7预制协会交流材料之7多片式T梁工艺实践房桥改.docx

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7预制协会交流材料之7多片式T梁工艺实践房桥改

全国铁路预制桥梁技术协会第六届一次会议

交流材料之七

多片式T梁制造工艺实践

北京中铁房山桥梁有限公司

2011年8月

多片式T梁制造工艺实践

一、工程概况

新建铁路巴准线正线长度128.102km。

我标段负责全线的桥梁预制梁工程，预制梁场设在新建海勒斯南站站场内，长度约1800m，宽度在80～110m间，总占地面积约300亩。

预制梁为通桥（2005）2101型号T型梁，跨度分为32m、24m、16m三种。

全部预制任务共有2687孔。

二、工期计划

项目部总的预制任务量为约2700孔T梁，自2011年6月21日开始生产，计划到2012年12月完成预制任务，正常情况产量为每月150孔梁。

我项目部设置了南北两个生产区，下面将一个生产区的生产设施配备情况说明一下：

生产区配备13套模板，正常日生产能力为6片，每套模板的正常周转时间为2d一个循环，其中，蒸汽养护时间按24h考虑，其它24h为工序时间，包括模板清理、涂油，钢筋骨架吊装，合模、桥面钢筋吊装、调整，灌注混凝土、拆模、起梁等。

每个月一个生产区生产能力为150片梁，即按照每月25d有效工作日考虑。

配备了1台160t移梁机，能够满足起梁、移梁需要；配备了一套HZS150型拌和站，正常生产能力为50m3/h，而每片梁的混凝土方量平均约51m3，完全能够满足要求；配备2个3m3混凝土吊斗，2个农用车运输，满足灌注要求，配套水泥罐为3个，每个存量正常为150t，粉煤灰罐为2个，正常每个存量为120t，能够满足周转需要，砂石料仓共9个，其中有3个为保温料仓，供冬季施工使用，6个普通料仓每个仓面积为300m2，能够存料450m3，完成满足生产需要；生产区配备3台10t龙门吊，完全满足生产需要，尤其是现在基本全部采用液压模板，拆模、立模使用龙门吊频率大大降低；钢筋下料、弯制采用自动加工中心，效率大大提高，完全能够满足每天12片梁的钢筋用量；钢筋绑扎胎具为6套，能够满足要求；提梁采用2台75t龙门吊，完全能够满足每天装车6片的需要。

三、场地布局

项目部全部位于新建海勒斯南站站场内，考虑到制梁场用地时间较长，为了不影响巴准线开通运营、海勒斯南站的使用，在场地布置时，没有占用巴准线的上下行主道，分布在上下行主道间的狭长地带。

分为两个预制梁生产区。

综合考虑预制梁工期和建场投入，项目部在大里程侧生产区建造轻钢结构厂房一座，而小里程侧生产区则为普通的露天生产模式。

除了两个生产区对应位置为生产附属区域以及单独设置的办公生活区和施工人员生活区外，其余场地绝大部分为存梁区域，上侧为提梁区。

四、主要机械设备

为满足施工需要，项目部投入主要机械设备有：

160t轮胎式移梁机2台、HZS150型拌和站2套、钢筋自动加工设备1套、32m液压模板24套、24m普通模板2套、16m普通模板2套、24m跨度10t龙门吊6台、22.5m跨度10t龙门吊2台、4t蒸汽锅炉2台、26.5m跨度75t龙门吊4台、50型装载机2台、张拉千斤顶、油泵若干、压浆台车2台。

五、我们的一些做法

项目部针对当前产品的高要求和工期状况，自主创新了施工工艺，进行了技术革新，首次在T梁的生产中大规模使用了液压模板、底模板增加底部震动、桥梁两端实现同步自动张拉、并采用微控桥梁静载试验系统，大大提高了生产的劳动效率，也更好的保证了产品的质量要求。

