900t客运专线箱梁梁场总体布置和结构设计

900t客运专线箱梁梁场总体布置和结构设计

郑大运

摘 要：900t客运专线箱梁是一种新型现场预制梁，与以前的预制梁比较，有体积大、自重重和施工技术要求高的特点。本文结合黄陂制梁场成功例子，阐述了大型预制梁总体布置和临时结构设计，为类似桥梁的预制提供借鉴。 关键词：900t箱型梁 梁场布置 结构设计

中图分类号：U757 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2007）05-0115-03

一、梁场总体布置与设想 1．梁场布置原则与设想

（1）梁场布置要紧凑合理，不仅要按照制梁工艺进行设计，还要兼顾箱梁的静载试验、提运架设备安装和拆运。同时要使交通便利，供水、供电、供汽、防火和防洪尽量合理，并注意环保。

（2）根据制梁施工工艺和移梁、运梁工序要求，合理布置生产区、存梁区材料堆放区和运梁便线，结合工期要求、制梁数量，设置制梁台座、存梁台位和混凝土搅拌站位置及砂石料仓的大小。

（3）根据箱梁制造程序和工艺要求，制梁场有横列式和纵列式两种布置形式。

纵列式梁场优缺点：起吊、移运梁充分利用机械设备，其生产效率高。缺点是起吊设备庞大，移梁轨道长，占地面积较大，要充分考虑交通道路和供水等因素。横列式梁场优缺点：占地面积较小，存梁多，存梁区集中，便于箱梁移离制梁台座后的后续工序施工，轨道工程量也较小。

（4）黄陂制梁场建场比合武其他梁场晚整整6个月，成为全线三大控制性工程，且生产的箱梁型号多、重量大。在进行梁场布置时，既要考虑节约生产成本，又要考虑台座兼用，还要考虑架梁顺序（由于箱梁顶预埋接触网钢柱的不同，箱梁相互之间不能倒用）和工艺要求。

（5）根据JQ900型架桥机架日架梁1～1.5孔，每孔箱梁占用台位时间为5～6天，箱梁从浇筑到出场时间不少于30天，进行制梁台座和存梁台位数量的确定。

2．梁场总体布置

黄陂制梁场为横列式梁场，整个梁场分为四个区，即混凝土拌合区、制梁区、横移存梁区及箱梁发运区。梁场总体流程如下：在制梁台座初张拉后，用900t移梁台车横移至存梁台位，在存梁台位上完成终张拉、压浆和封端等后续工作，最后用2台MGH450t门式提梁起重机进行装车发运。

在生产区布置制梁台座8个，内模拼装台位4个，箱梁底腹板和桥面板钢筋绑扎胎位个4个以及钢筋加工车间4个及锅炉房座。8个制梁台座与线路平行一字排开，每2个台座共用1套钢模板、1套钢筋绑扎胎位和1个钢筋加工车间。

在制梁台座靠线路一侧布置存梁台位，每个制梁台座对应布置6个双线（或10个单线）箱梁存梁台位，另一侧对应布置钢筋绑扎胎模具和内模拼装台位。8个制梁台座中，1＃至6＃制梁台座先预制32m的双线箱梁，其中1＃制梁台位还需能兼制24m的双线箱梁，7＃和8＃台座为32m单线箱梁台座。设计生产能力40孔/月。

为了便于梁体钢筋、桥面钢筋及内模的整体吊装，在制梁区投入4台40t /32m跨门吊。在箱梁发运区投入2台450t门式提梁起重机，用于箱梁装车发运。混凝土搅拌站和砂石料存放区设在制梁区的外侧，混凝土采用输送泵运送，砂石料搅拌站设有2台110m3/h和2台HZS120搅拌机，可存放砂石料10000m3。从实施效果场占地面积4500m2，

上看，满足每5～6h灌筑一孔箱梁的能力。梁场长340m，宽280m，占地70826m2，约合106亩。梁场水电汽：梁场配备1台800KVA变压器和1台250KW发电机。梁场用水采用黄陂区的自来水。梁场均设生产用储水池一个，并配备无塔供水器。箱梁蒸汽养护配备1台4t/h锅炉。进场道路及场区道路：进场道路宽7m，场内施工道路与进场施工便道相连，进场道路和木兰大道相接，交通十分方便。施工道路考虑有大型机械通过，其路面宽设为5～10m。

二、梁场结构设计 1．梁场结构概况

制梁台座是箱梁预制的重要设施，从模板安装、钢筋吊装、混凝土灌筑到预初张拉的施工工序均在制梁台座上完成。为了保证箱梁施工质量，制梁台座须具有必要的刚度和稳定性，施工过程中要求不均匀沉降不得大于2mm。

制梁台座、存梁台位、移梁轨道及提梁机轨道的基础，应根据实际地质钻探资料，确定地基加固型式。挖方范围1＃、7＃和8＃制梁台座、移梁轨道采用钢筋混凝土扩大基础，其余台座采用人工挖孔桩基础。制梁台座两端和移梁轨道，当风化岩顶面距离基底不超过2m（可以碎石或低标号混凝土换填）时，采用扩大基础。设计时注意尽量避免同一台位的两端采用不同的基础形式，以免引起台位不均匀沉降超标。制梁台座和存梁台位相对标高，设计时根据移梁台车高度、安装蒸汽管道和施工操作方便等等综合考虑确定。

