高铁梁场方案及对策评审说明.docx
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高铁梁场方案及对策评审说明
xx铁路客运专线二标段
xx制梁场案评审说明
1.梁场设计原则及依据
1.1设计原则
以节约资源和可持续发展为原则，按照系统工程的设计理念，科学设计，合理规划，依法用地；合理布置场地，统筹安排各个工序，组织均衡，连续生产；在满足物流、箱梁预制施工的同时，节约运输架设成本；并充分考虑环境保护、水土保持的要求、注重卫生、消防条件；满足生产、生活基本需要。
1.2布置依据
梁场布置主要依据为铁路有限责任公司编制的《xx至xx客运专线指导性施工组织设计》与xx客运专线指挥部编制的《铁路客运专线2标段实施性施工组织设计》中关于箱梁预制期、产量和制架梁工期的相关要求；箱梁预制工艺流程；布置式为预制、移运的制梁场，场采用一台900t双向轮胎式移梁机移运，日生产能力为1.8片梁/天，存储能力为119片。
1.3平面布局
xx制梁场布置形式为横列式。
按使用功能划分为八个主要功能区，主要包括混凝土拌和区、制梁区、存梁区、钢筋加工区、架桥机调头区、设备停放检修区、生活区、中心材料库等。
1.4设计依据
1、《铁路xx制梁场岩土工程勘察报告》；
2、无砟轨道后法预应力混凝土简支箱梁（通桥（2008）2322A-Ⅱ，跨度31.5m）；
3、铁科技[2004]120号《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》
4、《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）；
5、《建筑地基和基础设计规》（GB50007-2002）；
6、《建筑结构荷载规》（GB50009-2001，2006版）；
7、《建筑地基处理技术规》（JDJ79-2002）；
8、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规》（TB10002/3-2005）；
2.工程概况
2.1总体情况
xx制梁场位于xx市xx村，中心桩号K74+837.5，供梁围为K57+610～K93+843，布置于客运专线左侧，便道式运梁，总供梁数594片，其中32m梁569片，24m梁25片；小里程向152片，大里程围442片。
梁场总占地面积183亩，共设10个制梁台座，24m专用制梁台座1个，32m制梁台座9个；设63个存梁台座，其中1个为静载试验台做，每个存梁台座考虑双层存梁。
2.2工程地貌、地质及岩土力学性质
根据《铁路xx制梁场岩土工程勘察报告》的勘察揭示，场地围主要由上更新统（Q3）沉积的可塑、局部硬塑的粉质粘土组成，底部基岩为白垩系上统浦口组（K2P）强-中风化粉砂质泥岩。
根据钻揭示，场地岩土层由上而下可分为4个工程地质层，5个亚层，依次为：
①素填土、②粘土、③残积土、④-1强风化粉砂质泥岩、④-2中风化粉砂质泥岩。
xx梁场地貌单元属岗地。
场地地势较平坦开阔，地面淞高程4.44～9.79米，无滑坡、崩塌等不良地质作用；属Ⅱ类建筑场地，为可进行建设的一般场地。
场地无液化土分布。
地下水初见水位标高约4.20米，稳定水位标高约4.00米，水位变化主要受大气降水及地表水补给影响。
地下水及地下水位以上土对砼和钢筋砼中钢筋不具腐蚀性，对钢筋结构具弱腐蚀性，场地适宜该项目建设。
2.3气象条件
xx制梁场所处地区属热带季风气候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛，湿度大，无霜期长。
年平均气温在15℃～18℃之间，全年无霜期230天左右，每年7月～8月气温较高，1月～2月气温较低。
多年平均降雨量为1027mm～1600mm。
3.预制、架设箱梁工期安排与进度指标
