高速鐵路900 t簡支箱梁建造成套技術與裝備

王清明，劉林生

(1.中國鐵道建筑總公司科技設計部，北京 100855;2.中鐵十九局集團有限公司，北京 100176)

高速鐵路900 t簡支箱梁建造成套技術與裝備

王清明1，劉林生2

(1.中國鐵道建筑總公司科技設計部，北京 100855;2.中鐵十九局集團有限公司，北京 100176)

全面介紹了高速鐵路900 t簡支箱梁建造的成套技術與裝備，包括900 t簡支箱梁的預制技術和裝備、運輸技術和裝備、架設技術和裝備及特殊工況下900 t簡支箱梁建造技術及裝備，可供從事高速鐵路和橋梁工程技術人員參考。

高速鐵路;簡支箱梁;建造技術

1 前言

我國高速鐵路大量使用橋梁，比重約占高速鐵路總里程的52%，在部分線路如京滬高鐵達80%以上，其中90%以上的橋梁均采用簡支箱梁，因此高速鐵路900 t簡支箱梁是高速鐵路建設的重要內(nèi)容。

高速鐵路900 t簡支箱梁的特點是:體積大，一榀箱梁長32.6 m，寬 13.4 m，高 3 m，重約900 t;施工精度要求高:預制和安裝精度均以毫米計;原有的施工方法和裝備已不能使用，需開發(fā)全新的建造技術及裝備。

在鐵道部的支持下，在近百項專題研究的基礎上，中國鐵建瞄準“制、運、架、造”四大關鍵技術難題，開展技術攻關，系統(tǒng)研發(fā)多專業(yè)集成、全工況適應、成套系列化的高速鐵路900 t簡支箱梁建造技術與裝備，成功開發(fā)出適用于高鐵所有簡支箱梁的建造施工的技術與裝備，建立了一套完整的“制、運、架、造”四位一體的高速鐵路900 t簡支箱梁建造技術體系，該技術體系如圖1所示。

圖1 高速鐵路900 t簡支箱梁建造技術體系Fig.1 Construction technology system of high speed railway 900 t simply－ supported box beams

2 制－箱梁預制

2.1 箱梁預制場建設技術

為保證箱梁預制質(zhì)量，提高制梁裝備使用率和預制效率，節(jié)省土地資源，采用了“工廠化、模塊化”的設計理念，成功研發(fā)出了一整套梁場建設技術，為建場提供了有力的技術支撐。該技術主要包括:依據(jù)程序化標準化作業(yè)模式制定科學的制梁流程(見圖2)，成功設計出單條箱梁預制生產(chǎn)線(見圖3)，通過分析和工程實踐確定了5～6 d/榀箱梁的預制周期(見圖4)，根據(jù)梁場產(chǎn)梁效率確定制梁臺座和存梁臺座數(shù)量的方法，成功應用極限應力法設計臺座和雙層存梁技術等。

圖2 制梁流程圖Fig.2 Beam fabrication flow chart

圖3 單條箱梁預制生產(chǎn)線布置示意圖Fig.3 Schematic diagram of production line layout for sing－strand box beam pre－fabrication

圖4 預制周期計算圖Fig.4 Calculation chart of pre－fabrication period

2.2 箱梁預制技術

根據(jù)有關規(guī)定，為保證預制制梁，提高預制效率，研發(fā)了整體吊裝鋼筋籠、混凝土連續(xù)澆筑與搗固、高性能混凝土配制、梁體裂紋控制、提梁機或滑移車移動箱梁等制梁新技術。箱梁在臺座外鋼筋籠綁扎完成后，整體吊入臺座，再滑入內(nèi)模的預制技術，可最大限度地保證箱梁鋼筋骨架的綁扎質(zhì)量，并提高綁扎效率和臺座使用效率;通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術優(yōu)選混凝土配合比，確保了高性能混凝土的工作性能;使用提梁機移動箱梁效率高，滑移車移動箱梁的效率低，前者宜在大型梁場中采用，后者宜在小型梁場中采用，但二者均能滿足使用要求。

2.3 箱梁預制裝備

采用模板的三面收縮技術和液壓同步技術，解決了箱梁端口小不易整體出模的技術難題，首次成功研制了液壓自動收放內(nèi)模(見圖5)，極大地提高了制梁效率;研制成功了輪胎式和輪軌式提梁機，解決了900 t箱梁移動的難題(見圖6)。此外，還研制了自動化蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)和制梁信息化管理系統(tǒng)(見圖7和圖8)。

圖5 液壓自動收放內(nèi)模Fig.5 Hydraulic automatic deploying and retracting internal mold

圖6 輪胎式提梁機Fig.6 Tyre－type beam lifting machine

3 運－箱梁運輸技術及裝備

研制出適應多種路況的全液壓TLC900型輪胎式運梁車(見圖9)。開發(fā)了由1根箱形主梁32根橫梁構(gòu)成的整體車架，采用液壓懸掛技術，攻克了運輸過程中箱梁不得受扭的技術難題;研制了PLC控制的閉環(huán)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實現(xiàn)了運梁車多種模式的準確轉(zhuǎn)向。

