鐵路客運(yùn)箱梁預(yù)制場設(shè)計(jì)探討

1、鐵路客運(yùn)箱梁預(yù)制場設(shè)計(jì)探討 近年來，為適應(yīng)鐵路客運(yùn)專線建設(shè)的快速發(fā)展，滿足建設(shè)工期的要求，控制運(yùn)輸費(fèi)用和其他成本，橋梁建設(shè)工程采用的簡支整孔箱梁，多數(shù)采取以現(xiàn)場制梁場制造、架橋機(jī)橋位架設(shè)為主、橋位現(xiàn)澆和移動(dòng)模架造橋?yàn)檩o的方法，改變了傳統(tǒng)工廠化的生產(chǎn)模式。這樣一來，就需要在施工現(xiàn)場建設(shè)預(yù)制梁場。所以建設(shè)現(xiàn)場預(yù)制梁場已成為現(xiàn)階段鐵路客運(yùn)專線建設(shè)中的重要臨時(shí)工程之一。那么，建設(shè)現(xiàn)場箱梁預(yù)制場如何選址與布置，滿足生產(chǎn)箱梁和施工架設(shè)的需要，并有效控制建場成本，成為工程建設(shè)中需要解決的新課題，本文在此進(jìn)行分析與探討。 1預(yù)制梁場的選址 施工現(xiàn)場建設(shè)預(yù)制梁場的選址，應(yīng)在綜合考慮預(yù)制梁場供應(yīng)范圍的基礎(chǔ)上，全面

2、考慮箱梁橋跨與梁型布置、架設(shè)時(shí)間與速度、地質(zhì)狀況及橋跨兩端路基工程等因素。為此，預(yù)制梁場選址應(yīng)遵循以下原則:(1)預(yù)制梁場應(yīng)盡量選擇在孔跨布置較為集中的位置，一般應(yīng)位于供梁范圍的中部。另外，為方便制梁場的平面布置，應(yīng)盡量布設(shè)在橋梁的直線地段。(2)為方便大型制梁設(shè)備的進(jìn)出梁場和砂石等原材料的供應(yīng)，制梁場應(yīng)盡量選擇在等級(jí)較高的公路附近，保證較好的運(yùn)輸條件。(3)預(yù)制梁場應(yīng)盡量選擇在地形和地質(zhì)條件較好的地方，避免產(chǎn)生大量的填挖土方，減少地基處理發(fā)生的費(fèi)用。(4)梁場的供梁半徑要合理，減少箱梁的運(yùn)輸距離，有效降低運(yùn)梁費(fèi)用，并提高運(yùn)架梁的施工效率。(5)盡量在鐵路用地紅線內(nèi)布設(shè)制梁場，減少征地拆遷，并

3、少占耕地。(6)為保證雨季的施工安全，應(yīng)考慮防洪排澇條件。預(yù)制梁場選址在滿足以上原則的條件下，還應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的因素，并通過現(xiàn)場勘察和設(shè)計(jì)方案比選確定最佳位置。 2預(yù)制梁場的平面布置 預(yù)制梁場應(yīng)布設(shè)生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、辦公和生活區(qū)。其中生產(chǎn)區(qū)布設(shè)制梁區(qū)、存梁區(qū)、提梁區(qū);生產(chǎn)輔助區(qū)布設(shè)砂石料存放區(qū)和清洗區(qū)、混凝土拌合站、構(gòu)件存放區(qū)、鋼絞線存放區(qū)、材料庫、鍋爐房和存煤場、試驗(yàn)室和配電房等;辦公和生活區(qū)主要布設(shè)辦公區(qū)、停車場、生活區(qū)和其他配套設(shè)施。 21平面布置原則 預(yù)制梁場的平面布置，應(yīng)遵照技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保、安全、規(guī)模適中，以及能滿足生產(chǎn)和供梁要求的原則，并力求結(jié)構(gòu)緊湊、生產(chǎn)工

