花都简支箱梁预制厂建设.docx

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花都简支箱梁预制厂建设

箱梁预制厂建设

A.箱梁预制厂规划

花都箱梁预制厂分为生产区、工作区和生活区，三个功能区互相分离布置；生产区分为箱梁预制区和存储区，预制区分为箱梁预制区及小型构件预制区，箱梁预制区设置生产线3条，均放置在跨度23m的钢构厂房内，每个厂房内均设置10t桁吊1台，进行小型材料、设备的吊装及运输作业；存储区分为材料存放场及存梁场，存梁场可存不同跨度箱梁50孔。

新建运梁道路宽15m，总长260m。

花都箱梁预制厂配置跨度18m吊重450t轮胎式提梁机2台，进行桥梁吊运、存放、装车及钢筋笼吊装等作业；并设置搅拌站、锅炉房、变电所等大型生产设施。

具体布置详见附图SJXG-5花都箱梁预制厂平面布置图。

具体规划如下:

制梁生产线：

为实现工厂化、标准化、程序化的生产，生产线设置均按长线法进行设计。

每条生产线由4个功能不同的台位组成，可实现分工序流水作业；设在封闭的厂房内，可全天候作业。

生产线机械化、标准化程度高，单个生产线具有1孔/3天的生产能力。

根据表1：

箱梁生产、存储、供应计划表，花都箱梁预制厂设3条生产线即可满足要求。

生产线制梁功能台位设置情况为：

①底、腹板钢筋绑扎台位、②顶板钢筋绑扎台位、③内模清理台位、④制梁台位，同时加设20m或24m制梁台位。

生产线布置见图1：

生产线布置图

图1：

生产线布置图

存梁场：

存梁场存梁规模根据工期、制架梁进度、箱梁出厂所需龄期来决定。

后张梁终张拉龄期：

终张时混凝土强度等级、弹性模量必须达到100%，同时要考虑混凝土龄期对箱梁收缩、徐变的影响，故须设置一定的桥梁存储。

根据《时速350km/h客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》及我公司高性能混凝土研究成果，终张龄期为10～14d。

压浆时间：

24小时内完成。

压浆龄期：

浆体强度达到85%方可吊装，根据经验3d内可达到。

成品梁检测：

终张拉后30天。

出厂龄期=终张龄期+成品梁检测龄期=40～44d，按45d考虑。

结合表2.1.1-4及图2.2，存梁规模为50孔，可满足要求。

钢材堆放和钢筋加工制作场：

钢材堆放场面积4200m2，场地处理为C20混凝土硬化厚度15cm，堆放场设25t汽车轮胎吊1台。

钢筋在生产线内钢筋车间内加工，10t桁吊直接吊运到生产线绑筋台位上进行钢筋绑扎。

*拌合机配置：

单孔32m箱梁混凝土数量为328.2m3，要求6h内浇筑完毕，混凝土浇筑能力要求不低于54.7m3/h。

HZS100型搅拌站（100m3/h）生产能力计算:

客运专线箱梁生产为高性能混凝土，要求搅拌时间按3分钟计算，HZS100型搅拌站搅拌机容量1500L，一台搅拌站理论生产能力为1.5×60/3=30m3/h。

配置2台HZS100搅拌站方可满足需要，关于机械设备能力的储备及抗风险能力要求，可与郭塘搅拌站互为备用，预制厂不再增设搅拌站。

*胶凝材料储存罐的配备：

根据我公司前期初步研究结果，C50混凝土配合比及每立方米混凝土材料用量见表1。

考虑水泥安定性检验指标的要求，胶凝材料储备需满足3孔箱梁的浇筑要求，用2台搅拌机拌制混凝土，单个搅拌站配置2个150t水泥罐、2个50t粉煤灰罐、2个60t矿粉罐存放胶凝材料，其中一个为检验合格，

