花都简支箱梁预制厂建设

箱梁预制厂建设A.箱梁预制厂规划花都箱梁预制厂分为生产区、工作区和生活区，三个功能区互相分离布置；生产区分为箱梁预制区和存储区，预制区分为箱梁预制区及小型构件预制区，箱梁预制区设置生产线 3 条，均放置在跨度 23m 的钢构厂房内，每个厂房内均设置 10t 桁吊 1 台，进行小型材料、设备的吊装及运输作业；存储区分为材料存放场及存梁场，存梁场可存不同跨度箱梁 50 孔。新建运梁道路宽 15m，总长260m。花都箱梁预制厂配置跨度 18m 吊重 450t 轮胎式提梁机 2 台，进行桥梁吊运、存放、装车及钢筋笼吊装等作业；并设置搅拌站、锅炉房、变电所等大型生产设施。具体布置详见附图 SJXG-5 花都箱梁预制厂平面布置图。具体规划如下:制梁生产线：为实现工厂化、标准化、程序化的生产，生产线设置均按长线法进行设计。每条生产线由 4 个功能不同的台位组成，可实现分工序流水作业；设在封闭的厂房内，可全天候作业。生产线机械化、标准化程度高，单个生产线具有 1 孔/3 天的生产能力。根据表 1：箱梁生产、存储、供应计划表，花都箱梁预制厂设 3 条生产线即可满足要求。生产线制梁功能台位设置情况为：底、腹板钢筋绑扎台位、顶板钢筋绑扎台位、内模清理台位、制梁台位，同时加设20m 或 24m 制梁台位。生产线布置见图 1：生产线布置图图 1：生产线布置图 450t0t24/0m3存梁场：存梁场存梁规模根据工期、制架梁进度、箱梁出厂所需龄期来决定。后张梁终张拉龄期：终张时混凝土强度等级、弹性模量必须达到 100%，同时要考虑混凝土龄期对箱梁收缩、徐变的影响，故须设置一定的桥梁存储。根据时速 350km/h 客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件及我公司高性能混凝土研究成果，终张龄期为 1014d 。压浆时间：24 小时内完成。压浆龄期：浆体强度达到 85%方可吊装，根据经验 3d 内可达到。成品梁检测：终张拉后 30 天。出厂龄期=终张龄期+成品梁检测龄期=4044d，按 45d 考虑。结合表 2.1.1-4 及图 2.2，存梁规模为 50 孔，可满足要求。钢材堆放和钢筋加工制作场：钢材堆放场面积 4200m2，场地处理为 C20 混凝土硬化厚度15cm，堆放场设 25t 汽车轮胎吊 1 台。钢筋在生产线内钢筋车间内加工，10t 桁吊直接吊运到生产线绑筋台位上进行钢筋绑扎。*拌合机配置：单孔 32m 箱梁混凝土数量为 328.2m3，要求 6h 内浇筑完毕，混凝土浇筑能力要求不低于 54.7m3/h。 HZS100 型搅拌站（100m 3/h）生产能力计算:客运专线箱梁生产为高性能混凝土，要求搅拌时间按 3 分钟计算，HZS100 型搅拌站搅拌机容量 1500L，一台搅拌站理论生产能力为1.560/3=30m3/h。配置 2 台 HZS100 搅拌站方可满足需要，关于机械设备能力的储备及抗风险能力要求，可与郭塘搅拌站互为备用，预制厂不再增设搅拌站。*胶凝材料储存罐的配备：根据我公司前期初步研究结果，C50 混凝土配合比及每立方米混凝土材料用量见表 1。考虑水泥安定性检验指标的要求，胶凝材料储备需满足 3 孔箱梁的浇筑要求，用 2 台搅拌机拌制混凝土，单个搅拌站配置 2 个150t 水泥罐、2 个 50t 粉煤灰罐、2 个 60t 矿粉罐存放胶凝材料，其中一个为检验合格，表 1 箱梁混凝土用胶凝材料及砂石料强度等级 C50 单孔 32m 箱梁混凝土数量(m 3) 328.2项目水泥(t)粉煤灰(t)矿粉(t)砂子(m3)石子(m3)每立方米用量 0.3 0.05 0.1 0.481 0.721单孔 32m 箱梁用量 98.5 16.4 33 157.75 236.52 另一个为待检验胶凝材料存放罐。