客运专线箱梁预制场工业化研究报告.ppt

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1、客运专线箱梁预制场工业化研究研究报告,主 要 汇 报 内 容,第一部分 概述第二部分 箱梁预制生产线研究第三部分 箱梁预制场规划设计方案研究第四部分 箱梁预制技术研究第五部分 箱梁品质控制技术研究第六部分 结束语,概述,第一部分,一、箱梁设计情况简介,箱梁结构形式：客运专线预制梁为双线单箱单室预应力钢筋混凝土箱形截面梁（以下简称双线箱梁)，其跨度计有32m、24m及20m，其中大量使用的是32m箱梁。一榀简支32m双线箱，混凝土用量328m3，钢绞线10t，各种钢筋65t，预埋钢件0.335t，梁重853t。,跨中断面,跨端断面,概述,第一部分,预应力方式：完全先张、完全后张两种。,一、箱梁设

2、计情况简介,各种跨度箱梁的结构尺寸,京沪高速铁路设计暂行规定及其引用标准；京沪高速铁路预制预应力混凝土梁技术条件及其引用标准。特别注意：要求箱梁按100年使用寿命设计与制造；箱梁的徐变上拱值应严格限制。轨道铺设后，无碴轨道的徐变上拱值不大于10mm。存放或运输箱梁时4支点的不平度2mm。,箱梁的技术与制造标准,概述,第一部分,一、箱梁设计情况简介,概述,第一部分,国外箱梁预制技术的发展状况,德、法等西方国家由于高铁线路较短，因此其箱梁多采用现浇法施工，很少预制架设箱梁。而韩国及我国台湾地区由于高铁线路较长，大量的双线箱梁采用预制架设施工，因此预制了大量的混凝土双线箱梁。如台湾高铁总长345km

3、，其中251km的双线箱梁桥中的81.8的桥是采用预制架设工法完成，共设置了7个制梁场，完成4345跨箱梁的预制，周期约5年。其箱梁预制技术较先进，设备较完善，代表了当今世界双线箱梁预制的最高水平，预制特点如下：,二、箱梁预制技术在国内外的发展状况,概述,第一部分,与国内客运专线预制箱梁比，台湾高铁预制箱梁的结构形式更为简捷明快，有利于预制；预应力形式有完全先张的、完全后张的及先张后张三种方式；每个梁场预制箱梁的跨度一般有：35m、30m、28m、24m等。箱梁预制速度快，质量好。台湾高铁全世界招标，吸引了世界上许多有经验的承包商，采用了世界上最先进的箱梁预制技术和预制设备。如，采用先进的预制

4、技术和设备，每两个台座两天可生产3跨箱梁，预制台座数量少，节省了大量的台座投资；,国外箱梁预制技术的发展状况,二、箱梁预制技术在国内外的发展状况,概述,第一部分,再如，为提高台座利用率，缩短制梁周期，采用钢筋骨架分解绑扎技术、预制台座外胎具上钢筋快速绑扎技术及钢筋骨架整体搬运技术，缩短绑扎时间；外模与台座相对固定，提高外模的安装精度高，同时也缩短安装时间；采用液压控制的自动缩放式内模，自动化程度高，既省力又省时等。为最大程度地保证了箱梁混凝土的养护质量，采用由计算机控制的混凝土蒸汽养护设备进行箱梁混凝土的养护，温度控制准确，热效率高。箱梁在梁场的移动多采用龙门吊完成，个别的采用专用移动台车通过

5、轨道移动（台车结构也极为复杂）。,国外箱梁预制技术的发展状况,二、箱梁预制技术在国内外的发展状况,概述,第一部分,由于需求的原因，国内铁路系统长期以来很少预制铁路箱梁，因此缺乏足够的预制经验和预制设备。国内铁路箱梁预制技术水平唯一体现在几年前秦沈客运专线修建时的箱梁预制中，其预制具有如下几个特点：箱梁预制的技术标准低。秦沈客专预制的箱梁仅满足时速为200公里铁路的使用要求，技术标准低于时速350公里的。另外，秦沈客专仅预制了跨度为32m的单线箱梁以及跨度为24m和20m的单双线箱梁，未预制过32m双线箱梁。而32m双线箱梁由于断面更大，重量更重，其预制难度远远超过其它箱梁的预制。,国内箱梁预制

6、技术的发展状况,二、箱梁预制技术在国内外的发展状况,概述,第一部分,预制设备简陋，预制周期长。由于是国内首次预制铁路箱梁，因此既缺乏预制经验，更缺乏高效专用制梁设备（如自动化内模等），箱梁预制的自动化程度低，很多先进的箱梁预制技术无法采用，使得箱梁的预制技术显得相对落后，预制周期也较长。如采用89个预制台座，梁场产能也仅为一天一跨；外模在数个台座间周转使用，增加工序和劳动强度；预制台座中组装整跨箱梁的钢筋骨架，长时间占用宝贵的制梁台座；采用人工拼装式内模，费时费力；箱梁混凝土蒸汽养护设备简陋，温度不易控制，热效率低。,国内箱梁预制技术的发展状况,二、箱梁预制技术在国内外的发展状况,概述,第一部

