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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流大吨位客运专线铁路预制箱梁横移运输与装车施工技术_pdf.精品文档.大吨位客运专线铁路预制箱梁横移运输与装车施工技术_pdf 大吨位客运专线铁路预制箱梁横移运输与装车施工技术 摘要:客运专线铁路32m单线预制箱梁长3216m,宽814m,高310m,梁质量约600t。如何安全便捷地移运、装卸大吨位的铁路箱梁,成为建设者们必须面对的问题。结合合武客运专线铁路湖北段黄陂分梁场工程实例,简要介绍预制箱梁采用轮轨式横移运输的工艺,着重阐述滑道式横移装车的方案设想、施工设计、滑移装车工艺以及摩擦材料、施工要点等;同时,还与原提梁门吊装车法进行经济比较。
2、 常用跨度预应力混凝土简支箱梁1 。按照中铁工程设计咨询集团公司设计的通桥(2005)22112时速250km预应力混凝土简支单线箱梁图纸,预制梁全长3216m,顶宽814m,底宽318m,梁高310m,总质量约600t。如此大吨位的客运专线铁路箱梁,如何安全、便 捷而又经济地进行箱梁的移运和装卸,成为铁路建设者们必须面对的问题。 笔者结合合武客运专线铁路湖北段黄陂分梁场工程实例,简要介绍预制箱梁采用轮轨式横移运输的工艺,着重对滑道式横移装车的方案设想、施工设计、滑移装车工艺以及摩擦材料、施工要点等进行阐述,同时与原提梁门吊装车方案进行经济比较。1工程概述 合(肥)武(汉)客运专线铁路湖北段标
3、段黄陂分梁场位于武汉市黄陂区,占地面积约120亩(1亩= 010667hm2 ),共需预制600t单线箱梁523片,计划工期18个月。黄陂分梁场设有8个制梁台座,呈一字形布置,每个制梁台座一侧按111布置存梁台座。梁场基准面010绝对高程为4518m,存梁台座(其中11号存梁台座兼作滑道)顶高程为+11205m,装车发运区顶高程为-11200m,运梁台车弓背高度21250m(低位高度,可自身顶升调节高度)。黄陂分梁场平面布置见图1。 黄陂分梁场预制箱梁采用轮轨式横移进行场内运条轨道长约110m。箱梁装车原方案为2台300t提梁 门吊装车,后改为横移法装车方案。新方案未设提梁吊机,而是巧妙利用高
4、低差,至-112m,11号存梁台座(兼作滑道)顶面基本相平,的钢横移梁,将大吨位的箱。 图1黄陂分梁场平面布置示意(单位:m) 2轮轨式横移运输 箱梁经初张拉后,即可从制梁台座横移至111 号存梁台座进行后续终张拉、压浆、封端等工序,箱梁在场内运输采用轮轨式横移法。它主要是利用2台移梁台车在钢轨上走行,通过顶升、横移、落梁等步骤,完成箱梁的场内运输作业。211移梁台车 移梁台车主要由两轴四轮台车组、车架总成、液压系统、操作系统、联接系、夹轨器等组成。其中液压系统包括400t单作用液压千斤顶(HSL4006型,行程150mm),30t的双作用液压顶推顶(CDA21M系列,行程112m)。移梁台车
5、工作方式采用四点支撑三点平衡系统,即将其中一端的2个油泵串联。移梁台车及600t单线箱梁见图2。 图2移梁台车及600t单线箱梁示意(单位:m) 212横移运输步骤(1)准备工作:横移前作好准备工作,如校核轨距及高程,检查轨道基础是否牢固等;将4个存梁墩柱顶用砂浆找平,相对高差控制在2mm以内2;将存梁墩柱、梁体及台车的支撑点画十字线,以便精确对中。 (2)顶升:开动油泵,由专职指挥员发令,同步顶升箱梁,使箱梁底离开底模的高度约70mm。顶升过程中,4台顶顶升速度、梁底高程应保持一致,一次顶升2cm,待4台顶同时顶升2cm时再一次启动油泵,顶升2cm,如此反复直至将箱梁顶升至要求高度。 (3)
