精品高铁梁场施工设备选型配置.docx

精品高铁梁场施工设备选型配置.docx

《精品高铁梁场施工设备选型配置.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品高铁梁场施工设备选型配置.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

精品高铁梁场施工设备选型配置

高铁梁场施工设备选型配置

高铁梁场施工设备配置选型

------XXXXXXXXX标预制梁场

一、工程概况

1、工程位置、工程量

新建贵阳至广州铁路GGTJ-2标段都匀东制梁场地处都匀东车站DK116+800处,桥梁架设线路起点自DK106+282，终点DK124+385。

19座主线桥梁共计预制276片组合箱梁及架设任务，其中31.5m梁232片，23.5m梁44片。

2、工程特点、重点及技术难点

2.1工程特点

⑴、本项目是集团公司首次进行高铁桥梁预制、运输及架设；

⑵、对运梁通道中的隧道、现浇桥、路基进度节点要求高；

⑶、地材匮乏，贵州省内无合格的砂源；

⑷、设备投入大，且为集团首次进行铁路预制梁场配置，无经验可循。

2.2工程重点及技术难点

⑴、大型特种机械设备投入及管理、使用、及保养、维修及安全运行是本项目的重点。

⑵、预制梁场临时设施须取得业主验收合格方能生产，制梁形成生产能力后，还须由铁道部专家评审验收合格，获得国家许可后方能投入使用，其评审、验收、取得许可证是本项目重点。

⑶、运梁通道内的桥梁下部结构、路基、隧道等能否按节点目标完成，将全面制约预制梁厂是否能做到均衡生产，整体协调，整体调度，是本项目重、难点。

⑷、材料保障：

因地材、特别是中粗砂需跨省远购，碎石又为短期阶段性生产，故有计划的做好地材储备工作是本项目重点。

二、设备配置选型原则及要求

高铁梁场的设备配置选型是保障顺利通过铁道部质检中心取证（设备配置是否决项）、施工工艺生产顺利实现的重要前提条件，只有通过了铁道部质检中心的实地核查，才能批量生产，这是先决条件，而过高的投入又会导致项目成本急剧增加，因此，经济性与使用性结合找到平衡点至关重要；梁场的设备配置选型主要有以下五个原则：

⑴、通用性原则

由于高铁梁场的施工周期相对短,工程数量较少,因此必须考虑到与常规隧道施工、公路桥梁施工、路基施工等方面的通用性，最大程度降低设备的闲置率。

⑵、针对性原则

在高铁梁场的建设过程中，通过铁道部质检中心的实地核查，箱梁预制取得工业产品生产许可证是必须的，因此，在设备数量的配置数量方面一定要针对性的保证备用。

⑶、先进性原则

设备的设计制造日新月异，在选择设备的配置中，由于梁场的设备多数针对性比较强,生产效率较高,因此，设备的技术领先性尤为重要。

⑷、高性价比原则

整个梁场的投入十分巨大，设备选型必须注重性价比，各个厂家产品功能差别不大，分析价差的原因得出科学的选择。

⑸、可改进性原则

设备生产厂家的设计思路偏重普遍性，每个梁场具体工法不尽相同，对某些设备购置后需要进行一些适当的现场改进，目的是为了进一步提高施工工效。

三、梁场主要设备配置的组成

按照《预应力混凝土铁路桥简支梁产品生产许可证实施细则》（国家质量监督检验检疫总局2011年1月19日公布2011年3月1日实施）以及《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》（铁科技[2004]120号）之规定，箱梁预制的设备主要分为：

钢筋机械、拌和设备、浇筑设备、养护装备、张拉/压浆设备、起移梁设备、配件加工设备、动力设备、其它必需设备；梁场主要设备配置的组成见表1《高铁梁场设备组成》。

我项目梁场场地为线路纵向的细长形状，无法实现搅拌站直接向制梁台座直接输送混凝土的方式，只能采用单独分离搅拌车输送混凝土的方式。

四、设备的配置选型方案比选

我梁场结合实际供需生产的设备配置情况如下（表2梁场设备配置方案）:

