高速铁路箱梁预制场规划设计原则和方法探讨[1].

京沪高速铁路箱梁预制场规划设计原则和方法探讨

本文结合京沪高速铁路TJ-2标德州4号梁场的建设经验,对梁场的规划设计原则和方法作一介绍,供梁场规划建场参考。

一、前言

京沪高速铁路使用的时速350km /h无砟轨道后张法预应力钢筋混凝土双线整孔简支箱梁,是高速铁路桥梁上部结构主要采用的结构形式,而简支箱梁体积大,梁体重820 t,受既有铁路运输条件限制,采用现场预制、架桥机架设的施工方法,该方法生产效率高,质量容易控制,单孔造价较经济。

二、预制梁场总体规划原则

梁场规划设计原则本着安全适用、技术先进、经济合理、环保的原则,统筹规划设计,以达到制梁速度快,质量高和建场费用低,节约用地、因地制宜,并考虑双层存梁。

1、生产区和生活区既相互分开,又有机联系

2、生产区按工艺流程分区划块,结构紧凑,尽量减少中间环节作业量,并有足够的施工作业和

活动空间,减少干扰。各区块间由道路沟通。预制梁场主要由生产区、生产辅助区、办公生活区三大部份组成。其中生产区:分为制梁区、存梁区、提梁区。制梁区主要布置有钢筋制作区、钢筋存放区、钢筋绑扎区、制梁台座、模板清理存放区、蒸养棚罩存放区;存梁区包括存梁台座和提梁机行走便道;提梁区包括提梁站。

生产辅助区:布置有砼拌和站、砂石料存放区和清洗区、锅炉房、存煤场、构件存放区、钢绞线存放区、材料库房以及配电房、试验室等

办公生活区:主要有生活区、办公区、停车场等生活设施

3、充分保证安全生产,压力容器、高压变电器和发电房远离人流密集区。

4、电力线、蒸汽管道、混凝土输送管路相对固定,线路短。在寒冷地区应考虑保温措施。

5、预制场内尽量减小箱梁的移动次数和移动距离,通常箱数量大于300孔不宜采用移梁小车

移梁。

6、从环保要求,充分考虑污水、废水的排放和建筑生活垃圾的处置。

7、注意人流和货流的分离。

三、制梁选址的原则:

1、制梁应尽量设置在桥群集中的路段,并全面考虑桥跨与梁型布置、工期、架设开铺时间和速度、地质状况。一般选择在桥群中间或两端附近。

2、地质条件较好处设置梁场:高速铁路箱梁对制梁台座和存梁台座的承载能力和不均匀沉降提出了很高的要求。因些,制梁场的位置应尽量选择在地质条件较好的地方,减少土石方工程量和地基加固工程量,降低工程费用,缩短建场周期。

3、原材料供应便利。箱梁体积大,每榀箱梁需要大量的材料,原材料供应矛盾十分突出,并且对粗、细骨料还有活性的限制,选址建场时都必须充分考虑料源是否丰富、稳定,运距长短以及交通运输是否便利等。同时也涉及堆放原材料对生产区占地面积的影响。

4、交通方便。梁场位置应尽量与既有公路或施工便道相连,利于大型制梁设备和大量材料运输进场。

5、地方政府、当地群众支持。充分注意当地政府对国家重点铁路工程的认可、支持,是否出台相关协作、协助政府政策,对征地、供电、供水、临时道路征用

的配合政策。当地群众的觉悟。对工程建设的支持力度,参与工程建设的热情和积极性,以及他们的文化素质,这是选择梁场须认真对待的问题。

6、不可抗力因素。不可抗力因素是指台风、飓风、地震、洪水、山体滑坡、严重恶劣气候等自然灾害。人力难以抗衡。在选择址时尽可能从当地气象部门、地质部门了解掌握发生不可抗力因素的频率、强度、危害程度。

