京滬高速鐵路箱梁預(yù)制場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和方法探討

1、京滬高速鐵路箱梁預(yù)制場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和方法探討本文結(jié)合京滬高速鐵路TJ-2標(biāo)德州4號(hào)梁場(chǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),對(duì)梁場(chǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和方法作一介紹,供梁場(chǎng)規(guī)劃建場(chǎng)參考。一、前言京滬高速鐵路使用的時(shí)速350km /h無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁,是高速鐵路橋梁上部結(jié)構(gòu)主要采用的結(jié)構(gòu)形式,而簡(jiǎn)支箱梁體積大,梁體重820 t,受既有鐵路運(yùn)輸條件限制,采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、架橋機(jī)架設(shè)的施工方法,該方法生產(chǎn)效率高,質(zhì)量容易控制,單孔造價(jià)較經(jīng)濟(jì)。二、預(yù)制梁場(chǎng)總體規(guī)劃原則梁場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則本著安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保的原則,統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì),以達(dá)到制梁速度快,質(zhì)量高和建場(chǎng)費(fèi)用低,節(jié)約用地、因地制宜,并考慮雙

2、層存梁。1、生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)既相互分開,又有機(jī)聯(lián)系2、生產(chǎn)區(qū)按工藝流程分區(qū)劃塊,結(jié)構(gòu)緊湊,盡量減少中間環(huán)節(jié)作業(yè)量,并有足夠的施工作業(yè)和活動(dòng)空間,減少干擾。各區(qū)塊間由道路溝通。預(yù)制梁場(chǎng)主要由生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、辦公生活區(qū)三大部份組成。其中生產(chǎn)區(qū):分為制梁區(qū)、存梁區(qū)、提梁區(qū)。制梁區(qū)主要布置有鋼筋制作區(qū)、鋼筋存放區(qū)、鋼筋綁扎區(qū)、制梁臺(tái)座、模板清理存放區(qū)、蒸養(yǎng)棚罩存放區(qū);存梁區(qū)包括存梁臺(tái)座和提梁機(jī)行走便道;提梁區(qū)包括提梁站。生產(chǎn)輔助區(qū):布置有砼拌和站、砂石料存放區(qū)和清洗區(qū)、鍋爐房、存煤場(chǎng)、構(gòu)件存放區(qū)、鋼絞線存放區(qū)、材料庫房以及配電房、試驗(yàn)室等辦公生活區(qū):主要有生活區(qū)、辦公區(qū)、停車場(chǎng)等生活設(shè)施3、充分保證

3、安全生產(chǎn),壓力容器、高壓變電器和發(fā)電房遠(yuǎn)離人流密集區(qū)。4、電力線、蒸汽管道、混凝土輸送管路相對(duì)固定,線路短。在寒冷地區(qū)應(yīng)考慮保溫措施。5、預(yù)制場(chǎng)內(nèi)盡量減小箱梁的移動(dòng)次數(shù)和移動(dòng)距離,通常箱數(shù)量大于300孔不宜采用移梁小車移梁。6、從環(huán)保要求,充分考慮污水、廢水的排放和建筑生活垃圾的處置。7、注意人流和貨流的分離。三、制梁選址的原則:1、制梁應(yīng)盡量設(shè)置在橋群集中的路段,并全面考慮橋跨與梁型布置、工期、架設(shè)開鋪時(shí)間和速度、地質(zhì)狀況。一般選擇在橋群中間或兩端附近。2、地質(zhì)條件較好處設(shè)置梁場(chǎng):高速鐵路箱梁對(duì)制梁臺(tái)座和存梁臺(tái)座的承載能力和不均勻沉降提出了很高的要求。因些,制梁場(chǎng)的位置應(yīng)盡量選擇在地質(zhì)條件較