表2梁场设备配置方案

序号

设备类别

设备名称

规格型号

数量

使用工点

1

钢筋机械

液压钢筋调直切断机

GT4-14

1

钢筋班

2

钢筋切断机

GQ50

4

钢筋班

3

钢筋切断机

GQ40

8

钢筋班

4

自动箍筋弯曲机

GB32

1

钢筋班

5

液压钢筋弯箍机

W-18A

2

钢筋班

6

对焊机

UN－100

2

钢筋班

7

拌和设备

搅拌机

HLS90

2

砼搅拌站

8

动力设备

发电机组

YTW-500-4

1

制梁场

9

发电机组

GF-250KW

1

搅拌站

10

变压器

S11-M-630/10

2

制梁场

11

浇筑设备

搅拌车

ND52502GJBZ

4

砼搅拌站

12

混凝土布料机

HGT20GT

3

砼班组

13

混凝土泵

HBT80C

2

砼班组

14

混凝土泵

HBT60C

1

砼班组

15

提浆整平机

XGTZ

2

砼班组

16

震动器控制柜

ZBPD-160/380

2

砼班组

17

附着式高频震动器

ZGKF6-160/380

24

砼班组

18

插入式震捣棒

ZN50

20

砼班组

19

插入式震捣棒

ZN35

8

砼班组

20

养护装备

4吨燃煤锅炉

DZL4-1.25-AⅡ

1

砼班组

21

压浆设备

自动压浆台车

JS-300IV

1

张拉压浆班

22

螺杆压浆泵

KT-LGB-1

1

张拉压浆班

23

真空负压装置

FZB4-2

1

张拉压浆班

24

张拉设备

穿心式千斤顶

YDC2500

5

张拉压浆班

25

穿心式千斤顶

YDC2000

5

张拉压浆班

26

前卡式千斤顶

QYC270

2

张拉压浆班

27

电动油泵

YBZ2*2/50

17

张拉压浆班

28

检测设备

台座式千斤顶

YDT1500

12

张拉压浆班

29

起移梁设备

龙门吊

MH5T-18

1

起重班

30

龙门吊

MG75/5T-23

2

起重班

31

轮胎式提梁机

LMEH250+250-40.2

1

移梁班

32

卷扬机

JM3

1

制梁场

33

配件加工设备

交流电焊机

BX1-500

12

钢筋班

34

其它必需设备

洗石机

SL-80

1

砼搅拌站

35

筛砂机

SL-60

1

砼搅拌站

36

装载机

ZLC50C

2

砼搅拌站

37

运架设备

运梁车

DCY450

1

桥面

38

架桥机

DF450

1

桥面

4.1钢筋机械

梁场使用的最大的钢筋直径Φ25，由于使用频率高、数量大、钢筋机械规格选择按照Φ30结合Φ40的方式。

4.1.1钢筋调直切断机

梁用盘条最大直径Φ10mm，根据通用性原则及技术领先性原则，选择使用条件为4-14mm规格的GT4-14型液压钢筋调直切断机，具有效率高，简单紧凑等优点。

4.1.2钢筋弯曲机

从技术领先性原则及高性价比原则来考虑，采用全齿轮传动结构类型的钢筋弯曲机具有结构紧凑，维护方便，经久耐用，低廉高效等优点。

4.1.3钢筋切断机

市面常见的钢筋切断机主要有全封闭式、半开式、开式三种型式，相比较而言，开式齿轮传动中易落入灰尘、屑等外部介质而造成润滑油污染，齿轮易于产生磨料磨损；全封闭式的润滑及防护等条件最好。

而且考虑到现场的清洁、安全防护满足取证，选用全封闭的GQ50型。

4.1.4钢筋对焊机

选用最大焊接工作直径Φ28mm，焊接生产率20-30次数/小时，的杠杆加压式对焊机，具有结构简单，手工操作方便的特点，满足梁场钢筋对焊的使用要求。

4.2拌和设备

我梁场的箱梁设计混凝土方量为162.7m3，必须在6小时的时间内完成整个浇筑，满足《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》对混凝土搅拌站的要求：

表3搅拌机功效

拌合机规格（额定容量m3）

30m3／h

60m3／h

90m3／h

120m3／h

上料时间

10S

10S

10S

10S

搅拌时间

120S

120S

120S

120S

出料时间

15S

15S

15S

15S

出料容量m3

0.4m3

0.8m3

1.0m3

1.8m3

一盘混凝土的循环时间

145S

145S

145S

145S

平均6小时完成多少方

48m3

96m3

120m3

216m3

2台拌合站6小时完成多少方

96m3

192m3

240m3

432m3

从表3中,通过通用性及针对性原则对比,2台90m3／h的搅拌站完全能满足箱梁预制的要求,而且在隧道等其他施工时也能满足要求.