7、分,箱梁在梁场的移动多采用液压千斤顶轨道横移技术。该技术可满足时速为200公里铁路箱梁的技术要求，即箱梁4个支撑点的不平整度4mm，但很难满足时速为350公里铁路箱梁的技术要求，即箱梁4个支撑点的不平整度2mm。,国内箱梁预制技术的发展状况,二、箱梁预制技术在国内外的发展状况,三、本项目进行的必要性,概述,第一部分,铁路双线箱梁的预制难度大铁路双线箱梁的预制难度大主要体现在如下几个方面：箱梁预制标准高。由于设计对箱梁使用寿命提出100年的要求，因此对箱梁混凝土施工、预应力施工以及箱梁残余收缩徐变值的控制等许多方面均提出了极高的要求；箱梁的重量大，场内成品梁的移位困难；预制数量大工期短，要求制梁

8、速度快。总之，铁路双线箱梁的预制难度之大，是以往施工未曾遇到过的。,三、本项目进行的必要性,概述,第一部分,箱梁预制质量是客运专线施工的质量控制重点 不同于架桥机和架梁施工仅是一个吊装工具和吊装方法而已，而预制箱梁是客运专线重要的基础组成部分，使用寿命100年，作为客运专线的固定结构物，其质量的优劣和使用寿命直接影响客运专线的施工质量和客运专线的使用寿命。因此，箱梁的预制质量是客运专线施工的质量控制重点，必须认真对待，并加以重点研究，预先解决一些重点难点问题，确保箱梁的预制质量。,三、本项目进行的必要性,概述,第一部分,国内缺乏预制经验和设备 对于客运专线大量使用的32m跨度的双线箱梁，国内从

9、未预制过，一无预制经验，二无配套的预制设备，如先张法制梁台座、液压自动缩放的内模、高精度高效率的自动温控混凝土蒸汽养护系统以及大吨位大跨度的龙门吊等，施工难度很大。综上所述，目前趁客运专线尚未开工之际，非常有必要对箱梁的预制技术进行深入细致的研究，开发出一套先进的切实可行的预制技术和预制工艺；对预制场进行工业化设计，研制出一系列必备的自动化程度高的预制设备，确保箱梁的快速优质预制，为客运专线桥梁施工提供强有力的先期技术支持和关键设备保障。,四、本项目主要研究内容,箱梁生产线的研究 研究单条箱梁线所需设备的布置方式、制梁程序、制梁周期等梁场规划设计方案研究 提出箱梁预制场规划设计的思路和具体规划

10、设计方案 箱梁预制技术研究 主要包括：箱梁钢筋骨架预绑扎技术、台座与模板技术、高性能混凝土施工技术、预应力施工技术以及箱梁场内移动技术研究等箱梁品质控制技术研究 主要包括：箱梁收缩徐变上拱控制技术、梁体混凝土裂纹控制技术研究，预制梁场信息化管理软件的研究设计等。,概述,第一部分,以建研院为主体，联合了中铁专业设计院、中铁13局、中铁17局、丰台桥梁厂、石家庄铁道学院以及大连起重机厂等单位，共同开展了该项目的研究工作。,自2003年12月至今，历时一年多,2005年1月12日，通过了建总公司组织的技术方案审查；目前，已基本完成所有内容的初步设计，正在试制液压自动缩放内模。,五、组织形式,六、研究

11、时间,七、目前进展情况,概述,第一部分,箱梁预制生产线研究,第二部分,所谓的箱梁预制生产线是指将生产一榀箱梁所需的最小数量的设备（一般含一个台座、一套模板）按预先设定的作业程序排列，形成的一条箱梁预制作业线。箱梁生产线是梁场的核心重点，是最小的制梁单元，大型制梁场均由若干条生产线组成，因此在进行预制场规划设计前，必须明确生产线的设备布置、预制工序及制梁周期，以便进一步研究和改善制梁工序，提高生产率，进一步合理调配预制设备等资源,本项目在借鉴了国外及台湾地区高铁制梁生产线的基础上，结合国内以往预制箱梁经验，提出了布置方式如下图所示的单条箱梁生产线。该生产线既适合于先张法制梁，也适合于后张法制梁。

12、,一、单条标准生产线布置方式,箱梁预制生产线研究,第二部分,绑扎底腹板及顶板钢筋骨架、穿先张预力索-将内模吊入底腹板钢筋骨架中安装-吊装顶板钢筋骨架-安装端模-清理底模及侧模、安装支座预埋板-整跨箱梁钢筋骨架（连同内模）吊至混凝土浇置区外模内安装-预埋件埋设、张拉横梁安装-施拉先张预力-浇置混凝土-混凝土蒸汽养护-养护约24小时后，拆养生设备，拆端模，退内模-当梁体混凝土强度及相应弹模达到设计要求、龄期不少于72小时，放张、切断钢绞线-将箱梁吊至存梁区进行封端-其它后续工作,二、制梁程序,箱梁预制生产线研究,第二部分,先张梁,绑扎底腹板及顶板钢筋骨架、安装橡胶棒及锚座-将内模吊入底腹板钢筋骨架