6、横移:箱梁顶升到规定高度后,由专职指挥员发令,启动横移油顶,台车组驮运箱梁向存梁台座方向移动。梁体横向移动时,两端应保持同步,前后距离相差50mm。每次横移50cm,。 (4)落梁:,梁速度,。移梁台车油顶回油,。 213操作要点 (1)存梁墩柱高程偏差不能超过2mm,4股轨道高程偏差控制在2mm以内,轨距偏差控制在10mm以内。 (2)移梁过程中,台车顶升、回油和运行速度必须严格一致。 (3)移梁时密切监视横移梁预埋件工作状况,防止预埋件下沉变形。箱梁存放至存梁墩柱后注意观测沉降位移,以及存梁柱混凝土有无开裂。 (4)箱梁需要通过液压油缸支撑超过015h以上,须将机械锁紧螺母锁紧。工作过程中
7、如发现有液压油泄漏现象,需要将整个系统紧急停止,并将机械锁紧螺母锁紧,待故障排除后才能继续移梁。 3滑道式横移装车 黄陂分梁场箱梁装车未使用提梁吊机,而是直接通过滑道,将箱梁从11号存梁台座横移至运梁台车上方,完成装车任务。此方案从最初设想到设计、实施以及实施过程中不断摸索和改进,历经了许多波折,凝聚了建设者们的大量心血和智慧,并取得了丰富而宝贵的施工经验。 311方案设想 由中铁大桥局承建的合武客运专线铁路湖北段标工程主要包括“三桥两场”,其中“两场”指黄陂梁场和黄陂分梁场。黄陂梁场共有187孔双线箱梁和19孔单线箱梁,场内运输存梁也采用移梁台车,并采用2台450t自拼式提梁门吊装车。按照总
8、体工期计划,黄陂梁场在2007年7月上旬完成制梁任务,8月初完成架梁任务,而黄陂分梁场需在2007年1月份开始制梁,2007年5月份开始架梁,故2个梁场制、架梁的时间存在交叉,即黄陂分梁场不能倒用黄陂梁场的提梁门吊设备。在最初的施工方案中,黄陂分梁场计划投入2台300t自拼式提梁门吊,后来考虑到门吊拼装工期较长,加之使用大型提梁设备存在一定的安全风险,更主要的是原方案需要一次投入大量的资金,因此,黄陂分梁场仍采用提梁门吊装车的方案不太理想。经反复酝酿和精密思考,一个新的设想应运而生:即不使用提梁门吊,移到运梁台车上,设计者们结合箱梁、台座、,多次比选,最终采用如下方案:-112m,以使运梁台车
9、顶与11号存梁台座顶高程基本相平;在11号存梁台座端部与装车发运区之间搭设钢横梁作为滑道,利用顶推滑移的方式将箱梁横移至运梁台车上;最后通过运梁台车自身能顶升的特点,将钢横梁抽出,完成装车任务。此方案后经实践证明,是十分可行的,不但安全、便捷,而且费用也很低。图3为滑移装车施工照片 。图3滑道式横移法装车施工照片312施工设计31211基础及滑道(1)钢筋混凝土滑道梁场11号存梁台座兼作钢筋混凝土横移滑道,其基础结构采用<110m挖孔桩,上部结构为跨度L=3m,总长1115m的钢筋混凝土连续凸形梁,梁高2196m,梁底宽2160m,顶宽0155m。钢筋混凝土滑道顶面设有预埋角钢,滑道面板
10、采用=25mm、宽440mm的Q235钢板,两边间隔800mm开有80mm100mm的顶推坑(槽口),槽口上面三边磨成R=10mm倒角;面板顶面铺设=4mm、宽250mm的普通不锈钢板。Q235钢板与预埋角钢之间、不锈钢板与Q235钢板之间均采用间断焊,焊缝大小和焊条类型满足设计要求。(2)钢横梁滑道11号存梁台座与装车发运区之间设钢横梁作为滑道。钢横梁一端支承在11号台座端部,另一端通过活动立柱支承于桩基承台上。钢横梁由=28mm的 Q235钢板组拼而成,横梁宽550mm、高515mm,长4169m,跨中设有5mm的预拱度。钢横梁顶部铺设 =4mm、宽400mm的普通不锈钢板,两者间仍采用间