3.1．箱梁制运架进度安排
1）梁场基础建设：
2009年4月1日～2009年7月20日；
2）箱梁试生产及取证：
2009年7月21日～2009年8月31日；
3）箱梁正式生产：
2009年9月1日～2010年9月30日；
4）箱梁开始架设时间：
2009年11月10日；
5）箱梁架设完成时间：
2010年12月20日。
3.2．箱梁预制架设进度指标
1）箱梁运架进度指标
序号
施工项目
进度指标
备注
1
架梁作业有效天数
26d/月
2
箱梁架设
2.1
运梁半径0～5km
2.5/d
2.2
运梁半径5～8km
2.0/d
2.3
运梁半径8～12km
1.5/d
2.4
运梁半径12km以上
1.0/d
3
运、架设调头
15d
2）箱梁预制进度指标
箱梁预制占用时间表
序号
名称
时间（h）
容与说明
单项
累计
1
底模、侧模整理
6
6
含底模整理，侧模整理及闭合安装。
2
底腹板钢筋吊装
8
14
含吊装及各预埋管（件）的安装、调整。
3
端模、模吊装
6
20
含端模、模吊装，及连接固定。
4
顶板钢筋吊装及报检
6
26
含吊装、绑扎及各种预埋件的安装，自检与报检。
5
混凝土浇筑
6
32
含浇筑前的准备及浇筑
6
蒸气养护
48
80
含静停、升温、恒温、降温
7
脱模
6
86
含蒸养棚的移出与外模的脱模。
8
预拉、初与移梁
12
98
含穿线与初，箱梁搬运机吊移梁。
9
工序交接与设备强检
12
110
含工序交接及设备强检分摊时间。
10
合计
110（h）=5（d）
终与管道压浆时间不占循环时间。
箱梁5d下制梁台座，按制梁工期可知日制梁强度：
594/338天=1.8/d可就可满足预制进度，共需制梁台座1.8×5=9（个），考虑到施工中不可预见因素，预留一个制梁台座，故设置10个制梁台座，存梁期38d，每天可生产2箱梁。
按2/d的预制进度分析所需存梁台座数目，主要考虑三个节点工期，分别为
（1）开始架设箱梁时梁场存梁数量。
（2）架桥机调头完成后梁场存梁数量。
（3）停止生产后梁场存梁可达到的数量。
经过综合分析确定梁场共需存梁台座63个，正常存梁能力可达119，最大存梁能力为126。
3）箱梁预制施工进度分析
箱梁运架设开始时间为2009年11月10日，xx制梁场箱梁生产时间为2009年9月1日，箱梁生产时间早于箱梁运架设时间71d。
按照2/d的进度指标、存梁期38d的要求，理论可提前预制箱梁数为：
63×2=126，能够架设箱梁数量为：
（63-38）×2=50。
按照箱梁架设进度指标1.9/d略小于箱梁预制强度2/d，加上71天的提前预制保证量，2/d的预制进度是能够满足箱梁架设节点施工要求的。
梁场架支平衡表
桩号
开始架设时可用梁
架设数目
制梁数量
剩余可用存梁
梁场存梁数量
架设日期
K075+212.92~K075+775.72
50
17
10
43
119
2009.11.10~2009.11.15
K075+889.22~K075+946.64
43
2
2
43
119
2009.11.21~2009.11.22
K076+092.14~K078+169.58
43
64
42
21
97
2009.11.22~2009.12.17
K078+283.08~K081+472.66
21
98
90
13
89
2009.12.18~2010.2.2
K081+610.16~K082+576.17
13
31
20
2
78
2010.2.3~2010.2.12
K082+833.77~K083+504.68
2
21
30
11
87
2010.2.18~2010.3.3
K083+642.18~K084+901.87
11
39
42
14
90
2010.3.3~2010.3.28
K085+123.47~K087+879.82
14
85
94
23