（一）、提梁机移运桥梁

采用提梁机移运箱梁在业内已被广泛认可，我公司早在去年南京仪征项目部T梁生产时就采用了提梁机移运（提梁机提梁通道11米），采用提梁机移运T梁有以下优点：

1移运速度快，可以提高生产效率。

2灵活方便不受场地限制。

3可以实现双层叠梁，减少存梁用地。

4取梁自由，不受存放先后限制。

（二）、现场制梁采用彩钢厂房

由于该项目工期很紧，冬季必须进行生产，而鄂尔多斯冬季时间很长且温度很低。

为了保证工期保证产品质量，公司决定采用建彩钢厂房，桥梁生产在厂房内进行。

1梁体生产厂房长283m、宽38m、高12.5m（檐下高度），共设13个生产台座。

钢筋加工及主体生产初张拉都在厂房内完成，而且提梁机可以进入厂房内提梁。

这样主体生产就不受天气的影响，可以按计划进行。

2梁体配套在专用养护棚里进行，梁场共设养护棚8个，每个长40m、宽10m、高4m，每个可以同时进行3片梁的配套。

养护棚周边采用砖砌结构，顶部采用养护盖，养护棚取暖采用下部布设暖气管道，用2t热水锅炉供暖方式。

3骨料在厂房内存放，并且采用地暖的方式加热保温。

（三）、液压模板的使用

在传统预制T梁生产过程中，梁体外形尺寸难以保证、梁体漏浆、拆模时对梁体表面的损坏一直是影响梁体质量的难题。

目前，国内传统的预制T梁模板，均采用人工拼装、拆卸。

由于模型较重、行车运行误差较大等原因，在施工过程中，安全系数低，并且造成梁体磕损、掉脚、硬伤现象严重。

混凝土振捣时，出现测模与底模分离，梁底漏浆，影响了梁体外观质量，同时导致梁体局部混凝土强度降低。

为解决模板拼、拆，T梁生产时出现的上述各种问题，公司相关技术人员积极探讨、试制，最终研发出采用液压系统多点同步控制模型拼装、拆卸的液压型预制梁模板（如图1所示）。

图1液压模板

我公司在宁启复线仪征制梁场率先使用了液压模板，为公司节省了大量资金，收到了良好的经济效益和社会效益。

为此，我项目部在巴准线和塔韩线大规模使用全液压模板。

1、设备组成

本设备由模型主体、基础预埋件、液压系统、定位系统、滑道系统等组成。

其中模型主体包括：

侧模、竖带支撑、底模。

基础预埋件。

包括液压缸底座预埋件、滑道基础预埋件、竖拉杆基础预埋件。

液压系统，包括液压泵站、液压缸、液压控制阀块。

定位系统，包括下调节拉杆、竖拉杆、斜拉杆。

滑道系统，包括滑轨、钢板滑块、垫轨、卡块、卡快加固板。

2、工作原理

模型拼装：

底模及梁体钢筋绑扎安装好后，开启液压系统。

通过人工操作手动换向阀控制液压阀块使一侧液压缸活塞回收，液压缸带动一侧模型通过滑道系统向底模中心线滑动，当液压缸完全回收到位后，停止工作，该测模型粗略到达工作位置。

按同样方法将另一侧模粗拼到位后，安装定位系统，通过细部调节定位系统各部件，使模型拼合后尺寸精确，符合标准要求。

模型拆卸：

预制梁施工完毕后进行模型拆卸。

首先调节放松定位系统各部件，同时使用液压千斤顶将模型与梁体脱开，后开启液压系统，手动换向阀控制液压阀块带动液压缸活塞向外顶侧模，使侧模通过滑道系统运行至脱离梁体，当液压缸达到最大行程时，拆模完成。

横截面示意图见图2。

3、与传统模型相比，液压型预制梁模板打破了常规思维定式，在生产工艺、技术设计、制作方法等各方面进行了合理、大胆创新，并具有如下优点：

1）操作简单

操作简便、自动化程度高，安全系数高。

液压模板在首次拼装完成后，由于整个模板一侧连成一个整体，在立模时，只需要由操作熟练的工人开动油泵，保证模板下部每侧的9个液压千斤顶同步运动，即可将一侧模板立上。

模板均就位后，通过上紧上下拉杆进行紧固即可。

2）节省人工

以液压系统控制模型开合，取代人工、行车的吊装施工。

与普通模板相比，液压模板的安、拆在人工使用方面，节约超过60%。

据统计，传统模板每套32m模板光安装螺栓就需要大约800条，而液压模板则不足50条，大大节约了人工。

在节约人工的同时，工序施工时间也得到了大幅度缩减，有利于加快施工进度。

同时，

3）提高效率

模型自重较轻，拼装、拆卸过程中节省龙门吊使用，同时避免了龙门吊来回运行干扰进度；由于不需要10t龙门吊在立、拆模的配合，也大大减少了10t龙门吊的使用频次，减少了工序交叉互相影响的情况。

