武廣鐵路客運(yùn)專線預(yù)制箱梁梁場(chǎng)建設(shè)規(guī)模的研究

李利方

(中鐵十八局集團(tuán)有限公司武廣項(xiàng)目經(jīng)理部,武漢 43000)

1 工程概況

武廣客運(yùn)專線全長(zhǎng)為 968正線公里,全線橋梁共674座 464.051 k m,占線路總長(zhǎng)的 48.21%,其中預(yù)制箱梁10 638孔,全線共設(shè) 40處預(yù)制箱梁梁場(chǎng)。

目前客運(yùn)專線橋梁所占比例較大。預(yù)制箱梁數(shù)量多,預(yù)制梁梁場(chǎng)規(guī)模大,投資大,梁場(chǎng)布置對(duì)梁場(chǎng)生產(chǎn)工效影響大。本文結(jié)合武廣客運(yùn)專線預(yù)制箱梁梁場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn),從梁場(chǎng)日出梁數(shù)量與制存梁臺(tái)座的比例關(guān)系和梁場(chǎng)布置探討梁場(chǎng)建設(shè)規(guī)模。

從箱梁預(yù)制工藝一個(gè)臺(tái)座制梁周期的數(shù)據(jù)可以看出,在正常情況,武廣客運(yùn)專線梁場(chǎng)制梁指標(biāo) 1孔/5 d,制梁臺(tái)座占用時(shí)間與制梁指標(biāo)一致。底模板循環(huán)周期為 5 d,內(nèi)模等循環(huán)周期基本為 4 d。制梁指標(biāo)在不考慮人的因素的前題下,影響因素主要是制梁臺(tái)座和箱梁模板的數(shù)量。

2 梁場(chǎng)日出梁數(shù)量與制存梁臺(tái)座的比例

2.1 制梁臺(tái)座與存梁臺(tái)座的數(shù)量配置分析

1)單個(gè)制梁臺(tái)座的效率

通過(guò)對(duì)武廣客運(yùn)專線預(yù)制梁指標(biāo)分析,單個(gè)制梁臺(tái)座制梁周期為 5 d,可以看出單個(gè)制梁臺(tái)座的制梁效率為 V=0.2榀 /d。

2)制梁臺(tái)座的數(shù)量確定

根據(jù)梁場(chǎng)的生產(chǎn)計(jì)劃可以確定梁場(chǎng)制梁臺(tái)座,制梁臺(tái)個(gè)數(shù):N=M/(VT),M為梁場(chǎng)總計(jì)劃生產(chǎn)數(shù),V為單個(gè)制梁臺(tái)座效率,取 0.2,T為制梁場(chǎng)有效工期。

3)存梁臺(tái)座確定

根據(jù)現(xiàn)行制梁技術(shù)條件規(guī)定:梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的 60%可以進(jìn)行預(yù)張拉,混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%可以進(jìn)行初張拉,混凝土強(qiáng)度達(dá)到 100%,彈性模量達(dá)到 100%,齡期達(dá)到 10 d方可以進(jìn)行終張拉,終張拉后 28 d測(cè)量梁體的上拱度。存梁臺(tái)座的數(shù)量 n=M K/T,K為箱梁在存梁臺(tái)座上最少存放時(shí)間,無(wú)特殊要求時(shí)為 30 d。

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

2.2 梁場(chǎng)日出梁數(shù)量與制存梁臺(tái)座的比例

制梁場(chǎng)應(yīng)滿足需要的制梁和存梁能力的基本條件。依據(jù)以上計(jì)算模型:

基于機(jī)會(huì)約束混合整數(shù)規(guī)劃的風(fēng)火協(xié)調(diào)滾動(dòng)調(diào)度//馬燕峰,陳磊,李鑫,趙書(shū)強(qiáng),劉金山,甘嘉田//(5):127

日出梁數(shù)量∶制梁臺(tái)座∶存梁臺(tái)座 =1∶(1/V)∶K。

要說(shuō)明的是此比例關(guān)系受箱梁在存梁臺(tái)座上存放時(shí)間制約,而存放時(shí)間又受到制梁周期和梁場(chǎng)所在地的氣候等條件影響,同時(shí)還受架梁情況影響。

3 制梁臺(tái)座和梁場(chǎng)布置方式

武廣梁場(chǎng)的制梁臺(tái)座布置有 2種方式,縱列式和橫列式?？v列式布置是臺(tái)座的長(zhǎng)度方向順線路走向,橫列式布置是臺(tái)座的長(zhǎng)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(zhuǎn) 90°,運(yùn)梁車(chē)需調(diào)頭,因此這種布置方式比較適合于梁場(chǎng)遠(yuǎn)離線路的情況,而縱列式比較適合于梁場(chǎng)靠近線路的情況。

每一種布置方式中,多個(gè)臺(tái)座的具體排列主要取決于箱梁移出臺(tái)座的方式。箱梁在臺(tái)座中完成初張拉后即可從臺(tái)座中移到存梁臺(tái)座上,進(jìn)行養(yǎng)護(hù)及張拉,簡(jiǎn)稱出梁。目前,出梁方式有 2種:龍門(mén)吊機(jī)出梁和滑移臺(tái)車(chē)出梁,龍門(mén)吊又分輪胎式的和輪軌式。

