铁路客运专线箱梁预制场规划设计原则与方法

2024-06-29 来源：客趣旅游网

・桥　梁・

铁路客运专线箱梁预制场

规划设计原则与方法

梁　毅

(中铁十七局集团有限公司　太原　30006)

摘　要　结合中国铁道建筑总公司科研课题“客运专线箱梁预制场工业化研究”成果及京津城际轨道交通工程试验段箱梁预制场的建设经验,重点介绍了客运专线箱梁预制场规划设计的原则与方法,为正在进行的客运专线施工中箱梁预制场的建设提供参考。关键词　客运专线　箱梁预制场　规划设计

中图分类号　U44518　　文献标识码　A　　文章编号　10094539(2006)02000104

TheLayoutPrincipleandMethodoftheBoxBeamPrefabricatedFactoryinPassengerDedicatedRailwayLiangYi

(ChinaRailway17thBureauGroupCo.,LTD.,Taiyuan030006,China)

Abstract　Thepaperintegratestheproductionof“theindustrializationresearchofboxbeamprefabricatedfactoryinpas2sengerdedicatedrailway”whichisascientificresearchquestionfordiscussionofChinaRailwayConstructionCorporationandthefabricativeexperienceoftheboxbeamprefabricatedfactorythatinatestsectionoftherailwaytrafficengineeringbetweenBeijingandTianjin.Thepaperintroducesanemphasesthatthelayoutprincipleandmethodofboxbeamprefabri2catedfactoryinpassengerdedicatedrailway,itwillofferareferenceforboxbeamprefabricatedfactoryinpassengerdedica2tedrailwayinthecourseofit’sconstruction.

Keywords　passengerdedicatedrailway;boxbeamprefabricatedfactory;layout

1　引言

客运专线大量使用的预应力钢筋混凝土双线整孔简支箱梁,断面开阔、重量大,不能采用“工厂预制,

铁路运输,工地架设”这一传统方法施工,只能在施工现场选址并设置临时预制场预制箱梁,然后通过专用运架设备完成箱梁架设,因此客运专线的大规模建设施工前必须先在施工现场建设大量的箱梁预制场。

国外高速铁路和国内秦沈客运专线的箱梁预制场建设经验表明,箱梁预制场投入设备多,建设周期长,建设费用大。因此,为保证预制箱梁的质量和预制效率,合理使用建场费用,施工单位必须首先对箱梁预制场进行科学系统地规划设计。

收稿日期:20060125;修回日期:20060315

笔者结合中国铁道建筑总公司科研课题“客运专线箱梁预制场工业化研究”成果及京津城际轨道交通工程试验段梁场的建设经验,对梁场的规划设计原则和方法作一介绍,供规划建场时参考。

2　制梁场规划设计的总原则

制梁场规划设计应本着安全适用,技术先进,经济合理总原则,统筹规划设计,以达到“制梁速度快、质量高和建场费用低”之目的。

3　梁场位置的确定原则

(1)桥群集中地段设置梁场。梁场选址时应全

面考虑桥跨与梁型布置、工期、运架梁速度、地质状况及桥跨两端路基工程等因素,一般选择在桥群重心或两端附近。

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(2)临时工程量小。客运专线箱梁对制梁台座

和存梁台座的承载能力和不均匀沉降均提出了很高的要求。因此,制梁场的位置应尽量选在地质条件好的地方,减少土石方工程量和基础加固工程量,降低工程费用。运梁车的最大可用爬坡度一般为3%,必要情况时可通过展线,因此梁场布置时要考虑这一点。

(3)交通方便。制梁场的位置应尽量与既有公路或施工便道相连,利于大型制梁设备和大量制梁材料运输进场。

(4)运梁距离较短。较短的运输距离可确保箱梁运输安全,提高架梁的施工进度,降低运输费用,因此运距越短越合理。极端情况下,采用龙门吊机直接提梁上桥装车,可彻底省去运梁便道费用。

