铁路预制梁场建设的思考.doc

铁路预制梁场建设的思考 XXX（中铁X局集团京津制梁项目经理部，北京 通州101100）摘 要：通过对京津城际铁路制梁场不同施工方案、资源配置情况、施工工艺进行比较分析，深入思考，总结经验，对科学、合理地规划客运专线箱梁预制场提出合理建议。关键词：客运专线；预制梁场；规划建设1 概述京津城际铁路是环渤海京津冀地区城际轨道交通网的重要组成部分，也是沟通北京、天津两大直辖市的便捷通道，全长115.4km。按客运专线标准设计，采用博格式无碴轨道技术，最高设计车速350km/h。本工程是铁道部规划的2008奥运工程，从开工建设到竣工运营仅28个月，工期紧，工后自然沉降周期短，并结合沿线实际工程地质情况，全线以桥梁为主，其中共有整孔预制简支梁2762孔，分7座制梁场采用工厂化集中预制。2 预制梁的主要结构形式京津城际铁路整孔预制简支梁采用双线后张法预应力混凝土箱型简支梁，截面型式为斜腹板式单箱单室。梁体采用C50高性能混凝土灌注；预应力体系采用17-15.20-1860-GB/T5224-2003钢绞线，OVM型锚具；桥面防水层采用喷涂聚脲弹性防水涂料。各种跨度梁的截面尺寸和主要设计参数见图1、图2、表1。图1 京津城际铁路简支箱梁跨中截面（单位：mm）图2 京津城际铁路简支箱梁梁端截面（单位：mm）表1 京津城际铁路简支箱梁主要设计参数梁型全长（m）跨度（m）梁高（m）顶宽（m）底宽（m）混凝土体积（m3）普通钢筋重量（t）预应力筋束数（束）预应力筋重量（t）理论梁重（t）20m20.619.52.4513.45.8214.8441.163223.435537.1024m24.623.52.4513.45.8250.9746.703225.377627.4324m高24.623.53.0513.45.5266.2949.819204.353665.7332m32.631.53.0513.45.5342.3459.596279.554855.853 各梁场的建设情况京津城际铁路的预制梁工程共分为北京段和天津段2个标段，其中13#梁场和7#梁场由北京标段联合体承担施工，46#梁场由天津标段联合体承担施工。各梁场均按纵列方式布置，与线路平行；天津标段的46#由于施工任务较大，为加快进度，均采用轮胎式提梁机移梁方案（图3）；北京标段的13#梁场，均采用横移滑道移梁方案，而增建的7#梁场，由于建场迟，为满足工期要求，亦采用轮胎式提梁机移梁方案（图4），各梁场的主要资源配置情况见表2。 图3 900t自行转动轮胎式提梁机 图4 900t轨道导向式移梁平车表2 京津城际铁路各梁场资源配置情况梁场名称施工任务/孔制梁台座及底模/个存梁台座/个外模/套外模/套钢筋绑扎胎具吊装龙门吊砼拌和站罐车/辆输送泵/台布料机/台移梁台车/套轮胎式提梁机底腹板顶板吨位/t台数规格台数1#30111776655504HZS-12025342/2#34211886645504HZS-12025342/3#30611846655504HZS-12025342/4#7191114411114402HZS-1003584/15#352876852502HZS-1202/34/16#6021010410104502HZS-1202/44/17#140在建4 对不同移梁方式梁场建设比较4.1 不同移梁方式的经济性、安全性比较客运专线预制箱梁体积大，重量重，其中32m箱梁就重达856t，且按客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件（铁科技函2004120号）要求，为防止梁体受扭破坏，规定移梁过程、存梁过程4支点不平整度2mm。选择适当的移梁方式对保证梁体自身结构安全致关重要，并且移梁方式直接决定了梁场布局、大型场建工程的结构形式和工装设备投入情况，两种移梁方式的经济性、安全性比较见表3。