3.1 滑移臺(tái)車(chē)出梁方式及梁場(chǎng)布置

采用滑移臺(tái)車(chē)出梁時(shí),梁場(chǎng)的平面布置如圖1所示。

臺(tái)座呈一字形單列布置。初張拉后,拆除一側(cè)外模,由滑移臺(tái)車(chē)將箱梁從臺(tái)座上頂起并橫移至存梁臺(tái)座上,但箱梁裝車(chē)需另配龍門(mén)吊或其他裝車(chē)設(shè)備。

3.2 龍門(mén)吊出梁方式及梁場(chǎng)布置

采用450 t龍門(mén)吊出梁時(shí),梁場(chǎng)的平面布置如圖2所示。

圖1 采用滑移臺(tái)車(chē)橫移出梁時(shí)梁場(chǎng)平面布置

圖2 采用軌道式提梁機(jī)出梁時(shí)梁場(chǎng)平面布置

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

3.3 采用輪胎式提梁機(jī)出梁及梁場(chǎng)布置

采用900 t輪胎式提梁機(jī)時(shí),梁場(chǎng)的平面布置如圖3所示。

圖3 采用輪胎式提梁機(jī)出梁時(shí)梁場(chǎng)平面布置

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

4 梁場(chǎng)布置方案的比選

4.1 運(yùn)架梁中裝梁工效分析

梁場(chǎng)設(shè)置對(duì)運(yùn)架梁中裝梁工效的影響較大,采用輪胎式提梁機(jī)出梁及梁場(chǎng)布置,裝梁時(shí)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(yùn)架梁有效時(shí)間。采用450 t龍門(mén)吊出梁及梁場(chǎng)布置方案,因?yàn)樾枰M(jìn)行多次變軌,裝梁時(shí)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(shí)間近70 min。采用滑移臺(tái)車(chē)出梁方式及梁場(chǎng)布置方案,裝梁時(shí)需要多次拆軌、裝軌,裝梁時(shí)間很長(zhǎng),大約需要150 m in左右,加上支座安裝40 min,梁梁時(shí)間共需190 m in左右。

通過(guò)分析,無(wú)軌運(yùn)輸?shù)牟僮鞣奖?裝梁消耗時(shí)間最短,有利于后期梁場(chǎng)生產(chǎn)效率的發(fā)揮。有軌運(yùn)輸(軌面高出地面)操作工序多,操作時(shí)間長(zhǎng)、而且也不便于支座的提前安裝。

4.2 出梁方式及梁場(chǎng)選用分析

目前,流行的出梁方法有 3種:軌道式提梁機(jī)出梁、輪胎式提梁機(jī)出梁和滑移臺(tái)車(chē)橫移出梁。

軌道式提梁機(jī)出梁的優(yōu)點(diǎn)是:軌道數(shù)量少,2條龍門(mén)吊的軌道可同時(shí)負(fù)責(zé)數(shù)個(gè)臺(tái)座的出梁。采用 4點(diǎn)起吊 3點(diǎn)平衡技術(shù),絕對(duì)保證箱梁移動(dòng)的技術(shù)要求。使用方便快捷,一般情況下一個(gè)梁場(chǎng)配一套吊機(jī)即可。臺(tái)座的排列方式比較靈活(龍門(mén)吊機(jī)可以通過(guò)橫移變軌實(shí)現(xiàn)縱橫雙方向移動(dòng))。缺點(diǎn)是一次性投入的設(shè)備費(fèi)用高,龍門(mén)吊軌道基礎(chǔ)處理的工程量大,梁場(chǎng)后期復(fù)耕難度大。

輪胎式提梁機(jī)出梁,使用靈活,軌道處理費(fèi)用低,移運(yùn)梁可靠。設(shè)備先進(jìn),適應(yīng)工期短的項(xiàng)目,有利于梁場(chǎng)后期土地復(fù)耕。缺點(diǎn)是梁場(chǎng)占地面積較大,一次性投入的設(shè)備費(fèi)用較軌道式提梁機(jī)更高。

滑移臺(tái)車(chē)橫移出梁的優(yōu)點(diǎn)是滑移臺(tái)車(chē)體積小,重量輕,梁場(chǎng)占地面積少,一次性投入的設(shè)備費(fèi)用少,適應(yīng)于工期較長(zhǎng)的項(xiàng)目。缺點(diǎn)是:滑移軌道數(shù)量多,一個(gè)制梁臺(tái)座必須設(shè)置 2條滑移軌道。每架設(shè)一榀梁,同列(排)中的其它梁均要挪動(dòng)一次,操作工序多,操作時(shí)間長(zhǎng)。而且也不便于支座的提前安裝,存在移梁技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),梁場(chǎng)后期復(fù)耕難度較大。

5 建議

目前客運(yùn)專線建設(shè)周期大部較短,今后客運(yùn)專線梁場(chǎng)設(shè)置時(shí)宜優(yōu)先采用輪胎式提梁機(jī)出梁及梁場(chǎng)布置方案,有利于后期土地復(fù)耕。使用有軌運(yùn)輸時(shí)宜采用軌面與地面平行的方式以便節(jié)約架梁時(shí)間,軌面高出地面的梁場(chǎng)布置方案不宜使用。同時(shí),要求梁場(chǎng)設(shè)置應(yīng)考慮便于支座在梁場(chǎng)內(nèi)提前安裝,不宜在運(yùn)梁車(chē)安裝,以節(jié)省運(yùn)梁時(shí)間。

[1]鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院.客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2005.

[2]黃耀怡.鐵路客運(yùn)專線橋梁鋪架技術(shù)研究與成套設(shè)備研制[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2005(5):32-35.