4.3浇筑设备

浇筑设备的选型配置决定了混凝土浇筑的制梁和速度,是箱梁预制中至关重要的生产设备,浇筑设备主要包含:

搅拌车、混凝土布料机、混凝土泵、提浆整平机、附着式高频震动器、插入式震捣棒等。

4.3.1混凝土搅拌车

混凝土搅拌车的选择主要根据运输距离、运输量、运输时间来衡量搅拌的的配置容量、数量，搅拌站为2台，因此，原则上配置混凝土搅拌车的数量应为2的倍数，方能发挥最大的效率，见下表4搅拌车功效计算：

表4混凝土搅拌车功效计算

混凝土搅拌车规格（额定容量m3）

10m3

8m3

6m3

装车时间（分钟）

25

20

　15

卸车时间（分钟）

12.5

10

　7.5

运输时间（时速5公里/1小时）

5

5

　5

混凝土搅拌车单循环时间［（装、卸、清洗时间）＋（运距／速度）］

42.5

35

　27.5

平均6小时完成多少方

102.5m3

82m3

62m3

4台混凝土搅拌车6小时完成多少方

410m3

328m3

220m3

根据通用性原则，考虑到浇筑过程中的阻碍因素，选择4台8m3混凝土搅拌车。

4.3.2混凝土泵

根据我梁场的施工组织设计，采用2台混凝土泵同时浇筑混凝土，在工期紧张的情况下还要考虑同时浇筑2片梁/天，还要从通用性原则考虑满足900吨高铁箱梁的浇筑，高墩现浇梁的浇筑等,所配置选择的混凝土泵的主要参数应满足以下几点:

⑴、尽量选择高压泵,“S”阀，混凝土最大理论输送压力10-16MPa;

⑵、混凝土最大理论输送量55-85m3/h;

⑶、技术先进、工况稳定、故障率低。

⑷、国内主要的混凝土泵生产厂家主要是三一和中联,因此选择时重点是根据实际需求进行细节参数的对比确定.

4.3.3混凝土布料机

我梁场采用移动式混凝土布料机主要是从经济适用的角度考虑,当然也可以采用混凝土泵车;由于我梁场的大龙门吊的有效起重高度为10米,额定起重量为75吨,因此,混凝土布料机首先应满足:

整体高度不超过9米,布料范围不小于19米,整机重量不大于50吨,吊装方便.

厂家生产的HGT20GT型混凝土布料机,塔身高度为8米,基础为3.7*3.7*1米（图1布料机原基础图）,而梁场并列两制梁台座之间纵向通道的横向净宽只有米,无法吊装通过;而且如此大的基础,必须采用在基础上设置4点吊装,整机的高度已经9米,吊装钢丝绳根本无法自由伸展,通过与厂家多次协商,根据我梁场实际施工情况,依照设备改进性原则,对布料机的吊点设置及基础重新进行改进:

（1）、基础:

改为6.3*2.7*0.8米的长方形,由两块2.46*1.6*0.8米及一块3*2.7*0.8米的钢结构混凝土块共同组成,3*2.7*0.8米的主基础采用工字钢与钢筋结合的骨架（见图2布料机改进基础图）:

图1混凝土布料机原基础图

图2混凝土布料机改进基础图

通过改进,基础整体宽度只有2.7米,可以顺利通过并列台座之间的通道,而且安装后的整机高度为8.8米,给采用龙门吊移动创造了基本条件.

（2、）吊点:

原厂设计的吊点在底部基础上,在吊装时在混凝土布料机上部还必须制作一个支架,其目的是为了保证从混凝土基础吊点出来的钢丝绳到架子之间是与地面成90度，并使钢丝绳不与布料杆接触，以保护混凝土布料机（图片1原吊装方式）;

图片1原吊装方式

从以上图片可以看出,要移动混凝土布料机不但挂钢丝绳相当复杂,而且高空作业比较危险,10米的提升高度也无法满足使用,因此,通过对设备结构的仔细分析,将吊点该到上部平台底板以上300mm处,塔身与基础的4个铰接连接在吊装时只承受一块3*2.7*0.8米的钢结构混凝土基础块的重量（将两块2.46*1.6*0.8米的组合式基础块分离）及自身重量,完全能满足;但是塔身为钢管机构,需要进行加强并分散受力,因此采用整轴吊装的方式（见图3改进的吊装轴）:

图3改进的吊装轴

图4改进的吊装示意图

从图4可以看出,经过改进,完全满足龙门吊的起升高度,并使整个吊装安全快捷,大大增加施工效率.