13、中安装-吊装顶板钢筋骨架-安装端模-清理底模及侧模、安装支座预埋板-整跨箱梁钢筋骨架（连同内模）吊至混凝土浇置区外模内安装-预埋件埋设-浇置混凝土-混凝土蒸汽养护-养护约24小时，混凝土强度不低于设计强度的80后，拆端模，退内模及穿钢绞线-施拉第一阶段预力，达设计预力80-将箱梁吊至存梁区进行自然养护-当梁体混凝土强度及相应弹模达到设计的100、龄期不少于10天时，进行第二期（或最终）预力张拉-切断钢铰线并封锚-预力套管灌浆-其它后续工作,箱梁预制生产线研究,第二部分,二、制梁程序,后张梁,三、制梁周期,箱梁预制生产线研究,第二部分,参考台湾高铁箱梁预制周期，遵照京沪高铁箱梁预制梁技术条件要求

14、。假定：环境温度10，静停4小时，升温速率10/h；恒温温度50；降温速率10/h，全部用时24小时。经排序计算，理论上预制周期是91小时/跨。,先张梁,箱梁预制生产线研究,第二部分,参考台湾高铁箱梁预制周期，遵照京沪高铁箱梁预制梁技术条件要求。假定：环境温度10，静停4小时，升温速率10/h；恒温温度50；降温速率10/h，全部用时24小时。经排序计算，理论上预制周期是45小时/跨。,三、制梁周期,后张梁,一、梁场规划设计的前提条件,假定梁场的生产效率为：1榀/天梁场的生产效率是梁场规划设计的重要参数。该参数应根据运架梁系统的总效率而定，要相互匹配，同时应考虑该梁场服务的架梁工点的数量。根据

15、国外及台湾地区高铁桥梁施工的经验，以及前期针对京沪高铁开展的桥梁施工技术研究成果，该工法的效率由箱梁运输控制。在保证架梁进度与已成桥面上其他杂项工程同步推进，避免运梁车通过时相互干扰的情况下，一般来说运架梁的施工周期按1天1榀箱梁设计较经济,箱梁预制场规划设计方案研究,第三部分,一、梁场规划设计的前提条件,台座数量：6个 梁场的生产效率为：1榀/天，则理论上生产先张梁需4个台座，生产后张梁需2个台座即可。但，考虑到实际环境温度可能远低于理论计算制梁周期时的假定温度10，以及施工的不均衡性、人力难以抗衡及其他因素的影响等因素，为确保可靠的制梁进度，本项目确定按6个先张台座一天生产一榀箱梁，4个后

16、张台座一天生产一榀箱梁进行梁场的规划设计。箱梁生产线主要设备的布置方式、预制工序及效率箱梁装车方式：两种 一种是运梁车停在已完成的桥面上装车，另一种是运梁车通坡道从桥面下到梁场装车。,第三部分,箱梁预制场规划设计方案研究,分区 根据施工工艺流程特点将生产区分块划分为既相互独立，又沿道路相互联系的十一大区域：骨料存放、加工区；混凝土搅拌与泵送作业区；钢筋存放加工区；钢筋绑扎区；混凝土浇注及内模存放区；终张拉与产品梁存放区；机加工及预埋件区；锅炉房、水池区；污水处理、垃圾站区；配电室、发电室、中心试验室；生活区等。,二、预制场的区位划分,第三部分,箱梁预制场规划设计方案研究,二、预制场的区位划分,

17、第三部分,各分区面积的确定,箱梁预制场规划设计方案研究,方案1提梁上桥装车方案,第三部分,三、梁场的规划设计方案,特点如下：存梁区可存46榀梁。存梁台座为横列式。制梁生产线与存梁台座在同一横轴线上，梁场呈倒“T”字形布置。一台900t龙门吊负责将提梁出台。为减少900t龙门吊的用量，设龙门吊横向变轨装置。两台450t龙门吊负责成品梁上桥装车。同时该龙门吊可提运梁车及架桥机上桥。4台100t龙门吊负责内模、顶板钢筋骨架及整跨箱梁钢筋骨架的吊装，同时24m跨度的龙门吊还可入钢筋加工区协助卸料。制梁生产线和钢筋加工区均设临时顶棚。,箱梁预制场规划设计方案研究,第三部分,方案2梁车下桥装车方案,三、梁

