客专及高速铁路后张法预应力混凝土箱梁预制场规划综述

2010年4月 第2期总第166期 巾国灌湾建设 ChinaHarbourEngineering Apr．，2010 T0tal166。No．2 客专及高速铁路后张法预应力混凝土 箱梁预制场 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 综述 张旭东，胡志理，邢明照 (中交哈大铁路客运专线工程指挥部，吉林长春 130033) 摘 要：客专及高速铁路箱梁预制场具有建设标准高、技术难度大、投入高、建厂工期紧等特点。结合京津、武 广、京沪、哈大等线部分梁场现象，分别从投资、适用范围及制梁施工组织方面阐述梁场选址及规划，并提出相应 建议。选址及规划问题是建设一个投资节约、规划合理的高标准梁场的先决条件，并对后续的制梁施．=I二组织及施工 效率产生影响。 关键词：客专及高速铁路；梁场建设；规划设计；建议 中图分类号：U448．213 文献标识码：A 文章编号：1003—3688(2010)02—0012-03 ProgramforConcreteBoxGirderPrecastBasin PrestressedinPost-tensioningMethodofPassenger SpecialLineandHigh-speedRailways ZHANGXu-dong，HUZhi-li，XINGMing-zhao (CCCCHarbin—DalianPassengerSpecialLineConstructionHeadquarters，Changchun130033，China) Abstract：AboxgirderprecastbasinofPassengerSpeciallineandhigh-speedlineisofextremecharacteristics：high constructionstandards，difficulttechnologies，expensiveinput．s，ashortdurationandSOon．Basedonsituationarisingfrom somemajorlinessuchasJing-Jin．Wu—Guang，Jing-HuandHa-Da，thispaperdescribesthesiteselectionandplanning fromSOmeaspectssuchasinvestment，applicablescope，andconstructionorganizationforprecastinggirders，andthenmakes arecommendationaccordingly．Siteselectionandplanningisapreconditionforahigh—standardboxgirderinvested economicallyandplannedreaSOnably，thusinfluencingthefoHow-upgirder—makingorganizationandtheconstruction efficiency． Keywords：passengerspeciallineandhigh-speedrailways；girderconstruction；planningprogram；recommendatien 在现代客专及高速铁路的建设中以桥代路，少占用农 田，桥梁所占据的比例越来越高。例如日本高速铁路桥梁 约占47％，台湾地区高速铁路桥梁约占73％，我国的武 广客运专线桥梁部分约占48．53％，哈大客运专线桥梁部 分约占74．27％，京沪高速铁路桥梁比例约占86％。由于 预制箱梁的施工周期短、架设速度快，我国的客运专线桥 梁的形式多以31．5m和23．5m标准跨度的双线简支后张 法预应力混凝土箱梁为主。 客专及高速铁路箱梁预制场具有建设标准高、技术难 度大、投入高、建场工期紧等特点。本文结合京津、武 收稿日期：2009—12—28 作者简介：张旭东(1962一)，男。河北邢台市人．高级工程师．中交 哈大铁路工程指挥部副指挥长，铁道桥梁专业。 