4.3.4提浆整平机、附着式高频震动器、插入式震捣棒

提浆整平机按照设计截面图由厂家专业针对生产,主要是提浆整平机轨道与模板厂家相吻合.

附着式高频震动器应选择安装拆卸方便底座坚固可靠的。

插入式震捣棒，应配置直径50mm和35mm两种规格的。

4.4压浆设备

压浆设备主要包括灰浆配料搅拌机、螺杆压浆泵、真空负压装置三个部分，可自行组合配置，也可配置成套的压浆台车系统，需要注意，按照取证要求重要工序设备应备用一台套或者备用足够的配件。

4.5养护设备

养护设备主要指的是蒸汽养护用的蒸汽锅炉：

单片箱梁所用蒸汽量计算如下：

W=Q/（I×H）

其中：

Q----计算所需总热量（KJ/h）

I----在一定压力下蒸汽的含热量（KJ/kg）

H----有效利用系数

所需总热量的计算：

Q=3.6×∑F×K×（Tn–Ta）×ω

其中：

F----围护结构的表面积

F=7.2×5×2＋5×34×2＋7.2×34=656.8m2

K----围护结构的传热系数，取12.5

Tn取40℃，Ta取6℃，ω取2.6

代入各值得：

Q=3.6×656.8×12.5×40×2.6=3073824KJ/h

在一定压力下蒸汽的含热量（KJ/kg）I取2644KJ/kg；

有效利用系数H取0.45

所以养护单孔梁需要蒸汽用量：

W=Q/（I×H）=3073824/（2644×0.45）≈2583.5Kg/h

因制梁场设计生产能力为1孔/天，则需要总蒸汽养护量取1孔/天来考虑即为：

W总=2583.5Kg/h

即：

梁场配备一台4t/h供气量的DZL4-1.25-AII型锅炉，蒸养时采用蒸养棚罩，蒸养棚罩钢架采用钢结构，满足蒸汽养护要求。

4.6张拉设备

包含穿心千斤顶、电动油泵、前卡式千斤顶，需要注意在选择电动油泵时需对电动油泵安装的液压操作阀灵敏度提出要求，这直接关系到静载试验的结果。

4.7起移梁设备

4.7.1提梁机选型计算

⑴、提升重量、跨度选择：

根据施工组织设计，我梁场为双层存梁，运梁车装梁采用横向方式，31.5米箱梁设计重量为408.5吨。

从上得出，龙门吊额定起重量取500吨，跨度大于运梁车长度，取40.2米。

⑵、提升高度选择：

单片31.5米箱梁的高度为3.125米，存梁台座高0.6米，桥面系预埋钢筋高度0.6米，按双层存梁要求3.125*3=9.375米，总有效提升高度：

9.375+0.6+0.6=10.575米。

选取提梁机有效提升高度12米。

⑶、行走方式选择：

提移梁设备目前使用较多的主要有轮胎式提梁机、轮轨式提梁机和移梁小车配合龙门吊三种方案。

而移梁小车因其施工的效率较低，同时与我梁场双层存梁的要求发生冲突，因此不予考虑。

轮胎式和轮轨式提梁机主要是轨道及轨道基础的投入差别比较大：

表5提梁机基础费用对比表

基础类型

单价（元）

数量（m）

小计（万元）

总计（万元）

备注

轮轨式提梁机

基础桩基

3591.22

400

143.6488

295

钢筋混凝土基础

1133

1100

124.63

轨道（元/m）

258

1100

28.38

每吨按3000元计算

轮胎式提梁机

C30混凝土30cm

（元/㎡）

90

8800

79.2

84

基础挖方

19

2640

5.016

通过对比，轮轨式的基础费用相当高，因此，选择租赁LMEH250+250-40.2型轮胎式提梁机。

图片2提梁机、运梁车配套作业

4.7.2龙门吊的选型

龙门吊在生产中应用较多，在这里我们主要考虑到高铁梁场、公路梁场、高架桥等主要应用场合。

⑴、起重配置参数：

31.5米梁内模重量为45.5吨，由两台龙门吊同时起吊，公路40米T梁设计重量145吨左右，由两台龙门吊同时起吊时单台提升起重为145/2=72.5吨，为满足公路梁场施工我场选取龙门吊吨位为75吨。