(5)征地拆迁少。制梁场的位置要在满足制梁工期和存梁的前提下,少占用耕地,减少拆迁量,应尽量利用红线以内区域设置梁场。在条件允许的情况下,借用车站位置设置制梁场也是一个不错的选择。

(6)考虑防洪排涝,确保雨季施工安全。总之,场址的选择应综合考虑各方面的因素,既有经济层面的,也有技术层面的。根据目前已开工的客运专线梁场规划设计情况,梁场位置的确定受制于经济因素强于技术因素。

用“一配一”的模式,缩短立模与脱模时间。

(6)采用计算机控制的蒸汽养护系统进行箱梁混凝土的养护,确保混凝土养护质量,缩短养护时间。

(7)初张拉后,采用龙门吊机将箱梁从制梁台座中吊至存梁台座上,减少箱梁占用台座时间。

(8)采用信息管理系统对箱梁预制施工过程进行全面管理,提高制梁施工管理水平,确保箱梁预制质量。412　制梁工序

参考秦沈客运专线箱梁预制经验及国外类似箱梁预制的成功方法,根据客运专线箱梁预制的有关规定,箱梁预制工序一般有2种:一是吊入内模式,二是爬入内模式。图1为吊入内模式制梁工序。

4　制梁台座数量的确定原则

制梁台座的数量取决于制梁设备配置、制梁工序、制梁周期及梁场制梁效率等411　制梁设备配置

(1)梁场自建混凝土搅拌站,采用双系统强制

搅拌机,电子计量系统计量原材料,确保成品混凝土的质量和产量。

(2)一个台座配4台混凝土输送泵和4台混凝土布料机,振动机配捣固棒捣固混凝土,确保混凝土浇筑的连续性和捣固密实度。

(3)制梁台座外分别绑扎箱梁底腹板钢筋骨架和顶板钢筋骨架,台座内组装成整体钢筋笼,缩短钢筋绑扎时间。

(4)采用与台座铰接式外侧模,与台座相对固定式底模,侧模、底模与台座采用“一配一”的模式,缩短立模与脱模时间,保证立模精度。

(5)采用自动液压缩放内模,内模与台座也采2

爬入内模式制梁工序基本相同,主要区别在于内模安装的时机及方法不同。第1种是:先将内模吊装于底腹板钢筋骨架中,再吊装顶板钢筋骨架形成钢筋笼。第2种是:先将顶板钢筋骨架吊装于底腹板钢筋骨架上形成钢筋笼后,再使内模爬入钢筋

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笼中。2种制梁工序所用内模略有不同,第2种的

内模必须具有爬入功能,除此之外2种方法的工序及所用设备基本相同。

413　单台座制梁周期及其制梁效率

(1)对以上2种箱梁预制工序,初步设计出了

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方式主要取决于箱梁搬出台座的方式。目前,出梁方式有2种:龙门吊机出梁和滑移台车出梁,龙门吊机又分轮胎式的和轮轨式的2种。511　采用滑移台车出梁时

采用滑移台车出梁时,梁场的平面布置如图2所示。

单台座制梁周期,见表1。

表1　2种箱梁预制工序下单台座制梁周期

吊入内模式制梁周期爬入内模式制梁周期施工项目时间/d施工项目时间/d绑扎底腹板骨架48绑扎底腹板骨架48绑扎顶板骨架36绑扎顶板骨架36吊装底腹板骨架4吊装底腹板骨架4合龙外侧模2合龙外侧模2吊装内模4吊装顶板骨架8吊装端模4爬入内模4吊装顶板骨架8吊装端模4检查各部2检查各部2浇筑混凝土6浇筑混凝土6