广、京沪、哈大等线部分梁场情况，分别从投资、适用范 围及制梁施工组织方面阐述梁场选址及规划，并提出建 议。 1梁场选址常见情况 客运专线和高速铁路箱梁预制场选址常见有桥位边、 路基边与跨桥位三种情况，梁场可能平行于线路或与线路 有较大夹角，但均离线路较近。 1．1桥位边建场 桥位边建场是客专梁场较为典型的一种选位方案，其 适用于特大桥梁，考虑工期的影响兼顾首架、次架方向架 梁均衡，预制场一般设置在桥梁中间位置。箱梁上桥及架 设方式：需要配置2台450t的跨墩提梁龙门提梁上桥， 并采取900t的运梁车在已架设的箱梁上运梁，运至架桥 万方数据 2010年第2期 张旭东，等：客专及高速铁路后张法预应力混凝土箱梁预制场规划综述 ·13· 机处喂梁，再采取900t的架桥机架梁。预制场规划时考 虑架桥机调头区面积，在梁场应预留足够的空间。桥位边 建场图示见图1。 桥墩 ＼／ 同U 2×450tf-1吊风／—一困 7 r习 陌 削【到 太 加 沙 吲 哩 发梁台队 l发粱台座l}发梁台座 图1桥位边建场图示 1．2路基边建场 适用于在两个桥梁之间有一段路基或车站的情况，首 架方向和次架方向的箱梁预制数量相差不大时可以采用。 箱梁上桥及架设方式：用运梁车运梁沿路基运至架桥机处 喂梁，再采取900t的架桥机架梁。路基边建场和桥位边 建场相比较，路基边建场减少2台450t的跨墩龙门配置 及龙门轨道基础及场内架桥机调头区。路基边建场图示见 图2。 图2路基边建场图示 1．3跨桥住建场 梁场位置选择在跨桥位，需要采用2台450t的跨墩 提梁龙门吊直接提梁上桥，一般适用于制梁数量不多、工 期不太紧的情况，粱场跨桥位并沿线长条形布置，箱梁场 内转运不需要900t提梁机，可减少设备投入。跨桥位建 场图示见图3。 [蔓E] 图3跨桥位建场图示 从投资方面考虑：跨桥位建场最省，可节约用地及减 少900t提梁机投入；其次是路基边建场，可减少2台450 t跨墩龙门吊投入；桥位边建场投资最多。 从适用范围方面考虑：桥位边建场最为广泛，客专及 高速铁路建设中桥梁所占据的比例越来越高，且大多为特 大桥，如京沪高速铁路天津特大桥长118km，需要设置6 个梁场，每个梁场箱梁数量均较多，因此只能选择桥位边 建场；路基边建场的情况也较为常见，跨桥位建场方式一 般只适合制梁任务少、工期不太紧的情况．因此较为少 见。 从制架梁施工组织方面考虑：跨桥位建场施工组织相 对困难，制梁与架梁交叉干扰，而路基边与桥位边建场则 不存在施工组织交叉干扰问题。 综合考虑：梁场选址首先考虑路基边，其次是桥位 边，尽量少选择跨桥位方式。 2梁场规划 梁场位置确定后，还应该根据实际情况进行梁场规 划，选定主要工艺，如采用固定式外模或移动式外模、钢 筋集中加工或分散加工、钢筋整体绑扎或分体绑扎、混凝 土泵管输送或输送车输送、箱梁转运采用滑移方式或吊运 方式等。 2．1外模选择 箱粱外模有固定式和移动式两种，固定式外模与制梁 台座1：l对应，即1个制梁台座配置1套外模；而移动式 外模与制梁台座为1：2，即2个制梁台座配置I套外模。 从投资方面考虑：1套900t箱梁外模价值约为100 万元左右，按单孔箱梁占用制梁台座周期6d考虑，以日 产2孔箱梁为例，需要配置固定式外模12套、配置移动 式外模6套。另外考虑与移动式外模配套的运模小车、移 模钢轨及基础投入等，配置移动式外模可节约较多投资。 从适用范围方面考虑：两者均适用，没有大的区别。 从制梁施工组织方面考虑：使用移动式外模时每孔箱 梁预制前要重新调整外模，相对费工费时，施工组织相对 复杂。 综合考虑：采用固定式外模的梁场相对较多，采用移 动式外模的相对较少，具体应结合每个单位自身睛况综合 考虑。 2．2钢筋加工 钢筋加工有分散加工和集中加工两种方式。 从投资方面考虑：分散加工占地面积相对较大，征地 费用高，集中加工占地面积相对较小，征地费用较低。 从适用范围方面考虑：两者均适用，没有大的区别。 从制梁施工组织方面考虑：分散加工则钢筋运输距离 较短，加工效率相对较高，但钢筋分散加工易导致钢筋加 工区混乱，文明施工管理方面难度加大，集中加工虽钢筋 运输距离较长，但便于标准化作业及文明施工管理。 综合考虑：建议钢筋集中加工。 2．3钢筋绑扎 钢筋绑扎目前主要采用整体式绑扎与分体式绑扎两种 方式。 