铁路简支T梁梁场选址及工艺探讨

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　　摘要：结合具体的梁场布置实例，根据梁场的结构及施工工艺特点，对梁场选址、布局及工艺提出建议，为T梁梁场合理规划、实现标准化、规范化提供参考比较。
　　关键词：铁路简支T梁；梁场选址；布置；工艺选型
　　引言
　　 简支T梁是运用较广的桥梁结构形式之一[1]。近年来随着铁路干线、客运专线及高铁项目的大量建设，预制梁作为桥梁建设工程中十分重要的组成部分和必不可少的环节, 其工程质量与生产进度直接影响整个工程的预期与目标。这其中，合理选择位置修建预制梁场，确保T 梁施工满足工期和质量安全的要求，成为工程顺利完成的关键[2-4]。
　　1工程概况
　　 新建铁路太原至中卫（银川）线是位于京包铁路以南、陇海铁路以北的一条东西向一级铁路干线，东起山西省太原市，西至宁夏自治区的中卫和银川市，途经山西省中西部、陕西省北部和宁夏自治区东部，是国家西部大开发的重点工程。清徐制梁场承担该线榆次市至吕梁市（DK8+000～DK111+650）段桥梁上部共2684片T梁预制任务，共四种梁型，其中32mT梁2450片，24mT梁152片，20mT梁30片，16mT梁52片。
　　2梁场选址及布置原则
　　梁场设在晋中平原清徐县，场地布置依据地理位置、地形、地质、与正线关系、制梁工艺、总任务及供梁工期要求等进行规划，在施工过程中，受铺架的影响，制、存梁规模经过几次调整，场地布置相应的作出了几次调整，存梁规模由原来的540片，扩充至800片，32m制梁台座由32个扩充至42个，形成了目前的规模。
　　2.1梁场选址原则
　　 （1）交通便利、市场发育
　　 梁场所在地距县城不足3km,且其侧翼有县乡公路通过，交通十分方便，材料采购运输十分便捷，且其周边属工艺区，施工设备种类齐全，一般构配件购置及加工件市场十分发育。
　　 与道路相适应，梁场设计跨河便桥，与县乡公路相连，搅拌站设计在靠路侧，材料运输减少对施工的干扰。
　　 （2）地形平坦开阔
　　 选址场地平坦开阔，无地下管线，仅有一条高压线横穿梁场，属铁路正线规划改线。征地拆迁协议签订后，梁场即组织大规模的场地建设。建场初，制梁任务尚未最终明确，选择开阔的场地，便于梁场在已有布局基础上做出调整与扩大，并在已建成场内的施工能力做适当预留。
　　 （3）地基属软土地基
　　 受场地限制，所选场地地基属软土地基，软土厚2.2～4.1m，埋深10.3～18.3m，具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性差和强度低的特性。 松软土岩性主要为粘性土，表层基本承载力普遍低于150kPa。
　　 对不同结构功能区，梁场有区别的拟订了基础处理方案。主干道路及堆载区，采取一般的填料碾压、面层浇筑砼的方案；门机行走轨道、双层存梁台座，经过充分论证，在所属区域做地基承载力检验试验[5]，并设立课题，由高校和科研机构进行研究，并提出最佳的地基处理方案，最终选择开挖换填1m，然后在其上做倒“T”型轨道梁或倒“T”型双层存梁台；预制台座端头及单层存梁台座也采用开挖换填的地基处理方案，然后在其上浇砼块或铺道砟垫枕木；出梁通道则采取开挖表层回填碾压的方案。
　　2.2梁场布置特点
　　 （1）梁场制梁方向与正线垂直
　　 二次张拉、存梁区设置、存梁区规模、大型移、运梁设备的选择及正线侧场地形状为确定制梁方向的关键因素，清徐梁场制梁方向与正线垂直，梁场制梁台座与正线垂直，提梁转移运行方向与正线平行，轨道梁、存梁台座为与正线平行的线状结构物。