液压系统效率高，提高了模板和台座利用率；液压钢模板与台座“一对一”设置，占用场地小，采用整块式侧模拼装，提高生产效率。

4）确保质量

梁高通过两侧滑道调节、控制，立模时定位误差小能够保证产品外形尺寸；拆模时避免模型与T梁的碰撞，减少磕损、掉角。

（四）、底模板加底振

在T梁的生产中，下八字气泡及腹板气泡、支座板空腹、N1管道锚垫板下不密实，是困扰各生产企业的质量通病。

究其原因是因为振动方式不科学不合理。

目前多数企业模板固定及振动方式:

1底模刚性固定在混凝土基础上

2侧模利用下拉的方式或者打楔子的方式与底模连接在一起

3附着式振动器连接在侧模上

4通过附着式振动器的击振力将预应力管道以下的混凝土振动密实。

由于底模与基础是刚性连接不能形成振幅，下八字以下及流入底板的混凝土不能得到密实的振捣，造成支座板混凝土空腹现象及N1管道锚垫板下混凝土不密实、下八字处气泡不能有效排除。

1、改进方法

此项改造特点是底模板处固定连接改成活动连接。

原有底模平台的扁担梁与地脚预埋铁是直接焊死的，没有底部振动（如图2所示）。

改造后是在扁担梁与地脚槽钢之间安放一块10mm厚的橡胶垫，用螺杆把扁担梁与槽钢联结（如图3所示）。

底部振动器安放在底模下方（如图4所示），每隔2米设置一个，呈V字形交替排放，为了保证震动时底模不产生偏移，在底脚槽钢与扁担梁的连接处分别焊上限位。

这样既改变了刚性联结又保证了震动时整体的稳定性。

此项改造主要增加底部震动，使之与梁体可以形成共振。

图2原有底模板

图3改造后底模板

图4振动器安放位置

2、使用情况

项目部在现有底模板上安装了16个振动器。

目前试生产了近30片桥梁，发现大大减少了下翼缘的气泡，从而提了高桥梁外观质量，达到预期的目的。

此项技术创新，我公司获得了国家技术专利，专利号为：

ZL201020520912.9，证书见图5所示。

图5T梁底振装置专利证书

3、优点

1）解决了振捣棒和侧振无法将底部混凝土振捣密实的问题。

2）解决了产品下八字位置及腹板出现大量蜂窝麻面的问题。

3）确保了梁体底部振动的整体稳定性和均匀性。

4）解决了支座板空腹现象。

5）解决了N1管道锚垫板下混凝土不密实的缺陷。

（五）、自动张拉系统

1、简介

桥梁预应力张拉自动控制系统（如图6所示）主要是为满足高速铁路桥梁预应力张拉而设计的，由4台千斤顶，4台电动液压站、8个高精度压力传感器、4个高精度位移传感器、PLC控制器、主机（一体化工作站）、无线数据传输系统等组成，可同时控制4台千斤顶同步工作，构成平衡的双向张拉，同时根据张拉工艺不同也可单侧2锚或4锚张拉。

微电脑预设张力工艺，一键操作实现张拉过程的自动化控制，伸长值显示，张拉数据实时曲线采集及校核报警，张拉结果记录存储、无线数据传输以及网络传输，信息化管理。

图6自动张拉设备

2、主要特点

本系统的特点是结构简单，张拉控制精度可达到0.5%要求，千斤顶端只有测量伸长值的位移传感器需要引线，可靠性好，工人操作千斤顶与原手动操作相同，且减少了伸长值测量和记录等工作量。