4、好的地方,減少土石方工程量和地基加固工程量,降低工程費(fèi)用,縮短建場(chǎng)周期。3、原材料供應(yīng)便利。箱梁體積大,每榀箱梁需要大量的材料,原材料供應(yīng)矛盾十分突出,并且對(duì)粗、細(xì)骨料還有活性的限制,選址建場(chǎng)時(shí)都必須充分考慮料源是否豐富、穩(wěn)定,運(yùn)距長短以及交通運(yùn)輸是否便利等。同時(shí)也涉及堆放原材料對(duì)生產(chǎn)區(qū)占地面積的影響。4、交通方便。梁場(chǎng)位置應(yīng)盡量與既有公路或施工便道相連,利于大型制梁設(shè)備和大量材料運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)。5、地方政府、當(dāng)?shù)厝罕娭С?。充分注意?dāng)?shù)卣畬?duì)國家重點(diǎn)鐵路工程的認(rèn)可、支持,是否出臺(tái)相關(guān)協(xié)作、協(xié)助政府政策,對(duì)征地、供電、供水、臨時(shí)道路征用的配合政策。當(dāng)?shù)厝罕姷挠X悟。對(duì)工程建設(shè)的支持力度,參與工程建設(shè)的熱

5、情和積極性,以及他們的文化素質(zhì),這是選擇梁場(chǎng)須認(rèn)真對(duì)待的問題。6、不可抗力因素。不可抗力因素是指臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)、地震、洪水、山體滑坡、嚴(yán)重惡劣氣候等自然災(zāi)害。人力難以抗衡。在選擇址時(shí)盡可能從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T、地質(zhì)部門了解掌握發(fā)生不可抗力因素的頻率、強(qiáng)度、危害程度。7、考慮防洪排澇、確保雨季施工安全?？傊?梁場(chǎng)場(chǎng)址的選擇應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)等到方面的因素。通過現(xiàn)場(chǎng)勘察,并對(duì)其他比選優(yōu)化。四、制梁臺(tái)座數(shù)量確定的原則1、單座制梁臺(tái)座效率制梁周期是指一榀梁從模板安裝、鋼筋綁扎、質(zhì)量檢查、混凝土澆注、養(yǎng)護(hù)、預(yù)張拉、初張拉、移梁出臺(tái)座的全部時(shí)間。其周期長短取決于梁場(chǎng)的設(shè)備配置和制梁工藝等因素。(1制梁設(shè)備配

6、置梁場(chǎng)自建混凝土攪拌站,采用雙系統(tǒng)強(qiáng)制式攪動(dòng)拌機(jī),電子計(jì)量系統(tǒng),確保成品春的質(zhì)量和產(chǎn)量。(2砼澆注時(shí),一個(gè)臺(tái)座配置2臺(tái)砼輸送泵和2臺(tái)砼布料機(jī),平面振動(dòng)器和附著式振動(dòng)器。確保砼澆注的連續(xù)性和振搗密實(shí)性。(3制梁臺(tái)座外設(shè)置底腹板和頂板鋼筋綁扎臺(tái),鋼筋在綁扎臺(tái)上綁扎成型,在臺(tái)座內(nèi)組裝成整體,縮短鋼筋綁扎時(shí)間。(4采用全自動(dòng)液壓內(nèi)模,內(nèi)模與臺(tái)座采用3:2的模式,縮短裝模與脫模的時(shí)間。(5采用蒸汔養(yǎng)護(hù)工藝,確保砼養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間,(6采用信息管理管理系統(tǒng)對(duì)箱梁施工過程進(jìn)行全面管理,提高制梁施工管理水平,確保箱梁預(yù)制質(zhì)量。2、制梁工藝參考近幾年鐵路客運(yùn)專線梁場(chǎng)箱梁預(yù)制經(jīng)驗(yàn)及成功施工方法。目前預(yù)制梁預(yù)