　　 （2）汽运出梁，跨线门机提梁上线
　　 提梁上线的方式经过多次优化，选择采用最直接，也最节约的汽运方式，梁场与供梁区之间设封闭弧形通道供运梁车使用。
　　 （3）电力采用滑线
　　 梁场采用纵向线型布置，提梁门机运行距离远。为解决门机长距离电力供应问题，采用电缆弊端较多，梁场选择采用滑线，很好的解决了远距离供电难题。
　　3 梁场工艺选择
　　 受铺架等多方面因素影响，清徐制梁场施工工期持续四年，生产能力适应进度要求多次做出调整，生产任务完成逐年增加，并且变化幅度较大，08年生产650多片，09年生产约1000片，10年上半年生产达1000多片。在这期间，梁场不断的对工艺进行优化与调整，适应形式的变化，满足业主的要求。
　　 （1）砼供应及施工能力的调整
　　 依据总进度计划、铺架工期，前期梁场规划T梁日生产能力为6片，经过业主几次施组调整，到施工后期，日生产能力增加至12片。根据生产能力的要求，砼供应采用料斗接料，农用车运输，门机提料斗布料的工艺，前期能满足施工能力的要求，后期通过加强管理及进行产能分析等挖掘潜能，做如下调整，满足了日生产能力12片的要求：稳定施工队伍，使用熟练工种，缩短作业时间；在保证安全前提下，调整操作与作业顺序，缩短拆、装模占用门机时间；增加人员投入，施行倒班制，实现连续作业；加强设备的维修保养，并备易损件，出现小故障及时维修，确保设备完好率和使用率；为解决保护层施工占用门机和搅拌站时间过长，设独立小搅拌站搅砼和增加小吊车吊小料斗，释放门机和搅拌站；钢筋卸转使用吊车，释放门机，增加门机预制区作业的有效时间。
　　 （2）模板工装对工艺的影响
　　 模板上有多种工装附属，如预留横向张拉孔道的钢管、梳形板、滴水槽埋件、断缝埋件等，这些工装附属的安装、拆除作业都将对原定的施工工艺流程产生影响，尤其是铁路梁，要实行蒸养，这些工序的影响将会更大，因此施工工艺需根据现场实际操作过程进行相应调整。
　　 （3）机械穿束及穿抽拔棒
　　 孔道成孔采用目前常规的抽拔棒成孔工艺，为减少施工作业人员数量和提高作业效率，穿、拔抽拔棒采用3t卷扬机施工。
　　 施工前期，穿束采用人工穿，在后期发现，由于交叉作业，穿束对门机进行作业干扰大，为解决这一问题，设计钢绞线自锚头工具，实现了卷扬机穿束，大大提高了效率，降低了对门机作业的干扰。
　　 （4）二次张拉
　　为有效控制砼上拱，在砼龄期、强度及弹性模量三个条件满足的条件下，才实行终张拉。一般情况下，弹性模量的影响较大，短期内强度能快速上升，但弹性模量不一定能达到预期要求，上升速度比强度慢，因此，龄期也需进行控制。综合考虑进度、质量及成本等各方面因素，为有效利用预制台座，铁路T梁预制实行二次张拉工艺。在预制台座上进行初张拉，然后将梁提出预制区，存于预存梁区，待条件具备时方进行终张拉。
　　 （5）真空压浆
　　压浆采用真空辅助压浆，在压浆前使孔道内形成负压，加上压浆泵施加的压力，使孔道内产生较大的正负压力差，大大的提高孔道内浆体的饱满度和密实度，而且由于压力差较大，可减小压浆的水灰比，适当降低浆体的流动度，提高浆体的强度。
　　 （6）汽运出梁运输
　　 提梁上线的方式经过多次探讨和优化，最后采用最直接、也最节约的汽运方式：场内门机提梁上运梁车，运梁车通过弧形道路将梁运至正线侧跨线提梁门机提梁范围内，跨线提梁门机从运梁车上将梁移至铺架单位的运梁车上。
　　 （7）冬季施工工艺流程的调整
