箱梁制运架技术.docx

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箱梁制运架技术

第二章箱梁预制厂设计

一、设计依据

1．预制厂按30片梁/月的生产进度进行设计。

2．箱梁的移位、装车采用1台900t液压轮胎式提梁机，该机跨度20m。

3．铁路客运专线预制箱梁相关的规范、标准。

4．架梁进度对存梁数量的需求。

二、制梁厂总体设计

梁厂内设制梁区（含制梁台座、钢筋绑扎台座、模板整修台座）、存梁区、钢筋存放加工区、混凝土拌和区、提梁机走行区、生活办公区等部分。

制梁厂主要工程数量见表2-1

三、制梁台座的设计

制梁台座采用纵列式布置，共设8个制梁台座，其中6个32m台座，2个24m/32m共用台座。

生产周期为6天/片，每月按25个有效工日计算，故每月可完成预制箱梁33片。

每2个制梁台座中间设置1个模板整修台座，全梁厂共设整修台座4个；为了加快制梁台座的周转速度，底腹板钢筋、顶板钢筋在专用台座上绑扎成型后分别吊至制梁台座上，根据钢筋绑扎所需时间，梁厂设3个底腹板钢筋绑扎台座、3个顶板钢筋绑扎台座。

预制厂平面布置具体位置及尺寸见图2-1。

制梁台座是预制梁施工的重要设施，从钢筋、模板安装、浇筑梁体混凝土、蒸汽养护至初张拉等工序均需在制梁台座上完成，故制梁台座必须有较大结构刚度和整体性。

台座在浇筑混凝土后并养护至初张拉时不得产生大于2mm的变形；考虑到安装蒸汽管道及台座产生不均匀沉降后维修的方便，台座采用框架式。

台座采用钢筋混凝土基础（箱梁重900t，台座自重按450t计算，基底承载面积222m3，故要求地基承载力达到60.1KPa即可）,台座范围内的场地经压实后地基承载力不小于200KPa），基础通过三排钢筋混凝土支柱（高度为0.56m）与箱梁底模相连，台座高度按1.1m设计（自模板走行轨底至台座顶面）。

制梁台座结构见图2-2。

箱梁底模由三部分组成，分别为中间部分、端头部分、临时滑移转动钢支座（各支座下设20-30m长φ120cm钻孔灌注一根）。

端头部分底模的一边与中间部分铰接，另一端用4台螺旋千斤顶支承于混凝土基础上，螺旋顶在张拉前松掉可避免张拉后梁端底板混凝土的破坏。

临时支座为张拉后梁的支点，临时支座（下贴聚四氟乙烯板）置于5mm厚的不锈钢板上，不锈钢板与支柱上的预埋钢板四周点焊。

各块底模焊接成整体后将焊缝打磨平整。

底模面板采用20mm钢板，底模纵梁采用I18号工字钢，横梁采用I36a工字钢。

面板、纵梁、横梁在专业平台上分块焊接成框架后用龙门吊移至预定位置进行精确定位后用预埋螺栓和专用扣板连接，施工过程中若发生不均匀沉降，则在需调整的位置垫以不同厚度的钢板后重新扣紧。

