武廣鐵路客運專線預制箱梁梁場建設規模的研究

李利方

(中鐵十八局集團有限公司武廣項目經理部,武漢 43000)

1 工程概況

武廣客運專線全長為 968正線公里,全線橋梁共674座 464.051 k m,占線路總長的 48.21%,其中預制箱梁10 638孔,全線共設 40處預制箱梁梁場。

目前客運專線橋梁所占比例較大。預制箱梁數量多,預制梁梁場規模大,投資大,梁場布置對梁場生產工效影響大。本文結合武廣客運專線預制箱梁梁場建設經驗,從梁場日出梁數量與制存梁臺座的比例關系和梁場布置探討梁場建設規模。

從箱梁預制工藝一個臺座制梁周期的數據可以看出,在正常情況,武廣客運專線梁場制梁指標 1孔/5 d,制梁臺座占用時間與制梁指標一致。底模板循環周期為 5 d,內模等循環周期基本為 4 d。制梁指標在不考慮人的因素的前題下,影響因素主要是制梁臺座和箱梁模板的數量。

2 梁場日出梁數量與制存梁臺座的比例

2.1 制梁臺座與存梁臺座的數量配置分析

1)單個制梁臺座的效率

通過對武廣客運專線預制梁指標分析,單個制梁臺座制梁周期為 5 d,可以看出單個制梁臺座的制梁效率為 V=0.2榀 /d。

2)制梁臺座的數量確定

根據梁場的生產計劃可以確定梁場制梁臺座,制梁臺個數:N=M/(VT),M為梁場總計劃生產數,V為單個制梁臺座效率,取 0.2,T為制梁場有效工期。

3)存梁臺座確定

根據現行制梁技術條件規定:梁體混凝土強度達到設計值的 60%可以進行預張拉,混凝土強度達到80%可以進行初張拉,混凝土強度達到 100%,彈性模量達到 100%,齡期達到 10 d方可以進行終張拉,終張拉后 28 d測量梁體的上拱度。存梁臺座的數量 n=M K/T,K為箱梁在存梁臺座上最少存放時間,無特殊要求時為 30 d。

箱梁在存梁臺座上最少存放時間 K的確定原則:K=初張拉后終張拉前時間間隔(一般為 10 d)+終張拉工作時間(1 d)+壓漿封端時間(約 2 d)+壓漿封端后至箱梁力學性能指標確定(約 15 d,此時間受養護措施和氣溫影響)=30 d。

2.2 梁場日出梁數量與制存梁臺座的比例

制梁場應滿足需要的制梁和存梁能力的基本條件。依據以上計算模型:

基于機會約束混合整數規劃的風火協調滾動調度//馬燕峰,陳磊,李鑫,趙書強,劉金山,甘嘉田//(5):127

日出梁數量∶制梁臺座∶存梁臺座 =1∶(1/V)∶K。

要說明的是此比例關系受箱梁在存梁臺座上存放時間制約,而存放時間又受到制梁周期和梁場所在地的氣候等條件影響,同時還受架梁情況影響。

3 制梁臺座和梁場布置方式

武廣梁場的制梁臺座布置有 2種方式,縱列式和橫列式。縱列式布置是臺座的長度方向順線路走向,橫列式布置是臺座的長度方向垂直于線路。橫列式布置的箱梁在上橋前需水平旋轉 90°,運梁車需調頭,因此這種布置方式比較適合于梁場遠離線路的情況,而縱列式比較適合于梁場靠近線路的情況。

每一種布置方式中,多個臺座的具體排列主要取決于箱梁移出臺座的方式。箱梁在臺座中完成初張拉后即可從臺座中移到存梁臺座上,進行養護及張拉,簡稱出梁。目前,出梁方式有 2種:龍門吊機出梁和滑移臺車出梁,龍門吊又分輪胎式的和輪軌式。