99
2010.3.29~2010.5.23
K088+025.32~K088+769.65
23
23
30
30
106
2010.5.25~2010.6.11
K088+947.25~K089+536.08
30
18
30
42
118
2010.6.17~2010.7.5
K092+299.42~K093+248.72
42
30
26
38
114
2010.7.5~2010.8.1
K092+299.42~K093+248.72
38
14
0
24
100
2010.8.4~2010.8.11
K071+143.43~K070+750.91
24
12
12
24
100
2010.8.28~2010.9.1
K070+710.16~K069+957.83
24
23
16
17
93
2010.9.1~2010.9.11
K066+122.12~K066+.99
17
3
4
18
94
2010.9.11~2010.9.13
K065+240.10~K064+487.77
18
23
20
25
91
2010.9.13~2010.9.28
K064+310.27~K063+590.65
25
22
0
33
69
2010.9.28~2010.10.13
K060+996.21~K060+767.24
33
7
0
40
62
2010.10.13~2010.10.20
K060+442.97~K060+050.45
40
12
0
48
50
2010.10.20~2010.11.1
K058+950.16~K057+617.05
48
41
0
9
9
2010.11.1~2010.12.12
K053+321.55~K053+158.00
9
5
0
4
4
2010.12.12~2010.12.17
K052+440.84~K052+310.00
4
4
0
0
0
2010.12.17~2010.12.20
4.主要功能区简述
4.1混凝土拌和区
混凝土拌和区占地面积28.34亩，主要包括2座HZS120型拌和站、砂储料储备仓、骨料冲洗场以及蓄水池等。
两台HZS120型拌和站配置12个料罐，共可存放水泥1200t（8个料罐）、粉煤灰300t（2个料罐）、矿渣粉300t（2个料罐），能够满足梁场4天的生产需要；砂储料储备仓总占地面积4920m2，并分别设待检区和合格区，其中砂料仓可存储3756m3，能够满足7天生产需要；小料仓可存储2898m3,可满足7天生产需要；中料仓可存储3166m3,可满足8天生产需要。
拌和区设200m3供水池2座。
考虑运进站的碎中如果存在含泥量超标等情况，需要现场清洗，故在拌和区设骨料清洗区域，骨料冲洗场地及蓄水池总占地面积为1930m2。
4.2制梁区
制梁区占地面积28.24亩;共设10个制梁台座，24m专用制梁台座1个，32m制梁台座9个；4个32m整体式钢筋绑扎台座，1个24m整体式钢筋绑扎台座;7个模修整区；4套移动蒸养棚；配备4台50t龙门吊配合箱梁生产。
4.3存梁区
本梁场采用双层存梁式，存梁区占地面积49.40亩，主要有63个存梁台座，可存梁119；其中一个存梁台座兼做为静载试验台座。
配备一台900t轮胎式移梁机和一台900t轮胎式运梁车。
4.4钢筋加工区
钢筋加工区占地面积11.45亩，区分钢筋存放区、调直切割区、弯曲区、焊接区、半成品区等，主要负责梁场箱梁预制的钢筋及预埋件的加工，配备2台10t生产门吊。
5.制梁台座、存梁台座基础设计
xx梁场场地地势较平坦开阔，无滑坡、崩塌等不良地质作用；属Ⅱ类建筑场地，场地无液化土分布。
地下水及地下水位以上土对砼和钢筋砼中钢筋不具腐蚀性，对钢筋结构具弱腐蚀性。
鉴于此，本梁场以安全稳定为前提，以经济合理为原则，主要结构物地基采用高强预应力混凝土管桩进行处理，具体分析过程见案必选。