　　 一般情况下，张拉、压浆、防水层和桥面保护层按以下施工工艺流程施工：张拉 压浆防水层保护层，工序内容清晰，流程十分简洁。进入冬期施工期，为确保施工质量，作业内容增多，工艺流程变复杂化，整个流程如下：张拉防水层覆盖、蒸养压浆（蒸养3天，强度达80%以上） 揭开蓬布、施做保护层、覆盖蒸养3天（保护层中加防冻剂），在确保施工质量前提下，完成此流程需8天时间。为按业主要求保证非成品梁转化成成品梁的速度，梁场设置了8个单元的蒸养区，每个单元为6片梁，进行流水作业，每天完成6片的转化。

　　
　　
　　
　　4 工程实例
　　 根据梁场的场地选址布置原则及施工工艺特点，
　　清徐梁场最终选址局部图及台座模板支撑工艺图分别
　　见图1和图2。
　　
　　
　　
　　
　　图1 梁场选址及平面布置图
　　
　　5几点建议
　　 通过梁场建设的实践，对梁场选址、布局及工艺提出以下建议，以供参考比较。
　　5.1选址原则
　　 （1）根据工期要求，站前线下施工节点控制工程，站后后续工程施工及运、喂梁设备性能及工艺选择，与既有线关系，交通状况等确定选择范围；
　　 （2）范围选定后，选择适合梁场规模的场地，明确梁场具体位置；
　　 （3）尽量少占或不占红线外耕地，红线外征地增加了梁场建设的成本支出；
　　 （4）增加对铁路建设的适应性，考虑有拓展的空间和潜能；
　　（5）尽量避开软基地段，选择地质条件好的区域建场，降低施工成本；
　　5.2平面布局
　　 （1）尽量靠近既有线或正线，结合既有线或正线对梁场进行布置，节省运行设备和出梁临建；
　　 （2）对梁场形状进行选定规划，梁场形状、工艺及主要设备性能等综合权衡，梁场布置主要应围绕场内制、存、出梁及提梁运输进行；
　　 （3）布置时应充分掌握铁路T梁二次张拉施工工艺、制存梁周期及铺架方式（铁路或公路运输铺架），合理安排搅拌站的布置及钢筋房的设置，充分合理的利用场地；
　　 （4）各梁场从制到出梁完成方式各有千秋，应注意工艺与设备的配套，成本的核算，尽量选择工艺简单，减少（大型）设备投入的方式。以以上梁场为例：梁场3直接门机运输完成，梁场2设置了场内动力带动有轨运输和千斤顶拖拽梁，梁场1设置了轮胎运梁车运输；
　　 （5）布置时应对冬期施工和扩能有充分的考虑，以便应对出现的一切不利因素，从建设功能齐全型梁场方面减少不必要的投入；
　　 （6）投入与产出，合理选择施工的大型设备、主要工装和施工生产组织模式。
　　5.3工艺选择
　　 （1）砼输送。T梁单构件砼方量不大，能在确保质量前提下在合适时间段内连续完成作业，宜采用设备配合料斗的形式进行砼的输送，比较布料杆或拖泵直接入仓的形式，能有效控制砼坍落度，布料均匀，节省成本，减少了砂浆浪费，且带来的现场污染少，可控，为环保型方式，设备故障后，比较容易采取应急措施；
　　 （2）二次张拉工艺，在一定存梁数量需求基础上，在基本功能区基础上，要增设预存梁区，从而改变场内布局形式；
　　 （3）钢筋绑扎有两种形式：在制梁台座上绑扎，
　　非完全胎卡具形式；不在制梁台座上绑扎，设专门的钢筋绑扎台座，为完全胎卡具形式，建议采用后者，标准规范，作业效率高，门机使用少，制梁台座周转快，可实现制梁台座与模板配置为1:1；
　　 （4）钢绞线穿束有人工穿和机械穿，采用机械穿效率高，但要注意保护好定位网片；
　　 （5）大型机械设备的运用，可减少限制和影响范围，并对制梁的工艺产生颠覆性影响，如在预制区采用单台180t龙门吊提梁，占用空间小，影响范围小，但使用单台提梁时，制梁方向只能是顺龙门吊跨度方向，影响了制梁工艺和规划，应合理分解，与工艺结合，选择设备规格和进行设备配置。
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