4、藝流程合理。且滿足以下布設(shè)條件。(1)生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，但又能進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系。(2)生產(chǎn)區(qū)要結(jié)構(gòu)緊湊，并按生產(chǎn)工藝流程分區(qū)劃塊，盡量減少中間環(huán)節(jié)的作業(yè)量。要有足夠的作業(yè)空間和活動(dòng)空間，減少相互間的干擾。(3)為保證安全生產(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)預(yù)制梁場的建設(shè)規(guī)模要滿足制梁周期和架梁進(jìn)度的要求，條件許可時(shí)可選用雙層存梁方式。(5)梁場內(nèi)盡量減小箱梁的移動(dòng)次數(shù)和移動(dòng)距離，箱梁數(shù)量大于300孔時(shí)不宜采用移梁小車移梁。(6)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮給排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)。(7)污水、廢水的排放和生活垃圾的處理要符合環(huán)保要求。 22預(yù)制梁場規(guī)模的確定 221制梁臺(tái)座的確定制梁臺(tái)

5、座的數(shù)量取決于制梁設(shè)備的配置、制梁工序、制梁周期及制梁效率等因素。目前，通常采用的制梁工藝有外側(cè)模固定式和外側(cè)模移動(dòng)式2種。根據(jù)以往所建梁場統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和制梁工藝，每月按30d計(jì)算，一個(gè)臺(tái)座每月可以預(yù)制箱梁57孔，也就是說預(yù)制1孔箱梁需要436d，根據(jù)以往建場和運(yùn)架梁經(jīng)驗(yàn)，外側(cè)模固定式臺(tái)座可取5，外側(cè)模移動(dòng)式臺(tái)座可取55。那么制梁臺(tái)座數(shù)N可按式(1)計(jì)算:N=T(1)式中:按計(jì)劃確定的一個(gè)預(yù)制梁場1d預(yù)制的箱梁數(shù)量(榀/d);T預(yù)制每榀箱梁占用單個(gè)制梁臺(tái)座時(shí)間(d個(gè)/榀)。如一個(gè)預(yù)制梁場計(jì)劃1d預(yù)制2榀箱梁，則一個(gè)預(yù)制梁場的最少制梁臺(tái)座數(shù)N=T=25=10(個(gè))。其他數(shù)據(jù)可按表1查詢。表1中的數(shù)據(jù)

6、是按正常生產(chǎn)條件計(jì)算出來的，沒有考慮影響生產(chǎn)箱梁效率的特殊因素。實(shí)際制梁中，生產(chǎn)效率還與搬移梁設(shè)備、氣候條件、砂石料質(zhì)量及配合比、混凝土配合比等因素密切相關(guān)。所以，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件、施工組織設(shè)計(jì)和計(jì)劃，通過分析計(jì)算確定預(yù)制梁臺(tái)座數(shù)量。222存梁臺(tái)座的確定在制梁臺(tái)座完成箱梁預(yù)制后，需搬移到存梁臺(tái)座上，然后完成終張拉、壓漿、封錨、靜載試驗(yàn)以及檢驗(yàn)批次等工作，但存梁臺(tái)座布置的合理性將直接影響到箱梁的預(yù)制和運(yùn)架。所以，存梁臺(tái)座的數(shù)量M一般由存梁占用臺(tái)座的最短時(shí)間和架梁的進(jìn)度來確定。其計(jì)算式為:M=TK(2)式中:T預(yù)制每榀箱梁占用單個(gè)存梁臺(tái)座的時(shí)間(3845d個(gè)/榀);K存梁系數(shù)，單層存梁時(shí)取1，雙層

7、存梁時(shí)取0607。根據(jù)客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南(TZ2132005)的要求，在混凝土強(qiáng)度滿足要求的前提下，制梁階段混凝土齡期最小為10d;另從單臺(tái)座制梁周期考慮，箱梁在制梁臺(tái)座上完成混凝土灌注及強(qiáng)度達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后完成初張拉的齡期為3d，則箱梁在存梁臺(tái)座存放7d可滿足混凝土10d齡期的要求。另根據(jù)客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)(鐵建設(shè)2005160號(hào))的規(guī)定，箱梁全長和跨度及梁上拱等指標(biāo)在終張拉后30d進(jìn)行測量并驗(yàn)收。終張拉及壓漿約1d，同時(shí)須考慮靜載試驗(yàn)以及檢驗(yàn)批次的要求，終張拉及壓漿開始后有30d的存儲(chǔ)時(shí)間要求。所以，計(jì)算可得箱梁在存梁臺(tái)座上最少存放時(shí)間T=7+1+3