18、场的规划设计方案,特点如下：存梁区可存45榀梁。存梁台座为纵列式。制梁生产线与存梁台座在同一纵轴线上，梁场呈倒“一”字形布置。两台450t龙门吊负责提梁出台及装车。为减少450t龙门吊的用量，设龙门吊横向变轨装置。采用4台100t龙门吊负责内模、顶板钢筋骨架及整跨箱梁钢筋骨架的吊装，同时24m跨度的龙门吊还可入钢筋加工区协助卸料。制梁生产线和钢筋加工区均设临时顶棚。,箱梁预制场规划设计方案研究,四、新增关键设备,第三部分,箱梁预制场规划设计方案研究,五、人力需求,第三部分,拟投入人员286人。其中：管理人员21人 项目部经理：1，书记：1，副经理兼总工程师：1，经营及生产副经理：1，生产管理部

19、：3，技术部：6，安全质管部：3，计划财务部：3，办公室：2各工段人员265人(含临时工)钢筋加工工段：(加工40、编梁80)120(50)；安装工段：(安模、拆模、看模、修模、封端)30(15)；灌造工段：(搅拌、灌造、拔管、桥面)30(15)；张拉工段：(制束、张拉、压浆)30(20)；铆维工段：(维修12、电工3)15；起重工段：10(5)；综合工段：(天车司机8、装载机司机4)12；试验室：4；质检室：4；后勤：10。,箱梁预制场规划设计方案研究,六、建场的施工周期,第三部分,经分析计算，正常情况下开始建场到制出第一跨箱梁时间约为6个月，如下图所示,箱梁预制场规划设计方案研究,一、钢筋

20、骨架绑扎技术研究,整跨箱梁的钢筋骨架绑扎方法：将整跨箱梁的钢筋骨架划分为底腹板钢筋骨架和顶板骨架骨架。考虑道各种跨度钢筋骨架的结构形式差别不大，为使钢筋绑扎作业标准化，在钢筋绑扎区设底腹板钢筋绑扎台和顶板钢筋绑扎台，将钢筋排列位置刻画于绑扎台上，方便绑扎，缩短绑扎时间。先在各自的绑扎台座上绑扎底腹板钢筋骨架和顶板钢筋骨架待底腹板钢筋骨架绑扎完成后，将内模吊入其中安装，然后再将完成的顶板钢筋骨架吊至底腹板钢筋骨架上安装、绑扎、焊接固定。最后将完成的整跨钢筋骨架及其中的内模一同吊入制梁台座外模中安装。,第四部分,箱梁预制技术研究,本设计方案在完成整跨钢筋骨架绑扎以后，内模、端模已经安放到钢筋骨架中

21、了。因此，搬运的是钢筋骨架、内模及端模的组合体，总重量约180t搬运设备：采用生产线上两台100t龙门吊吊运方法：设计内模时已经考虑到将内模作为扁担提吊箱梁整跨钢筋骨架防钢筋骨架局部过变形的措施：用铁链从钢纵梁上拉住箱梁底板钢筋；箱梁顶板钢筋骨架上设置专用反吊架，中部支撑在内顶模上，两端通过铁链拉住箱梁顶板钢筋骨架的两翼缘。如下图所示：,第四部分,箱梁预制技术研究,整跨钢筋骨架搬运防变形措施,一、钢筋骨架绑扎技术研究,第四部分,箱梁预制技术研究,整跨钢筋骨架搬运防变形措施,一、钢筋骨架绑扎技术研究,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,先张梁台座及外模,结构形式,第四部分,箱梁预制技

22、术研究,先张梁台座及外模,主要技术参数适应梁型：32m、24m箱梁最大箱梁重量：900t最大箱梁长度：32.6m最大整体张拉力：5000t工程量：外模总重量:145t，其中：外侧模重量：87t 底模重量：33t 钢支墩质量：20t 端模重量：5t台座：钢筋混凝土：1000 m3；钢材：200t,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,先张梁台座及外模,主要特点 该先张梁台座及外模，由本课题组根据先张梁的施工特点和技术要求，首次设计完成，具有如下特点：通用性高。可预制32m先张梁，稍加变动即可预制24m及20m先张梁；台座采用钢筋混凝土压柱式结构形式，刚性大，变形小，预力损失小；外侧模与

23、台座交接，定位精度高，且采用液压油缸立模脱模，操作方便；底模垫高60cm，即可满足24m的预制；制成箱梁由大吨位龙门吊提出台座。,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,后张梁台座及外模,结构形式,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,后张梁台座及外模,主要技术参数适应梁型：32m、24m箱梁最大箱梁重量：900t最大箱梁长度：32.6m工程量：外模总重量:145 t，其中：外侧模重量：87t 底模重量：33t 钢支墩质量：20t 端模重量：5t台座：钢筋混凝土：600 m3；钢材：80t,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,后张梁台座及外模,主要特点通用性高。可

24、预制32m先张梁，稍加变动即可预制24m及20m先张梁；外侧模与台座交接，定位精度高，且采用液压油缸立模脱模，操作方便；底模垫高60cm，即可满足24m的预制；制成箱梁由大吨位龙门吊提出台座。,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,液压自动缩放内模,结构形式,液压自动缩放内模出梁状态,模内钢梁,箱梁底板,制梁台座,拉杆,滚轮支座,内模面板,纵向撑竿,液压控制台,内模支架,箱梁顶板,出模卷扬机,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,液压自动缩放内模,结构形式,刚撑杆,油缸,纵向撑杆,模内钢梁,滚轮支座,内模面板,预埋垫块,二、台座及模板技术,工作状态刚性杆支撑,待收缩状态拆去

