合武客运专线石婆店箱梁预制场方案设计(修改).doc

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合武客运专线石婆店箱梁预制场设计研究

吴红强李志敏　

摘要：

本文论述了32m箱梁预制场的设计，阐述了箱梁集中预制中对预制场的要求，以及预制场设计对箱梁的预制质量及施工进度的重要性。

关键词：

铁路客运专线、32m箱梁、箱梁预制场设计

一、工程概况

石婆店箱梁预制场设在合武客运专线正线DK128+820左侧，与路基成78°接入。

位于六安市独山镇与石婆店镇交界区。

承担合武铁路Ⅱ标DK120+500～DK150+000段18座（特）大中桥150孔32m整孔箱梁和71孔32m组合箱梁的预制与运输及架设任务。

箱梁预制场所在地为剥蚀丘陵区，植被发育，丘坡多为林地及旱地，沟谷辟为水田。

箱梁预制场所在处场地开阔，但地面相对高差较大，地面标高91—106米。

场地表层为粉质粘土，其下依次为砂粘土、风化砂砾岩。

地下水属孔隙潜水，较发育，主要受降水补给。

附近水源较少，地下无富水层。

箱梁预制场南侧有一条县级公路穿过，交通较为方便。

施工用电从地方10KV高压电力线路接入。

桥梁架设工期要求：

2006年6月～2007年10月。

主要临时设施：

场地平整140亩、制梁台座6个、存梁台座30个。

主要制、运、架设设备：

底模6套、外侧模3套、液压自动收缩内模3套、50t龙门吊机2台、2×450t提梁机一套、900t运梁车一台、900t架桥机一台。

二、箱梁预制场设计

石婆店箱梁预制场按钢筋下料及存放区、制梁区、存梁区、提梁区及混凝土工厂五大部分进行设计。

其中钢筋下料区主要包括钢筋原材料的存放及钢筋加工车间的设计；制梁区主要包括制梁台座、内模拼装台座、钢筋胎具、龙门吊轨道基础及侧模板轨道基础的设计；存梁区主要包括存梁台座及横移轨道梁的设计；提梁区主要包括450t龙门吊基础、900t运梁车道路加固、横移轨道梁与450t龙门吊轨道衔接等设计内容。

预制场各区之间采用7m宽，20cm厚C20混凝土硬化道路连接各区，预制场制梁台座、存梁台座、横移滑道下部均采用挖孔桩进行地基加固处理。

预制场以6#横移滑道顶面标高为预制场相对标高±0.00m。

1.预制场平面及纵断面设计

预制场平面长665m，宽202.5m（提梁区68m＋存梁区55m＋制梁区43.5m＋36m），占地面积约140亩。

预制场总体施工方案为：

（1）钢筋在钢筋加工车间成型，顶板及底腹板钢筋在钢筋胎具上绑扎成型，由两台50t龙门吊分别吊装入模。

（2）箱梁内模在内模拼装台座上拼装成型，由两台50t龙门吊整体吊装入模。

（3）箱梁在制梁台座上浇筑成型，混凝土在拌和站集中搅拌，用混凝土搅拌车运输至制梁台座输送泵布料一次性整体浇筑，箱梁顶面混凝土采用振动桥整平机抹面，蒸汽养生。

（4）利用滑移台车及两台450t龙门吊进行横移提梁至运梁车，利用900t运梁车纵移。

根据施工方案、总体工期、单台座生产能力、存梁及架设的要求，预制场共设置6个制梁台座，4#、5#及6#台座后期改制成32m组合箱梁台座。

设6个钢筋绑扎台座（顶板钢筋台座和底腹板钢筋台座各3个），3个内模拼装台座，并设置2台50t龙门吊机作为钢筋、内模整体吊装的起吊设备。

其中内模拼装台座和底腹板钢筋胎具并列布置。

2.桩基础设计

针对预制场箱梁预制、存放及运输施工方案特点，考虑到工程对基础的不均匀沉降较为敏感，基础沉降差异要求较严，结合岩土勘查报告所提供的地质资料及建议，并充分考虑到施工的可行性和施工工期要求，本工程拟定采用大直径人工挖孔桩基础，持力层选择中风化砂岩层。

挖孔桩主要设置在存梁台座、制梁台座及横移滑道下部结构的加固。

桩基平面布置图见图1（图示尺寸为mm）。

根据计算分析可知，桩端扩底直径的大小对桩承载力的提高起主要作用，因此，在满足承载力要求的情况下，按照经济、安全、实用的原则，挖孔桩基础采取如下桩型。

桩身直径为1.25m，扩高1.5m，扩底直径2.25m，桩长根据场地地质情况和计算要求不小于8m。

桩端进入持力层深度不小于1.5m。

如实际施工中遇到地层情况与岩土勘查报告不同，则应根据实际地层情况调整桩长。

桩径较大，为1.25m，根据规范要求按构造配筋。

截面配筋率为0.2％。

图1桩基平面布置图

3.制梁台座设计

一片32m预制箱梁重900t，刚模板重约100t及施工荷载的作用，制梁台座中间设3条条形基础（其中靠钢筋加工区一端条形基础在后期预制32m组合箱梁时拆除），外侧两个条形基础为L形梁，L形梁同时作为底模板的支撑及侧模移动及支撑轨道基础，条形基础下用Φ1.25m挖孔桩进行地基加固，各桩之间用系梁横向连接，每个制梁台座10根。