依据《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）、《建筑地基和基础设计规》（GB50007-2002）、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规》（TB10002.3-2005）等设计规，对制梁台座、场轨道基础进行了结构受力、变形、基础受力及配筋的计算，并对存梁台座进行了验算。
验算结果表明：
管桩基础承载力、截面尺寸、实际配筋面积、配筋率等满足要求。
具体设计计算详见附件1—“xx客运专线xx梁场土建施工图”，附件2—“xx客运专线xx梁场土建结构设计计算书”。
5.1案比选
5.1.1案拟定
1）初步选定桩型及施工可行性分析
通过地勘资料揭示的地质情况，场地地下水位高，含水量大，粘性土渗透系数较低，如设置井点降水固结地基时间较长，而且施工工期较为紧，施工手段较难实现。
鉴于上述原因，采用下述几种地基处理案：
大直径灌注桩地基处理、管桩复合桩基处理。
本梁场需要进行桩基处理的部位主要有：
存梁台座、制梁台座。
5.1.2案设计说明
1）大直径人工挖端承桩地基处理
采用的直径为1m的大直径灌注桩，分别布置在制梁区及存梁区，单个制梁台座下设置桩数为2，梁场共有制梁台座10个，桩长拟定为21m；存梁台座下设置桩数为4，场共有存梁台座63个，桩长拟定为21m。
累计桩数：
386根；累计桩长：
8106m。
2）管桩处理
本梁场采用的管桩桩身直径为500mm，长度为17m，分别布置在制梁区及存梁区，单个制梁台座下布置12桩，单个存梁台座下布置15桩。
累计桩数：
1184根；累计桩长：
20128m。
适用性比较
1）大直径人工挖桩的优点：
大直径人工挖桩为刚性桩，利于沉降控制，安全性能较高。
桩身直径大，承载能力高，施工时可以直接在检查成质量，观察地质土质变化情况，桩底清除渣彻底、干净，易保证砼浇筑质量。
2）大直径人工挖桩的缺点：
挖中劳动强度相对较大，单桩施工速度较慢，有壁坍塌造成质量和安全事故的隐患，施工工期相对较长，工程造价较高。
3）管桩的优点：
工厂化生产，成桩质量有保证；施工速度快，工期短，表现在：
a、施工前期准备时间短，PHC桩从生产到使用的最短时间为三、四天，一台打桩机即可成桩600—800m/天；b、管桩搭配灵活，对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，可随时根据地质条件调整接桩长度，节省用桩量；
4）管桩的缺点：
管桩施工时成桩控制要求较高，主要体现在桩身倾斜控制与接桩工艺面。
5.1.4结论
通过以上比较，综合选定PHC高强混凝土预应力管桩处理案。
5.2制梁台座的设计
根据设计及规要求，为保证箱梁四个支点不平整度不大于2mm，减少箱梁预制过程中台座的不均匀沉降，制梁台座采用三道纵梁作为直接承力结构，纵梁下基础板通过管桩直接作用于持力层上。
验算基桩的平均竖向力为930.9kN＜基桩竖向承载力特征值1723kN，基桩承载力满足要求；
配筋率按照计算确定。
具体计算详见附件1、附件2。
5.3存梁台座的设计
根据设计及规要求，为保证箱梁四个支点不平整度和不均匀沉降不大于2mm，存梁台座两端各设一个扩大基础，每个基础两支点中心距离为4.5m，基础宽3m、长9m。
扩大基础考虑本身自重，双层存梁重量，总计台座单边荷载是907.25t，基桩的平均竖向受力为1159.4kN＜基桩竖向承载力特征值1922.5kN，复合桩基结构满足受力要求。
具体详见附件1、附件2。
5.4移梁机通道的设计
门架式移梁机自重取463t，额定起重量900t，共四个支腿，每个支腿4轴，轴距2.6m，每轴4轮，单轮宽0.55m，车轮接地比压小于6.5kgf/cm2。
移梁机通道混凝土路面计算时考虑到移梁机走行速度很慢，不计动力荷载系数。