根据设计要求底模按二次抛物线预留反拱，钢底模在正常使用时，定期或不定期对其反拱及下沉量进行检测。

钢底模和混凝土台座应接触良好、密实，若发生不均匀沉降应及时调整。

图2-2箱梁制梁台座图

四、存梁台座的设计

存梁台座基础采用桩基设计方案。

每个支点下设25-30m长φ120cm钻孔灌注一根，存梁台座支点为80×60×20cm垫石（内设加强钢筋网），存梁时支座采用板式橡胶支座，存梁台座见图2-3。

图2-3存梁台座图

图2-1预制厂总体布置图

序号

名称

单位

数量

备注

1

制梁台座

个

8

含2个24/32m箱梁台座

2

存梁台座

个

54

含1个静载试验台座

3

底腹板钢筋绑扎台座

个

3

4

顶板钢筋绑扎台座

个

3

5

提梁机纵移轨道

m

430

宽5.2m

6

提梁机横移轨道

m

1265

宽24m

7

梁区内便道

m

460

宽6.5m

8

钢筋加工车间

m3

1440

9

成品钢筋存放区

m3

1440

10

钢筋原材存放区

m3

2150

11

钢筋对焊区

m3

418

12

钢铰线下料区

m3

570

13

盘条钢筋调直区

m3

720

14

机修车间

m3

600

15

机具库

m3

600

16

配电室

个

1

17

试验室

m3

120

18

集料存放区

m3

5500

19

拌和区

m3

3000

20

锅炉房

m3

80

21

存煤场

m3

300

22

项目部住房

m3

880

23

员工住房

m3

1170

24

三级污水处理池

个

1

25

地面硬化

m3

12000

26

刺铁丝围挡

m

1328

表2-1制梁厂主要临时工程数量汇总表

四、钢筋预扎台座的设计

场地用10cm素混凝土硬化后在其上焊制钢筋定位骨架。

钢筋靠角钢上刻槽及定位钢管中穿入的钢筋定位。

底腹板钢筋、顶板钢筋分别在底腹板钢筋绑扎台座及顶板钢筋绑扎台座上绑扎定位，底板钢筋绑扎台座见图2-4，顶板钢筋绑扎台座见图2-5。

图2-4底腹板钢筋绑扎台座图

图2-5顶板钢筋绑扎台座图

五、模板整修台座的设计

内模沿纵向分节加工。

当每节模板在梁体内收缩到位时，通过卷扬机牵引和轮轨系统将内模拖出梁体置于临时支撑轨道上（分5节，每节1m，结构同图示内模整修台座，但高度为1.8m），通过龙门吊将内模吊走，置于整修台座轨道上进行整修。

内模整修台座横断面结构见图2-6，整修台座竖向支撑采用[20槽钢，间距1m，纵梁用2根[20槽钢对扣并焊接，走行轨用43kg/m钢轨，轨距靠撑杆保证。

制梁台座及模板整修台座间距及位置横断面见图2-7。

六、龙门吊轨道及模板走行轨道

龙门吊轨道基础采用钢筋混凝土梁，基底进行夯实处理，确保基底承载力必须达到250KPa以上，在其上浇筑宽0.6m宽、0.4m厚的条形钢筋混凝土梁式基础，龙门吊轨道采用60kg/m钢轨。

外模走行轨道及蒸汽养护棚车走行轨道的地基处理方式同龙门吊轨道，外模轨道下为260cm宽、30cm厚的钢筋混凝土板。

养护棚车轨道置于10cm厚素混凝土上。

模板走行轨道及养护棚车走行轨道采用43kg/m钢轨。

各轨道间距见图2-8。

图2-6内模整修台座横断面图

图2-7制梁台座及模板整修台座位置图

图2-8制梁区各轨道间距及位置横断面

七、提梁机及横移道路及存梁区的设计

TLM900型液压自平衡式提梁机可以实现直行、30º定角度转向、90º原地转向横行，该机跨度暂定20m，提升高度10m，自重150t，轮胎组尺寸为20×4.6m。