*料场配置 ：根据表 1.10.3.4 及规模生产和保证集料的分区存放要求，料场分待检存放区和合格检验区，砂、石待检存放区面积分别为1440m2、 2880m2，满足预存 9 孔 32m 箱梁备料条件；砂、石合格检验区面积分别为 360m2、 720m2,满足 2 孔箱梁备料条件。*其他设备配置：配 2 台 HBT60 混凝土输送泵，2 台石子筛洗机， 1 台筛砂机。2 辆 8m3 混凝土输送车,满足小型预制构件混凝土运送、浇筑的需要，当浇筑轨枕板时，混凝土输送车需大量使用时，与郭塘特大桥搅混凝土搅拌厂配置的输送车可以调配使用。临时房屋：生产房屋应尽量靠近钢材堆放场、预制厂区，便于施工生产，锅炉压力容器等高危设施设在远处，避开生产、生活区。主要拟建的生产房屋有：试验室面积 600m2、材料房 182m2、配电房109m2、供汽车间 432m2（可安设 4t/h 锅炉 2 台） ，大型钢构生产厂房 18285m2。办公区、生活区与生产区隔离，场地处理为 C20 混凝土硬化厚度 8cm，生活区共有房屋 3 栋，计 150 间房 2723m2，可满足 800人生活的需要；办公区 30 间房包括办公室、接待室、会议室等，面积 545m2。运输道路：箱梁预制厂设 1 条进出厂道路，设置在料场与生产线之间，直达砂石料场及供汽车间煤场，便于材料、设备等的装卸。垂直桥轴线设提梁机运行道路 1 条，满足提梁机搬运梁及装梁的需要。供电规划：箱梁预制厂用电计划见表 2。表 2：箱梁预制厂用电需求能力计算表序号 设备名称 型号规格单台功率（kW）台套数总功率（kW）备注1 搅拌站 HZS100 150 2 3002 输送泵 HBT60 90 2 1803 筛洗机 20 1 204 布料机 15 4 605 液压模板 30 1 306 振动器组 15 2 307 锅炉 4t/h 5 2 108 对焊机 UN1-100 80 2 1609 钢筋加工 30 3 9010 机加工 20 1 2011 张拉设备 5 8 4012 压浆设备 10 1 1013 试验室 1014 照明 2015 空调 1.5 30 4516 食堂 517 其它 20合计 1050注:输送泵备用 1 台；两套液压模板交错使用；提梁机自带动力。P 计 =1.3170.61050=830kwP 变 =1.2P 计=1.2826=996kVA故设置 2500kVA 一座即可满足施工需要，为保证混凝土浇筑作业的连续性，备用 1 台 500kw 发电机。供水规划：预制箱梁按每天 1 孔计算，混凝土量为 328m3，根据时速350km/h 客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件 规定，箱梁混凝土采用先期蒸汽养护后期自然养护的养护工艺，根据我公司高性能混凝土研究结果，每孔箱梁混凝土蒸汽养护时间为 24 小时，完成后自然养护时间为 7 天，结合花都箱梁预制厂的生产能力，每天蒸汽养护箱梁 1 孔，自然养护箱梁 7 孔（混凝土工作量7328=2297m3） 。洗石按每天 1 孔箱梁用料计算，碎石量为 3280.8=263m3。生活用水按 600 人计算。日用水量计算见表 4.3.6- 3。