集成了计算机自动控制技术、无线传输技术、数据监控分析技术于一体。

把梁场桥梁的张拉、数据传输、监控、管理等一系列功能紧密地结合起来，从张拉现场到梁场信息化管理中心通过无线网络传输，从梁场到客运专线信息化管理中心通过宽带信息网实现高速实时互联，达到信息的快速流通，实现桥梁张拉的现代化管理。

3、系统原理

其中液压站采用超高压电液控液压油路开关专利技术，高压、超高压液压油路的通、断控制实现了稳定可靠的电动控制。

在每台电动液压站连接千斤顶的供压端和回油端分别安装压力传感器，减小了油压冲击对压力的干扰。

同时在每台

千斤顶上安装位移传感器，实时监测张拉伸长值的变化。

4、技术参数

●张拉系统技术指标

测力系统精度1%F.S

位移测量精度0.2mm

双顶对拉不平衡度20KN

液压站工作电压380±10%

控制系统工作电压220±10%

使用温度－20℃～50℃

●标定系统

满量程3000KN

准确度0.3%F.S

使用电压220±10%

使用温度–20℃～50℃

●液压站

最大油压50MPa

流量2L/min

电机功率4.5KW

使用电压380V

●张拉千斤顶

公称张拉力2000～5000KN

张拉行程200mm

行程允许偏差±2

5、主要功能

一台控制器控制两台液压泵站，同一束预应力筋两端的千斤顶自动同步、平衡张拉技术，张拉力自动跟随，位移辅助检测的张拉模式。

●可移动式单泵单顶结构

四套液压站驱动的四台千斤顶自动同步、平衡张拉技术，张拉力自动跟随，位移传感器辅助检测伸长值的张拉模式。

●智能控制张拉过程

可设定张拉目标拉力值、位移校核目标值、持荷时间等参数由系统自动控制张拉过程，同步自动平衡张拉。

●直接显示拉力值及自动测量张拉伸长值

由液压传感器测量油压转换并直接显示张拉力值，由位移传感器测钢绞线伸长量，直接在触摸屏上显示。

●方便的输入功能

触摸屏操作，可输入桥梁编号、型号、张拉力目标值及伸长量校核值、持荷时间等。

汉字图文操作界面，简单明了。

●标定功能

配套标准的张拉力标定系统，可在随时对张拉系统进行标定和检测。

●无线数据传输功能

系统可实时把桥梁张拉信息通过无线数据传输系统实时传输到信息中心数据服务器，再由梁场服务器实时上传到客运专线信息中心。

（六）、微控桥梁静载试验系统

1、简介

目前国内高速铁路建设中，桥梁所占的比例越来越高，桥梁预制质量直接关系到铁路建设的总体质量。

TB/T2092《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》（以下简称“桥梁静载试验标准”）是确保桥梁预制质量，发现桥梁预制质量问题的最重要的标准之一。

因此，严格按照桥梁静载试验标准的要求对桥梁进行检验，对桥梁进行同步精准加载，并保留完整的试验记录是十分必要的。

桥梁静载试验重要性也使各梁场的施工企业工作人员全力关注。

因目前桥梁静载试验所采取的常规操作方式，需要抽调大量人员（少则20~30人，多则40~50人）来配合试验（比如说——总体指挥，开油泵加载、监视、记录、协调，读取百分表的挠度等），还需要在试验前期花费大量时间进行资料准备（如：

试验加载数据的计算和千斤顶标定后的参数计算），在试验完成后汇总大量零散的记录数据，按照桥梁静载试验标准对大量表格（约有9种类型表格，大约有11~21份表格要填写）进行计算填写等繁琐工作。

真正判断试验梁是否合格，须在所有表格和数据整理完毕才能判定。

尽管桥梁静载试验标准对于桥梁速度加载速度的快慢，加载载荷的精度，试验数据记录的完整性都有严格的要求，但目前的试验加载和记录完全是人工完成，加载速度的控制（人工操作加载速度往往偏高，会对桥梁产生额外的冲击动荷载），加载载荷精度的控制都很困难。