基底应力2002kPa<处理后地基承载力240kPa。
具体详见附件1、附件2。
5.550T龙门吊轨道的设计
50t龙门吊最大轮压按250kN计算，两个车轮为一组，间距为500mm，钢轨采用P50。
基础采用条形基础，基础宽1500mm，高700mm，下铺设300mm二灰碎垫层，回填土作振动碾压处理。
基底应力169kPa<处理后地基承载力200kPa。
具体详见附件1、附件2。
6.梁场配置主要设备
梁场配置主要设备有：
900T轮胎式提梁机、50T生产门吊4台、10T龙门吊2台、HZS120拌和站2座、洗机1台、2t卧式蒸汽锅炉及4t卧式蒸汽锅炉各1台、HBT80C型混凝土泵3台以及其他预应力设施、地磅、变压器等大型设备。
7.其它临时设施
其它临时设施包括：
进出场道路，水、电线路布置，排污、水设施，生产、生活用房，粗、细骨料遮雨、阳棚，钢筋加工棚，移动式蒸养棚，消防设施，避雷设施及小型机、料具台座等。
7.1进出场施工道路
梁场征地工作完成后，利用推土机和压路机对制梁场区域进行场地平整，梁场的施工道路考虑大型机械通过，其主要道路路面宽设为13m，其他道路宽度为8m，场区道路最小转弯半径≥10m。
主要道路及料场采用22cm厚C20混凝土硬化；箱梁预制区、混凝土拌合区、小型构件加工区地面、砂料仓及拌和站围地面采用20cm厚的C20混凝土进行场地硬化。
7.2给排水系统
制梁场生活用水采用由附近自来水厂架设管路引入，生产用水由厂区打井取地下水，在场设3个200m3生产用蓄水池、3个120m3的污水池。
预制场沿制梁台位纵向，存梁台位纵向和办公、生活区布置1m深，0.6m宽的排水明沟，预制场设置5‰的人字坡，以使场污水排到四水沟，水沟纵向坡度5‰，同时在过道处采取直径0.5m的钢筋管涵，生产及生活污水经处理后再排放到附近河道，以减少对环境造成污染。
7.3电力布置
梁场设500kVA箱式变压器3个，同时为确保不因变压器维修或停电造成梁场生产用电中断，配备300kW柴油发电机1台，250kW柴油发电机3台。
梁场动力线路沿场区施工便道布线，在各主要设备位置处下线。
所有线路及设备均有可靠的接地保护。
线路布置、配电盘设置均符合安全要求，并达到安全文明标准工地的标准。
7.4蒸汽养护系统
制梁场配备1台2t/h卧式蒸汽锅炉和1台4t/h卧式蒸汽锅炉。
在各制梁台座侧模上固定蒸养棚，顶盖采用活动式结构。
蒸养管道：
主管道采用φ125mm钢管、支管道采用φ80mm钢管，蒸发管采用φ40mm钢管，供汽量和蒸发量平衡通过杆式楔型阀调节。
7.5生活、办公设施
生活、办公房屋统一采用彩钢板式结构。
生产房屋采用砖混、砖瓦结构。
生活区统一规划、集中布置，营区围设围护，围护采用铁丝网或砖墙，并涂以明显色彩及标志。
7.6消防设施
按照消防部门和相应的法律法规规定，在施工现场的各个生产、生活区设置足够数量的干粉灭火器、消防水源及其它专用灭火设备。
各级安全员负责检查和更换过期灭火材料，并安排专人负责消防监督检查工作。
8.设备配置论证及分析
8.1箱梁预制设备配置分析
8.1.1梁场主要设备数量及技术参数
（1）起吊设备
表4
序号
设备名称
数量（台）
额定起重能力（t）
跨度（m）
提升高度（m）
备注
1
轮胎式移梁机
1
900
41.5
12
260kw
3
50t龙门吊
4
50
40
18
3*60kw
4
10t龙门吊
2
10
20
10
2*22kw
（2）拌和设备
表5
序号
设备名称
数量（台）
理论生产能（m3/h）
骨料仓（m3）
粉料仓（t）
胶带机输送能力（t/h）
总电容量（kw）
1
HZS120拌和站
2
120
4×828
12×150
850
2×360
（3）混凝土输送设备
表6
序号
设备名称
型号
数量（台）
砼理论排量（m3/h）
布料半径（m）
回转围
总电容量（kw）
1
混凝土输送泵
HBT80C