表1箱梁混凝土用胶凝材料及砂石料

强度等级

C50

单孔32m箱梁混凝土数量（m3）

328.2

项目

水泥

（t）

粉煤灰

（t）

矿粉

（t）

砂子

（m3）

石子

（m3）

每立方米用量

0.3

0.05

0.1

0.481

0.721

单孔32m箱梁用量

98.5

16.4

33

157.75

236.52

另一个为待检验胶凝材料存放罐。

*料场配置：

根据表1.10.3.4及规模生产和保证集料的分区存放要求，料场分待检存放区和合格检验区，砂、石待检存放区面积分别为1440m2、2880m2，满足预存9孔32m箱梁备料条件；砂、石合格检验区面积分别为360m2、720m2,满足2孔箱梁备料条件。

*其他设备配置：

配2台HBT60混凝土输送泵，2台石子筛洗机，1台筛砂机。

2辆8m3混凝土输送车,满足小型预制构件混凝土运送、浇筑的需要，当浇筑轨枕板时，混凝土输送车需大量使用时，与郭塘特大桥搅混凝土搅拌厂配置的输送车可以调配使用。

临时房屋：

生产房屋应尽量靠近钢材堆放场、预制厂区，便于施工生产，锅炉压力容器等高危设施设在远处，避开生产、生活区。

主要拟建的生产房屋有：

试验室面积600m2、材料房182m2、配电房109m2、供汽车间432m2（可安设4t/h锅炉2台），大型钢构生产厂房18285m2。

办公区、生活区与生产区隔离，场地处理为C20混凝土硬化厚度8cm，生活区共有房屋3栋，计150间房2723m2，可满足800人生活的需要；办公区30间房包括办公室、接待室、会议室等，面积545m2。

运输道路：

箱梁预制厂设1条进出厂道路，设置在料场与生产线之间，直达砂石料场及供汽车间煤场，便于材料、设备等的装卸。

垂直桥轴线设提梁机运行道路1条，满足提梁机搬运梁及装梁的需要。

供电规划：

箱梁预制厂用电计划见表2。

表2：

箱梁预制厂用电需求能力计算表

序号

设备名称

型号规格

单台功率（kW）

台套数

总功率（kW）

备注

1

搅拌站

HZS100

150

2

300

2

输送泵

HBT60

90

2

180

3

筛洗机

20

1

20

4

布料机

15

4

60

5

液压模板

30

1

30

6

振动器组

15

2

30

7

锅炉

4t/h

5

2

10

8

对焊机

UN1-100

80

2

160

9

钢筋加工

30

3

90

10

机加工

20

1

20

11

张拉设备

5

8

40

12

压浆设备

10

1

10

13

试验室

10

14

照明

20

15

空调

1.5

30

45

16

食堂

5

17

其它

20

合计

1050

注:

输送泵备用1台；两套液压模板交错使用；提梁机自带动力。

P计=1.317×0.6×1050=830kw

P变=1.2P计=1.2×826=996kVA

故设置2×500kVA一座即可满足施工需要，为保证混凝土浇筑作业的连续性，备用1台500kw发电机。

供水规划：

预制箱梁按每天1孔计算，混凝土量为328m3，根据《时速350km/h客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》规定，箱梁混凝土采用先期蒸汽养护后期自然养护的养护工艺，根据我公司高性能混凝土研究结果，每孔箱梁混凝土蒸汽养护时间为24小时，完成后自然养护时间为7天，结合花都箱梁预制厂的生产能力，每天蒸汽养护箱梁1孔，自然养护箱梁7孔（混凝土工作量7×328=2297m3）。