4 架－箱梁架設技術及裝備

研制出適應多種架梁工況的系列架橋機──制式TLJ900型架橋機和拼裝式 SPJ900/32型架橋機(見圖10和圖11)。架橋機采用伸縮式液壓前支腿、O形或C形后支腿、輔助導梁過孔或懸臂過孔、整機PLC控制技術，攻克了墩(梁)頂支撐面積小承載能力弱、架橋機高空跨越橋墩移位、隧道口架梁等關鍵技術難題。

圖7 自動蒸養(yǎng)系統(tǒng)原理圖Fig.7 Principle diagram of automatic steam curing system

圖8 管理系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.8 Organizational chart of management system

圖9 全液壓TLC900型輪胎式運梁車Fig.9 All－h(huán)ydraulic TLC900 tyre－type beam carrier

圖10 制式TLJ900型架橋機Fig.10 Standard TLJ900 type bridge erecting machine

圖11 拼裝式SPJ900/32型架橋機Fig.11 Assembling SPJ900/32 type bridge erecting machine

5 特殊工況下箱梁建造技術及裝備

針對特殊工況下不宜采用制運架技術建造箱梁的難題，本項目研發(fā)了兩種原位造梁技術及裝備。

5.1 移動模架原位現(xiàn)澆造梁技術及裝備

研制出MZ系列移動模架(見圖12)。研制了拱度可調(diào)的新型模板系統(tǒng)，首創(chuàng)重心可調(diào)的梳形橫梁等關鍵結(jié)構(gòu)，解決了高空澆筑箱梁梁體線形不易控制、模板橫向解開后模架橫向穩(wěn)定性差等關鍵技術難題。

圖12 移動模架造梁Fig.12 Moving scaffolds to fabricate bridges

5.2 移動支架原位節(jié)段拼裝造梁技術及裝備

率先研制出ZQL32/64型移動支架(見圖13)，獲發(fā)明專利。國內(nèi)首次將節(jié)段拼裝造梁技術應用于高速鐵路，開發(fā)出多功能天車，實現(xiàn)了梁段精確就位。

圖13 移動支架隧道口造梁Fig.13 Moving trestles to fabricate bridges at tunnel entrance

6 主要技術參數(shù)與經(jīng)濟指標

主要技術參數(shù)與經(jīng)濟指標見表1。

表1 主要技術參數(shù)與經(jīng)濟指標Table 1 Main technical parameters and economic indexes

7 與國內(nèi)外同類技術比較

與國內(nèi)外同類技術比較，本項目在箱梁的制、運、架、造等諸多方面均具有明顯優(yōu)勢，詳見表2。

表2 國內(nèi)外同類技術比較表Table 2 Comparisons between similar techniques in China and abroad

8 應用推廣情況

項目應用推廣以來，完成橋梁建設2000多公里，建梁場160余座，銷售裝備698臺(套)。近3年在武廣、鄭西、京津、京滬等6條高鐵線路上建造箱梁30376孔，實現(xiàn)產(chǎn)值240.8億元，利潤12.3億元，稅收8億元。

9 結(jié)語

根據(jù)高速鐵路900 t簡支箱梁建造技術的特點和國內(nèi)外現(xiàn)狀，提出了高速鐵路900 t簡支箱梁“制、運、架、造”四位一體的技術體系。中國鐵建通過對其關鍵技術進行為期5年的立題研究，系統(tǒng)解決了900 t簡支箱梁建造難題，能夠在任何環(huán)境下建造900 t簡支箱梁，自主完成了全部技術和設備。為中國高速鐵路網(wǎng)建設提供了有力的技術和裝備支持，在城市軌道交通和裝備制造等領域推廣前景廣闊，同時為中國高速鐵路走向世界奠定了堅實的基礎。

Complete set technologies and equipment for 900 t simple-supported box beam construction in high-speed railway

Wang Qingming1，Liu Linsheng2

(1.Technology Design Department，China Railway Construction Corporation，Beijing 100855，China;2.China Railway 19thBureau Group Co.Ltd.，Beijing 100176，China)

Complete set technologies and equipment for 900 t simple supported box beam construction in high speed railways are introduced in this paper，including the pre-fabrication technologies and equipment of the 900 t simple supported box beams，transport technologies and equipment，laying and erection technologies and equipment，construction technologies and equipment of the 900 t simple supported box beams under special working conditions，which can be reference to technicians in high-speed railway and bridge engineering.

high-speed railway;simple-supported box beam;construction technology

U215

A

1009－1742(2011)04－0075－06

2011－01－20

王清明(1963—)，男，湖北黃岡市人，教授級高級工程師，研究方向為橋梁;E－mail:wangqingming@crcc.cn