3.1 滑移臺車出梁方式及梁場布置

采用滑移臺車出梁時,梁場的平面布置如圖1所示。

臺座呈一字形單列布置。初張拉后,拆除一側外模,由滑移臺車將箱梁從臺座上頂起并橫移至存梁臺座上,但箱梁裝車需另配龍門吊或其他裝車設備。

3.2 龍門吊出梁方式及梁場布置

采用450 t龍門吊出梁時,梁場的平面布置如圖2所示。

圖1 采用滑移臺車橫移出梁時梁場平面布置

圖2 采用軌道式提梁機出梁時梁場平面布置

臺座一般雙列式布置,2臺450 t輪軌式龍門吊橫跨兩列制梁臺座,將箱梁直接提吊出臺,并存放到存梁臺座上。

3.3 采用輪胎式提梁機出梁及梁場布置

采用900 t輪胎式提梁機時,梁場的平面布置如圖3所示。

圖3 采用輪胎式提梁機出梁時梁場平面布置

臺座可單列、雙列及多列布置,900 t輪胎式提梁機縱跨制梁臺座,將箱梁直接提吊出臺,并存放到存梁臺座上。

4 梁場布置方案的比選

4.1 運架梁中裝梁工效分析

梁場設置對運架梁中裝梁工效的影響較大,采用輪胎式提梁機出梁及梁場布置,裝梁時間大約30 min可以完成。支座安裝可以在裝梁之前基本完成,不占運架梁有效時間。采用450 t龍門吊出梁及梁場布置方案,因為需要進行多次變軌,裝梁時間大約需要 40 m in才能完成;支座安裝需要 30 min左右,裝梁時間近70 min。采用滑移臺車出梁方式及梁場布置方案,裝梁時需要多次拆軌、裝軌,裝梁時間很長,大約需要150 m in左右,加上支座安裝40 min,梁梁時間共需190 m in左右。

通過分析,無軌運輸的操作方便,裝梁消耗時間最短,有利于后期梁場生產效率的發揮。有軌運輸(軌面高出地面)操作工序多,操作時間長、而且也不便于支座的提前安裝。

4.2 出梁方式及梁場選用分析

目前,流行的出梁方法有 3種:軌道式提梁機出梁、輪胎式提梁機出梁和滑移臺車橫移出梁。

軌道式提梁機出梁的優點是:軌道數量少,2條龍門吊的軌道可同時負責數個臺座的出梁。采用 4點起吊 3點平衡技術,絕對保證箱梁移動的技術要求。使用方便快捷,一般情況下一個梁場配一套吊機即可。臺座的排列方式比較靈活(龍門吊機可以通過橫移變軌實現縱橫雙方向移動)。缺點是一次性投入的設備費用高,龍門吊軌道基礎處理的工程量大,梁場后期復耕難度大。

輪胎式提梁機出梁,使用靈活,軌道處理費用低,移運梁可靠。設備先進,適應工期短的項目,有利于梁場后期土地復耕。缺點是梁場占地面積較大,一次性投入的設備費用較軌道式提梁機更高。

滑移臺車橫移出梁的優點是滑移臺車體積小,重量輕,梁場占地面積少,一次性投入的設備費用少,適應于工期較長的項目。缺點是:滑移軌道數量多,一個制梁臺座必須設置 2條滑移軌道。每架設一榀梁,同列(排)中的其它梁均要挪動一次,操作工序多,操作時間長。而且也不便于支座的提前安裝,存在移梁技術風險,梁場后期復耕難度較大。

5 建議

目前客運專線建設周期大部較短,今后客運專線梁場設置時宜優先采用輪胎式提梁機出梁及梁場布置方案,有利于后期土地復耕。使用有軌運輸時宜采用軌面與地面平行的方式以便節約架梁時間,軌面高出地面的梁場布置方案不宜使用。同時,要求梁場設置應考慮便于支座在梁場內提前安裝,不宜在運梁車安裝,以節省運梁時間。

[1]鐵道部經濟規劃研究院.客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南[S].北京:中國鐵道出版社,2005.

[2]黃耀怡.鐵路客運專線橋梁鋪架技術研究與成套設備研制[J].鐵道標準設計,2005(5):32-35.