洗石按每天1孔箱梁用料计算，碎石量为328×0.8=263m3。

生活用水按600人计算。

日用水量计算见表4.3.6-3。

表3：

用水量计算表

参数

用水项目

K1

K2

Q1

N1

H

（h）

q1

（L/s）

日用水量（m3）

混凝土搅拌

1.15

1

328

144

6

2.51

54.32

蒸汽养护

24

2.22

191.8

自然养护

1.15

1.2

2297

100

24

3.67

317

洗石用水

1.15

1.5

263

200

8

3.15

90.74

生活用水

1

1.5

600

100

24

1.04

90

场内小计

12.60

743.97

注:

q1---用水流量：

q1=K1×K2×Q1×N1/（h×3600）

K1---未预计施工用水系数，取1.0～1.15

K2---不均衡系数，取1.0～1.5

Q1---工作量

N1---用水定额：

混凝土搅拌用水量=144L/m3

h---日工作时间

单台锅炉用水量计算:

4×1000/3600=1.11L/s

供应网路管径计算：

进场区管径D=（4q1/n1000πv）0.5=（4×12.6/（1×1000×3.14×1.5））0.5=0.103m,设计管径D=150mm

n:

水管路数

v:

流速,施工及生活用水取1.5m/s（经济参考流速）

供水网布置：

箱梁预制厂铺设1路φ150主水管,设800m3蓄水池1座（满足24小时以上生产、生活用水量）。

B.主要生产设施

地质资料：

箱梁预制厂所在的DK2177+300～DK2177+650地段，地貌属珠江三角洲相冲洪积平原地貌单元。

地层各部分总体组成复式向斜，桥位区附近无断裂通过，为地质构造相对稳定区段。

根据地质报告的勘查钻孔显示，桥位区段的岩土层按其形成年代、成因进行分类主要有第四系人工填土层（Qm1）、第四系三角洲相冲洪积沉积层（Qa1+vp1）、残积层（Qe1）、石炭系（C）中下统。

从箱梁预制厂区段各地层资料统计表中可以分析得：

JZ-IV047-郭107-7孔位处的地质情况相对于其他部位具有普遍性、代表性；同时其土层中夹有相对软弱层且岩层又比较深，这样又具有相对的最不利地质状况。

所以在箱梁预制厂各种设施基础设计时，以此处地质状况作为计算时地质资料使用。

孔地质断面图

制梁台座：

为解决混凝土浇筑工艺需设底振的要求，制梁台座借鉴国外先进技术和我公司秦沈客运专线凌海箱梁预制厂的施工经验，采用钢筋混凝土槽型基础，基础预埋法兰和底模连接，方便调节底模的平顺及反拱。

重点考虑：

人员方便进入安装底部振动器及底模维修的功能；

钢绞线张拉引起的变形位移及梁体两端地基承载力；

保证蒸养管路安装及侧模固定等功能要求；

制梁台座用来预制整孔箱梁，因张拉后梁体上拱，荷载向两端集中，荷载相当大。

因此两端各5m范围内选用φ1.0m嵌岩钻孔桩基础加固。

桩设计打入深度入岩1.2m（超过1倍桩径），中间区段对基层强夯换填处理后，设计砼板块基础。

具体设计见附图SJXG-632m箱梁制梁台座。

存梁台座：

为保证箱梁存放状态为同一平面,不存在扭曲变形；在存放时先用四个测力油顶支撑的方法，使梁体四个支点压力一致。

然后在存梁台座支座垫石上设置可变垫树脂膜，压浆与梁底密贴，从而保证梁底位于同一平面。

存梁台位基础采用扩大基础形式进行加固，扩大基础存梁台座具体设计见附图SJXG-732m箱梁存梁台座。

按照《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-99）及最不利地质状况资料计算，基础最大沉降量为11cm，满足存放要求（容许值按照正式墩台均匀沉降量：

20

=11.3cm计算，其中L=32m时）。

运梁道路：

运梁道路是连接箱梁预制厂与正式线路的运梁通道.其顶部为级配碎石，厚度为60cm。

基床构造及地基处理同施工路基标准。

线路纵坡设置2.5%，DK2177+300～700段的地面平均标高为5.3m，为方便箱梁预制厂排水通畅及运梁道路设计的经济性，箱梁预制厂靠近线路处整体抬高1.2m，并垂直线路方向设置1%的排水坡。