从投资角度方面考虑：整体绑扎优点是钢筋笼绑扎胎 具减少一半，绑扎占地面积相比分体绑扎要少，减少了征 地费用。 端鳖一烛运惹黔 万方数据 ·14· 中国港湾建设 2010年第2期 从适用范围方面考虑：两者均适用，没有大的区别。 从制梁施工组织方面考虑：整体式绑扎工效相对较 低，且每完成一个整体钢筋笼分别需要在钢筋笼内部安装 和拆解支架一次，另外采用整体绑扎时内模支撑到位后只 能滑入钢筋笼内，内模人笼之前桥面钢筋因缺少内模支撑 会整体塌陷造成钢筋笼变形，钢筋保护层控制难度相对较 大。采用分体绑扎效率相对较高，且有利于钢筋保护层的 控制。 综合考虑：建议钢筋绑扎采用整体绑扎。 2．4混凝土输送 混凝土输送方式有i种：第一种是混凝土托泵+泵管+ 布料机方式，即托泵位于混凝土搅拌站下方，采用固定管 道辐射到每个制梁台座位置，混凝土通过管道输送至制梁 台座并采用布料机布料。第二种是混凝土运输罐车+托泵+ 布料机方式，即托泵位于制梁台座旁，并与布料机连接， 混凝土采用混凝土运输罐车运送至托泵旁，通过布料机布 料。第三种是混凝土运输罐车+汽车泵方式，即搅拌好的 混凝土采用混凝土运输罐车运输至汽车泵旁，直接通过汽 车泵泵送布料。 从经济方面考虑：第一种方式相对第二种方式节约了 4～5台混凝土运输罐车以及车的使用费，另外梁场规划时 不需要建专用的汽车通道，粱场布置相对紧凑。但第一种 方式耗费混凝土泵管费用，以西125泵管为例，每米费用 为130元左右，一般同一批泵管可泵送4000～5000m3混 凝土(理论为7000～8000m，)，假定泵管总长150m，则 每方混凝土泵送耗费泵管费用为4元左右；另外，随着泵 管加长，混凝土泵压力提高，对混凝土托泵的使用寿命也 会产生一定影响。第三种方式费用最高，以ld浇筑2孔 梁为例，混凝土方量约为660m3，每方混凝土泵车使用费 5元左右，则每天混凝土浇筑费用在3000元以上，但第 三种方式节约了3台布料机的购置费。 从适用范嗣方面考虑：前两者均常见，第三种仅适合 于制梁任务不多的梁场，可节约托泵及布置料机的设备购 置费用。 从制梁施工组织方面考虑：第一种对混凝土和易性要 求较高，否则易造成阻管，既浪费混凝土，且清理泵管也 费工费时，但从另一个角度来说，混凝土和易性控制较严 时，对箱梁外观质量会有好处。第二和第i种方式比较灵 活，不受管道堵塞的危害。 综合考虑：前两种方式均可采用，更倾向于第一种方 式。当采取第一种方式时，建议泵管成批次更换，减少爆 管次数并综合提高泵管利用率。制梁任务较少时可以采纳 第三种方式。 2-5制粱台座布置 制梁台座有并置布置、错位布置和“一”字形布置三 种。见图4～图6。 以日产2孔箱梁的梁场为例，理论上需要配置制梁台 座12个(以单孔箱梁占用制梁台座6d考虑)，此时制梁 图4并置布置图示 图5错位布置图示 图6 “一”字形布置图示 台座布置可采用并置布置或错位布置。 从经济方面考虑：并置布置理论上讲有一半箱梁要进 行场内倒运(即从一个存梁台位转入相邻存梁台位)。如 果制梁台座错位布置时，每一列存梁台位则对应一个制梁 台座，可减少箱梁场内倒运次数及倒运费用。理论上讲如 果生产组织合理，则不存在箱梁场内倒运问题。假定箱梁 场内倒运一次费用按2000元计算(不包括900t提粱机设 备折旧费)，制梁台座错位布置可节约较多倒运箱梁费用。 另外，制梁台座错位布置后可适当减少生产区龙门吊跨 度，节约设备购置费用。 从适用范围方面考虑：制梁台座采用并置布置和错位 布置均适合，但箱梁采用滑移方式或900t轮轨式提梁机 场进行场内倒运时则制梁台座宜错位布置。当制粱任务 少，月制梁设计能力小时，制梁台座往往为“一”字形布 置，即几个制梁台座的中心均在一条直线上。 从制梁施工组织方面考虑：以日产2孔箱梁为例，一 般情况下一个梁场会布置3台混凝土布料机(1台备用)， 如果制梁台座采用错位布置方式，浇筑完1孔箱梁后必会 停顿一段时间用来移动布料机并重新接泵管，2孔箱梁不 能连续浇筑，生产组织不连续。另外制梁台座错位布置必 然增加主生产区长度，如果混凝土输送采用混凝土托泵+ 泵管+布料机方式，则会增加混凝土泵送距离。 综合考虑：当制梁任务较多，月设计制梁能力较大 时，推荐制梁台座采取错位布置方式；当制梁任务少，月 制梁数设计能力小时，采用“一”字形布置。 