25、刚性支撑杆,第四部分,箱梁预制技术研究,主要技术参数适应梁型：32m、24m箱梁最大箱梁重量：900t最大箱梁长度：32.6m各部重量量：内模总重量：80t 内模支架：10t 液压千斤顶：64台 液压控制台：1套 5t卷扬机：1台模板收缩、出模时间：1.52小时,液压自动缩放内模,二、台座及模板技术,第四部分,箱梁预制技术研究,主要特点 该内模由本课题组根据双线箱梁施工特点和技术要求，借鉴国外及台湾高铁液压自动化内模设计和使用经验，首次设计完成，目前正在试制样模，该内模有如下特点：整立整脱。底腹板钢筋骨架绑扎完成后龙门吊将其整体吊入其中立模，养生完成后经缩模由卷扬机整体拖出梁体脱模；通用性好。

26、只要抽换60cm宽内模面板即可迅速将32m内模变为24m内模；油压系统仅起收缩模板的作用，制梁时刚撑杆支撑模板受力；受箱梁端口过小限值，内模两端有两块2.5m长、40cm宽的模条需人工拆除；内模为三面模，为防止混凝土在两下脚处上翻，此处设压板；为防止内模上浮，利用箱梁底板处通风口将内模与底模对拉固定。,液压自动缩放内模,二、台座及模板技术,三、高性能混凝土施工技术,设计要求箱梁浇注必须采用高性能混凝土。因此本课题组根据京沪高速铁路桥涵用高性能混凝土技术条件(报批稿)以及京沪高速铁路预制预应力混凝土梁技术条件要求，结合国内已取得的针对高性能混凝土的研究成果以及青藏铁路高性能混凝土的施工经验，对客

27、运专线箱梁用混凝土从以下几个方面进行了研究，并制定了详实的施工细则。混凝土原材料管理混凝土配合比混凝土搅拌混凝土运输混凝土浇筑混凝土养护 简要介绍如下,第四部分,箱梁预制技术研究,混凝土原材料管理 高性能混凝土对原材料提出了很高的采购、运输、存储以及出料等要求，针对此特点，拟采用本课题组自主研发的“箱梁预制施工计算机管理软件”对混凝土原材料进行管理。混凝土配合比 该项内容由本项目的成员单位13局完成。目前，已做了大量的配比试验，积累了大量的经验数据。混凝土搅拌 梁场自建混凝土搅拌站，采用双系统强制搅拌机，电子计量系统计量原材料 混凝土运输 采用混凝土输送泵布料杆，从箱梁两侧腹板同步均匀下料。,

28、第四部分,箱梁预制技术研究,三、高性能混凝土施工技术,混凝土浇筑 混凝土捣固成形设备：侧振为主，高频振动棒人工插捣为辅。浇注顺序，如下图所示。,第四部分,箱梁预制技术研究,NO.1,NO.3,NO.2,NO.4,NO.1,NO.3,三、高性能混凝土施工技术,混凝土蒸汽养护,第四部分,箱梁预制技术研究,养护制度 蒸汽养护包括静养期、升温期、恒温期和降温期四个阶段。本项目拟采用分段升温方案,若假定环境温度10，可将混凝土箱梁的蒸汽养护制度制定为：静停4小时；升温5小时，前2小时温升速率为5/h，后3小时温升速率为10/h；恒温11小时，最高温度50；降温速率为10/h，用时4小时。合计用时24小时

29、。如下图所示。,三、高性能混凝土施工技术,养护系统 该系统由供汽系统、供水系统、养护罩、温度控制系统几部分组成,第四部分,箱梁预制技术研究,锅炉,供汽管,养护罩,工控机,蒸汽管,水泵,供水管,混凝土蒸汽养护,三、高性能混凝土施工技术,主要技术参数蒸汽养护的温度范围：-1560；环境风力：5级；适用的梁的跨度：32m、24m、20m等不同跨度；传感器的测量范围：-40350；饱和蒸汽压力：1.25Mpa,第四部分,箱梁预制技术研究,混凝土蒸汽养护,三、高性能混凝土施工技术,主要主要特点 该系统是本课题组针对目前所采用的蒸养系统普遍存在温度控制不准，热效率低的缺点，而开发的升级换代产品。具有如下特

30、点：温度控制准确、热效率高 这主要体现在三个方面：首先采用热传导系数小的养护罩形成一个相对密闭性的养护空间，尽量减少热量损失；其次，采用计算机控制技术和温度传感器控制管道阀门启合，保证测温迅速准确，供汽及时；其次，采用差温热水在计算机的统一控制下向养护罩内喷撒雾水降温，既保证蒸养罩内的湿度，同时使温降可控。控制界面如下：,第四部分,箱梁预制技术研究,混凝土蒸汽养护,三、高性能混凝土施工技术,主要主要特点温度控制准确、热效率高,第四部分,箱梁预制技术研究,混凝土蒸汽养护,三、高性能混凝土施工技术,计算机控制界面,系统拆装方便 养护罩、支架、管道的安装都能够和梁场的设备及内外模统一协调设计，使得各