在各载荷等级持荷时，液压系统的泄漏是不可避免的，人工补压不容易精准操作，人工读取压力表和百分表数据也只能读取某个时刻的数值，不具有代表性。

所记录的试验数据的完整性很难达到桥梁静载试验标准的要求。

因此，每次静载试验都要现场工作人员严谨细致地准备和操作，稍有疏漏，试验的原始数据资料的精准程度和真实性很难保证。

综上所述，需要研发一种用计算机自动载荷计算，自动千斤顶配套标定，自动控制加载，自动数据采集，自动及时试验报告的输出，能完整地存贮试验数据的微控铁路桥梁静载试验系统（以下简称“本系统”）。

，本系统输出的是标准格式的word文档，保证各梁场的报告格式一致，方便测量数据的阅读和保存管理

2、系统总体组成

本系统主要由——计算机试验软件、计算机控制系统、液压站电控系统和液压集中泵站四部分组成，整套设备适合目前现场制梁场使用。

计算机试验软件

计算机试验软件是完成静载试验功能的核心，其除了能实现试验加载的设定和自动计算，输出试验加载载荷计算单外，还能通过计算机控制系统完成千斤顶配套的自动标定，桥梁静载试验自动执行，相关数据的自动记录。

试验报告的自动输出等。

本系统软件能适用所有铁路桥梁T梁和箱梁的静载试验。

2）计算机控制系统（如图7所示）

计算机控制系统的主要功能是接受程序软件的指令，将其传化为控制液压站的信号，接受传感器测量的数据。

采用工控机工作性能稳定，适合现场梁场露天桥梁静载试验。

图7计算机控制系统

3）液压站电控系统（如图8所示）

液压站电控系统除了接受来自计算机控制系统的信号外，还能独立控制液压站电磁阀和电机的操作。

图8液压站电控系统

4）液压站（如图9所示）

液压站采用集中泵站供油，同时或分别控制液压系统，一台液压站控制5台千斤顶。

实现同步加载和分别控制的功能。

当用10或15个千斤顶时，只需再增加1台或2台相同的液压站，升级相应的软件功能即可。

图9集中式液压站

系统的可靠性

本系统的主要硬件均采用国内外优质产品，经过长期重复测试，运行稳定可靠。

3、系统的主要功能

1）桥梁静载试验加载载荷计算

桥梁静载试验加载载荷计算是试验前重点的工作之一，对于熟练的技术人员也要一定的时间完成。

利用本软件，只需要点击数据库中保存的桥梁图号和选择梁龄即可完成计算，并输出标准的Word文档。

图10界面就是方便用户设定试验梁参数的输入。

用户可以直接选取右边选择框里的图号，就可直接将试验梁的参数填入各编辑框，只要选取试验梁的灌注日期，张拉日期和试验日期，即可得到试验梁的所有试验加载数据。

图10信息、参数录入、对话框

对于新的梁型，用户可以自己根据梁的设计参数直接输入数据，只需要点击按钮“加载计算参数”，就可以输入相关参数（见图11）。

并通过点击“存为数据文件”，将新数据存入数据库，以供同规格型号梁再次试验使用。

图11试验梁参数输入对话框

点击“计算结果”按钮，可查看所有参数和计算的加载数据（见图12）

图12加载载荷计算对话框

点击“编辑加载循环过程”，可以编辑加载循环过程（见图13），可以选择各加载等级。

图13加载循环编辑对话框

2）千斤顶配套标定

为消除千斤顶活塞面积的偏差和千斤顶摩阻所引起的压力误差，需要对千斤顶进行配套标定。

目前标定采用人工加载，人工读数的方式记录标定数据，然后再对数据进行线性回归计算。

利用本系统的千斤顶配套标定功能，可以自动同步读取测力传感器和系统传感器的数据，标定的数据更为精确，并能自动进行数据的回归计算（如图14、图15所示）。

输出为标准的word文档，对应数据将直接用于桥梁加载循环过程。

图14千斤顶配套标定用测力传感器和反力架

图15液压站、千斤顶配套标定对话框

3）微机自动加载，确保加载载荷同步