3
55～85
3×132
8.1.2生产能力分析
（1）拌和楼生产能力
因箱梁混凝土为C50高性能混凝土，每一投料阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不少于3min。
当使用搅拌车运输时，可适当缩短搅拌时间，但不得少于2min。
所以拌和楼生产能力较普通混凝土要低下（普通混凝土搅拌时间60s）。
日生产能力为：
2×［120÷［（3×60）÷60］］×0.75×12=720m3≥700m3；
6小时生产能力：
2×［120÷［（3×60）÷60］］×0.75×6=360m3≥327.6m3；
满足要求。
（2）混凝土泵的输送能力
2台HBT80C混凝土泵日输送能力为：
2×55×12×0.75=990m3≥700m3；
6小时的输送能力：
2×55×6×0.75=495m3≥327.6m3；
满足要求。
（3）布料机的输送能力
2台布料机日输送能力为：
2×55×12×0.75=990m3≥700m3；
6小时的输送能力：
2×55×6×0.75=495m3≥327.6m3；
满足要求
8.1.3、外模配置分析
根据2片梁/d的箱梁预制进度要求以及每箱梁制梁台座的占用时间5d可知：
模的倒用循环时间为72小时，外模的倒用循环时间为110小时，所以
时间比为膜：
外模=72：
110
每个台座对应一套外模，则外模为10套，可满足要求。
膜为7套，可满足要求
8.2蒸气养护设备配置分析
梁体混凝土采用罩盖蒸汽跟踪追养法，蒸养棚截面尺寸为33m×15m，选用1台2t/h的锅炉供汽和选用1台4t/h的锅炉供汽。
2台总蒸养能力36000m2。
主管道采用DN125mm钢管，分支管道采用DN80mm钢管。
分支管将蒸气输入梁体附近的蒸气气包中，气包（上设蒸汽压表）将蒸气均匀后，将蒸气通过放汽长管用于蒸养。
放汽管道采用DN40mm钢管，其上均匀钻一排φ3mm眼，管前2/3段距为25cm，后1/3段距为20cm，两喷夹角为∠1200并在其凝结阀处设置排水沟。
管道接入梁体腹腔及翼缘、底模的空隙，汽流向要避免直接正对混凝土面，蒸汽管路的布置要求保证养护罩每处的温度基本一致，在梁体横截面的不同位置布设蒸汽管道，温度控制采用计算机自动温度控制系统和压力式温度表双控式测定梁及罩温度，两者测定结果进行比较，确保蒸汽养护效果。
该养护系统具有以下特点：
采用密封性高、隔热好、安拆便的专用屏蔽蒸汽养护罩；采用计算机及远传式温度传感器自动控制蒸汽管道上的电磁阀的开合，以控制养护罩的升温速度和温度的高低。
采用在计算机的统一指挥下工作的通风设备降低养护罩的温度，使降温速度得以有效控制；多点测温、多点升温、多点降温，通过计算机自动控制养护温度，格控制升、降温梯度、恒温时间和拆模温度。
9.施工环保措施
9.1减小生态破坏
加强施工人员保护自然资源的教育，增强其减小生态破坏意识。
对施工界限外的植被等尽力维护，不任意取（弃）土（碴），未经有关部门批准不得随意砍伐或改变附近区域的植被与绿化。
梁场围临时占地尽量绕避或少占林地、保护沿线古树，确因建设需要占用林地的，施工结束后做好恢复工作。
场临时房屋建设采取因地制宜、简易便的布置原则，充分利用附近的既有道路和房屋场地。
临时施工场地的选择与布置，尽量少占用绿地面积，保护好围环境，减少对植被生态的破坏。
施工结束后，及时恢复绿化或整理复耕。
工程取土符合所在地相关管理办法的规定：
取土时格落实水土保持措施，进行有序开挖取土，减少对生态的破坏，废碴，弃土（碴）采取集中堆放的法来避免破坏或掩埋场坪旁边的林木、避免堵塞河道、改变水流向。
随工程的实施，及时进行场区的绿化和环境美化。
9.2加强对噪声、粉尘控制
施工噪声主要包括机械作业时、施工
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