.5cm的螺栓拉杆距离；利用30螺栓拉杆将工装的槽钢受力龙骨与工字钢上方的受力槽钢螺栓连接。
（2）工装安装
①利用吊车配合平板车或汽车将排列工字钢及相关配件运送到待施工的声屏障梁上，吊车配合人工卸到相应位置。
②根据平面布置图结合现场实际情况在钢轨上划出排列中心线，将工字钢及配件散布到相应位置。
③清理轨道下方多余的道碴，将工字钢左右交错临时固定在刻画线的相应位置并与钢轨扣板连接。
④在浇筑部分的工字钢上铺设临时走道木板，固定8号槽钢，在工装及龙骨的预留拉杆孔中预穿30螺杆（带PVC套管），并与工字钢上方的槽钢临时固定。
⑤调整槽钢、螺栓及工装的位置，使工装密贴，结构垂直受力。
⑥在预制梁边缘支撑100×80角钢，测量各个部分的尺寸及坡度，紧固所有连接螺栓和构配件，组装完成。
注：安装工装时，每节工装内侧的槽钢龙骨与上方工字钢利用钢绳2点软连接。
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表2.2材料用量表（以32m梁单边计）
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图2.2悬臂吊架法施工照
（3）工装使用
组装完成后穿预埋波纹管并与桥面预留钢筋进行位置固定，同时进行桥面板钢筋的绑扎，并喷刷脱模剂，利用胶带或密封胶封堵工装与梁体、工装与工装之间的施工缝隙。完成后由中间向两侧进行混凝土的浇筑。施工过程中注意观察各连接部位的牢固性及主体受力构件的挠度变化。
①工装拆除事项
同时松动每节工装的四个上不连接螺栓，轻微敲击螺栓顶部，使工装与混凝土面脱落。
人工拉紧软连接钢绳，拆除外侧的两根连接螺杆。
完成后，同时拆除内侧的两个连接螺杆，工装脱落后挂与软连接钢绳上。
拆除完成后利用预穿的软连接钢绳拉起工装，翻转到上方，推运到下个施工部位。
最后拆除工字钢与钢轨的连接件，拆除工字钢，推运到下个施工部位。
②工装使用重点注意事项
工装底部受力龙骨必须使用8号槽钢。
槽钢龙骨与木龙骨连接部位必须增加钢板垫片，严禁直接接触。避免咬痕从而造成砼变形。
螺栓的连接垫片厚度不小于5mm，直径不小于螺栓孔的2倍。
中心湿接缝上的预埋件必须与桥枕连接牢靠，施工中必须时常检查。
工字钢的排列间距严禁大于1.3米，木龙骨间距严禁大于0.3米。
使用中必须检查各个连接部位的紧固情况。
2.3工装误差要求
表2.3工装误差要求
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3方案比选
施工方案主要从如下几个方面进行比选；安全性、经济型、对周边环境的要求程度、施工质量及进度。
3.1安全性方面
从工装强度、模板及支撑结构刚度及稳定性等方面都经过相关验算，满足施工要求，两种方案均符合以上4种要求。
施工安全方面：
悬臂吊架工装
①需在预制梁进行桥面板湿连接时预埋几字钢筋，用以固定悬臂工字钢，现场施工中常出现几字筋漏埋或者安装不规范，对工装安装质量程中占用和安全性存有隐患；
②工装材料的单件重、件数多，造成工装倒运过人员多、操作空间小等交叉作业，拥挤等危险作业；
悬臂托架工装
①不存在预埋钢筋问题，只需要在预制梁泄水孔中穿螺纹钢并用螺栓固定即可；
②工装部分重件少，安装占用人工少，安装简单，降低了工装的安拆风险。
整体考虑工装的施工安全性和作业操作安全性，悬臂托架法优于悬臂吊架法。
3.2经济方面
从经济方面主要包括劳工费、材料租赁费、倒运费等三方面。
(1)悬臂吊架工装：
①工装部分单件重、数量多、损耗严重，造成材料及机械租赁费用高；
②人工在倒运及安装工装时对应花费更长时间，造成劳工费用高；
③工装部分单件重，吊车吊装频率高，造成机械动力浪费。
(2)悬臂托架施工工装