7、制工藝比較成熟的有兩種:一是內(nèi)模有滑入和吊入的;二是鋼筋有整體式和分體式的兩種。內(nèi)模爬入和內(nèi)模吊入式制梁工藝基本相同,主要區(qū)別是內(nèi)模吊入只適用于分體式鋼筋綁扎,內(nèi)模爬入式適用于整體式鋼筋綁扎和鋼筋分體式綁扎。鋼筋整體式綁扎和分體式吊入主要區(qū)別是分體式不適用于內(nèi)模吊入,整體鋼筋吊裝節(jié)省門吊使用時(shí)間,加快周轉(zhuǎn)。3、單臺(tái)座制梁效率對(duì)以上兩種箱梁預(yù)制工藝,根據(jù)梁場(chǎng)已生產(chǎn)60孔箱梁統(tǒng)計(jì),從工效上分析采用內(nèi)模爬入和整體式鋼筋吊入是較合理的,其工序時(shí)間表箱梁預(yù)制工藝單座臺(tái)座制梁周期從上表可知,單座制梁臺(tái)座周期為3.9d/榀,則單座制梁臺(tái)座效率單=0.256榀/d4、制梁臺(tái)座數(shù)量確定制梁臺(tái)座數(shù)量:N=/單式中

8、-制梁場(chǎng)制梁效率,即按總工期計(jì)劃確定的梁場(chǎng)每天完成箱梁預(yù)制數(shù)量(榀/d單-單座制臺(tái)座效率(榀/d。五、存梁臺(tái)座數(shù)量的確定原則:存梁臺(tái)座數(shù)量:n=K式中:- 梁場(chǎng)制梁效率(榀/d K-箱梁在存梁臺(tái)座上最少存放時(shí)間,無特殊要求時(shí)為30d。箱梁在存梁臺(tái)座上存放時(shí)間的確定:初張后終張拉前時(shí)間間隔(一般為6天+終張拉工作時(shí)間(1天+壓漿封錨時(shí)間(約2d+壓漿后至箱梁力學(xué)性能指標(biāo)確定(約15d,此時(shí)間受養(yǎng)護(hù)措施和氣溫影響=24d ,但隨著客運(yùn)專線施工受各種外界環(huán)境影響較大,施工過程也不是均衡,故通?？紤]1.52.5倍的系數(shù)。六、梁場(chǎng)規(guī)劃布置方式的確定原則根據(jù)國內(nèi)外梁場(chǎng)規(guī)布置,梁場(chǎng)布置方式有兩種:橫列式和縱

9、列式?？v列式布置方式是臺(tái)座的長度方向順線路走向,橫列式布置是臺(tái)座的長度方向垂直于線路方向。橫列式布置的箱梁在上橋前需水平旋轉(zhuǎn)90度,運(yùn)梁車需調(diào)頭,因此這種方式比較適合于梁場(chǎng)遠(yuǎn)離線路的情況,而縱列式比較適合于梁場(chǎng)靠近線路的情況。另外,縱列式和橫列式布置還得考慮梁場(chǎng)和寬長比及實(shí)際情況。每一種布置方式中,多個(gè)臺(tái)座的具體排列方式主要取決于箱梁移出臺(tái)座的方式。目前,出梁方式主要有以下3種:1、采用軌道式提梁機(jī)出梁采用軌道式提梁機(jī)(450t龍門吊出梁時(shí),梁場(chǎng)平面布置圖如圖1所示。 2、采用輪胎式提梁機(jī)出梁采用900t輪胎式提梁機(jī)出梁時(shí),梁場(chǎng)平面布置如圖2所示。臺(tái)座可以單列、雙列及多列布置,900t 輪胎式