8、0=38d。根據(jù)已建工程項(xiàng)目，箱梁存梁周期可按3845d考慮。當(dāng)超過45d時(shí)，宜采用雙層存量(K=065)，以達(dá)到節(jié)約用地、減少成本的目的。綜合考慮制梁臺(tái)座和架設(shè)速度的關(guān)系，如果每天架設(shè)一榀箱梁，則需要56個(gè)制梁臺(tái)座。制梁臺(tái)座和存梁臺(tái)座之間的比例，可根據(jù)制梁工藝流程的作業(yè)時(shí)間以及存梁方式?jīng)Q定。根據(jù)對(duì)已建工程項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)，單層存梁時(shí)，制梁臺(tái)座與存梁臺(tái)座之比一般為1/81/9;雙層存梁時(shí)，制梁臺(tái)座與存梁臺(tái)座之比一般為1/51/6。 23預(yù)制梁場總體平面設(shè)計(jì) 231預(yù)制梁場平面布置預(yù)制梁場平面，應(yīng)針對(duì)制梁臺(tái)座和存梁臺(tái)座進(jìn)行布置，其他配套設(shè)施應(yīng)圍繞制梁臺(tái)座和存梁臺(tái)座進(jìn)行布置。根據(jù)國內(nèi)外鐵路建設(shè)工程預(yù)制梁

9、場的規(guī)劃布置經(jīng)驗(yàn)，預(yù)制梁場的布置有橫列式和縱列式2種方式。橫列式布置時(shí)，臺(tái)座的長度方向垂直于線路方向;縱列式布置時(shí)，臺(tái)座的長度方向順線路走向。橫列式布置的箱梁在上橋前需水平旋轉(zhuǎn)90，運(yùn)梁車需調(diào)頭，比較適合預(yù)制梁場距離線路較遠(yuǎn)的情況，而縱列式布置比較適合預(yù)制梁場靠近線路的情況。另外，橫列式布置和縱列式布置還要考慮預(yù)制梁場的長與寬的比例等情況。不管采用那一種布置方式，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。2311采用滑移臺(tái)車出梁時(shí)當(dāng)采用圖1所示，臺(tái)座呈“一”字形單列布置時(shí)，箱梁初張拉后，拆除一側(cè)外側(cè)模，由滑移臺(tái)車將箱梁從制梁臺(tái)座上頂起并橫移至存梁臺(tái)座上，箱梁裝車另需配備提梁機(jī)(制梁臺(tái)座和

10、存梁臺(tái)座呈縱列式布置)。圖1滑移臺(tái)車出梁臺(tái)座布置2312采用900t輪胎提梁機(jī)或輪軌提梁機(jī)出梁臺(tái)座可采用圖2所示的單列、雙列、三列(也可多列)布置。箱梁初張拉后，900t提梁機(jī)縱跨制梁臺(tái)座，將箱梁直接提吊出臺(tái)座，并存放到存梁臺(tái)座上。提吊不同制梁臺(tái)座中的箱梁時(shí)，提梁機(jī)需要橫移轉(zhuǎn)向。2313采用450t輪軌提梁機(jī)出梁當(dāng)預(yù)制梁場采用縱列式布置，臺(tái)座采用如圖3所示的雙列布置時(shí)，2臺(tái)450t輪軌提梁機(jī)可橫跨2列制梁臺(tái)座，將箱梁直接提吊出臺(tái)座，并存放到存梁臺(tái)座上。232存梁臺(tái)座的存梁方式存梁臺(tái)座的存梁方式主要有單層存梁和雙層存梁2種方式。但取決于采用什么方式移梁，若采用提梁機(jī)移梁，2種存梁方式均可采用;若