①工装部分单件重、但数量少，相对来说减少材料的租赁费用；
②同时减少了倒运和立模时产生的人工及机械浪费，减小了施工成本。
3.3对周边环境的要求
对周边环境的要求包括施工便道是否畅通、周边建筑物的影响、是否有耕地农田等；根据全线施工调查和两种方案的分析，悬臂托架施工和悬臂吊架式施工方案在无法采用吊车的特殊地段，均可以通过人力倒运部分单件重量大的工装保证施工需要，但从工装数量上分析，仅通过人力倒运，悬臂托架施工方案倒运时长远小于悬臂吊架施工方案。
3.4施工质量
（1）悬臂吊架工装在湿接缝施工时需预埋几字钢筋，用以固定悬臂工字钢，待翼缘板施工结束后，需对预留钢筋进行切除再施工桥面防水，往往切除不彻底，对防水层施工质量有影响；而悬臂托架法在桥梁湿接缝处无需预埋件，对桥面防水无影响。
（2）就模板安装精度比较，悬臂吊架法底模安装繁琐，精度繁琐，安装精度不易控制；而悬臂托架法安装简单、整体平整度高，浇筑成型后结构精度高、整体线性好。
（3）模板安装中，悬臂托架法，外边模采用整体式钢模，和底板混凝土浇筑采用连续施工，结构整体性好、外观质量好；而悬臂吊架法，需二次立模浇筑，施工间隔长结构应力变化大，整体性差，且外观相比较差；挡墙外侧结构整体防水没有悬臂托架法更有保障。
综合施工质量以上几点，悬臂托架工装优选于悬臂吊架工装。
3.5施工进度
进度方面，悬臂吊架法施工及悬臂托架法施工方案在混凝土浇筑、钢筋帮扎等方面用时差基本可以忽略不计，主要时长差来源于从开始立工装、拆工装至倒运工装及之间的总时长，悬臂托架施工施工方案在工装的安装、拆卸及倒运工序上，比悬臂吊架式施工节省时间，在相同的工序下，工作时间减少，对应提高了工作进度（见下表）。由此可见悬臂托架施工方案施工工期短于悬臂吊架式施工方案。
表3.5单孔现浇桥面板施工（以单孔32m梁计）
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4结论
从安全性、经济型、对周边环境的要求、施工质量、施工进度等4各方面进行了综合比选，悬臂托架法施工方案为最优方案。
5施工应用情况
在中铁一局集团有限公司参建的新建黄骅南至大家洼铁路铺架2标段，标段内桥梁声屏障现浇桥面板共计119单线孔，业主黄大公司要求2020年6月底山东段达到开通运营条件，工期紧张，在如何提高现浇桥面施工效率的同时，合理安排人力、机械、材料等，减少抢工成本投入，通过对新出现的悬臂托架法工装的研究，与已使用的悬臂吊架法工装进行全面的对比分析，并将悬臂托架法工装实际应用，从之前悬臂吊架法3套工装运转2.5天完成一孔现浇桥面板浇筑提高到对应的悬臂托架法3套工装运转1天完成1孔，完成了业主下发的考核，进度上得到了提高，同时为项目节约施工成本。
参考文献
[1]通桥（2012）2109《时速160公里客货共线铁路预制后张法简支T梁（设声屏障）》.北京.铁道部经济规划研究院.2012
[2]Q/CR9207-2017《铁路混凝土工程施工技术规程》.北京.中国铁道出版社.2017
[3]TB10415-2018《铁路桥涵工程施工质量验收标准》.北京.中国铁道出版社.2018
[4]TB10424-2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》.北京.中国铁道出版社.2018
[5]TB/T3043-2018《客货共线铁路预制后张法预应力混凝土简支梁》.北京.中国铁道出版社.2018
论文作者:周尧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/20
标签：工装论文; 悬臂论文; 托架论文; 槽钢论文; 桥面论文; 吊架论文; 工字钢论文; 《基层建设》2019年第31期论文;