摘要:整孔简支箱梁作为我国高速铁路的主要梁型,具有结构受力简单、外形简洁、抗扭刚度大,施工中采用梁场集中预制架设方法能有效保证工期、质量、安全,建成后的桥梁维修量小等优点,在我国的高速铁路建设中得到了广泛应用。结合京沪高铁、兰新二线和云桂铁路梁场的建设实践,贯穿梁场建设、试生产、梁场取证和规模生产的各个施工阶段,对箱梁预制关键施工技术进行了研究。梁场建设是高速铁路建设中最重要的大临工程,其投资大(3000万一500。万),质量要求高、运行寿命短(2^-3年),现就梁场建设的主要内容进行阐述。
关键词:高速铁路;简支箱梁梁场;预制施工;技术研究
1梁场选址
梁场位置与规模的合理与否直接影响制梁的工期及成本,主要根据铺架计划确定,同时要考虑交通状况、材料来源、地形地貌、地质情况等因素,本着“因地制宜、确保安全、质量、环保、降低成本”的原则,结合箱梁技术特点和当地地质条件统筹规划、合理布局,将梁场建设作为一个系统工程来实施。
1.1运距与架梁速度的关系
架梁作业:包括过孔(1h)、拖梁((2h)、落梁就位(1h>、砂浆锚固(1.5-}-2h),合计每个架梁周期为6ho运梁作业:包括提梁(1h)、运梁行走(按运距及重车运行速度计算)、喂梁((l.5h)、空车返回(按运距及空车运行速度计算),车速:2.5/5(km/h)。如1个梁场配1套运架设备(即1台架桥机、1台运梁车),按每天24h运架作业推算,运距和架梁工效的关系如表1所示。
表1运距和架粱工效关系
1.2合理运架梁半径的确定
从施工总工期考虑,后续无碎轨道施工要求运架梁半径不可太大(毛15km)、制架周期不能太长((1^-2年),一般按一个梁场配1套运架设备,以运架梁半径10一15km较为合理。从经济性上考虑,箱梁预制数量不能太少,需要满足盈亏平衡点的制梁数量要求。一般每天产能为1榻的梁场,经济制梁数量要多于300棍;每天产能为2棍的梁场,经济制梁数量要多于600棍;折合每个制梁台座最少预制60棍箱梁。从运梁车通过性上考虑,应考虑架梁通道上特殊路基地基处理、隧道及特殊桥梁对架梁的影响因素,通常采用低位架桥机或者运架一体机过隧道方案。
1.3梁场土建施工方案的制定
整孔简支箱梁重量大(900t),对制存梁台座基础的不均匀沉降要求高(四角高差不大于2mm),因此在梁场位置确定后需要进行地质勘探,作为结构设计的依据,并委托具有资质的设计单位进行土建设计,在保证结构安全、可靠前提下进行方案比选,优化,降低成本。
1.4梁场占地面积估算
梁场采用单层存梁,折合每个制梁台座占地面积约为22亩,包括混凝土拌和站及砂石料存放区,钢筋加工、绑扎及存放区、制梁区、存梁区、喂梁区和生活办公区等,梁场的占地面积可按每个台座占地20亩估算。本着节约土地、环保的原则和满足存梁受力检算及不均匀沉降的基础上可以双层存梁,同时在工期允许的情况下可以考虑利用车站红线内用地建场、永临结合。
2平面布置
2.1箱梁预制生产线布置方式
单条箱梁生产线按直线方式:整体钢筋绑扎台座、制梁台座‘外模)、内模支架(内模)依次布置,2条以上生产线按平行方式交错布置,横向间距考虑制梁区龙门吊跨度、制梁台座间材料设备吊装运输,纵向间距考虑提梁机跨度、长度和宽度净尺寸和钢绞线预留长度。
2.2制梁工序
目前常用的为整体式固定外模、全液压托拉式内模的制梁工序,在制梁过程中外模始终与台座是固定的,内模通过内模支架和反轨轮由卷扬机牵引进行拆模和人模作业,由定尺油油缸控制内模尺寸。
2.3制梁周期
固定式外模的台座,在南方地区,制梁周期T=5d,但在北方地区,混凝土养护时间需要再加长24h,制梁周期一般6d。内模使用率为9500,台座及外模的使用率为100%o
2.4制梁台座数量的确定
制梁台座的数量由设备配置、制梁工序、制梁周期及梁场每天产能等因素综合确定,有N=TXK式中:N一一制梁台座数量,个;K—梁场每天产能,即每天预制成品箱梁的数量,福/d:T—单个台座制梁周期,d/棍。
2.5存梁台座数量的确定
存梁台座的数量根据箱梁在存梁台座上的最少存放时间及梁场每天的产能确定。
2.5.1箱梁在存梁台座上最少存放时间T的确定箱梁在存梁台座上存放时间统计表见表2。
表2箱梁在存梁台座上存放时间统计表
2.5.2实际所需存梁台座数量的确定
制架存梁有个匹配协调过程,制梁进度是前期慢后期快,而架梁的进度是前期快而后期慢,运架设备不能按时进场、故障、维修,架梁通道上特殊路基段地基处理、桥梁支承垫石锚栓孔处理,现浇梁或者连续梁等影响运架施工的因素。计算时应根据具体工况分析确定富余量,一般取理论存梁台座数量的1000^-30%a
2.6梁场布置
结合制梁场的生产效率、制梁工序,确定制梁台座和存梁台座的数量及其布置方式,以及制梁设备工装的选配。制存梁台座的布置方式有两种:纵列式和横列式。横列式是目前最常采用的布置方式,适合于大型或超大型梁场,使用1台搬梁机(轮轨式或轮胎式均可)或数套横移台车出梁,使用方便。梁场内共分为5个功能区:钢筋储存与加工区、砂石料储存与混凝土搅拌区、制梁区、存梁区、喂梁区、办公及生活保障区,按照工业化、模块化思路布置梁场各功能使用区,做到紧凑合理。不仅要符合制梁工艺,还要兼顾箱梁的提运架设备安装和拆运、静载试验,交通便利,供水、供电、供汽线路合理,满足防火、防洪和环保要求。
3结语
实践表明,只要切实掌握后张法预应力混凝土铁路桥简支箱梁的技术特点,并以此为基础进行梁场建设、取证准备、规模制梁过程中质量控制,就能满足设计及规范要求,箱梁质量能够得到保证。同时在制梁过程中加强成本控制和工序调度协调,也能满足工期要求并取得可观的经济效益。
参考文献
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论文作者:廖保幸
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/8
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