培训教材--预制梁工程(终)

中铁内部培训教材预制梁工程中铁集团有限公司二〇一五年五月内部培训教材—预制梁工程1目录第一章梁场发展历史1预制梁场的发展2四局梁场的发展第二章梁场的选址1梁场选址基本原则2梁场选址分析3方案比选第三章梁场的规划设计1梁场总体规划2梁场规划计算3基础结构规划4、梁场给排水设计5、梁场用电设计6、铁路预制T梁场的规划设计第四章施工工艺1钢筋、钢绞线的加工与安装2、模板工程3混凝土工程4冬季施工5预施应力6管道压浆及封锚7起移梁8简支梁静载试验第五章工装与通用化1背景2箱梁模板及配套工装3T梁工装通用化第六章梁场取证1前期准备2局级投产鉴定3生产许可证取证4实地核查与产品检验5各专业工作内容内部培训教材—预制梁工程1第一章梁场发展历史1预制梁场的发展为满足新中国铁路桥梁建设需要，铁道部于1950年在北京成立了丰台桥梁工厂，作出了16m及以下的桥梁采用普通钢筋混凝土梁取代钢梁的重要决定，揭开了标准梁在铁路桥梁建设中应用的序幕。之后，在铁道部领导下，通过铁路桥梁建设工作者的不懈努力，1955年，顺利地完成了跨度12m预应力混凝土试验梁的试制和试验研究工作。1958年，我国第一套预应力混凝土梁标准图（图号：大138）颁布，从此，常用跨度预应力混凝土标准梁在我国铁路桥梁建设中被大量应用，为加快我国铁路建设起到了重要作用。1978年，我国铁路桥梁首次采用了以钢筋混凝土梁为主的预制梁技术，主要跨度为8m、10m、12m，并首次将预制梁纳入工业产品管理的范畴，国家对铁路常用跨度标准梁的预制生产准入条件审查严格，长期以来常用跨度标准梁一直采用“固定制梁厂预制，通过铁路运输至工地架设”的模式进行施工。在这种施工模式下，铁道部相继组建了一批直属桥梁厂，如丰台桥梁工厂、株洲桥梁工厂等。1999年开始的秦沈客运专线，是箱梁预制史上一个重要的里程碑，首次采用整孔预应力混凝土箱梁预制、架设技术（双线常用跨度24m，单线32m），开始大规模采用了箱型截面结构形式，全面推动了我国铁路桥梁预制、架设技术的进步，箱梁跨度为20m、24m、32m三种，32m梁为单线，20m、24m梁采用单双线，箱梁吨位最大达到395吨。随着我国客运专线技术的不断提高，全面采用了整孔双线箱梁的结构形式，箱梁吨位达到836.8吨。2002年，铁道部成功试制了一孔12mT梁，在青藏铁路试验了24m先张折线梁技术，先张束采用后张法预应力曲线布置的形式，先张梁钢束布置得到优化，先张跨度突破20m。2四局梁场的发展随着铁路建设规模的不断扩大，几大部属桥梁工厂已无法满足铁路建设对常用跨度标准梁的需求，各工程局也相继组建桥梁厂。1985年，我局组建了阜阳制梁厂，为京九线、西宁线、胶新线等国家重点工程输送了一批又一批的优质桥梁产品，树立起了中铁四局制梁品牌。1994年开始，在京九线大规模采用了预应力技术，桥梁跨度相应发展为16m、20m、24m、32m四种主要跨径，并形成了先张和后张（20m以下为先张，20m以上为后张）两种张拉体系及普高、低高和超低高三种高度梁形。1998年，在阜阳梁厂，中铁四局与铁四院联合研制了无粘结预应力混凝土梁技术。2003年，四局阜阳制梁场对箱梁先张折线技术进行了试验研究，并在合宁线内二局进行了成功试制。2007年，我局承担了铁道部重点课题《快速制梁技术研究》，在武广线长沙制梁场按快速制梁技术分工序生产了32m简支箱梁，并在合蚌、成绵乐等梁场得到应用。2011年，在我局长临河梁场开展的重点课题《高速铁路绿色高效制梁技术研究》获得安徽省科学技术二等奖。为了满足铁路提速和重载需要，桥梁设计理念由强度控制设计向刚度控制设计转变。此后，逐渐出现了建设现场制梁场的制梁模式，在简支梁制造上，我局先后成立了一大批制梁场，具体梁场名称及布置见下图。内部培训教材—预制梁工程2图1-1中铁四局梁场名称及布置图内部培训教材—预制梁工程3第二章梁场的选址1梁场选址基本原则制梁场的选址应根据所需架设桥梁区段内，桥梁和周围结构物的分布情况，从满足工期、造价合理等综合分析，确定制梁场位置。