⑵、跨度配置参数

我梁场采用两排制梁台座，龙门吊跨度为23米。

公路梁场一般采用跨度为27米。

因此，确定龙门吊跨度为可变，能满足24/27米两种跨度要求。

⑶、结合各个厂家的市场调查情况，对比性价比，选用双三角形绗架梁的MG75/5T-23型龙门吊。

图片3MG75/5T-23型龙门吊

4.7.3卷扬机

卷扬机主要用于抽拔棒、钢绞线的穿束，因此，选择3T卷扬机能满足现场施工的要求。

4.8动力设备

动力设备主要指配置电源及备用电源设备，主要是变压器、发电机组。

4.8.1发电机组容量选择

我梁场呈纵向狭长布置，因此需要配置两套备用电源分别满足制梁场合搅拌站区域。

表6制梁场用电设备统计表

制梁场区域选择常用功率500kw的发电机组作为备用电源。

表7搅拌站用电设备统计表

搅拌站区域选择常用功率300Kw的发电机作为备用电源。

4.8.2变压器容量的选择

制梁场在正常供电时还需要有员工生活用电150KW,辅助生产用电100Kw；搅拌站区域员工用电及办公用电100Kw，2台搅拌机同时使用增加180Kw，则：

304.8+150+50+100+218.8=1053.6Kw

选择两台630KVA的变压器并列使用满足现场用电要求。

4.9配件加工设备

我梁场主要是电焊机，根据现场工序、工艺要求进行配置。

4.10其他必需设备

主要指筛沙机、洗石机、装载机，根据搅拌站料仓的布置空间选择筛沙机、洗石机，装载机配置两台ZL50的，分别作为搅拌站上料和筛沙洗石，另一台备用，满足取证要求。

4.11运架设备

高铁梁场的主要标志性设备就是提运架设备，因此，对运架设备的配置直接关系到成本及生产施工工效、进度。

4.11.1运梁车

由于高铁施工要求相对较高，在选择运梁车时应考虑到：

⑴、与提梁机、架桥机的配套使用（外形尺寸、喂梁高度、宽度、喂梁方式）；

⑵、运梁过程的平稳性，液压自动找平，线路自动修正，超出线路自动停止；

⑶、整车高度满足提梁、架梁的特殊要求；

⑷、车轴数（≥14轴线）、接地比压（≤0.67MPa）等参数满足《京沪高速铁路运架设备研制技术条件》及相关施工图；

⑸、配置足够的电气修理、机械修理及操作专业人员。

以上5点为主要考虑的因素，另外从结构形式考虑方面，国产的运梁车主要有两种，一种是整体式，另一种是分体式（通常说的“炮车”），从结构性能对比可以知道，整体式结构无论综合性能、安全性都优于分体式。

图片4分体式运梁车

图片5作业中的整体式运梁车

4.11.2架桥机

架桥机的种类繁多，适应性各不相同，在选择架桥机时主要从以下方面选型：

⑴、与同级别的运梁车配套使用；

⑵、适用纵坡≤12‰、适用曲线半径≥1500m、最大起吊能力450T、主梁挠度≤L/700；

⑶、喂梁方式安全性、落梁方式、过跨方式，并满足隧道口架梁及驮运过隧道；

⑷、满足《京沪高速铁路运架设备研制技术条件》及相关施工图；

⑸、配置足够的电气修理、机械修理及操作专业人员，及易损零部件。

图片6运梁车驮运架桥机转场

五、设备配置选型的注意事项

5.1盲目性

由于高铁梁场需要取证，而设备配置是否决项，因此很多都盲目的追求高配置，大投入，这是不可取的，只有认真按照通用性、针对性、技术领先性、高性价比、可改进性的原则进行，才不会出现选型配置的浪费。

5.2主要注意方面

在梁场建设中，提得最多的就是高标准、高要求，但是高标准不等于高配置，高要求也不是大投入，因此，我们应该深切领会相关规范后实施，并注意：

⑴、整个梁场只有提梁设备可以租赁，其他设备必须为自有设备；

⑵、所有设备管理资料必须闭合，有因必须有果；

⑶、各种证件齐全，验收齐全；

⑷、设备现场干净整洁。

六、结束语

通过高铁梁场的设备配置，涉及到的各个领域的实际应用，对梁场的成本至关重要，对其他方面工作的开展具有指导性作用，只有不断总结更新，找到设备选型配置与成本控制的平衡点，我们才能更好的理解到设备选型配置的精髓。