31、造成部分安装和拆卸便利。系统可操作性强 控制系统的操作界面友好，简单易学，经过短时间培训后就能够较娴熟的操控整个系统,第四部分,箱梁预制技术研究,混凝土蒸汽养护,三、高性能混凝土施工技术,主要主要特点,四、预应力施工技术,张拉与放松32m箱梁共有248根钢绞线，其中底板束192根，腹板束56根，总张拉力约5000t；因纵横向布置间距仅为6cm，不能用工具拉杆替代工具索，因此只能采用工具索连接器将工作索锚于前张拉横梁上；预应力张拉：底板束采用分组单端张拉，每组为一列3根钢绞线；腹板束采用单根钢绞线两端张拉；采用楔块整体同步放张，但放张前必须先将折线反拉器拆除，且放张时混凝土龄期不少于72小时。,

32、第四部分,箱梁预制技术研究,先张预应力,四、预应力施工技术,预应力准确度的控制张拉应力采用双控，张拉千斤顶最好采用数字化千斤顶；承担预反力系统，即箱梁前端的张拉横梁及箱梁两侧的压力柱的刚度要足够大。张拉横梁上工具索的锚固孔位置要准确；折线索反拉器的位置要准确；预应力的各种损失必须经过试验测试。,第四部分,箱梁预制技术研究,先张预应力,四、预应力施工技术,预应力准确度的控制张拉应力原则上采用双控，张拉千斤顶最好采用数字化千斤顶。为了更准确控制张拉预力，目前本课题组正在开发一套自动控制预力张拉系统；提高钢绞线管道的质量。如，加密钢筋定位网，并与主钢筋焊接；预应力的各种损失必须经过试验测试。,第四部

33、分,箱梁预制技术研究,后张预应力,五、箱梁场内移动技术,技术要求设计要求“在运输和存梁时均应保证四个支点不平整量不大于2mm”。以往预制梁在场内的移动一般采用液压千斤顶轨道横移的方式，对于跨度小、重量轻的梁还可以满足设计要求。但对高速铁路的预制箱梁采用轨道横移方式很难保证四个支点不平整量不大于2mm。本设计采用的移动方案 箱梁的场内移动采用一台900吨或两台450吨的轨行式龙门吊，采用“三点”起吊技术。,第四部分,箱梁预制技术研究,结构形式,第四部分,箱梁预制技术研究,五、箱梁场内移动技术,900t龙门吊,主要技术参数起重量：900t（吊点距为30.1m）跨度：50m结构形式：单梁箱型 工作速

34、度：起升速度：0.050.5m/min 大车运行速度：110m/min 小车运行速度：5m/min,第四部分,箱梁预制技术研究,五、箱梁场内移动技术,900t龙门吊,结构形式,第四部分,箱梁预制技术研究,五、箱梁场内移动技术,450t龙门吊,主要技术参数起重量：450t跨度：41m结构形式:双梁箱型 载荷状况：小车吊载运行,两台龙门吊共同抬吊一榀混凝土预制梁。其它同900t的,第四部分,箱梁预制技术研究,五、箱梁场内移动技术,450t龙门吊,900t/500t龙门吊主要特点龙门吊走行纠偏系统 首先，左右两套走行台车的走行速度由一个主令通过PLC同时给出，初步保证同速运行。其次，左右两套走行台车

35、的标准测距轮上各安装一台定位及纠偏脉冲编码器，与系统中的PLC形成龙门吊纠偏系统，保证龙门吊走行时不偏不斜。采用“四点起吊三点平衡”技术，保证箱梁不受扭两台龙门吊并车同步运行技术 采用PLC的网络通讯功能，在两个PLC之间用一根双绞线把两个通讯传输主单元连接起来，组成一对一的通讯方式，实现两台龙门吊控制信号的通讯。克服了由多芯电缆连接带来的缺点,第四部分,箱梁预制技术研究,五、箱梁场内移动技术,龙门吊轨道变换技术方案，台车与下横梁间设计成可以旋转的结构形式。千斤顶使台车卸载后，台车组和辅助轨道一起旋转90。方案，龙门吊行驶到装有辅助轨道调轨车上，调轨车将龙门吊运到另一轨道上。,第四部分,箱梁预

