梁体预制工程

9 梁体预制工程9-1 概述9-1-1 梁体预制工程施工内容及特点9-1-1-1 施工内容梁体预制工程施工是指在桥位附近的临时预制场或固定的混凝土工厂进行批量预制预应力混凝土梁的一种施工方法。

按照梁体承重结构截面型式分为T型梁和箱型梁(双线单室、单线单室)；按照预应力施加和浇筑混凝土的先后次序又分为先张法和后张法。

但无论是哪种梁型，哪种方法，其施工工艺中的各个流程：支立模板；钢筋加工、骨架成型；混凝土拌合、泵送、灌筑、振捣、养护；预应力施工；压浆与封端；箱梁移运等均需要各类施工机械来完成。

9-1-1-2 与现浇法相比预制梁体工程有以下特点1.梁体预制工程和桥梁墩台现浇法施工相比,梁体预制与架设工程可以平行作业，大大地缩短了制架梁施工工期。

2.梁体预制工程在专业化预制场生产,机械化程度高,可以提高劳动生产率，降低工程成本,加快施工进度。

3.梁体预制工程在专业化预制场生产,工艺装备齐全, 质量容易控制，流水作业,便于管理。

9-1-2 梁体预制工程装备演变及发展方向9-1-2-1 专业化工厂预制梁体阶段建国初期，铁道部根据当时我国工业发展水平和铁路建设的需要，做出以混凝土梁逐步替代钢梁的决定。

1955年铁道部科学研究院在丰台桥梁厂完成了跨径12m的T型预应力混凝土梁的试制与试验工作。

1956年在东陇海铁路新沂河成功修建了一座28孔，跨径24m，预应力混凝土T型桥梁。

1960年大桥局在南京长江大桥完成了32m跨径的预应力混凝土T型梁试制,并于1964年开始正式在工地投产制造。

目前，我国普通铁路上的大、中、小桥及特大桥的桥梁大都采用预应力混凝土T型简支梁。

由于铁路运输条件可以满足32m以内跨径预应力混凝土T型梁的运输，因此铁道部专业桥梁厂如丰台、哈密、成都、株洲、都匀、襄樊等桥梁工厂承担了大部分32m跨径预应力混凝土T型梁的制造任务。

在专业化工厂预制梁体阶段,予制予应力混凝土T型梁由固定制梁台座制梁发展到活动台座制梁,再发展到活动台座流水生产线制梁。

由于予制予应力混凝土T型梁重量较轻,其施工机械均为中小型施工设备。

9-1-2-2 施工现场预制梁体阶段90年代末期至今，随着秦沈、京津、武广、郑西、温福、合宁、合武、哈大、京沪等客运专线、高速铁路的修建,新型的550t、24m双线单室预应力混凝土箱梁，450t、32m单线单室预应力混凝土箱梁，900t、32m双线单室预应力混凝土箱梁相继投入使用。

铁路运输条件已不能满足24m、32m预应力混凝土箱梁的运输，开始在临近施工线路工地上建立梁场,进入施工现场预制梁体阶段。

在施工现场预制梁体阶段中，采用固定制梁台座制梁方法,施工机械化程度由低级向高级渐进发展。

箱梁内外模模板由人工组合式发展到整体液压式内模和可移动式整体外模；钢筋骨架架立由在台位上绑扎发展到分片整体吊装架立；存梁场区箱梁的移运由移运器移梁,发展到移运台车、再发展到大吨位轮胎搬运机和轨行式搬运机移运；混凝土搅拌设备由最初2×60m3/h拌合站发展到2×120m3/h拌合站；混凝土输送由管道输送发展到混凝土输送车送输到台位；其泵由60m3/时单作用低压输送泵发展到90m3/时双作用高压混凝土输送泵；混凝土布料由简易布料杆发展到液压布料机、混凝土泵车；箱梁梁体桥面抹平由过去的人工抹平发展到机械抹平......。

预制梁体生产效率已由开始的5-6天生产一跨箱梁提高到4-5天生产一跨箱梁的较高水平。

9-1-2-3 预制梁体施工装备发展方向展望我国现场预制梁体工程施工装备发展方向，为适应今后客运专线、高速铁路修建的需要，预制梁体施工装备应向综合性能广、专业性强、技术性能优、生产效率高、操作维修简捷、环保性能显著的方向发展。