2．6箱梁场内转运 箱梁场内转运有提梁机吊梁和滑移两种方式。这里所 说的滑移方式并非使用聚四氟乙烯板直接在钢轨或其它形 (下转第38页) 万方数据 ·38· 中国港湾建设 2010年第2期 啦 、 d 瓣 量 刨 盛 辎 锈蚀牢札／％ 图5极限延伸率与锈蚀率的关系 4结语 通过对自然环境下工作近50a的结构中混凝土及钢筋 材料的试验研究，得出以下认识与结论： (1)碳化混凝土、碳化层与未碳化层的交接面及未碳 化混凝土的劈拉强度依次增大，特别是碳化混凝土的强度 低于未碳化混凝土强度的试验结果与以往的研究结果有所 不同，这可能是自然环境中经受水力作用的混凝土的一个 特点。 (2)随着锈蚀率的增大，钢筋的名义屈服强度及名义 极限强度均明显降低。钢筋的极限延伸率亦随锈蚀率的增 大而降低，但降幅不明显。 (3)自然环境下长龄期混凝土结构中锈蚀钢筋力学性 能的变化规律，与民用建筑中的变化规律基本一致。 参考文献： 【l】金伟良，赵羽习．混凝土结构耐久性研究的回顾与展望m．浙江 大学学报(工学版)，2002，36：371—380． 【2】2 黄智山，王大超．混凝土的耐久性【J】．混凝土，2004，(6)：25—28． 【3】周新剐．混凝土结构的耐久性与损伤舫治IM]．北京：中国建材 工业出版社，1999． 【41 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运推荐900t提梁机吊梁方式；当制梁任务少、月制梁数 设计能力小时，则箱梁场内转运推荐滑移方式。 2．7存梁台座 存梁台座有单层存梁与双层存梁两种形式。 从经济方面考虑：双层存梁能够减少征地费用，但同 时会增加地基与基础处理费用及箱梁场内倒运费用，能否 节约投入，要看征地费用、地基与基础处理费用与箱梁场 内倒运费用的综合比选结果。 从适用范围方面考虑：两种方式都适用，但单层存梁 相比双层存梁更适用。 从制粱施工组织方面考虑：双层存梁除受力及不均匀 沉降满足要求外，还要求上、下层箱梁必须同跨度，且 上、下层存梁支点到梁端距离相同，上层存梁支点相对下 层存梁支点外移50mm，双层存梁受到一定限制。另外双 层存梁增加一次箱梁倒运，一般情况下箱梁封锚后才能往 上层存梁，因此双层存梁对施工组织及双层存梁台座的利 用率会产生一定影响。 综合考虑：建议部分双层存梁，双层与单层存梁台座 数量所占比例由经济投入决定。 3结语 箱梁预制场的选址及规划问题是能否建成一个投资节 约、规划合理的高标准梁场的先决条件，并且会对日后制 梁施工组织及施工效率产生影响。因此，有必要在梁场建 设前依据实际情况做好上述各项工作。 参考文献： ⋯1 姜丽雯．铁路客运专线预制梁场的规划设计研究叨．铁道标准 设计，2007，(6)． 【2l无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁(双线)铁路工程建设 通用参考图【R1．铁道部经济规划研究院，2008． 万方数据 客专及高速铁路后张法预应力混凝土箱梁预制场规划综述 作者： 张旭东， 胡志理， 邢明照， ZHANG Xu-dong， HU Zhi-li， XING Ming-zhao 作者单位： 中交哈大铁路客运专线工程指挥部,吉林,长春,130033 刊名： 中国港湾建设 英文刊名： CHINA HARBOUR ENGINEERING 年，卷(期)： 2010(2) 被引用次数： 1次 参考文献(2条) 1.无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁(双线)铁路工程建设通用参考图 2008 2.姜丽雯 铁路客运专线预制梁场的规划设计研究[期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]-铁道标准设计 2007(06) 本文读者也读过(10条) 1. 潘育生 浅谈高速铁路客运专线预制梁场施工问题及其策略[期刊论文]-科技与生活2011(11) 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