11、断焊连接。 (3)滑道技术要求 为减少摩擦阻力,滑道必须保持平整,且无突变点,在3m范围内高差不得超过2mm;Q235钢板材质 应符合普通碳素钢结构技术条件 (GB70088),结构用钢均应有出厂合格证,手工焊条应符合碳钢焊 条 (GB5117)的规定,焊条型号应与母材强度相适应;所有焊接构件的焊缝表面不得有裂纹、焊瘤、气泡等缺陷,主受力构件的焊接质量必须达到二级焊缝标 准。 =25mm钢板铺设时,钢板与预埋的角钢之间为间断焊,焊缝间隔为20cm,焊缝长度于6mm。 ,泥找平,25mm厚钢板,如间隙 较大时采用钢板表面钻孔,钢板下压浆处理箱梁滑道3 。=4mm不锈钢板与Q235钢板之间焊缝为间
12、断焊,焊接时必须采用不锈钢焊条,焊缝间隔为20cm,焊缝长度4cm,焊高2mm。 31212滑靴及顶推架 箱梁与滑道间共设4个支承点,每个支承点设置400mm450mm的钢滑靴1个,滑靴下安装高分子聚合物滑板(摩擦材料)。箱梁横向滑移动力采用2台75t带止推钩的水平顶推顶,并依靠止推钩钩于横移滑道上的钩槽内,为千斤顶提供顶推反力。313滑移装车工艺 箱梁滑移装车工艺流程如图4所示 (1)准备工作 用移梁台车将箱梁横移至11号存梁台座,备好滑靴、支座,检查其他机具和设备是否正常工作。首次滑移时,须在横移滑道上每10cm刻画标尺,以便两端横移时能保持相对位置。 (2)顶推系统、运梁台车及钢横梁就位
13、用移梁台车起顶箱梁,安装顶推系统。在此过程中,同时将活动立柱、运梁台车及钢横梁安装就位(图5) 图5移顶推系统、运梁台车及钢横梁就位(单位:mm) (3)顶推滑移 两端同步开启油泵,同步顶推箱梁(顶推速度011m/min)。每顶推一个油顶行程,须回油,将止推钩钩于下一个槽口内。如此反复顶推,直到箱梁准确落到运梁台车上方(图6) 图6箱梁顶推就位于运梁台车上(单位:mm) (4)顶梁并拆除钢横梁 箱梁准确横移到运梁台车上方后,将运梁台车顶起约20cm,使箱梁全部落在运梁台车上,完成装车。此时,可用导链将钢横梁纵向拉出,并用吊机吊离台车。最后借助支架及8t汽车吊安装支座。314摩擦材料 安装于滑靴
14、底的滑板材料最初选择的是不锈钢,但在滑移过程中,由于摩擦系数接近013,而且因摩擦力很大,面板不锈钢曾出现过起拱的现象,为此,必须选用新的摩擦材料。 后经咨询,并与武汉市工程塑料有限公司共同研 究,先后采用过纯料四氟板、改性四氟板、改性MC(MGE)板等3种材料,但在试用过程中发现,前两种材料承压力偏小、磨耗大、使用次数少,故最终选定第3种即改性MC(MGE)板作为滑板摩擦材料。 MGE高分子摩擦材料是以乙内酰胺为基础材料,加上经特殊处理的固态油脂等改性辅料,在强碱性环境下制造而成的均质聚合物,它既有较高的承载力(抗压强度大于40MPa),又有较好的塑性。表1为几种摩擦材料的抗压强度、实际摩擦
15、系数及使用次数统计。 表1抗压强度、实际摩擦系数及使用次数统计 摩擦材料抗压强度静摩擦系数动摩擦系数实际使用次数 纯料四氟板12010420103035改性四氟板15010660115MGE板4001140315施工要点 (1)运梁台车、钢横梁必须就位准确, 钢横梁与11号滑道接缝处高低差小于015mm。 (2)在滑道上放永久性中心线,便于滑靴安装及移梁过程中随时查看滑靴中心线偏位情况。 (3)在滑道两侧放刻度线。用红油漆间隔011m放出刻度线,并标明数值,以便移动过程中观测两端是否同步。 (4)在横移完成后应及时清理滑道钢板,使滑道保持整洁干燥,并覆盖滑道。 (5)横移过程中因故(如75t千