36、制技术研究,五、箱梁场内移动技术,调轨车,第五部分,本课题组认为虽然影响预制箱梁品质的因素很多，但主要应从制梁技术、制梁设备和施工管理三个方面控制箱梁的预制品质。一、制梁技术方面 为了保证箱梁的预制品质，除具备前面介绍的钢筋骨架绑扎技术、台座及模板技术、高性能混凝土施工技术、预应力施工技术以及成品箱梁场内移动技术外，尚应具备箱梁混凝土收缩徐变控制技术和梁体混凝土裂纹控制技术两项关键技术。,箱梁品质控制技术研究,第五部分,箱梁混凝土收缩徐变控制技术 试验研究发现，预应力混凝土箱梁的最终徐变上拱值可达到初始值的2-3倍。设计要求，桥上无碴轨道设备铺就后，箱梁的徐变上拱值不得大于10mm，因此对预制

37、箱梁的徐变上拱的控制就成为无碴轨道预应力混凝土箱梁设计和预制的关键。本课题组从混凝土配制、浇筑、预应力的施加、养护与存储等方面进行探索性研究，提出一些控制措施，以保证箱梁的收缩徐变上拱量不超标。混凝土配置 选择强度和弹模较高的骨料；严格控制混凝土配合比，注意控制水胶比和骨胶比；混凝土拌和要均匀。,箱梁品质控制技术研究,一、制梁技术方面,第五部分,浇注 振捣要密实、全面，特别是张拉的直接受力区更要密实。预应力张拉 严格控制预应力张拉时间、张拉力以及二期恒载施加期限是关键养护 用蒸汽养护。自然养护时保证箱梁处于75%以上湿度的潮湿状态，减少日照。根据工期合理安排生产，减少存梁期，及时安装。存梁期间

38、应采用可靠仪器观察主梁变形，建立梁的拱度资料，定期观测分析，并将观测结果及时反馈给设计院，联合进行有效控制。,箱梁品质控制技术研究,一、制梁技术方面,箱梁混凝土收缩徐变控制技术,第五部分,箱梁混凝土裂缝控制措施 预应力混凝土箱梁成型后，在早期抗拉强度尚未充分形成以前，由于干燥等原因产生了收缩，受约束的箱梁往往会产生裂缝。裂缝不仅影响混凝土箱梁承受荷载能力，而且还会严重损害混凝土箱梁的耐久性。如果采取一定的施工措施，裂缝是可以克服和控制的。本课题组提出了以下预防裂缝措施：优选原材料 选择适宜的水泥品种。粗骨料选用粒径均匀、级配良好、碱活性小、质地坚硬、级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石。优选

39、配合比 认真进行配合比设计，用改善骨料级配、降低水灰比、掺加混合材料、掺加外加剂等方法，在满足设计强度和施工的前提下，尽量减少水泥和水的用量，选择品质好的集料，增加集料数量，以减少混凝土的干缩。,箱梁品质控制技术研究,一、制梁技术方面,第五部分,优选施工工艺 降低混凝土原材料的初始温度，混凝土搅拌时间不宜过长。采用薄层浇筑、分层浇筑，配置“串筒”或“溜槽”，加快混凝土内部热量的散发和防止混凝土离析；控制灌注速度，保证混凝土硬化前后沉实均匀；合理控制振捣时机；避开温差较高时段灌注混凝土；采用严格的蒸养工艺。拆模时间不宜过早，特别是昼夜温差较大或冬季施工更应注意。采用大刚度模板，避免在浇筑混凝土时

40、，由于侧向压力的作用使得模板变形；采用坚实的制梁台座和存梁台座，避免箱梁在生产和存放过程中产生不均匀下沉。,箱梁品质控制技术研究,一、制梁技术方面,箱梁混凝土裂缝控制措施,第五部分,为满足国内首次预制铁路双线预应力箱梁施工的特殊要求，本课题组目前已经设计完成的制梁设备如下：首次设计完成了先张梁预制台座。为国内首次预制高品质的双线先张梁提供关键的预制设备。设计完成了液压自动缩放内模（目前正在试制）。该内模的整体性好，刚度大，拆装快速，可提高制梁台座的利用率和减轻施工强度，为预力张拉及蒸汽养护等赢得时间，提高箱梁的预制质量。设计完成了自动控温混凝土蒸汽养护系统（目前正在寻找试验工点）。该系统的温度

41、控制准确，热效率高，可最大程度地提高箱梁混凝土的养护质量。设计完成了900吨和450吨龙门吊。箱梁移动采用“四点起吊三点平衡”技术，不会出现“三条腿”现象，保证箱梁移动安全。,箱梁品质控制技术研究,二、在制梁设备方面,第五部分,随着铁路客运专线建设高潮的到来，将在施工现场建大量工厂化的制梁场，并预制大量的铁路预应力混凝土箱梁。由于梁场数量多，规模宏伟，预制箱梁的数量大，如何控制进度？如何对技术、质量进行管理？如何对材料、设备进行管理？就成为施工单位、监理单位急需解决的问题，也是业主极为关心的问题。为此本课题组针对国内首次预制铁路双线预应力箱梁施工管理的特殊要求，设计、开发了箱梁预制施工计算机管