提梁机的纵、横移道路的采用钢筋混凝土板。

道路的地基经压实后的承载力要求大于200KPa，地基上铺设20cm厚的三七灰土，在其上浇筑10cm的C30混凝土路面。

纵移道路宽度为24m，横移道路宽度为5.2m。

具体位置及尺寸见图2-1，纵、横移道路结构见图2-9。

箱梁装车及运梁车出场道路结构型式同提梁机走行道路，道路宽10m，最小曲线半

径50m，最大纵坡3%。

图2-9存梁区提梁机纵、横移道路横断面图

提梁机横移道路与钢轨平交道的结构见图2-10。

图2-10提梁机横移道路与钢轨平交道结构示意图

八、混凝土拌和站的设计

两台HZS-90拌和楼每小时可生产混凝土180m3，可满足混凝土浇筑时间的要求。

4-6台8m3混凝土搅拌运输车运输成品混凝土，2台HBT60泵及布料机将混凝土泵送入模。

每台拌和机配2个200t散装水泥仓、一个200t粉煤灰仓、一个200t矿粉仓，两机共用一个100m3水池。

外加剂若为水剂可自动添加，每机需配置20m3外加剂存储罐，若为粉剂则需设外加剂储存仓库。

集料分三仓存储，地面压实后浇筑20cm厚C20混凝土。

拌和站内除车辆道路为20cm厚C20混凝土硬化外，其余部分均用10cm厚C20混凝土硬化。

九、梁厂道路的设计

工地试验室设办公室、标养室、集料室、力学室、水泥室，除集料室为40m2外其余均为20m2，共计5间120m2。

十、梁厂道路的设计

进厂道路设计宽度6.5m，泥结碎石路面，结构见图2-10。

梁区主道路宽7m，设2%人字坡，结构型式同提梁机走行道路，梁区主道路由制梁厂大门通至集料堆放场地及钢筋堆放场地。

十一、钢筋存放、加工区设计

钢筋存放、加工区地面用10cm素混凝土硬化，并设置2%的横坡以防积水，存放区砖砌24墙用于放置钢筋。

钢筋加工车间面积为60×12m，立柱采用[20槽钢焊接成格构柱，屋架用L63角钢焊接，为三角形，上覆蓝色彩钢瓦。

钢筋加工车间设计见图2-11。

图2-11进厂道路设计图

图2-12钢筋加工车间设计图

十二、项目部及职工生活区设计

项目部及职工住房均采用两层砖混结构房屋，楼层采用预制楼板，屋顶为彩钢瓦，石膏板吊顶。

项目部驻地及员工生活区地面用10cm素混凝土硬化。

十三、梁区水电布置及梁区排水

员工生活用水通过自来水接入或打井取水解决，若用井水则必须化验达到饮用水标准方可使用。

用φ75mm镀锌钢管布设于项目部及员工生活区供水。

施工用水取自当地河流或地下水，由取水点分别接3根φ100mm水管至拌和站、制梁区（沿纵向铺设）、存梁区（沿纵向铺设），各用水根据需求设置一定数量的阀门。

与当地供电部门联系，根据工程需要，由高压线搭接2台500KVA变压器，现场另配一台120KW和一台200KW发电机作备用电源。

配电室及发电机房设于拌和区内。

电线分4条由配电室架设，分别接至项目部及员工生活区、钢筋加工车间及梁区（含存梁区）、龙门吊、拌和站。

根据场地地势因地制宜设60cm×40cm砖砌水沟，纵向坡度为5‰用于排水，地表水经水沟汇到净化池经处理达到排放标准后排出预制厂。

十四、通讯设施

项目部与电信部门联系，电话线接至项目部，项目部各部室均通电话与宽带，并在职工生活区设置一定数量的公用电话。

如施工驻地尚未有无线信号覆盖，则与移动或联通公司联系在驻地设临时基站。

项目部通过直拨电话或手机与业主、监理单位联系，项目部与施工班组通过手机、电话或对讲机联系。

十五、先张法箱梁制梁台座的设计

台座按箱梁底板宽度为580cm，张拉力为20000KN，预应力中心距箱梁底板为20cm设计。

1．直线配筋先张梁台座一般采用长线台座，其设计强度、刚度及稳定性应能满足张拉的要求并与张拉各阶段的受力状态相适应，构造应满足施工要求。

折线配筋的先张梁台座采用短线法（张拉台座除下部的牛腿及张拉横梁外，还需设斜向的牛腿及横梁，图略），在箱梁预应力筋的折角处需设导向装置，导向装置锚固于下部的10×4×7m的钢筋混凝土锚碇上。

2．先张法墩式台座及张拉横梁应符合以下要求：

（1）承力台座须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应不小于1.5,抗滑移系数应不小于1.3。

（2）横梁须有足够的刚度，受力后挠度应不大于2mm。

锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。

（3）应能有效防止在台座上铺放的预应力筋被污染。

3．箱梁底模采用整体式，30cm厚的钢筋混凝土上铺10mm钢板。

为便于施工，张拉台座采用钢筋混凝土墩式台座，宽度为760cm，箱梁底模及张拉台座见图2-12。

图2-13先张法箱梁台座图

3．张拉横梁为钢板组焊横梁，翼板为30mm钢板，腹板为20mm钢板，横梁结构见图2-13。

钢绞线定位采用20mm钢板组焊限位锚梁。

十七、后张T梁制梁台座的设计

T梁台座采用框架式，台座高度按30cm、宽度按50cm设计，台座施工时按设计预留反拱。

首先在夯实的地基上浇筑宽120cm，厚30cm的条形混凝土基础（基础内设现两层钢筋网），在其上每隔150cm浇筑一个高20cm，宽50cm的支承柱，其上设2cm厚预埋钢板与底模纵梁相连。

