武广铁路客运专线预制箱梁梁场建设规模的研究

李利方

(中铁十八局集团有限公司武广项目经理部,武汉 43000)

1 工程概况

武广客运专线全长为 968正线公里,全线桥梁共674座 464.051 k m,占线路总长的 48.21%,其中预制箱梁10 638孔,全线共设 40处预制箱梁梁场。

目前客运专线桥梁所占比例较大。预制箱梁数量多,预制梁梁场规模大,投资大,梁场布置对梁场生产工效影响大。本文结合武广客运专线预制箱梁梁场建设经验,从梁场日出梁数量与制存梁台座的比例关系和梁场布置探讨梁场建设规模。

从箱梁预制工艺一个台座制梁周期的数据可以看出,在正常情况,武广客运专线梁场制梁指标 1孔/5 d,制梁台座占用时间与制梁指标一致。底模板循环周期为 5 d,内模等循环周期基本为 4 d。制梁指标在不考虑人的因素的前题下,影响因素主要是制梁台座和箱梁模板的数量。

2 梁场日出梁数量与制存梁台座的比例

2.1 制梁台座与存梁台座的数量配置分析

1)单个制梁台座的效率

通过对武广客运专线预制梁指标分析,单个制梁台座制梁周期为 5 d,可以看出单个制梁台座的制梁效率为 V=0.2榀 /d。

2)制梁台座的数量确定

根据梁场的生产计划可以确定梁场制梁台座,制梁台个数:N=M/(VT),M为梁场总计划生产数,V为单个制梁台座效率,取 0.2,T为制梁场有效工期。

3)存梁台座确定

根据现行制梁技术条件规定:梁体混凝土强度达到设计值的 60%可以进行预张拉,混凝土强度达到80%可以进行初张拉,混凝土强度达到 100%,弹性模量达到 100%,龄期达到 10 d方可以进行终张拉,终张拉后 28 d测量梁体的上拱度。存梁台座的数量 n=M K/T,K为箱梁在存梁台座上最少存放时间,无特殊要求时为 30 d。

箱梁在存梁台座上最少存放时间 K的确定原则:K=初张拉后终张拉前时间间隔(一般为 10 d)+终张拉工作时间(1 d)+压浆封端时间(约 2 d)+压浆封端后至箱梁力学性能指标确定(约 15 d,此时间受养护措施和气温影响)=30 d。

2.2 梁场日出梁数量与制存梁台座的比例

制梁场应满足需要的制梁和存梁能力的基本条件。依据以上计算模型:

基于机会约束混合整数规划的风火协调滚动调度//马燕峰,陈磊,李鑫,赵书强,刘金山,甘嘉田//(5):127

日出梁数量∶制梁台座∶存梁台座 =1∶(1/V)∶K。

要说明的是此比例关系受箱梁在存梁台座上存放时间制约,而存放时间又受到制梁周期和梁场所在地的气候等条件影响,同时还受架梁情况影响。

3 制梁台座和梁场布置方式

武广梁场的制梁台座布置有 2种方式,纵列式和横列式。纵列式布置是台座的长度方向顺线路走向,横列式布置是台座的长度方向垂直于线路。横列式布置的箱梁在上桥前需水平旋转 90°,运梁车需调头,因此这种布置方式比较适合于梁场远离线路的情况,而纵列式比较适合于梁场靠近线路的情况。

每一种布置方式中,多个台座的具体排列主要取决于箱梁移出台座的方式。箱梁在台座中完成初张拉后即可从台座中移到存梁台座上,进行养护及张拉,简称出梁。目前,出梁方式有 2种:龙门吊机出梁和滑移台车出梁,龙门吊又分轮胎式的和轮轨式。

3.1 滑移台车出梁方式及梁场布置

采用滑移台车出梁时,梁场的平面布置如图1所示。

台座呈一字形单列布置。初张拉后,拆除一侧外模,由滑移台车将箱梁从台座上顶起并横移至存梁台座上,但箱梁装车需另配龙门吊或其他装车设备。

3.2 龙门吊出梁方式及梁场布置

采用450 t龙门吊出梁时,梁场的平面布置如图2所示。

图1 采用滑移台车横移出梁时梁场平面布置

图2 采用轨道式提梁机出梁时梁场平面布置

台座一般双列式布置,2台450 t轮轨式龙门吊横跨两列制梁台座,将箱梁直接提吊出台,并存放到存梁台座上。

3.3 采用轮胎式提梁机出梁及梁场布置

采用900 t轮胎式提梁机时,梁场的平面布置如图3所示。

图3 采用轮胎式提梁机出梁时梁场平面布置

台座可单列、双列及多列布置,900 t轮胎式提梁机纵跨制梁台座,将箱梁直接提吊出台,并存放到存梁台座上。

4 梁场布置方案的比选

4.1 运架梁中装梁工效分析

梁场设置对运架梁中装梁工效的影响较大,采用轮胎式提梁机出梁及梁场布置,装梁时间大约30 min可以完成。支座安装可以在装梁之前基本完成,不占运架梁有效时间。采用450 t龙门吊出梁及梁场布置方案,因为需要进行多次变轨,装梁时间大约需要 40 m in才能完成;支座安装需要 30 min左右,装梁时间近70 min。采用滑移台车出梁方式及梁场布置方案,装梁时需要多次拆轨、装轨,装梁时间很长,大约需要150 m in左右,加上支座安装40 min,梁梁时间共需190 m in左右。

通过分析,无轨运输的操作方便,装梁消耗时间最短,有利于后期梁场生产效率的发挥。有轨运输(轨面高出地面)操作工序多,操作时间长、而且也不便于支座的提前安装。

4.2 出梁方式及梁场选用分析

目前,流行的出梁方法有 3种:轨道式提梁机出梁、轮胎式提梁机出梁和滑移台车横移出梁。

轨道式提梁机出梁的优点是:轨道数量少,2条龙门吊的轨道可同时负责数个台座的出梁。采用 4点起吊 3点平衡技术,绝对保证箱梁移动的技术要求。使用方便快捷,一般情况下一个梁场配一套吊机即可。台座的排列方式比较灵活(龙门吊机可以通过横移变轨实现纵横双方向移动)。缺点是一次性投入的设备费用高,龙门吊轨道基础处理的工程量大,梁场后期复耕难度大。

轮胎式提梁机出梁,使用灵活,轨道处理费用低,移运梁可靠。设备先进,适应工期短的项目,有利于梁场后期土地复耕。缺点是梁场占地面积较大,一次性投入的设备费用较轨道式提梁机更高。

滑移台车横移出梁的优点是滑移台车体积小,重量轻,梁场占地面积少,一次性投入的设备费用少,适应于工期较长的项目。缺点是:滑移轨道数量多,一个制梁台座必须设置 2条滑移轨道。每架设一榀梁,同列(排)中的其它梁均要挪动一次,操作工序多,操作时间长。而且也不便于支座的提前安装,存在移梁技术风险,梁场后期复耕难度较大。

5 建议

目前客运专线建设周期大部较短,今后客运专线梁场设置时宜优先采用轮胎式提梁机出梁及梁场布置方案,有利于后期土地复耕。使用有轨运输时宜采用轨面与地面平行的方式以便节约架梁时间,轨面高出地面的梁场布置方案不宜使用。同时,要求梁场设置应考虑便于支座在梁场内提前安装,不宜在运梁车安装,以节省运梁时间。

[1]铁道部经济规划研究院.客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社,2005.

[2]黄耀怡.铁路客运专线桥梁铺架技术研究与成套设备研制[J].铁道标准设计,2005(5):32-35.