梁场设计布置与施工

铁路客运专线箱梁移运控制标准严格，无法通过铁路或公路远距离运输，不能采用传统意义上的“工厂集中预制，铁路运输到桥位架设”的方法，因此须在客运专线现场建立大量的客运专线桥梁梁场。背景梁场规划设计的主要内容：一、梁场的功能分区二、梁场的规划与设计三、梁场的人力资源配置四、预制梁工艺一、梁场功能分区1.保障区2.制梁区3.存梁区4.提梁上桥区（装车区）5.生活办公区梁场的组成1、保障区实现梁场各种材料、物资、电力、水、蒸汽等的保障和供给功能。保障区主要由砂石料场、钢筋存放加工区、工程试验室、变电所、混凝土搅拌站、锅炉房、仓库、水站等组成。梁场的组成搅拌站区域砂石料清洗区域梁场的组成2、制梁区在制梁区主要内实现预应力混凝土梁的预制和初张拉等功能。制梁区主要包含钢筋绑扎台座、模型准备台座、制梁台座、门吊轨道基础等土建结构物。梁场的组成制梁台座区域钢筋绑扎台座区域梁场的组成3、存梁区存梁区主要实现预应力混凝土梁的养生、终张拉、压浆、封锚、存储、检测等功能，必要时可实现支座安装和混凝土梁防水层、保护层等功能，部分梁场存梁区在经过特殊规划和设计后可实现架桥机调头功能。存梁区一般由存梁台位、静载试验台座、横移滑道、轮胎式搬梁机通道（轮轨式搬梁机轨道基础）、轮胎式搬梁机变向区（轮轨式搬梁机变向区）等组成。梁场的组成存梁区域1存梁区域2梁场的组成4、提梁上桥区（装车区）在提梁上桥区（装车区）主要实现预应力混凝土梁上桥、装车功能，部分梁场提梁上桥区在经过特殊规划与设计后可实现架桥机安装、拆除、调头等功能。提梁上桥区包含提梁台座、提梁机轨道基础或运梁通道等土建结构物。梁场的组成装车区域1装车区域2梁场的组成5、生活办公区主要实现为场区工作人员提供生活、办公场所功能。生活办公区宜具有自己独立的水电保障体系。梁场的组成工人生活区项目部人员办公生活区二、梁场的规划设计梁场规划:一般应包括梁场选址、梁场关键参数（制梁台座数量、存梁台位数量等）确定、梁场主要大型设备配置、梁场总体平面布置等内容。施工设计:主要包括土建结构物设计、电力规划、给水输水规划、雨污排水规划以及热力规划等内容。规划设计的主要内容（一）梁场规划1、选址原则●永临结合●征地拆迁及复垦量少●供梁距离短●交通方便●梁场宜选择在地质状况好、地基处理工程量小的地基上●梁场选址应考虑防洪、排涝和防凌等要求，以确保施工安全2、制梁台座数量确定梁场最少制梁台座数量n＝K×η（个）其中：K-单台座制梁周期（天/榀），外侧模固定式台座可取5，外侧模移动式台座可取5.5η-按计划确定的梁场一天预制混凝土梁的数量（榀/天）根据K和T可确定梁场最少制梁台座的数量。如梁场计划一天预制混凝土梁2榀，则采用固定式外模的梁场最少制梁台座数量可设置为n＝T×η＝5×2＝10个，同理移动式外模的梁场可设置11个。梁场规划3、存梁台位数量确定梁场最少存梁台位数量M＝T×η（个）其中：T-混凝土梁在存梁台位上最少存放时间（天），可取为38天η-按计划确定的梁场一天预制混凝土梁的数量（榀/天）根据η和T可确定梁场最少存梁台位的数量。如梁场计划一天预制混凝土梁2榀，则梁场的最少存梁台位数量M＝T×η＝38×2＝76个。梁场规划4、搬移梁方式梁场搬移梁方式可分为移梁小车横移搬梁法和提梁机提吊搬移梁法，两种搬移方法各有优缺点，各有其适用范围，在梁场规划中应根据工程条件合理选用。梁场规划（1）移梁小车横移法移梁优点：移梁小车体积小，重量轻，一次性投入的机械设备费用少。缺点：移梁小车轨道基础数量大，每个制梁台座必须设置两条移梁小车轨道基础，轨道基础及地基处理费用高；操作麻烦，每移走架设一榀混凝土梁，同列中的其它混凝土梁均要相应挪动一次；移梁存在相对较多技术风险，按制梁技术条件要求，混凝土梁移动时四个支点必须共面，其误差不得大于2mm，采用移梁小车因受多方面因素影响，实现移梁技术要求相对难度较大，另外，采用移梁小车移梁不能省去装车提梁机。