表3 不同移梁方式的经济性、安全性比较各项指标名称滑道横移方式轮胎式提梁机横移方式移梁机械设备投入每套900t轨道导向式横移平车造价一般在7085万元，视驱动方式不同稍有差异，一般每个梁场需投入2套，投入较少 每台900t自行转动轮胎式提梁机造价在1800万左右，首次建场投入大基础处理费用有轨导向，轮子少，受力集中且轮压较大，对基础承载力和不均匀沉降要求高，一般采用钻孔桩基础，受地质情况影响大，投入较大，京津铁路投入一般在35004500万（仅移梁滑道）轮胎式提梁机轮胎多且大，受力分散，轮压小，对基础承载力和不均匀沉降要求低，按高速公路路基处理即可，受地质情况影响小投入较低，京津铁路投入一般在10001500万安全性采用千斤顶升起梁，对4个千斤顶的同步要求高，存在高压油管爆裂可能，并对导向轨道平顺度要求高，不易保证4支点平整度要求；需较长动力电缆，存在用电安全隐患采用提梁机起重天车直接提升梁体，梁体处于悬吊状态，易于保证4吊点平整度要求，且受走行道路平整度小；自带动力，较安全其他各列台座间台车倒运困难，占用龙门吊，采用电力驱动，占用较大电力资源，对施工影响大；移动1片梁需倒运好几片梁，效率低，速度慢，总体耗能大，只能根据架梁顺序进行制梁；设备简单，维修保养费用少各列台座间台车自行移动，自带动力，根据需要启动机械，不占用梁场电力资源，对施工影响小；可将任何一片梁一次移动到位，效率高，速度快，总体耗能少，可小幅度调整制梁顺序；设备复杂，维修保养费用相对要高；根据需要亦可作为应急起重设备使用评价移梁平车投入较少，但基础处理费用较大，总体投入较大，再次建场时仍需投入占绝大多数的基础处理费用，不利于长远发展；安全性差，效率低，对施工干扰大轮胎式提梁机投入大，但基础处理较低，总体投入小，再次建场时投入更小，多次建场的平摊费用低；安全性较好，效率高，对施工干扰小4.2 施工工艺的比较移梁方式的不同致使施工工艺方面产生了差异，通过京津铁路建设的实际证明，提梁机移梁施工工艺的单片梁占用制梁台座周期为8496h，而横移滑道移梁施工工艺周期为168192h，施工速度较慢，不同移梁方式的工艺流程见图5、图6。 图5 滑道横移方式工艺流程图 图6 提梁机移梁方式工艺流程图（1）、模板系统各梁场均采用大块钢模组拼结构，液压内模。为满足梁体横移需要，采用横移滑道移梁的梁场底模固定，相邻2个制梁台座共用1套侧、端模和内模，采用卷扬机来回拖拉、千斤顶顶升就位；而采用轮胎式提梁机移梁的梁场底模、侧模固定，内模整体穿入再支撑成型，相对横移滑道移梁方案的施工工艺而言，减少了底模活动块安装、侧模安装和拆除、内模拼装等工序，减少了工序衔接，缩短了施工时间；内模采用整体穿入和拆除，减少了吊装过程，使桥面预埋件安装与内模安装可平行作业，有效缩短了单片梁的施工周期。（2）、钢筋工程为有效缩短单片梁的施工周期，各梁场钢筋工程均采用胎具进行钢筋骨架预绑的施工工艺。其中采用横移滑道移梁的梁场分底腹板、顶板2个钢筋骨架进行预绑，分开吊装入模组装成整体；而采用轮胎式提梁机移梁的使梁场底腹板和顶板钢筋预绑成整体骨架吊装入模。底腹板与顶板分开吊装时，为使顶板骨架能顺利吊装，减少与底腹板骨架钢筋位置冲突，顶板倒角钢筋须待顶板骨架吊装就位后方可进行绑扎，延长了施工周期。（3）、其他工序混凝土灌注工艺和张拉压浆工艺各梁场基本相同。5 客运专线箱梁预制场建设规划的思考通过对京津城际铁路制梁场的两种不同施工方案进行比较分析。对地质条件较差、工期紧迫的工程，建议采用轮胎式提梁机提梁施工方案，可大量节省地基处理费用，加快施工进度；尽管制梁台座数量相同时，内外模投入要增加1倍，但其制梁周期可压缩一半，在相同施工任务的前提下，制梁台座数量可减少一半，亦减少了内外模投入，且还进一步减少了制梁台座的地基处理费用和圬工数量。同时，当钢筋骨架采用整体吊装、内模后穿入施工工艺时，可有效减少工序衔接，提高工作效率。同时，减少了吊装龙门吊的占用率，从京津城际铁路各制梁场配置可以看出，天津标段制梁场均采用2台龙门吊，最高日产量可达3孔；而北京标段制梁场采用4台龙门吊，日产量1.5孔，还常受龙门吊制约，工序不能形成流水作业。对地质条件良好、工期长、施工任务少的制梁场，由于地质条件良好（如岩层较高时），地基处理费用较轮胎式提梁机提梁施工方案增加不多；同时，工期长、施工任务少，如大型机械资源投入过多，势必造成浪费，不能充分发挥机械效率。对于此类制梁场，宜采用横移滑道移梁施工方案，但建议采用钢筋骨架整体预扎吊装、内模后穿入施工工艺，减少吊装龙门吊投入，节省能源。6 结语京津城际铁路是我国首条设计车速35