表 3：用水量计算表参数用水项目 K1 K2 Q1 N1H（h）q1（L/s）日用水量（m 3）混凝土搅拌 1.15 1 328 144 6 2.51 54.32蒸汽养护 24 2.22 191.8自然养护 1.15 1.2 2297 100 24 3.67 317洗石用水 1.15 1.5 263 200 8 3.15 90.74生活用水 1 1.5 600 100 24 1.04 90场内小计 12.60 743.97注: q1-用水流量： q1=K1K2Q1N1/(h3600) K1-未预计施工用水系数，取 1.01.15K2-不均衡系数，取 1.01.5Q1-工作量N1-用水定额： 混凝土搅拌用水量=144L/m 3h-日工作时间单台锅炉用水量计算:41000/3600=1.11L/s供应网路管径计算：进场区管径 D=（4q1/n1000v）0.5=(412.6/(110003.141.5) 0.5=0.103m,设计管径 D=150mmn:水管路数v:流速,施工及生活用水取 1.5m/s（经济参考流速）供水网布置：箱梁预制厂铺设 1 路 150 主水管, 设 800m3 蓄水池 1 座( 满足 24 小时以上生产、生活用水量) 。B.主要生产设施地质资料：箱梁预制厂所在的 DK2177+300DK2177+650 地段，地貌属珠江三角洲相冲洪积平原地貌单元。地层各部分总体组成复式向斜，桥位区附近无断裂通过，为地质构造相对稳定区段。根据地质报告的勘查钻孔显示，桥位区段的岩土层按其形成年代、成因进行分类主要有第四系人工填土层（Qm1） 、第四系三角洲相冲洪积沉积层（Qa1+vp1） 、残积层（ Qe1） 、石炭系（C ）中下统。从箱梁预制厂区段各地层资料统计表中可以分析得：JZ-IV047-郭 107-7 孔位处的地质情况相对于其他部位具有普遍性、代表性；同时其土层中夹有相对软弱层且岩层又比较深，这样又具有相对的最不利地质状况。所以在箱梁预制厂各种设施基础设计时，以此处地质状况作为计算时地质资料使用。孔地质断面图Sco4.85JZ-IV0716-(3)2=1KPa-.09-12.65(1)3=2ag-4.3450KP()815W273=8a2-4.3制梁台座：为解决混凝土浇筑工艺需设底振的要求，制梁台座借鉴国外先进技术和我公司秦沈客运专线凌海箱梁预制厂的施工经验，采用钢筋混凝土槽型基础，基础预埋法兰和底模连接，方便调节底模的平顺及反拱。重点考虑： 人员方便进入安装底部振动器及底模维修的功能；钢绞线张拉引起的变形位移及梁体两端地基承载力；保证蒸养管路安装及侧模固定等功能要求；制梁台座用来预制整孔箱梁，因张拉后梁体上拱，荷载向两端集中，荷载相当大。因此两端各 5m 范围内选用 1.0m 嵌岩钻孔桩基础加固。桩设计打入深度入岩 1.2m(超过 1 倍桩径) ，中间区段对基层强夯换填处理后，设计砼板块基础。具体设计见附图 SJXG-6 32m 箱梁制梁台座。存梁台座：为保证箱梁存放状态为同一平面,不存在扭曲变形；在存放时先用四个测力油顶支撑的方法，使梁体四个支点压力一致。然后在存梁台座支座垫石上设置可变垫树脂膜，压浆与梁底密贴，从而保证梁底位于同一平面。存梁台位基础采用扩大基础形式进行加固，扩大基础存梁台座具体设计见附图 SJXG-7 32m 箱梁存梁台座。按照铁路桥涵地基和基础设计规范(TB 10002.5-99)及最不利地质状况资料计算，基础最大沉降量为 11cm，满足存放要求（容许值按照正式墩台均匀沉降量：20 =11.3cm 计算，其中LL=32m 时） 。运梁道路：运梁道路是连接箱梁预制厂与正式线路的运梁通道.其顶部为级配碎石，厚度为 60cm。基床构造及地基处理同施工路基标准。