郭塘特大桥广州端台尾标高18.53m，运梁道路由DK2177+420开始，设置50m平坡方便装梁作业，然后按2.5%纵坡，纵坡平面距离为481m，故在台尾须向后顺延41m。

运梁道路横断面见图3。

图3运梁道路横断面图

提梁机运行道路：

提梁机运行道路作为提梁机提运箱梁的通道，承受荷载大，单轮接地比压接近0.7Mpa，根据计算，表层需挖除0.5～1m表层土，基床换填60cm厚级配碎石，回填路堑段开挖弃碴至设计标高；对于主干道，考虑提梁机轮胎转向的需要，尚需设置22cm厚的C30混凝土面层。

主干道宽度50m，次干道宽度2.5m。

提梁机运行道路横断面见图4。

图4提梁机运行道路横断面图

静载试验台座：

梁体静载试验为12点加载，加载系数1.2，每点最大荷载为120t。

采用型钢自反力加力架和12套200t液压加载设备，基础处理为4根φ1.2m钢筋砼钻孔桩，试验台座效果图见图5。

型钢自反力加力架构造图见附图SJXG-8静载试验加力架总装图。

图5：

静载试验台座组装图

生产车间：

生产车间采用大跨度钢结构厂房，三条生产线厂房长度共计795m，跨度23m，高15.5m，立柱采用HN500×200×10/16型钢，屋架设计为人字型，采用HN（500～410）×150×11/17变截面型钢，屋面采用C160×50×2.5钢及∠50×3角钢组成平面网格结构，厂房顶面及侧面覆盖V-480型彩钢板；每个厂房内布置一台10t桁吊，共计3台，桁吊轨道梁通过牛腿与立柱联结，牛腿采用HN（450～250）×20×14/9变截面型钢，轨道梁采用HN450×200×9/14型钢，轨道为P38钢轨。

效果图见图6。

图6：

生产车间效果图（部分）

生产车间设计图详见附图SJXG-9箱梁生产车间设计图。

主要生产设施数量见表4。

表4花都箱梁预制厂主要生产设施数量表

工程名称

单位

数量

备注

临时用地

m2

99227.0

场地平整

m2

99227.0

除表层耕植土

m2

68716.0

50cm厚

场地回填宕碴

m3

70288.4

平均回填80cm,靠线路侧100m范围逐步加厚1m

石料场硬化面积

m2

3600.0

C20混凝土硬化20cm

砂料场硬化面积

m2

1800.0

C20混凝土硬化20cm

钢筋堆放场硬化面积

m2

4200.0

C20混凝土硬化15cm

生产区场地硬化

m2

8166.0

C20混凝土硬化15cm

m2

15720.5

C20混凝土硬化10cm

办公、生活区场地硬化

m2

4420.0

C20混凝土硬化8cm

场内交通道路

主干道

m

463

C20:

7m宽/硬化20cm

存梁场

m

822

C20:

3m宽/硬化10cm

制梁区10t桁吊轨道（P38轨）

m

1590

设于厂房侧柱上

提梁机运行道路（宽50m）:

表层C30

m3

2585.0

δ=0.22m

级配碎石

m3

7134.6

δ=0.6m

提梁机运行道路（级配碎石）

m3

6741

宽2.5m,0.6m厚

表4花都箱梁预制厂主要生产设施数量表

工程名称

单位

数量

备注

搅拌站基础

个

2

H2W-100砼搅拌站

锅炉基础

个

2

4t锅炉（燃油）

存梁台座:

碎石垫层

m3

570.54

垫层10cm厚,32m梁存梁50孔,24m、20m梁存13孔，折合6.5孔。

C20

m3

7203.64

C30

m3

60.91

32m制梁台座（3个）

碎石垫层

m3

84.00

δ10cm

C30钢筋混凝土

m3

783

φ1.0m钻孔桩

m

288

C25混凝土,一个制梁台座4根桩,入岩1.2m

24m制梁台座（1个）

碎石垫层

m3

21.00

δ10cm

C30钢筋混凝土

m3

195.75

φ1.0m钻孔桩

m

96

C25混凝土,一个制梁台座4根桩,入岩1.2m

20m制梁台座（1个）

碎石垫层

m3

17.50

δ10cm

C30钢筋混凝土

m3

163.13

φ1.0m钻孔桩

m

96

C25混凝土,一个制梁台座4根桩,入岩1.2m

钢筋、模板使用台座：

C25

m3

337

9个

变压器及高压电源

处

1

500kVA规格

电力线路

外接线

m

600

380V规格

场内用电

m

2912

220V规格

供水网

DN200主管

m

800

DN150

m

1500

800t水池

个

1

M10砌砖:

47m3,C10混凝土150m3,防渗2cm厚砂浆抹面195m

水塔

座

1

C20混凝土基础:

17.5m3,杆件及钢构件:

8.55t

盖板排污沟

m

817

80×100cm断面,盖板600m,M10砌砖:

231m3,防渗2cm厚砂浆抹面960m2,C10混凝土60m3

盖板排污沟

m

800

40×60cm断面,盖板800m,M10砌砖:

153.6m3,防渗2cm厚砂浆抹面640m2,C10混凝土48m3

表4花都箱梁预制厂主要生产设施数量表

工程名称

单位

数量

备注

生产房屋

m2

18285

跨度23m钢构厂房（生产线），钢结构1259t，彩钢板42930m2，砼685.6m3，基础钢筋288.5t

m2

6105

空间钢网格雨棚（砂、石料场）

m2

637

彩钢板房

生活房屋

m2

2723

彩钢板房

办公房屋

m2

1327

彩钢板房

静载试验台座:

C30混凝土

m3

16

φ1.2m钻孔桩

m

96

C25混凝土,一个制梁台座4根桩,入岩1.2m

蒸养管道:

直径100mm

m

300

直径48mm

m

1600

布料机基础:

C30

m3

160

C.主要工装设备及技术参数

花都箱梁预制厂配置的主要工装设备及技术参数见表5。

表5主要工装设备及技术参数表

项目

规格型号

单位

数量

单重（t）

总重（t）

备注

底模

32m

套

3

48

144

24m

套

1

36

36

24m高、24m梁共用

20m

套

1

30

30

外模

32m

套

3

101

303

液压缸36套

24m

套

1

68

68

液压缸10套

24m高

套

1

76

76

液压缸10套

20m

套

1

57

57

液压缸8套

内模

32m

套

3

95

285

液压缸129套

24m

套

1

65

65

液压缸33套

24m高

套

1

72

72

液压缸33套

20m

套

1

54

54

液压缸33套

端模

32m

套

6

9

54

24m

套

1

6

6

24m高

套

2

7

14

20m

套

2

5

10

蒸养棚罩

32m

套

3

15

45

24m

套

1

11

11

20m

套

1

9

9

钢筋绑扎内、外胎架

32m

套

3

61

183

可改造供24m及20m梁使用

合计

1522

箱梁模板：

为满足工厂化、标准化的要求,模板制造要高精度，满足桥梁外形美观的要求，箱梁砼整体浇筑时因结构长大将产生相当大的收缩，受刚度很大的模板约束产生较大的拉力，甚至开裂，为此模型每隔4～8m设弹性橡胶缝，使模型能产生足够的压缩量，减小对箱梁收缩的约束力。

模板动作由液压系统控制，内模为“关节”式可收缩液压模板，能实现大幅度的伸缩减少截面积并能便利的纵向移动；外模为微动式液压整体模板，在液压系统的控制下可以轻微转动，方便箱梁移出。