开发引进综合性钢筋成型加工机械，形成批量生产多规格、多型号的钢筋骨架和构件，降低材料消耗，提高劳动生产率。

开发高压，大功率的混凝土泵送设备，提高机械性能，降低故障频率，减少堵塞现象，以适应高性能混凝土泵送的需要。

开发移动式蒸养罩具，降低劳动强度,缩短梁体养护周期，提高梁体养护质量，以适应北方地区寒冷季节的施工。

开发大吨位、体积小、重量轻、结构紧凑、操作简便并向计算机控制方向发展的预应力张拉设备。

逐渐取代人工调整操作，确保张拉控制工序的质量。

梁体予制工程中混凝土搅拌、泵送、振捣、钢筋加工、箱梁移运、预应力施工、压浆等工序尽量采用变频节能新技术，以降低能源消耗。

9-1-3 预制梁体工程装备选型配套的基本原则预制梁体工程选型配套取决于梁场的规模、工期进度要求、施工成本、地质和地势条件、企业的技术装备政策等诸多因素。

设备的选型和配套有两种不同的含义。

“选型”是指选择设备的性能、规格、型号、厂家，这是设备选型配套的前提，没有优良、先进性能的设备就不能发挥工序设备的效能。

“配套”是指工序设备之间合理的匹配关系，这是设备选型配套的基础，没有合理的匹配关系，就不可能发挥预制梁体工程机械设备的整体效益。

因此，在预制梁体工程机械选型配套应遵循如下基本原则：1.预制梁体工程机械选型配套应满足施工组织进度要求，以梁体混凝土施工为主线，按照模板架立、钢筋加工、骨架成型、预应力张拉、压浆、封端、移运等工序配置机械设备，形成各工序机械化流水生产作业线。

2.预制梁体工程在机械选型上要保证设备的技术先进性和经济合理性。

具体要从生产效率、可操作性、安全性、耐用性、维修性、能耗水平、价格、性价比等方面综合考核选择。

严禁选择技术陈旧、性能落后、能耗大的过时或淘汰产品。

3.预制梁体工程在设备选型是要考虑其通用性。

既可以在预制梁体工程使用也可以在现浇梁体工程中或其他相关工程中使用，以降低设备的购置成本和运行成本。

4.预制梁体工程设备选型时，对工序中同一用途的多台设备尽量在规格、型号、厂家上统一，有利于设备的维修、保养，配件储备和使用管理，以降低工程成本。

5.预制梁体工程机械设备配套,应考虑工序之间机械化程度的均衡性。

前后工序机械设备之间在生产能力、工艺性能、技术性能要有合理的配套关系，体现预制梁体工程整体机械化施工水平，不能顾此失彼。

6.预制梁体工程在设备配套时，对中小型设备可根据自身能力，留有备用。

这样既可以及时替换故障设备，又可以对设备能力不足的环节做必要的补充。

9-2 箱梁预制施工装备9-2-1 箱梁预制施工的主要设备箱梁预制施工是客运专线、高速铁路桥梁施工的主要施工方法。

其施工工艺主要包括制、存梁台座设计、施工；模板的设计、制造及安装；钢筋加工及骨架的制作、架立；混凝土拌合、泵送、灌筑、振捣及养护；预应力施工；孔道注浆和封端；箱梁移运等。