线路纵坡设置 2.5%， DK2177+300700 段的地面平均标高为 5.3m，为方便箱梁预制厂排水通畅及运梁道路设计的经济性，箱梁预制厂靠近线路处整体抬高 1.2m，并垂直线路方向设置 1%的排水坡。郭塘特大桥广州端台尾标高 18.53m，运梁道路由DK2177+420 开始，设置 50m 平坡方便装梁作业，然后按 2.5%纵坡，纵坡平面距离为 481m，故在台尾须向后顺延 41m。运梁道路横断面见图 3。图 3 运梁道路横断面图提梁机运行道路：提梁机运行道路作为提梁机提运箱梁的通道，承受荷载大，单轮接地比压接近 0.7Mpa，根据计算，表层需挖除 0.51m 表层土，基床换填 60cm 厚级配碎石，回填路堑段开挖弃碴至设计标高；对于主干道，考虑提梁机轮胎转向的需要，尚需设置 22cm 厚的 C30混凝土面层。主干道宽度 50m，次干道宽度 2.5m。提梁机运行道路横断面见图 4 。主 干 道 （ 单 位 ： m） 原 场 地 标 高 （ +5.3原 场 地 标 高 （ +5.3次 干 道 （ 单 位 ： m）图 4 提梁机运行道路横断面图静载试验台座：梁体静载试验为 12 点加载，加载系数 1.2，每点最大荷载为120t。采用型钢自反力加力架和 12 套 200t 液压加载设备，基础处理为 4 根 1.2m 钢筋砼钻孔桩，试验台座效果图见图 5。型钢自反力加力架构造图见附图 SJXG-8 静载试验加力架总装图。图 5：静载试验台座组装图生产车间：生产车间采用大跨度钢结构厂房，三条生产线厂房长度共计795m，跨度 23m，高 15.5m，立柱采用 HN50020010/16 型钢，屋架设计为人字型，采用 HN（500410） 15011/17 变截面型钢，屋面采用 C160502.5 钢及503 角钢组成平面网格结构，厂房顶面及侧面覆盖 V-480 型彩钢板；每个厂房内布置一台 10t 桁吊，共计 3 台，桁吊轨道梁通过牛腿与立柱联结，牛腿采用HN（450 250）2014/9 变截面型钢，轨道梁采用HN4502009/14 型钢，轨道为 P38 钢轨。效果图见图 6。图 6：生产车间效果图（部分）生产车间设计图详见附图 SJXG-9 箱梁生产车间设计图。主要生产设施数量见表 4。表 4 花都箱梁预制厂主要生产设施数量表工 程 名 称 单位 数量 备注临时用地 m2 99227.0 场地平整 m2 99227.0 除表层耕植土 m2 68716.0 50cm 厚场地回填宕碴 m3 70288.4 平均回填 80cm,靠线路侧 100m范围逐步加厚 1m石料场硬化面积 m2 3600.0 C20 混凝土硬化 20cm砂料场硬化面积 m2 1800.0 C20 混凝土硬化 20cm钢筋堆放场硬化面积 m2 4200.0 C20 混凝土硬化 15cmm2 8166.0 C20 混凝土硬化 15cm生产区场地硬化m2 15720.5 C20 混凝土硬化 10cm办公、生活区场地硬化 m2 4420.0 C20 混凝土硬化 8cm主干道 m 463 C20:7m 宽/硬化 20cm场内交通道路 存梁场 m 822 C20:3m 宽/硬化 10cm表 4 花都箱梁预制厂主要生产设施数量表工 程 名 称 单位 数量 备注制梁区 10t 桁吊轨道(P38 轨) m 1590 设于厂房侧柱上表层 C30 m3 2585.0 =0.22m提梁机运行道路(宽 50m): 级配碎石 m3 7134.6 =0.6m提梁机运行道路(级配碎石) m3 6741 宽 2.5m,0.6m 厚搅拌站基础 个 2 H2W-100 砼搅拌站锅炉基础 个 2 4t 锅炉( 燃油)存梁台座:碎石垫层 m3 570.54 C20 m3 7203.64 C30 m3 60.91 垫层 10cm 厚,32m 梁存梁 50孔,24m、20m 梁存 13 孔，折合 6.5 孔。