7、考虑防洪排涝、确保雨季施工安全。

总之,梁场场址的选择应综合考虑经济、技术、社会等到方面的因素。通过现场勘察,并对其他比选优化。

四、制梁台座数量确定的原则

1、单座制梁台座效率

制梁周期是指一榀梁从模板安装、钢筋绑扎、质量检查、混凝土浇注、养护、预张拉、初张拉、移梁出台座的全部时间。其周期长短取决于梁场的设备配置和制梁工艺等因素。

(1制梁设备配置

梁场自建混凝土搅拌站,采用双系统强制式搅动拌机,电子计量系统,确保成品春的质量和产量。

(2砼浇注时,一个台座配置2台砼输送泵和2台砼布料机,平面振动器和附着式振动器。确

保砼浇注的连续性和振捣密实性。

(3制梁台座外设置底腹板和顶板钢筋绑扎台,钢筋在绑扎台上绑扎成型,在台座内组装成整

体,缩短钢筋绑扎时间。

(4采用全自动液压内模,内模与台座采用3:2的模式,缩短装模与脱模的时间。

(5采用蒸汔养护工艺,确保砼养护质量,缩短养护时间,

(6采用信息管理管理系统对箱梁施工过程进行全面管理,提高制梁施工管理水平,确保箱梁

预制质量。

2、制梁工艺

参考近几年铁路客运专线梁场箱梁预制经验及成功施工方法。目前预制梁预制工艺比

较成熟的有两种:一是内模有滑入和吊入的;二是钢筋有整体式和分体式的两种。内模爬入和内模吊入式制梁工艺基本相同,主要区别是内模吊入只适用于分体式钢筋绑扎,内模爬入式适用于整体式钢筋绑扎和钢筋分体式绑扎。钢筋整体式绑扎和分体式吊入主要区别是分体式不适用于内模吊入,整体钢筋吊装节省门吊使用时间,加快周转。

3、单台座制梁效率

对以上两种箱梁预制工艺,根据梁场已生产60孔箱梁统计,从工效上分析采用内模爬入和整体式钢筋吊入是较合理的,其工序时间表

箱梁预制工艺单座台座制梁周期

从上表可知,单座制梁台座周期为3.9d/榀,则单座制梁台座效率η单=0.256榀/d

4、制梁台座数量确定

制梁台座数量:N=η/η单

式中η-----制梁场制梁效率,即按总工期计划确定的梁场每天完成箱梁预制数量(榀/dη单-------单座制台座效率(榀/d。

五、存梁台座数量的确定原则:

存梁台座数量:n=η×K

式中:η----- 梁场制梁效率(榀/d

K------箱梁在存梁台座上最少存放时间,无特殊要求时为30d。

箱梁在存梁台座上存放时间的确定:初张后终张拉前时间间隔(一般为6天+终张

拉工作时间(1天+压浆封锚时间(约2d+压浆后至箱梁力学性能指标确定(约15d,此时间受养护措施和气温影响=24d ,但随着客运专线施工受各种外界环境影响较大,施工过程也不是均衡,故通常考虑1.5~2.5倍的系数。

六、梁场规划布置方式的确定原则

根据国内外梁场规布置,梁场布置方式有两种:横列式和纵列式。纵列式布置方式是台座的长度方向顺线路走向,横列式布置是台座的长度方向垂直于线路方向。横列式布置的箱梁在上桥前需水平旋转90度,运梁车需调头,因此这种方式比较适合于梁场远离线路的情况,而纵列式比较适合于梁场靠近线路的情况。另外,纵列式和横列式布置还得考虑梁场和宽长比及实际情况。每一种布置方式中,多个台座的具体排列方式主要取决于箱梁移出台座的方式。目前,出梁方式主要有以下3种:

1、采用轨道式提梁机出梁

采用轨道式提梁机(450t龙门吊出梁时,梁场平面布置图如图1所示。 2、采用轮胎式提梁机出梁