制梁场选址应考虑以下主要原则：（1）梁场的位置应根据其所承担的施工范围、工程量大小、当地的气象环境、水文地质、工程地质、公路及铁路运输和建材、地材、工业品市场、基地工程量大小等因素进行统筹考虑而确定。（2）梁场宜选在位于标段中部，位于标段中间地带，距离标段起点、终点距离基本相等，使箱梁运输距离较为合理、平均，箱梁供梁的运距不宜超过20km。（3）梁场应与附近的公路相通，以利于大型设备和材料进场，且道路应满足运输大型制梁、提梁、运梁设备通行的要求，方便各种生产材料、设备运输。（4）梁场应在征地拆迁少的地方建设，选址在满足工期和存梁的情况下，少占用耕地，减少拆迁量。梁场设施应充分利用既有的各项设备和当地水源、电源、以及运输道路等，减少临时工程，少占农田，注意环境保护。（5）确定制梁场位置前应充分调研其他地质情况，在地质状况好的地基上建设制梁场以减少地基处理工程量、降低工程投资。梁场应便于排泄雨水，不受洪水浸淹，不得设在低洼浸水地带。要尽可能提高地基承载力，防止地基下沉造成直接经济损失。（6）梁场的规划选址中应考虑供梁区间内现浇梁、连续梁及隧道工程等的影响因素。宜避开水塘、高压线、工厂生产区、国家基本农田。（7）下列地段和地区不得选为场址：1)地震断层和设防烈度高于九度的地震区；2)有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害的地段；3)采矿陷落（错动）区界限内；4)爆破危险范围内；5)坝或堤决溃后可能淹没的地区；6)重要的供水水源卫生保护区；7)国家规定的风景区及森林和自然保护区；8)历史文物古迹保护区；9)对飞机起落、电台通讯、电视转播、雷达导航和重要的天文、气象、地震观察以及军事设施等规定有影响的范围内。2梁场选址分析案例：京沈京冀客专Ⅳ标段预制箱梁场原场址位于老牛河特大桥制梁场设在DK211+300老牛河特大桥右侧，主要承担中铁四局集团有限公司京沈京冀客专Ⅳ标DK201+510～DK233+386里程段内15座桥梁共计251孔(其中32m箱梁224孔,24m箱梁27孔)双线整孔铁路箱梁的预制任务。制梁场桥跨里程布置图见表2-1，制梁场设置详见表2-2。表2-1DK201+510～DK233+386段桥跨里程布置图序号桥梁名称中心里程预制孔数孔跨布置形式备注24m32m1干柏河特大桥DK201+8152172-24m+17-32m桥梁中间间隔姚家湾子隧道（3511m）2陈杖子大桥DK205+96144-32m内部培训教材—预制梁工程43梁杖子1号大桥DK206+697272-24m+7-32m4梁杖子2号大桥DK207+128444-24m+4-32m5梁杖子中桥DK207+41832-32m6皮匠沟特大桥DK208+2322929-32m桥梁中间间隔胥杖子隧道（620m）7牛王沟门大桥DK209+6951212-32m8老牛河特大桥DK211+1349549-24m+54-32m+1-40+64+40m桥梁中间间隔六沟隧道（872m）9后旗杆沟特大桥DK213+7852302-24m+30-32m10小梁前大桥DK216+131151-24m+5-32m11大岔沟大桥DK216+8171212-32m12大岔沟特大桥DIK217+4903203-24m+20-32m13张三沟大桥DIK218+375282-24m+8-32m14南水泉大桥DK218+886515南水泉特大桥DK219+7142142-24m+14-32m后接榆树底隧道（258m）合计27224表2-2制梁场设置一览表顺号位置供应范围供应长度（km）生产任务（孔）桥名里程起点终点1老牛河特大桥梁场DK211+300DK201+510DK233+38631.89251制梁场对应线路里程为DK211+300。由于该处桥墩高度约为32m(见表2-3)。