梁场规划梁场规划移梁小车移梁小车移梁梁场规划（2）搬梁机（提梁机）搬梁搬梁机按走行方式可分轮胎式和轮轨式两种。提梁机均为轮轨式，一般特指2×450T轮轨式门式起重机。优点：通道（轨道基础）数量少；采用四点起吊三点平衡技术，易满足混凝土梁移动的技术要求；操作方便，一般情况下一个梁场配置一套搬梁机(提梁机）即可；台座的排列方式灵活。缺点：一次性投入的机械设备费用较高。梁场规划900t轮胎式搬梁机搬梁900t轮轨式搬梁机搬梁梁场规划2×450t提梁机搬梁（不可变向）2×450t提梁机搬梁（可变向）梁场规划国内客运专线的梁场出梁方式和设备情况是：大多数梁场采用搬梁机（提梁机）出梁，由于地基处理费用较高及工效问题，少数生产任务较少的梁场采用移梁小车出梁。梁场规划5、存梁方式存梁方式主要有单层存梁、双层存梁两种形式。若采用搬梁机搬梁，两种存梁形式均可采用；若采用移梁小车方式移梁只可选择单层存梁形式。梁场规划单层存梁双层存梁梁场规划6、梁场总体平面布置梁场的总体布置取决与制梁台座和存梁台位的布置。总的来说，制梁台座有两种布置形式：纵列式和横列式。横列式布置梁场是指搬移梁时混凝土梁移动方向与混凝土梁纵向垂直布置的梁场。纵列式布置梁场是指搬移梁时混凝土梁移动方向与混凝土梁纵向平行布置的梁场。每一种布置方式中，多个台座的具体排列方式主要取决于箱梁搬出台座的方式和设备。目前，出梁方式有两种：搬梁机出梁和移梁小车出梁，搬梁机又分轮胎式的和轮轨式的两种。梁场规划（1）采用移梁小车出梁时采用移梁小车出梁时，梁场的平面布置一般采用横列式，如下图所示。特点：台座呈“一”字形单列布置，初张拉箱梁后，拆除一侧外侧模，由移梁小车将箱梁从台座上顶起并横移至存梁台位上，但箱梁装车需另配提梁机。梁场的基本平面布置一采用移梁小车出梁时，梁场的平面布置图梁场规划（2）采用900T轮轨式提梁机采用900t轮轨式搬梁机时，梁场一般采用横列式，梁场的平面布置如下图所示。特点：台座可单列、双列及更多列布置（图中为双列），初张拉箱梁后，900t轮轨式搬梁机纵跨制梁台座，将箱梁直接提吊出台，并存放到存梁台位上。提吊不同台座中的箱梁时，轮轨式搬梁机需要横移变轨。梁场的基本平面布置二采用900T轮轨式搬梁机的梁场布置梁场规划（3）采用900T轮胎式搬梁机采用900t轮胎搬梁机时，梁场一般采用横列式，梁场的平面布置如下图。特点：台座可单列、双列及更多列布置（图中为双列），初张拉箱梁后，900t轮胎式搬梁机纵跨制梁台座，将箱梁直接提吊出台，并存放到存梁台位上。提吊不同台座中的箱梁时，搬梁机需要变向。梁场的基本平面布置三采用900T轮胎式搬梁机的梁场布置梁场规划（4）采用2×450t轮轨龙门吊机时采用2×450t轮轨龙门吊机时，梁场一般采用纵列式，梁场的平面布置如下图所示。特点：台座一般双列布置，两台450t轮轨式提梁机横跨两列制梁台座，将箱梁直接提吊出台，并存放到存梁台位上。梁场的基本平面布置四采用450T提梁机的梁场布置（二）梁场施工设计梁场重要结构物：主要包含制梁台座、存梁台位、移梁小车轨道基础、搬梁机走行轨道基础、提梁机走行轨道基础、拌和站基础、静载试验台座等。梁场一般结构物：主要包含钢筋绑扎台座、模型准备台座、料棚、生活用房等。1、施工设计的主要内容施工设计1.制梁区制梁台座设计分类：根据上部结构的不同，制梁台座可分为格构式制梁台座和墙式制梁台座等；根据下部基础的不同，制梁台座可分为桩基础制梁台座和筏板基础制梁台座等。基本要求：制梁台座地基基础设计为变形控制设计，应同时满足承载力计算和地基变形规定，箱梁四支座处沉降差不宜超过2mm。施工设计墙式制梁台座格构式制梁台座施工设计2.存梁区土建结构物设计（1）存梁台位：分类：按下部基础的不同，存梁台位可分为无筋扩展基础存梁台位、柱下条形基础存梁台位、桩基础存梁台位、筏板基础存梁台位等。基本要求：基本要求：存梁台座地基基础为变形控制设计，应同时满足承载力计算和地基变形规定，箱梁四支座下台座基础沉降差不宜超过2mm。