9-2-1-1 箱梁预制工程主要工艺特点主要工艺特点：1.预制箱梁梁体轮廓尺寸大、混凝土数量多、重量重、施工技术复杂，质量要求高。

2.制、存梁台位受力大，四支点承载高程要求严格，对台座刚度及变形要求高。

3.钢筋数量大，型号多，需要在设计好的胎具上绑扎，整体吊装，工序复杂。

4.模板制作、安装精度要求高，误差小，整体强度、刚度大，检测严格，定位准确。

5.高性能混凝土对原材料、添加剂选择要求严格，计量准确，强度、弹性模量、耐久性和密实性要求高。

6.大体积混凝土需6小时内分层连续灌筑、捣固,一次成型，蒸汽养护，施工组织要求严。

7.预应力张拉施工分三次进行，施工程序多，检查、测量精度要求严，技术含量高，施工难度大。

8.预应力孔道注浆采取连续式真空泵压浆工艺，同一管道一次完成，水泥浆抗压强度高。

9-2-1-2 箱梁预制工程主要施工设备1.模板设备：底模、外侧模、内模、端模；2.混凝土设备：搅拌站、混凝土输送泵、混凝土输送车、混凝土泵车、混凝土布料装置、混凝土振动器；3.钢筋加工设备：钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋对焊机、钢筋调直切断机、电焊机；4.起重设备：门式起重机、汽车起重机、叉车；5.予应力设备：张拉千斤顶、高压泵站；6.压浆设备：、灌浆机、压浆台车、真空泵；;7.移运设备:移梁台车、搬运机8.其它设备：变压器、柴油发电机、装载机、蒸汽养护锅炉等。

9-2-2 箱梁预制施工装备选型配套方法9-2-2-1 箱梁预制施工装备选型配套方法步骤箱梁预制施工装备选型配套实际上是新建箱梁预制场装备的整体投入，它的选型配套主要取决于预制梁场的规模和工期的长短。

在选型配套时要遵循下述步骤进行。

1.首先根据制架梁工程数量、工期进度要求、架梁区段长度、架桥机、运梁车数量、梁场地势和地质条件、梁场位置、架梁半径确定梁场的规模。

2.在满足制架工期、进度指标和制梁各工序的循环作业时间的要求前提下，计算出制、存梁台座及模板数量。

3.根据企业技术政策，现有设备状况、施工经验，并考虑具有一定储备能力的原则，选择各施工工序机械设备的型号、规格和数量。

4.在满足工期进度指标前提下，要考虑各工序之间的均衡性，注意各工序生产能力的配套关系，不能顾此失彼。

5.设备的配套首先立足于自身现有设备，充分发挥现有设备的作用，降低工程设备投入成本。

在设备不足时，再考虑新制和新购设备。

6.在新购各类机械设备选型时，要充分调研考核并掌握设备的型号分类、特点、规格及其厂家信誉，在选型上做到技术上先进，经济上合理。

7.设备台数的确定要根据工程各工序的工作量及已选机型的生产能力，经详细计算确定。

9-2-2-2 模板设备的选型配套1.模板的选型在目前的箱梁预制施工中，模板分为侧外模、底模、端模和内模。

其中侧外模分为组合式侧外模、整体固定侧外模和移动整体式侧外模，内模分为组合式内模和液压整体式内模。

在选型时应优先考虑选用移动式整体侧外模和液压整体式内模。

移动式侧外模和液压整体式内模工作效率高，不需要人工组拼、拆卸及吊装，劳动强度低，作业安全，箱梁成型质量好，是箱梁预制工程理想的模板装备。

但由于移动式整体侧外模和液压整体式内模投入成本高，对于梁场规模小，制架工期较宽松的箱梁预制工程也可采用组合式内模和外侧模。

移动式整体外模及液压内模参看图9-2.1～图9-2.3。

2.模板与制梁台座的配套模板数量的配套取决于箱梁预制各工作循环时间及在制梁台座上的占用时间。

通过表9-3-1可以看出台座的工作循环周期为120h，模板的循环周期为60h。

因此，在正常的工作情况下，外侧模、端模和内模与制梁台座配备比例为1：2，即1套模板对应两个台座（含底模）配置使用。

4安装液压（组合）内模3h√√5吊装顶板钢筋骨板3h√√6安装端模3h√√7灌筑箱梁混凝土6h√√8静停养护4h√√9蒸汽养生（混凝土达50％设计强度）24h√√10拖拉内模，拆端模、外侧模，穿一期预应力束4h√√11混凝土自然养生48h12施加一期预应力（混凝土强度达到80%）5h13移运箱梁8h14合计120h60h60h图9.2.1整体移动外模示意图图9.2.2底模示意图图9.2.3液压内模示意图图9.2.4端模示意图9-2-2-3 混凝土设备选型配套1.混凝土搅拌站的选型配套混凝土搅拌站是予应力混凝土箱梁施工的主要设备，它是将一定配合比例的水泥、砂、石骨、料添加剂及水等搅拌成匀质混凝土的专用大型机械。