碎石垫层 m3 84.00 10cmC30 钢筋混凝土 m3 783 32m 制梁台座(3 个)1.0m 钻孔桩 m 288 C25 混凝土,一个制梁台座 4 根桩,入岩 1.2m碎石垫层 m3 21.00 10cmC30 钢筋混凝土 m3 195.75 24m 制梁台座(1 个)1.0m 钻孔桩 m 96 C25 混凝土,一个制梁台座 4 根桩,入岩 1.2m碎石垫层 m3 17.50 10cmC30 钢筋混凝土 m3 163.13 20m 制梁台座(1 个)1.0m 钻孔桩 m 96 C25 混凝土,一个制梁台座 4 根桩,入岩 1.2m钢筋、模板使用台座：C25 m3 337 9 个变压器及高压电源 处 1 500kVA 规格外接线 m 600 380V 规格电力线路场内用电 m 2912 220V 规格DN200 主管 m 800 DN150 m 1500 供水网800t 水池 个 1M10 砌砖:47m 3,C10 混凝土150m3, 防渗 2cm 厚砂浆抹面195m表 4 花都箱梁预制厂主要生产设施数量表工 程 名 称 单位 数量 备注水塔 座 1 C20 混凝土基础:17.5m3,杆件及钢构件:8.55t盖板排污沟 m 81780100cm 断面,盖板600m,M10 砌砖:231m 3,防渗2cm 厚砂浆抹面 960m2,C10 混凝土 60m3盖板排污沟 m 8004060cm 断面 ,盖板 800m,M10砌砖:153.6m 3,防渗 2cm 厚砂浆抹面 640m2,C10 混凝土 48m3m2 18285跨度 23m 钢构厂房( 生产线)，钢结构 1259t，彩钢板42930m2，砼 685.6m3，基础钢筋 288.5tm2 6105 空间钢网格雨棚(砂、石料场)生产房屋m2 637 彩钢板房 生活房屋 m2 2723 彩钢板房 办公房屋 m2 1327 彩钢板房 静载试验台座:C30 混凝土 m3 161.2m 钻孔桩 m 96 C25 混凝土,一个制梁台座 4 根桩,入岩 1.2m蒸养管道:直径 100mm m 300 直径 48mm m 1600 布料机基础: C30 m3 160 C.主要工装设备及技术参数花都箱梁预制厂配置的主要工装设备及技术参数见表 5。表 5 主要工装设备及技术参数表项目 规格型 号 单位 数量 单重(t) 总重(t) 备注32m 套 3 48 144 24m 套 1 36 36 24m 高、24m 梁共用底模20m 套 1 30 30 32m 套 3 101 303 液压缸 36 套24m 套 1 68 68 液压缸 10 套24m 高 套 1 76 76 液压缸 10 套外模20m 套 1 57 57 液压缸 8 套32m 套 3 95 285 液压缸 129 套24m 套 1 65 65 液压缸 33 套24m 高 套 1 72 72 液压缸 33 套内模20m 套 1 54 54 液压缸 33 套32m 套 6 9 54 24m 套 1 6 6 24m 高 套 2 7 14 端模20m 套 2 5 10 32m 套 3 15 45 24m 套 1 11 11 蒸养棚 罩20m 套 1 9 9 钢筋绑扎内、外胎架32m 套 3 61 183 可改造供 24m 及20m 梁使用合计 1522箱梁模板：为满足工厂化、标准化的要求,模板制造要高精度，满足桥梁外形美观的要求，箱梁砼整体浇筑时因结构长大将产生相当大的收缩，受刚度很大的模板约束产生较大的拉力，甚至开裂，为此模型每隔48m 设弹性橡胶缝，使模型能产生足够的压缩量，减小对箱梁收缩的约束力。