42、理软件系统，通过使用该系统，不仅施工单位可以有效的进行进度管理、质量（技术）管理、资源（设备、材料）管理，而且还可加强与业主、设计、监理等各方的信息沟通，提升预制施工的管理水平。该软件功能强度，操作方便，是现代化箱梁预制施工管理的有力武器，简要介绍如下：,箱梁品质控制技术研究,三、在施工管理方面,第五部分,箱梁品质控制技术研究,三、在施工管理方面,箱梁预制施工计算机管理软件系统简介,系统构架,第五部分,三、在施工管理方面,系统运行的硬件与软件平台 本系统对硬件与软件的要求分为两部分：指挥部在指挥部需设置一台服务器，其上安装指挥部下达计划、命令及收集各种资料用的运行软件和数据库，且要设置一个公网

43、IP地址。梁场 各梁场计算机可采用普通计算机，并安装梁场施工管理部分的软件。只有在需要下载或上传数据时才需要连接指挥部服务器。,箱梁品质控制技术研究,箱梁预制施工计算机管理软件系统简介,第五部分,箱梁品质控制技术研究,三、在施工管理方面,箱梁预制施工计算机管理软件系统简介,指挥部功能模块简介 指挥部功能模块由个人桌面模块、系统管理模块和预制梁管理梁三部分组成个人桌面模块：用于显示公共信息，如工作新闻、工作通知、工作文件和待批文件四个条目系统管理模块：用于办理系统设置和基础数据设置功能，包括组织设置、职务设置、用户设置、权限设置、梁场名称设置、箱梁数量分配设置、质量要求设置、材料要求设置、设备要

44、求设置等 预制管理模块：用于查询各梁场的进度、质量、材料、设备等信息等,第五部分,箱梁品质控制技术研究,三、在施工管理方面,箱梁预制施工计算机管理软件系统简介,梁场功能模块简介 梁场功能模块由梁场管理模块、进度管理模块、质量管理模块、材料管理模块、设备管理模块等五部分组成梁场管理模块：用于对梁场的管理，包括设施登记、梁场建设进度记录、查询与统计梁场建设进度。进度管理模块：用于对预制梁场进行预制计划编制、预制梁进度记录、预制进度查询与统计。质量管理模块：用于对预制梁质量进行记录、报检、查询和提供技术指导。材料管理模块：用于对原材料进行管理，包括自动生成材料计划、进料登记、用料统计、查询库存。设备

45、管理模块：用于对制梁设备进行管理，包括设备的登记、设备维修后的记录、查询设备状态，设置设备维修周期，系统将自动向有关用户提出设备维修计划和提前提示。,第六部分,结束语,为迎接即将掀起的客运专线铁路建设高潮的到来，满足桥梁施工的要求，2003年12月由我院利用自有资金独自发起该项目，并陆续吸引或邀请多家单位参加，2004年纳入铁道建筑总公司科研计划，至今历时一年多，2005年1月12日该项目的设计方案通过了专家技术审查，方案审查会由铁道建筑总公司组织、由铁道部有关单位及建总15个工程局、6局的专家组成。审查会经过认真审议，对设计方案给予了充分肯定，同时也提出了宝贵的修改意见。目前项目的进展情况如

46、下：,第六部分,结束语,该项目目前取得的主要成果课题组通过对箱梁预制生产线的研究，提出了箱梁预制场规划设计的思路和具体设计方案，可为施工单位进行梁场规划设计提供有力的参考。课题组提出了五项箱梁预制技术，即箱梁钢筋骨架预绑扎技术、台座与模板技术、高性能混凝土施工技术、预应力施工技术、箱梁场内移动技术，并形成了详细的施工细则，为提高箱梁的预制质量和预制速度提供了强有力的先期技术支持。课题组设计完成了预制台座及外模、液压自动缩放内模、自动温控混凝土蒸汽养护系统、900吨和450吨门式起重机等箱梁预制的关键设备，为箱梁预制提供了关键设备保障。课题组研究设计了预制梁场信息化管理软件，有利于全面实现梁场生

47、产的动态管理。,第六部分,结束语,该项目目前存在的主要困难缺少样品或样机的试制、试验经费 目前虽然该项目联合的单位很多，其中也不乏工程局等直接用户，但由于其工程任务尚未落实，因此无力提供所需试制、试验经费。暂无试验工点 课题组所提出的制梁技术究竟效果如何，需要试验验证；另外样机（如自动蒸养系统和液压自动化内模）试制完成后也需要试验。但，目前尚未落实试验点。该项目后续工作展望一方面，结合铁道部新颁布的有关技术标准进一步优化设计；另一方面，积极筹措试制、试验经费，进行样机试制，寻找试验工点。希望该项目纳入铁道部科技发展计划，并参与铁道部下一步组织的试验梁预制工作，接受实践的考验，使该项目能够得以推广应用。建议铁道部有关主管部门出台一个预制场的规划及配套设备的技术标准，以规范各施工单位、各预制场的箱梁预制和关键设备配套，满足客运专线桥梁施工对箱梁预制质量和预制速度的要求。,汇报完毕谢谢！,