静停4静停4蒸汽养护混凝土48蒸汽养护混凝土48拆端模松内模4拆端模松内模4

预张拉4预张拉4拆外模出内模2拆外模出内模2初张拉4初张拉4箱梁出台座1箱梁出台座1

整理底模侧模安装支座板3整理底模侧模安装支座板3

图2　采用滑移台车出梁时梁场平面布置台座呈“一”字形单列布置,初张拉箱梁后,拆

除一侧外侧模,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机。512　采用龙门吊机出梁时51211　采用900t轮胎龙门吊机或轮轨龙门吊机时采用900t轮胎龙门吊机或轮轨龙门吊机时,梁场的平面布置如图3所示。

　　(2)单台座制梁效率确定2种制梁工序的单台座制梁周期均为4d/榀,单台座制梁效率η=0125榀/d。

由表1可看到,计算制梁周期时每一个工序的时间比较充裕,其中养护时间为48h,采用计算机控制的蒸汽养护系统进行箱梁混凝土的养护,养护时间无需48h,大概时间为35h左右,因此单台座制梁效率η=0125榀/d还是比较偏保守的。414　制梁台座数量

台座数量　M=N/η式中:N—梁场制梁效率,即按计划确定的梁场一天

完成箱梁预制的数量,榀/d;η—单台座制梁效率,榀/d。

图3　采用900t龙门中机出梁时梁场平面布置

台座可单列、双列及更多列布置(图中为双

列),初张拉箱梁后,900t龙门吊机纵跨制梁台座,将箱梁直接提吊出台,并存放到存梁台座上。提吊不同台座中的箱梁时,龙门吊机需要横移变轨。51212　采用450t轮轨龙门吊机时

采用450t轮胎龙门吊机或轮轨龙门吊机时,梁场的平面布置如图4所示。

5　制梁台座布置方式的确定原则

总的来说,制梁台座有2种布置方式:纵列式和横列式。纵列式布置方式是台座的长度方向顺线路走向,横列式台座的长度方向垂直于线路走向。横列式布置的箱梁在上桥前需水平旋转90°,运梁车需调

图4　采用450t龙门吊机出梁时梁场平面布置

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

支点必须共面,其误差不得大于4mm,采用滑移台车时受多方面的因素影响,未必能保证此项技术要求;而且不能省去装车龙门吊机。因此,选用原则是:梁场的地质较好,梁场规模小,台座紧临线路呈“一字”形布置,且制梁与架梁工程分标的情况。

龙门吊机提吊法出梁的优点是:轨道数量少,2条龙门吊机的轨道可同时负责数个台座的出梁;采用四点起吊三点平衡技术,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;台座的排列方式较灵活。缺点是:一次性投入的设备费用高。因此,选用原则是:梁场的规模大,制梁速度快,制运架为同一个工程标的情况。对于龙门吊机选用问题,需要视台座的数量、排列方式以及梁场的地质情况而定。轮胎式龙门吊机使用更灵活,轨道处理费用更低,但一次性投入的设备费用更多,一般情况台座数量超过4个时宜采用轮胎式龙门吊机。目前,国内正在筹建的梁场出梁方式和设备情况是:大多数梁场采用龙门吊机出梁,且制梁台座多于4个的基本上采用轮胎吊机,只有极少数梁场采用滑移台车出梁。

6　存梁台座数量的确定原则

存梁台座的数量n=N×K式中:N—梁场制梁效率,榀/d;

K—箱梁在存梁台座上最少存放时间,d。无特殊要求时,K=30d。

箱梁在存梁台座上最少存放时间K0的确定原则:K0=初张后终张前时间间隔(10d)+终张拉工时(约1d)+压浆封端工时(约2d)+压浆封端工后至箱梁力学性能指标确定,完善箱梁出场合格证时间(约15d,此时间受养护措施和气温影响)=30d。

7　出梁方法及出梁设备的选用原则

箱梁在台座中完成初张拉后即可从台座中搬移到存梁台座上,进行养护及终张拉,简称出梁。目前流行出梁方法有2种:滑移台车横移出梁法和龙门吊机提吊出梁法,其中龙门吊机又分为轮轨式和轮胎式龙门吊机两种形式。这两种搬移方法各有优缺点,各有其适用范围。滑移台车横移法出梁的优点是:滑移台车体积小,重量轻,一次性投入的设备费用少。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,轨道基础处理费用很高;使用麻烦,每架设一榀箱梁,同列(排)中的其它箱梁均要挪动一次;存在移梁技术风险,制梁技术条件要求箱梁移动时4个