施工设计无筋扩展基础存梁台位桩基础存梁台位施工设计（2）轮轨式搬梁机轨道基础：组成和分类：轮轨式搬梁机轨道基础一般由重载走行轨道基础、空载变轨轨道基础和变轨平交处轨道基础组成。根据下部基础的不同，轮轨式搬梁机轨道基础可分为桩基础搬梁机轨道基础、墙下条基搬梁机轨道基础和筏基搬梁机轨道基础等。基本要求：轮轨式搬梁机轨道基础结构设计按正常使用极限状态进行设计，需进行承载力及稳定、变形计算。轮轨式搬梁机轨道基础自身结构变形应满足轮轨式搬梁机设备走行对轨道基础的要求。施工设计轮轨式搬梁机轨道基础1轮轨式搬梁机轨道基础2施工设计（3）轮胎式搬梁机走行通道：组成：轮胎式搬梁机走行通道一般由纵向走行通道区域和横向转向区域两部分组成，一般可采用混凝土路面或者级配碎石路面，一般采用混凝土路面。基本要求：轮胎式搬梁机走行通道应满足轮胎式搬梁机提梁、走行移运梁、转向、落梁等各种工况与荷载要求，对不满足要求的走行通道应进行相应的地基处理，地基处理标准应结合轮胎式搬梁机荷载对地基的承载力和地基变形参数要求进行处理。施工设计混凝土路面搬梁机通道级配碎石路面搬梁机通道施工设计（4）静载试验台座：分类：根据静载试验装置的不同，静载试验台座分为自平衡式静载试验台座和重力式静载试验台座。静载试验台座宜优先采用自平衡反力架式形式，对于条件特殊的梁场，在确有技术保证的前提下，可采用重力反力式静载试验台座等。基本要求：静载试验台座基础设计为变形控制设计，应同时满足承载力计算和地基变形规定,箱梁四支座下台座处沉降差不宜超过2mm。施工设计静载试验台座1静载试验台座2施工设计3.提梁上桥区（装车区）土建结构物设计（1）提梁机轨道基础分类：根据下部基础的不同，提梁机轨道基础分为桩基础轨道基础、墙下条基轨道基础和筏基轨道基础等。基本要求：提梁机轨道基础设计为变形控制设计，应同时满足承载力计算和地基变形规定。提梁机轨道基础的各种沉降应小于提梁机对轨道基础的容许沉降值要求。施工设计提梁机轨道基础1提梁机轨道基础2（2）场内运梁通道基本要求：场内运梁通道应满足运梁车喂梁、运梁等各种工况与荷载要求，对满足不了要求的运梁通道应进行相应的地基处理，以满足轮胎式运梁车喂梁、运梁等各种工况与荷载要求。施工设计施工设计运梁通道1运梁通道24、预制箱梁工装设计（1）主要工装配置模板钢筋绑扎胎卡具钢筋吊装胎架张拉设备吊装胎架预应力筋定位网制作胎卡具配件加工胎卡具施工设计施工设计●模板根据预制混凝土梁模板位置的不同，客专箱型梁模板由底模、侧模、内模和端模四部分组成。根据梁场规划、制梁工艺的要求，箱型梁外模有固定式和轨道上整体拖拉两种形式；对箱型梁内模宜选用自动液压式内模，整体拼装，整体进出；在内模外应设置内模存放台座。施工设计内模外模施工设计●钢筋绑扎胎卡具钢筋绑扎胎具应设计简单，强度、刚度、尺寸保证钢筋绑扎误差符合规范要求，便于施工操作，不影响钢筋整体吊装。施工设计顶板钢筋绑扎胎卡具底腹板钢筋绑扎胎卡具施工设计●配件加工胎卡具配件胎卡具主要包括预埋在梁体上的支座板、防落梁板、梁端伸缩缝预埋件、电气化支柱预埋件、横向连接件、人行道支架预埋件等。施工设计5、生产设备配置设计（1）混凝土施工设备●混凝土搅拌站搅拌站应采用强制式搅拌机，具备满足单榀箱梁浇筑时间不超过6h的生产能力。宜配备2台搅拌机，互为备用，以确保混凝土浇筑的连续性。施工设计●运输设备当较长距离混凝土运输时（通常超过100m），宜采用混凝土搅拌运输车运输；近距离（小于100m）混凝土运输时，宜采用混凝土泵运输。混凝土泵的运输能力应与搅拌机械的供应能力相适应。混凝土泵的型号可根据工程情况、最大泵送距离、最大输出量等选定。优先选用泵送能力强的大型泵送设备。混凝土布料设备有汽车泵和布料机，设备型号应根据最大布料距离来选定。施工设计搅拌站混凝土输送泵和布料机施工设计●振捣设备梁体混凝土振捣主要采用插入式振捣器、附着式振捣器、振动式桥式结构振捣器。●养护设备梁体混凝土养护分前期在制梁台座上的蒸汽养护和移出台座后的后期自然养护。