底模面板为1cm厚钢板，纵梁为[10槽钢。

台座端部采用扩大基础处理。

T梁台座见图2-14。

十八、先张折线配筋T梁台座的设计

先张T梁台座根据折线配筋的结构形式，采用钢筋混凝土压力式传力柱和斜向钢支撑相结合的台座形式，见图2-15，传力柱为现场浇灌的钢筋混凝土结构，斜向钢撑架通过预埋铁件和传力柱的牛腿连接。

预施应力由活动横梁、传力柱和斜向钢撑架来传递。

在钢铰线弯折处设置预应力筋导向转折器，使折线筋按设计要求顺利弯起，预应力筋放张时松开控制转折器导向装置的预埋螺栓可使梁体作微小的纵向移动。

图2-14先张法箱梁张拉横梁设计图

图2-15后张T型梁台座设计图

图2-16先张折线配筋T梁台座设计图

第三章预制场建设

一、制梁台座施工工艺

1．施工放线后在原地面开挖台座基坑，基坑开挖线应较设计尺寸向外扩展1m，进行基底夯实，压实度经检验合格后放入钢筋笼浇筑台座底板混凝土，立柱钢筋应提前预埋。

2．待底板混凝土浇筑完成1天后进行立柱顶面预埋钢板（含预埋螺栓）的焊接，之后支立木模浇筑立柱混凝土。

3．底模在专用平台上用分块进行焊接。

在面板上将底模纵梁定位并点焊，上用重物压紧后进行焊接（隔10cm焊接2cm），之后焊接底模横梁。

4．将焊接完成的底模分块吊至立柱上进行精确定位，将横梁槽钢在预埋钢板上点焊后用预埋螺栓和扣板将横梁槽钢紧固在立柱上。

若台座发生不均匀沉降，则松开螺栓并在预埋钢板与横梁槽钢间垫以一定厚度的钢板，之后重新拧紧。

5.先张法制梁台座施工，首先对地基进行平整压实处理，然后浇筑1m厚C25端横梁及60cm厚C25传力梁混凝土，再浇筑10cm厚20号素混凝土垫层，最后浇筑5cm厚C25底座混凝土。

在底座混凝土两侧预埋φ12钢筋,间距1m,并预埋[10槽钢，现场焊接成整体，表面铺设δ≥8mm钢板作底模，并与预埋的槽钢焊接，形成制梁台座。

台座之间纵向设排水沟槽。

6.T梁台座施工时，首先对地基进行平整压实处理，然后浇筑20㎝厚C15素混凝土垫层，再浇注20cm厚C25支承柱混凝土（上设预埋钢板）。

底横面板采用8mm钢板，纵梁采用[10槽钢，纵梁与预埋钢板焊接后形成制梁台座，最外侧两根纵梁槽钢贴1cm厚橡胶条防止混凝土浇注时模板缝隙露浆。

为方便移梁，在台座两侧距端头60cm处，各设宽50cm移梁导轨活动台座槽，以保证台座表面平顺和导轨法滑移梁。

台座之间纵向设排水沟槽，台座端头之间设横向排水槽，并将台座周围全部场地用10cm厚C15混凝土硬化。

由于梁体在张拉预应力后会产生上拱度，而形成以梁两端为支点的简支梁。

为防止台座因荷载增加而下沉，故在底座两端采用扩大基础处理，厚度由20cm加厚到60cm，并增设两层Φ12的10cm×10cm钢筋网片。

二、提梁机走行道路的施工工艺

1．对道路范围内的地基处理达预定要求后，铺设三七灰土，平地机推平后用15t压路机压实。

2．铺设钢筋网，侧模采用[10槽钢，浇筑面层混凝土，混凝土用罐车直接入模，振捣后挂线收平。

横移轨道较宽应进行分幅施工，路面完成后隔5m切5cm高假缝。

三、制梁厂临建施工时间及进度

制梁厂临建施工时间及进度见表3-1制梁厂临建建施工横道图。