10、提梁機(jī)縱跨制梁臺(tái)座,將箱梁直接提吊出來,并存放在存梁臺(tái)座上。3、采用滑移臺(tái)車橫移出梁采用滑移臺(tái)車橫移出梁時(shí),梁場(chǎng)平面布置圖如圖3所示。臺(tái)座呈“一”字形單列布置,初張拉箱梁后,拆出一側(cè)外模,由移梁臺(tái)車將箱梁從臺(tái)座上頂起并橫移至存梁臺(tái)座上,但箱梁裝車需另配龍門吊或其他裝車設(shè)備。梁場(chǎng)布置是多樣的,不是一成不變的,也可以是以上幾種方式的組合(例臺(tái)采用軌道式提梁機(jī)橫列式布置,采用輪胎式提梁機(jī)有縱列方式布置,直接提梁上橋布置方式梁場(chǎng)具體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、設(shè)備配備、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)是否先進(jìn)等方面綜合考慮。七、梁場(chǎng)布置中其他有關(guān)處理原則;制存梁臺(tái)座地基處理,軌道地基處理,運(yùn)梁道地基處等均需要根據(jù)梁場(chǎng)地質(zhì)

11、情況經(jīng)鉆探后確定。八、出梁方式和出梁設(shè)備的選用箱梁在制梁臺(tái)座上完成初張拉后即可移出到存梁臺(tái)座上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和終張,此過程即簡(jiǎn)稱出梁。根據(jù)前所述,常用的出梁方式有3種。軌道式提梁機(jī)出梁,輪胎式提梁機(jī)出梁和滑移臺(tái)車橫移出梁,這幾種出梁方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和不同的適用范圍。軌道式提梁機(jī)出梁的優(yōu)點(diǎn)是:軌道數(shù)量少,兩條龍門吊軌道同時(shí)負(fù)責(zé)數(shù)個(gè)臺(tái)座的出梁;采用4點(diǎn)起吊3點(diǎn)不衡技術(shù),絕對(duì)保證箱梁移動(dòng)的技術(shù)要求;操作方便快捷,一般情況下一個(gè)梁場(chǎng)配一套龍門吊即可。臺(tái)座的排列方式比較靈活(龍門吊可以通過橫移變軌實(shí)現(xiàn)縱橫方向移動(dòng)。缺點(diǎn)是:一次性投入的設(shè)備費(fèi)用高,龍門吊軌道基礎(chǔ)處理的工程量大,后期復(fù)耕難度大。因此梁場(chǎng)規(guī)模大,制梁

12、速度快,制運(yùn)架同施工單位的情況。輪胎式提梁機(jī)出梁的優(yōu)點(diǎn)是:使用方便靈活,道路處理費(fèi)用低,移運(yùn)梁可靠,設(shè)備先進(jìn),以后制梁工程承攬打下了良好的設(shè)備、技術(shù)基礎(chǔ)。缺點(diǎn)是:一次性投入的設(shè)備費(fèi)用較軌道式提梁機(jī)更高,對(duì)技要儲(chǔ)備和操作人員素質(zhì)要求高。在滿足軌道式提梁機(jī)的前提下,一般制梁臺(tái)座數(shù)量超過過4個(gè)時(shí)宜優(yōu)先采用輪胎式提梁機(jī)出梁?；婆_(tái)車橫移出梁的優(yōu)點(diǎn)是:滑移臺(tái)車體積小,重量輕,一次性設(shè)備投入費(fèi)用少。缺點(diǎn)是:滑移軌道數(shù)量多,一個(gè)制梁臺(tái)座必須設(shè)置兩條滑移軌道,軌道基礎(chǔ)處理費(fèi)用高;使用麻煩,每架設(shè)一榀梁,同列中的其他梁均要挪動(dòng)一次;存在移梁技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),制梁技術(shù)要求箱梁移動(dòng)時(shí)4個(gè)支點(diǎn)必須有共面,其誤差不得大于2mm,采用滑移臺(tái)車時(shí)受多方面因素影響,未必能保證此項(xiàng)技術(shù)要求;需要龍門吊其他設(shè)備裝車。因此,選擇用的原則是:梁場(chǎng)地質(zhì)條件較好,梁場(chǎng)規(guī)模小,臺(tái)座緊臨線路呈“一”字形布置。九、根據(jù)以上規(guī)劃原則,京滬高速鐵路TJ-2標(biāo)德州4號(hào)梁場(chǎng),其平面布置如圖4所示:德州梁場(chǎng)主