本系统能自动按照试验加载循环进行加载，只需一个人操作电脑。

彻底摆脱了多人操作状态。

加载速度调整方便，加载误差小于1%，远远小于人工试验加载的误差，也不会出现加载超过设定值的现象。

在各级持荷阶段，本系统还能自动补油保压，使试验更为可靠（如图16所示）。

图16加载过程荷载变化曲线

4）微机自动读取加载载荷和百分表数据

在本系统自动加载试验过程中，本系统的主界面会动态地显示当前的加载载荷和百分表的数据，动态地计算实测挠跨比。

在试验过程中能完整地按照桥梁静载试验标准的要求记录所有的数据，且记录数据精确、真实、可靠（如图17所示）。

完全不需要人工参与读数。

并可在试验完成后即刻输出完整的试验报告，将检测报告打印出来供审核。

图1710个千斤顶加载和6个百分表读书主界面

5）试验过程中能灵活处理各种异常情况，有多重保护措施。

既可以直接中断本次加载循环过程，也可以单独处理某一个或几个加载千斤顶的非正常情况，处理完成后，可恢复在中断处继续进行试验，操作方便灵活。

6）使用本系统除了上诉的优点外，还有以下优点

（1）本系统产生的数据可以通过网络传递到相关部门以供审查，监检部门可以不去现场就能了解试验的完整信息。

（2）能够确保梁场按规定进行桥梁的批量检查试验，只要审查其本系统产生的数据就可以确定其是否进行了规定的试验。

（3）本系统产生的数据真实可靠，可以作为归档文件，长期保存，作为今后桥梁的重要档案证据。

附：

现场静载试验视频。

（七）钢筋自动加工设备

由于工程量大，工期紧，项目部首次使用了钢筋自动下料设备和弯制设备，自动切断钢筋进行下料和弯制成型（如图18、图19所示）。

图18钢筋自动下料设备

图19钢筋自动弯曲设备

1、技术参数

2、操作步骤：

主菜单界面如图20所示。

图20主菜单界面

生产设置：

是在生产任务开始前，预设生产相关信息，选用模具。

参数设置：

设置相关机械参数，钢筋参数，行走长度等重要参数的设定。

图库调用：

可根据图库中所记录的图形，进行钢筋加工。

手动画面：

手动控制设备各部件的动作，以检测各硬件是否工作正常。

自由编辑：

可自由设计钢筋加工的图形。

报警信息：

可在此界面查看记录和报警信息。

1）生产设置：

选择好模具，设好钢筋长度，计划生产，根据钢筋直径的不同，选择每次生产钢筋的根数（如图21所示）。

图21生产设置界面

2）参数设置：

左机、右机回参距离，挡板距离，左机、右机反弯工作位置，左机、右机移动速度，左弯、右弯弯曲速度（第一次上电速度应放慢，动作正常以后，速度可以加快）夹紧延时、钢筋释放延时设定好（如图22所示）。

图22参数设置界面

3）自由编辑：

根据生产画好图形按下确认键数据传输完后，也可以在图库里面进行选择。

图库里面有45种图形提供给用户选择，用户可以根据生产需要选择相同的图形进行生产。

尺寸、角度由用户自己进行设定。

设定好长度，角度以后按一下确认键，数据确认以后才可以自动工作（如图23所示）。

图23图库调用界面

4）踩下脚踏开关的启动按钮（这个时候手不准离开急停按钮，因为这是第一次上电安全第一）。

看一下左机、右机是否按照设定的长度进行行走，左弯、右弯是否按照设定的角度进行工作。

这个时候是空载试。

自动动作正常以后，在放上钢筋进行测试，详见图24。

图24钢筋自动弯制

3、优点

1）一次切筋数量多，弯制速度快，生产效率高。

2）误差小，精度高。

3）大大减少了人工成本。

六、总结

随着目前高速铁路的快速发展，产品的要求也越来越高，生产工期也越来越短，我们桥梁施工企业将面临着很严峻的考验，这就要求我们要适应新时期的发展，积极开拓创新，努力提高劳动生产率，努力打造优质产品，努力降低施工成本，为我国的桥梁事业发展做贡献。