11、采用移梁小車移梁，只能選擇單層存梁方式。在條件許可的前提下，為節(jié)省用地，應(yīng)優(yōu)先選用雙層存梁方式。但需要合理安排存梁位置和順序，考慮雙層存梁方式對(duì)施工工序和工期造成的影響，并滿足底層箱梁張拉壓漿完成后，雙層存梁支點(diǎn)位置達(dá)到設(shè)計(jì)條件。同時(shí)在雙層存梁過程中需要加強(qiáng)監(jiān)控并及時(shí)采取相應(yīng)措施以保證箱梁質(zhì)量?？傊?，存梁方式應(yīng)結(jié)合預(yù)制梁場的總體布置、技術(shù)條件、用地面積和地質(zhì)條件、工期要求、工程造價(jià)等因素綜合比較后確定。 3工程實(shí)例分析 商丘至合肥至杭州鐵路客運(yùn)專線(以下簡稱商合杭客運(yùn)專線)建設(shè)工程，為滿足橋梁工程建設(shè)的需要，經(jīng)現(xiàn)場勘察擬在商丘至亳州段設(shè)一處雷莊預(yù)制梁場，下面對(duì)雷莊預(yù)制梁場的選址和平面布置進(jìn)行闡

12、述與分析。 31雷莊預(yù)制梁場的選址 擬設(shè)雷莊預(yù)制梁場位于河南省商丘市虞城縣雷莊村西側(cè)，既有京九線和新建商合杭客運(yùn)專線的東側(cè)，新建亳州特大橋的的直線地段，在供梁范圍內(nèi)運(yùn)梁距離相對(duì)較短。該預(yù)制梁場占地面積12hm2，以耕地為主，其他附著物較少，且地勢較為平坦，高差較小，基本沒有拆遷工作量和填挖土方。擬建預(yù)制梁場內(nèi)的所需道路，可以利用原農(nóng)田內(nèi)南北方向和東西方向既有水泥碎石道路經(jīng)過整修作為便道，方便運(yùn)輸原材料進(jìn)場。梁場北側(cè)緊鄰011鄉(xiāng)道，通行條件較好，可以作為運(yùn)輸?shù)缆贰＝?jīng)調(diào)查擬建預(yù)制梁場附近的王樓電力變電站設(shè)計(jì)容量較為富余，可以架設(shè)臨時(shí)供電線路作為施工用電來源。并調(diào)查發(fā)現(xiàn)擬建預(yù)制梁場范圍內(nèi)有多處原農(nóng)田

13、灌溉水井，深約20m，經(jīng)水質(zhì)化驗(yàn)可以作為施工用水水源，也可以新打水井供施工用水和預(yù)制箱梁用水。 32預(yù)制梁場平面布置 根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段的施工組織設(shè)計(jì)，雷莊預(yù)制梁場主要供應(yīng)亳州特大橋等所需680孔雙線箱梁，并確定該預(yù)制梁場每天預(yù)制2榀箱梁，以滿足工期的需要。所以，根據(jù)以上所述平面布置原則，該梁場首設(shè)生產(chǎn)區(qū)，制、存梁臺(tái)座按縱列式布置。生產(chǎn)輔助區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū)圍繞生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行布置。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，將制梁臺(tái)座設(shè)計(jì)為外側(cè)模移動(dòng)式，并按5d生產(chǎn)1孔箱梁考慮，共布設(shè)10個(gè)制梁臺(tái)座。預(yù)制完的箱梁在存梁臺(tái)座上的存放時(shí)間按40d考慮，采用雙層存梁方式，共布設(shè)52個(gè)存梁臺(tái)座。如果外模板設(shè)置數(shù)量與制梁臺(tái)座數(shù)量相等，活動(dòng)式內(nèi)模板按2個(gè)制梁臺(tái)座共用1臺(tái)考慮，共設(shè)外模版10套，活動(dòng)式內(nèi)模板5套。由于亳州特大橋?qū)儆陂L大橋梁，故將預(yù)制梁場設(shè)置在橋梁中部。配備1臺(tái)900t輪胎式搬梁機(jī)進(jìn)行移梁，配備2臺(tái)450t提梁機(jī)直接提梁上橋，橋上配備1臺(tái)900t運(yùn)梁車運(yùn)輸箱梁。 4結(jié)束語 在鐵路客運(yùn)專線建設(shè)中，現(xiàn)場箱梁預(yù)制