表2-3老牛河特大桥制梁场（原）提梁上桥位置附近墩身统计一览表名称部位位置中心里程类型数量高度（m）备注老牛河特大桥墩身36#DK210+204.11空心131.5老牛河特大桥制梁场提梁上桥位置附近墩身37#DK210+236.81空心13138#DK210+269.51空心131.539#DK210+302.21空心131.540#DK210+334.91空心131.541#DK210+367.41空心13242#DK210+400.31空心13243#DK210+433.01空心13244#DK210+465.71空心13245#DK210+498.41空心13246#DK210+531.11空心132.547#DK210+555.81空心132.5内部培训教材—预制梁工程548#DK210+580.51空心132.5考虑到架桥机拼装，900t提梁上桥龙门吊净高需47m，跟国内知名跨线提梁机厂家咨询和了解，该高度超过目前国内已知最高高度约8m(见图2-1，该图未考虑架桥机拼装后整体提升至桥面)，从制作生产上没有太大的难度，主要是提升一孔箱梁的最大提升速度为0.5m/s，提升一孔箱梁约需1.5小时，提升过程中的运营安全是监控的重点，机械运行安全风险极大。图2-1国内厂家出具提升高度42m的门式起重机制梁(板)场场址处主要为从玉蔬菜公司(见图2-4)出口日本、韩国的蔬菜生产基地(见图2-5)，拆迁可能性极小。图2-2老牛河特大桥制梁场平面位置图内部培训教材—预制梁工程6图2-3老牛河特大桥制梁场原设计平面位置图2-4承德县从玉蔬菜种植有限公司蔬菜加工存储厂房内部培训教材—预制梁工程7图2-5位于从玉公司旁的从玉蔬菜生产基地注：制梁场有1处10KVA、1处35KVA高压线横穿，从图2-5能看见1处高压线。承德制梁场新场址相关情况承德制梁场位于承德县六沟镇梁前村，在京沈京冀铁路客运专线承德县北站右侧，场区占地约110亩，运梁便道顺坡占地约22.5亩，进场道路占地约25亩，山脚板场共用的办公生活区、试验室占地约18亩，架桥机拼装场地(场外)占地约7.2亩，架桥机调头场地(场外)占地约10.7亩。梁场选址位于承德县北站附近，在山上建梁场。由于制梁场场区狭小，架桥机的调头场址可设置在场外，在大里程DK215+600线路右侧的弃砟场处调头，架桥机拼装场地设置在制梁场的小里程路基上。在线路DK215+060线路右侧设置拌和站。场建施工、箱梁预制不占用旅客站房等配套设施，且制梁场撤场为2016年10月，站场施工为2016年7月，不影响承德县北站的建设。内部培训教材—预制梁工程8图2-6制梁场进场道路挖方照片图2-7制梁场进场道路俯视图经过大量勘查对比，确定了如下三个较佳的制梁场拟选场址。场址一是DK211+300NLHDQ右侧菜地、玉米地、苗圃；场址二是DK215+250-DK214+750CDBZ部分场地及右侧玉米地、果林地；场址三是DK216+131XLQDQ京端左侧山脚玉米地、林地、葡萄地。方案比选情况：经过现场调查，结合走访当地村民、调查资料。由制梁场组织方案研究讨论，分别对三个内部培训教材—预制梁工程9场址方案的差异性进行了对比分析如下：场址一：①、场地地理位置：DK211+300NLHDQ右侧菜地、玉米地、苗圃；②、地势：海拔高度在355-358m范围内，比G101低2-4m；③、提梁和运梁便道：a、提梁上桥。墩高32m(候选提梁场地最低墩高)，提梁(含整体提架桥机)净高47m，目前国内没有该类型的装梁跨线龙门吊，超出目前国内已知铁路预制箱梁最高的提升高度近8m，须特殊定制跨线龙门吊，施工的安全风险增大；④、优缺点：a、交通便利；2、地势平整；b、地下水资源丰富；c、跨线龙门吊需特殊定制，需使用轮胎式提梁机配套，从存梁台座提升一孔箱梁到运梁车耗费约1.5小时，施工效率较低；d、主要占用基本农田，部分为出口蔬菜种植地和苗圃用地，征拆、复垦难度大；e、1条10kv、1条35kv电力线迁改难度大，工期不可控，会制约和影响场建。场址二：①、场地地理位置：DK215+280-DK214+770CDBZ部分场地及右侧玉米