8　工程实例

目前,已经建设完成的京津城际轨道交通工程试验段箱梁预制场,是国内最早建成的客运专线箱梁预制场,计划每d预制3～4榀箱梁,其梁场规划平面如图5所示。

箱梁预制场的主要参数如下。

图5　京津城际轨道交通工程试验段箱梁预制场规划

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装配式公路钢桥承载力的有限元分析

时党勇　张　志　周　鹏

(11工程兵指挥学院　江苏徐州　221004;21总装工程兵科研二所　北京　100093)

摘　要　指出装配式公路钢桥设计中所采用的简化计算方法的不足,使用大型有限元软件ANSYS对其受力情况和承载力进行了分析,并与简化计算方法作了对比,得出了一些规律性的结论,对实际应用具有指导意义。关键词　装配式公路钢桥　有限元偏心受压法　ANSYS软件　承载力

中图分类号　U448136　　文献标识码　A　　文章编号　10094539(2006)02000504

FiniteElementAnalysisoftheLoadBearingCapacityof

theHighwayFabricatedSteelBridge

ShiDangyong　ZhangZhi　ZhouPeng

(11CommandInstituteoftheEngineeringTroops,Xuzhou221004,China;21ResearchInstituteNo.2oftheEngineeringTroops,theGeneralEquipmentHeadquarters,Beijing100093,China)

Abstract　Thesimplifiedcalculationmethodisdeficientindesigningthefabricatedsteelbridgesofhighways.Thelarge2scalefiniteelementsoftwareANSYSisusedinanalyzingtheloadbearingcapacitiesandloadpressuresinsteadandcom2paredwiththesimplifiedcalculationmethod.Somelawsaredrawnasconclusions,whichhaveguidingsignificanceinprac2tice.

Keywords　fabricatedsteelbridgeofhighway;finiteelementunsymmetrically2loadingmethod;softwareANSYS;loadbearing

　　在军用桥梁的设计计算中,目前采用的是简化

计算方法———把桥的各个部分简化成孤立的简支梁模型。计算活载通过横向分配结构分配到各个承受结构,由于横向分配结构具有一定刚度,同时连续,而且承受结构也具有一定刚度,所以横向分配系数应是与横向分配结构刚度及承受结构刚度有关的弹

收稿日期:20051112;修回日期:20060120

性分配的结果。另外,因为承受结构每个截面的挠度均不同(两端小,中央大),因此它不仅是一个平面的弹性分配结果,而且是一个立体的弹性分配结果,计算非常复杂。因此,到目前为止,横向分配系数只是采用一些近似计算方法,最常用的是偏心受压法。其原理是:假定横向分配结构具有很大的刚度,大到可以把横向结构看成是刚体,即不会产生变形的结构,这样在偏心荷载作用下,横向结构只产生

(7)2台150搅拌站,4台80泵,8台布料机;(8)存梁数量最大122榀,正常108榀;

　　(1)梁场每d产梁数量:3～4榀;

(2)制梁台座数量:14个;

(3)模板与台座匹配关系:固定式,“一配一”;(4)模板系统特点:转轴和可拆卸2种外模,液压自动收放内模,底模与台座固定;

(5)出梁方式:一台900t轮胎式龙门吊机提梁出台座;

(6)养生方法:棚盖法蒸汽养护;

参考文献

1　吴信然,杨启兵.秦沈客运专线箱梁和轨道工程施工新技

术.北京:中国铁道出版社,2003

2　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.北京:中国铁道出版社,2005

铁道建筑技术　RAILWAY　CONSTRUCTION　TECHNOLOGY　2006(2)

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