模板动作由液压系统控制，内模为“关节”式可收缩液压模板，能实现大幅度的伸缩减少截面积并能便利的纵向移动；外模为微动式液压整体模板，在液压系统的控制下可以轻微转动，方便箱梁移出。端模由上下两截组成，下半部呈 U 型，上下两截由螺栓联结；底模由纵横梁体系及面板组成，并与基础用螺栓连接，便于底模平整度及反拱度的设置及调整。模板组成示意见图 7。 底 模液 压 内 模侧 模图 7 模板组成图侧模由型钢支架、面板、加劲骨架等组成。支架间距 100cm，由工字钢焊接成型，面板为 10mm 钢板，带加劲肋面板与骨架焊成一体。侧模采用 1.5kW 附着式高频振动器，间距 1.2m1.6m ，水平双排交错布设；侧模纵向不分段，外夹底模，底部通过转向销与底模横梁固定，可以转动并防止侧模外胀，油顶垂直安装在侧模支架上，达到微动拆模及调整模板安装尺寸的目的。内模纵向按变截面分段，内模整体分为 5 段；中间正常断面分为 5 节制造，现场用螺栓连成一体，节间用橡胶条密封止浆；横断面按模型收缩工作原理分块，接缝处按动作顺序设置搭接止口，达到止浆效果。每段内模由结构部分和液压系统组成；结构部分分为顶模、边模、横梁、支撑及运行辊轮、支撑丝杠等组成；液压系统由支撑油缸、泵站及控制部分组成。内模收缩到位后移动采用外力拖拉、辊轮行走方式。液压系统采用油缸同步技术，使油缸伸缩同步，能够实现顺序操纵及自锁保压抵抗混凝土施工的各种载荷，确保液压内模收放作业过程中结构部分不变形。底模骨架为型钢纵横梁系统，上铺 14mm 钢板。端模与内外模骨架栓接，形成封闭端，为了确保锚下混凝土密实，在端模适当位置需增设附着式振动器。端模内嵌 10cm，通过连接结构调整梁长，端模纵向厚 50cm，设加筋板和支撑以抵抗侧压力。模板结构见附图 SJXG-10 32m 箱梁侧模总成图，图 SJXG-11 32m 箱梁液压内模总成图，SJXG-13 32m 箱梁内模液压系统图，SJXG-14 32m 箱梁底模模板图， SJXG-15 32m 箱梁端模图。蒸养棚罩：设计为 6m、8m 一段，每段设置四个吊点，通过桁吊进行拆除、安装蒸养棚罩作业。设计结构见附图 SJXG-16 32m 箱梁蒸养棚罩图。侧面蓬布采用滚筒缠绕，蒸养棚罩骨架安装到位后，将蓬布向下展开，与地面固定，保证蒸汽不流失。 图 8：蒸养棚罩示意图胎卡具：为保证钢筋定位准确及增加绑扎钢筋工作效率，设置底腹板钢筋绑扎台座、顶板钢筋绑扎台座，配置内、外胎架绑扎胎具，胎具预留钢筋保护层厚度及标示钢筋位置。钢筋绑扎内、外胎架见图 9。 图 9 钢筋绑扎内、外胎架示意图设计结构附图 SJXG-17 32 箱梁钢筋绑扎外胎架图 和 SJXG-18 32m 箱梁钢筋绑扎内胎架图。提梁机：针对整孔箱梁吊装、运输和装车施工的需要，我公司与郑州大方公司合作，结合 DCY900 型轮胎式运梁车和上海磁悬浮 DJY200型轮胎式架运梁机的成功经验，开发研制 DLT450 轮胎式提梁机。该方案采用两台提梁机共同起吊一孔箱梁，同步以直行、八字转向、斜行和横行等多种运行模式工作，完成预制厂箱梁的起吊、台座间的转移以及向运梁车装梁等工作。与轮轨式起重机比较，轮胎式提梁机具有施工速度快，机动灵活，可以在任意台座上取梁、落梁，不需要