端模由上下两截组成，下半部呈U型，上下两截由螺栓联结；底模由纵横梁体系及面板组成，并与基础用螺栓连接，便于底模平整度及反拱度的设置及调整。

模板组成示意见图7。

图7模板组成图

侧模由型钢支架、面板、加劲骨架等组成。

支架间距100cm，由工字钢焊接成型，面板为δ10mm钢板，带加劲肋面板与骨架焊成一体。

侧模采用1.5kW附着式高频振动器，间距1.2m～1.6m，水平双排交错布设；侧模纵向不分段，外夹底模，底部通过转向销与底模横梁固定，可以转动并防止侧模外胀，油顶垂直安装在侧模支架上，达到微动拆模及调整模板安装尺寸的目的。

内模纵向按变截面分段，内模整体分为5段；中间正常断面分为5节制造，现场用螺栓连成一体，节间用橡胶条密封止浆；横断面按模型收缩工作原理分块，接缝处按动作顺序设置搭接止口，达到止浆效果。

每段内模由结构部分和液压系统组成；结构部分分为顶模、边模、横梁、支撑及运行辊轮、支撑丝杠等组成；液压系统由支撑油缸、泵站及控制部分组成。

内模收缩到位后移动采用外力拖拉、辊轮行走方式。

液压系统采用油缸同步技术，使油缸伸缩同步，能够实现顺序操纵及自锁保压抵抗混凝土施工的各种载荷，确保液压内模收放作业过程中结构部分不变形。

底模骨架为型钢纵横梁系统，上铺δ14mm钢板。

端模与内外模骨架栓接，形成封闭端，为了确保锚下混凝土密实，在端模适当位置需增设附着式振动器。

端模内嵌10cm，通过连接结构调整梁长，端模纵向厚50cm，设加筋板和支撑以抵抗侧压力。

模板结构见附图SJXG-1032m箱梁侧模总成图，图SJXG-1132m箱梁液压内模总成图，SJXG-1332m箱梁内模液压系统图，SJXG-1432m箱梁底模模板图，SJXG-1532m箱梁端模图。

蒸养棚罩：

设计为6m、8m一段，每段设置四个吊点，通过桁吊进行拆除、安装蒸养棚罩作业。

设计结构见附图SJXG-1632m箱梁蒸养棚罩图。

侧面蓬布采用滚筒缠绕，蒸养棚罩骨架安装到位后，将蓬布向下展开，与地面固定，保证蒸汽不流失。

图8：

蒸养棚罩示意图

胎卡具：

为保证钢筋定位准确及增加绑扎钢筋工作效率，设置底腹板钢筋绑扎台座、顶板钢筋绑扎台座，配置内、外胎架绑扎胎具，胎具预留钢筋保护层厚度及标示钢筋位置。

钢筋绑扎内、外胎架见图9。

图9钢筋绑扎内、外胎架示意图

设计结构附图SJXG-1732箱梁钢筋绑扎外胎架图和SJXG-1832m箱梁钢筋绑扎内胎架图。

提梁机：

针对整孔箱梁吊装、运输和装车施工的需要，我公司与郑州大方公司合作，结合DCY900型轮胎式运梁车和上海磁悬浮DJY200型轮胎式架运梁机的成功经验，开发研制DLT450轮胎式提梁机。

该方案采用两台提梁机共同起吊一孔箱梁，同步以直行、八字转向、斜行和横行等多种运行模式工作，完成预制厂箱梁的起吊、台座间的转移以及向运梁车装梁等工作。

与轮轨式起重机比较，轮胎式提梁机具有施工速度快，机动灵活，可以在任意台座上取梁、落梁，不需要辅助机械和人工等优点，施工质量、安全有可靠保证。

提梁机设计见附图SJXG-19DLT450轮胎式提梁机总图。

DLT450轮胎式提梁机主要技术参数见表6。

表6：

DLT450轮胎式提梁机主要技术参数表

项目

技术参数

额定起重量

450t（单台）

跨度

18.0m

起升高度

8.0m

适应坡度

±2%

吊钩升降速度

0～0.5m/min（重载）/0～1.0m/min（空载）

吊钩横移距离

±300mm

行驶速度

0～3.0km/h（重载）/0～5.0km/h（空载）/0～0.18km/h（微动）

适应路面

砼路面、压