铁路预制梁场建设的思考

铁路预制梁场建设的思考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 摘摘 要 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 关键词 客运专线 预制梁场 规划建设 1 概述概述 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 1 7 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 图图 1 京津城际铁路简支箱梁跨中截面 单位 京津城际铁路简支箱梁跨中截面 单位 mm 图图 2 京津城际铁路简支箱梁梁端截面 单位 京津城际铁路简支箱梁梁端截面 单位 mm 表表 1 京津城际铁路简支箱梁主要设计参数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 84 41 163223 435537 10 24m24 623 52 4513 45 8250 97 46 703225 377627 43 24m 高24 623 53 0513 45 5266 29 49 819204 353665 73 32m32 631 53 0513 45 5342 34 59 596279 554855 85 3 各梁场的建设情况各梁场的建设情况 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 1 3 梁场和 7 梁场由北京标段联合体承担施工 4 6 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 4 6 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 1 3 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 图图 3 900t 自行转动轮胎式提梁机自行转动轮胎式提梁机 图图 4 900t 轨道导向式移梁平车轨道导向式移梁平车 表表 2 京津城际铁路各梁场资源配置情况京津城际铁路各梁场资源配置情况 钢筋绑 扎胎具 吊装龙 门吊 砼拌和站 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 底 腹 板 顶 板 吨 位 t 台 数 规格台数 罐 车 辆 输 送 泵 台 布 料 机 台 移 梁 台 车 套 轮 胎 式 提 梁 机 1 30111776655504HZS 12025342 2 34211886645504HZS 12025342 3 30611846655504HZS 12025342 4 7191114411114402HZS 1003584 1 5 352876852502HZS 1202 34 1 6 6021010410104502HZS 1202 44 1 7 140在建 4 对不同移梁方式梁场建设比较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 2004 120 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 表表 3 不同移梁方式的经济性 安全性比较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 70 85 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 3500 4500 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 1000 1500 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 84 96h 而横移滑 道移梁施工工艺周期为 168 192h 施工速度较慢 不同移梁方式的工艺流程 见图 5 图 6 图图 5 滑道横移方式工艺流程图滑道横移方式工艺流程图 图图 6 提梁机移梁方式工艺流程图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 结语结语 京津城际铁路是