台座端部在箱梁张拉后作为箱梁支点，此处受力较大，因此在支座位置下部同样设置两根Φ1.25m挖孔桩。

距离台座端部2.6m处各设置一宽1.3m的空间作为箱梁横移滑道，以便箱梁横移时台车移到梁底，将箱梁顶起并移出制梁台座，横移滑道位置的确定满足图纸设计运输支点距梁端≤4m要求。

单个制梁台座占地32×13m，台座两侧各设置一台混凝土布料机的锚固座。

两台座间净距12m，作为汽车运输通道，以便混凝土搅拌车运行，同时作为内模脱模出运的通道。

设计台座间距时主要考虑内模拆除与张拉平行作业时互不影响的最小距离。

4.存梁台座设计

存梁台座共设置30个，根据箱梁初张拉后梁体混凝土强度和弹模达到100％且龄期不小于10天后方可进行终张拉、压浆、封端，压浆强度达到设计强度后方可架设，另外考虑各种季节影响等因素，则梁场的最少存梁台座数量为30个。

根据存梁台座设置数量及梁体的外形尺寸确定，存梁区270m×87m＝23490m2，为防止梁体在存放时发生不均匀沉降，存梁时采用四点支承的方式，在其四个支承点处各设一根直径为Φ1.25m挖孔桩，共120根。

桩长8～12m。

桩顶抄平，铺设橡胶支座，四个板式橡胶支座高差不得大于5mm，存梁时箱梁落于板式橡胶支座上。

在5#和6#存梁台座桩基之间设横系梁用作32m组合箱梁的存放，组合箱梁存放于横系梁上。

5.滑道系统设计

横移滑道全长93.275m，箱梁横移采用轨道梁上移梁的方式，横移轨道梁下采用Φ1.25m挖孔桩基础，桩间距7m，共156根。

轨道梁采用2m×1.3m矩形截面型式，C30普通钢筋混凝土结构，横移轨道顶面预埋钢板，上铺U80钢轨。

由于预制场纵坡为6‰，因此各台座横移滑道成对按台阶式布置。

每对滑道间高差0.27m递增。

6#台座滑道顶面标高±0.00m，1#台座横移滑道顶面标高＋1.34m。

横移滑道与900t龙门吊轨道交接处900t龙门吊轨道断开，龙门吊通过时采用轨道下加垫钢板通过，箱梁横移时轨道断开方式。

6.外模移动轨道设计

由于两个台座共用一套外侧模，因此外侧模必须能在两台座间移动。

但是由于两台座间有0.27m高差，轨道若采用坡度，对侧模移动有一定影响。

设计时根据台座高差及支垫高度进行了综合考虑。

外侧模移动轨道在共用模板的两台座之间以标高较高台座为统一的外侧模移动轨道标高，低台座部分外侧模轨道适当加高与高端台座相平。

模板从低端台座移动到高端台座时需要进行两次千斤顶提升，高端台座支垫高度自轨顶起为460mm，低端台座支垫高度自轨顶起为200m。

移动方案示意图见图2（图示尺寸为mm）。

图2侧模移动示意图

7.钢筋胎具设计

在固定的钢筋绑扎台座上绑扎钢筋，可以设置钢筋绑扎胎具，保证钢筋绑扎定位准确。

钢筋绑扎胎具优点如下：

1）方便安装预应力管道，使预应力管道位置偏差较容易控制。

2）减少钢筋、波纹管搬运距离，减轻工人劳动强度；提高钢筋成品的成型工效，保证制梁周期的时间要求。

3）避免污染制梁台座模板。

对梁体的外观质量有很大的提高。

4）钢筋的施工地点相对固定，避免各工序之间的相互干扰，方便钢筋的绑扎焊接工作，且使钢筋间距准确，定位牢固。

为了保证施工进度及钢筋的绑扎质量，底腹板钢筋及顶板钢筋均在钢筋胎具上绑扎，采用绑扎胎具进行绑扎，能使钢筋绑扎、侧模拼装及内模拼装平行施工。

用两台50t龙门吊整体吊装入模的施工方案。

底腹板钢筋胎具及顶板钢筋胎具时间占用较长，为提高工效保证施工质量，均采用专用胎具绑扎，底腹板钢筋胎具图和顶板钢筋胎具图见图3和图4（图示尺寸为mm）。

，每两个制梁台座配备顶板钢筋胎具及底腹板钢筋胎具各一套。

从而大大节省了绑扎钢筋占用制梁台座的时间。

预制场底腹板钢筋胎具3套，顶板钢筋胎具3套。

底腹板钢筋胎具及顶板钢筋胎具要求施工制作细致准确，确保钢筋整体吊装入模后能满足各项规范及设计要求。

图3底腹板钢筋绑扎胎具

图4顶板钢筋绑扎胎具

8.拌和站设计

考虑每孔箱梁混凝土量为315.2m3，整孔箱梁要求在6h内浇筑完成。

预制场设置两套90m3/h的搅拌系统，满足箱梁混凝土浇筑要求。

三、结束语

箱梁在预制场集中预制方案在杭州湾大桥的建设施工中成功运用后，箱梁预制场集中预制工厂化方案得到了肯定。

目前国内铁路客运专线的建设规模在逐步加大，32m铁路箱梁预制场集中预制也在急剧发展，集中预制的优越性也在实施中不断的发展和提高。

箱梁预制在制运架一体化方案中是至关重要的一个环节，预制场的施工方案的选择直接关系到箱梁的预制质量及预制进度，因此预制场的预制方案设计研究在箱梁预制中尤其重要。