收稿日期：2007-3-26

作者简介：郑大运 男（1970-） 中铁大桥局股份有限公司武汉分公司 工程师 （430050）

116 中 国 水 运 第5卷 2．制梁台座

（1）技术要求：制梁台座设计关键要求地基不均匀沉降和底模变形之和不大于2mm，保证底模反拱圆顺，且每米范围高差不大于2mm。台座两端各2m范围内进行特别加固处理，其余区域采用振动碾压处理，保证地基承载力大于150KPa。

（2）设计情况：制梁台座采用梁板式钢筋混凝土结构，底板视基底土质情况确定，若2m以下为风化岩，且为挖方地段，则为素混凝土；若为填方段或有软弱下卧层或湿陷性土或地基承载力不易达到150KPa，则需配筋。双线制梁台座梁肋中间为3条，端部为4条；单线制梁台座梁肋为3条。

图1 制梁台座断面图

图2 存梁台位和移梁轨道结构图

（1）桩基础

填方范围2＃～6＃双线台位桩基选用Φ1.2m人工挖孔桩，桩中心间距4.5m，用MIDAS5.9.0计算桩基最大受力为F＝2920KN。要求桩尖进入中风化泥质岩1.0d，桩端持力层极限承载力Ra＝1.5 MPa，桩底2.0m高度范围直径扩大至Φ1.8m。横移梁竖向施工缝留在弯矩和剪力均比较小的截面处，即为距离桩中心1.2m处。横移梁选用宽1.2m×高1.5m，用MIDAS5.9.0计算横移梁最大正负弯矩分别为：

1497KN.m和-1122KN.m，剪力1815KN。

（2）扩大基础

移梁轨道条形基础计算采用地基允许承载力σ0＝按链杆法进行计算，250KPa，地基土变形模量E0＝15MPa。每分段长度c=0.5m，泊松比μ0＝0.30，用MIDAS5.9.0计算，πE0c/(1-μ02)=25892KN/m，双线梁移梁台车在横移梁端部时，附加应力最大为215.5KPa，中部时弯矩和剪力最大分别为3799KN.m、1412KN。单线梁移梁台车在横移梁底板两端在和移梁轨道相连处设有20mm宽沉降缝。梁肋搭与移梁轨道基础上。条形基础顶两侧预埋∠75×6角钢，用于底模固定。黄陂梁场制梁台座断面图见图2。

3．存梁台位和移梁轨道

存梁台位设计关键是4个支墩控制不均匀沉降不大于2mm。存梁支墩和移梁轨道刚性连接，减小存梁支墩的不均匀沉降值。存梁台位沿移梁轨道布置，存梁时采用四点支承的方法，每个存梁台座由四个独立的钢筋混凝土支墩组成（支墩基础为扩大基础或桩基础），按箱梁的纵横支座中心布置，各支墩上设橡胶支座板垫。黄陂梁场存梁台位和移梁轨道结构图见图1。

第5期 郑大运：900t客运专线箱梁梁场总体布置和结构设计 117 端部时附加应力最大为161.9KPa，中部时弯矩和剪力最大分别为2962KN.m、1057KN。

4．静载试验台位

根据梁场布置和地质情况，在7＃制梁台座对应的箱梁发运区设有1个静载试验台位。静载试验采用自平衡式反力架，保证试验梁跨度、支承方式、加载状态符合试验加载计算图示要求，试验台不分担试验梁所承受的试验荷载，且不阻碍梁体变形自由发展，有足够的刚度和稳定性。静载试验

图3 32m双线箱梁静载试验安装图

图4 MGH450t门式提梁起重机结构图

三、小结

梁场采用横列式的总体布局，可以节约征地费用、基建设施和机械设备的投入。在工期紧、任务重的情况，通过减少制梁台座占用时间，可以很好的保证工程进度。每个制梁台座通过第一次箱梁预制的沉降量观测，浇筑混凝土后未发生不均匀沉降，初张拉后两端沉降量为3～4mm，不均匀沉降不大于2mm。箱梁移出台座后再观测两端地基残余变形

为2～3mm。第二次制梁循环后，制梁台座沉降消失。存梁台位4个支墩存梁后，经3天连续观测，沉降量为3～5mm，相对不均匀沉降不大于2mm，箱梁移离台位观测地基残余变形2～3mm。第二次存梁循环后，存梁台位沉降基本消失。经对制梁台座和存梁台位一系列的沉降观测，地基沉降满足箱梁预制要求。

台主梁采用自拼式杆件，上下横梁间采用48根10m长Ⅳ级精轧螺纹钢连接。32m双线箱梁静载试验安装图见图3。

5．提梁装车

梁场设有2台装车MGH450t门式提梁起重机，用于箱梁的起吊。提梁机采用单轮走行，主梁由拆装式军用梁拼装，立柱由万能杆件拼装。提梁机轨距16m，起顶中心距18m，净高11m，最大起重量450t。MGH450t门式提梁起重机结构见图4。