16、斤顶漏油、滑板磨损等)无法继续滑移,需要反推回位,排除故障后重新进行移梁工作。4成本分析 采用滑移法装车技术,省去了龙门吊的走行轨道桩基础、轨道梁,以及走行钢轨,故土建部分能节省不 少费用。为便于经济比较,本文仅统计梁场最后一个存梁台座到装车发运区内的土建工程量(不考虑场地硬化)。黄陂梁场和黄陂分梁场装车发运区内的土建工程费用计算见表2、表3。 表2黄陂梁场装车发运区土建工程费用 项目数量 综合单价/元费用/万元 备注 桩基混凝土/m 3 4715596281101C30 桩基钢筋/t 26511 377199197、级 轨道梁混凝土/m 3 110246250191C30 轨道梁钢筋/t65
17、13380124182、级预埋铁件/t8125034411343kg/m钢轨/t 3214527111195 摊销70%合计 /万元 472179 直接费 除了土建部分以外,采用滑移法装车施工技术,省去了大型门吊的费用,根据定额测算,黄陂分梁场每孔 箱梁装车成本分析见表4。 表3黄陂分梁场装车发运区土建基础工程费用 项目数量 综合单价/元费用/万元 备注 桩基混凝土/m 3 1987572113166C30 桩基钢筋/t 15018 377156187、级 轨道梁混凝土/m 3 5131946223174C30 轨道梁钢筋/t3715380114125、级预埋铁件/t818 50344143
18、合计/万元 212195 直接费 表4黄陂分梁场每孔梁滑移装车成本分析 类别数量 单价/元 费用/元 备注 人工/d 4117301258t汽车吊/台班0125419105钢结构/项1/523272000364摊销费摩擦材料/项 1/52313520 26摊销费 合计 /元 620 注:11钢结构按总价值的70%计摊销,主要包括滑道Q235钢板、不锈钢板、钢横梁、滑靴、活动立柱、顶推系统等,其中钢结构加工含材料费按7200元/计t算;21摩擦材料按总价值的100%计摊销,单块MGE板使用次数按40孔计,共需要13套52块,共计260元/块52块= 13520元。 从上述表2表4可以看出,如果采
19、用原提梁门吊装车方案,比照黄陂梁场投入的2台450t提梁门吊 费用(2台共18215万元),不考虑零星材料、小型机具费用,同时假设土建费用单线梁为双线梁的70%折算,则原方案费用(472179+18215)70%=459万元,新方案费用212195+01062523=245万元,故节省投资214万元。5结语 (1) 大吨位预制箱梁运输采用横移法存梁和装 车,不但安全可靠,而且还省去了大型的起吊设备,可节省成本,经济效益可观。 (2)选择横移方案运输或装车,应严格控制土建工程和钢结构的施工质量,并在横移过程中,严格遵守操作规程,以策安全。 (3)滑移工艺中滑板材料须选择抗压强度高、耐磨性好、摩擦系数相对较低的高分子材料(如MGE板),以降低成本。 (4)横移法的不足之处是顶推速度较慢,工效较低,如果能对顶推系统加以改进,相信大吨位的预制箱梁采用横移法运输与装车的工艺将有广阔的应用前景。参考文献: 1夏建中.客运专线铁路预应力混凝土箱支箱梁通用参考图简介 J.铁道标准设计,2006(11). 2TZ2132005,客运专线铁路桥梁工程施工技术指南S.3沈阳云,郑机,等.东海大桥2000t箱梁滑移运输工艺研究 J.铁道工程学报,2005(4). 15