1、 1合福铁路 HFZQ1 标后张法预应力混凝土箱梁预制梁场建设方案文 件 编 号：CLZLJSFA-001版号/修改状态：A/O编 制：复 核：审 核：受 控 编 号：CLZLJSFASK-001中铁四局集团第一工程有限公司长临河制梁场2010 年 6 月 21 编制依据编制依据（1）国家、铁道部和地方政府的有关政策、法 规和条例、规定。（2）国家和铁道部现行设计规范、施工指南、验收标准。（3）现行铁路施工、材料、机具设备等定额。（4）承发包合同、招投标文件。（5）设计文件。（6）现场调查的相关资料。（7）相关工程的施工经验。2 编制范围编制范围老家罗制梁场预制箱梁主要供应范围为 DK7+52
2、1DK40+619，长度 33.098km，为南淝河特大桥第 118 跨至南淝河特大桥福州端桥尾、青阳山特大桥、羊子山中桥和烔炀河特大桥箱梁预制，共计 793 孔，其中 32m 箱梁 737 孔，24m 箱梁 56 孔。3 工程概况及主要工程量工程概况及主要工程量3.1 工程概况工程概况3.1.1 工程概述工程概述合福铁路线路自合肥南站引出，与在建的南环线南侧并行，跨合宁高速公路后折向南至长临河设站，出站后从烔 炀镇、中 垾镇的西侧而过 ，至合巢 芜高速公路的西侧，跨巢湖开发区的半汤路、金湖大道后在开发区的东侧设巢湖东站，出站后经林头、在福渡 镇以东设无为站，后 经高沟镇石板洲跨 长江，在 钟
3、鸣镇的北侧设铜陵北站， 线路上跨宁安城际、从钟鸣镇西侧依次跨芜铜铁路、南沿江高速公路后直向南行，在峨岭镇附近设南陵站，穿水西森林公园后跨青弋江，在西山头设泾县站，出站后 线 路经榔桥以东至旌德县城西设站，再经绩溪设绩溪北站、至黄山 设黄山北站后至皖赣省界。安徽省境内线路长度 343.093km。3.1.3 主要技术标准主要技术标准铁路等级：客运专线正线数目：双线速度目标值：350km/h最小曲线半径：4000m正线线间距：5m最大坡度：203到发线有效长度：650m牵引种类：电力；机车类型：电动车组列车运行方式：自动控制行车指挥方式：调度集中建筑限界：新建时速 300350 公里客运专线建筑限
4、界3.1.4 地形地貌地形地貌岗地与坳谷相间地貌，地势开阔、略起伏。岗地表层 分布硬塑 坚硬 Q3al+pl 粉质粘土，厚约 520m，具膨胀性，基本承载力 0=220250Kpa;坳谷表层分布 24m 软塑硬塑 Q4al+pl粉质粘土，基本承载力 0=120Kpa;其下为硬塑坚硬粉质粘土，最大厚度约 4550m。下伏基岩为白垩系泥质粉砂岩、砂 砾岩夹泥岩，全 风化 强风化层基本承载力 0=220400Kpa，弱风化基本承载力 0=500Kpa;地下水不发育，埋深 1m5m，无侵蚀性。地震动峰值加速度为 0.10g。3.1.5 气象气象合肥地区历年平均气温为 15.63C，极端最高气温 41C
5、，极端最低气温为-20.6C ，最大冻结深度为 11cm。历年平均降水量为 1012.4mm，年最大降水量为 1389.9mm，年最小降水量为 694.3mm，全年降雨平均有 60%以上集中在 58 月，其中 7 月份占 20%左右，年平均蒸发量为 1490.8mm，最大蒸发量 1854.1mm，年最小蒸发量为 1273.8mm。风向以东南风居多。本区四季温差较明显 ，且冬夏 长而春秋短，冬季寒冷干燥，夏季湿热兼有台风暴雨，属华东气候带。3.2 主要工程数量主要工程数量主要工程数量见表 3.2-1。表 3.2-1 老家罗制梁场预制箱梁一 览表序号 桥梁名称 合向里程 福向里程 长度（公里） 总
6、孔数 32m 梁 24m 梁 备注1 南淝河特大桥 DK7+521 DK23+882 16.4 480 430 502 青阳山特大桥 DK27+537.07 DK29+244.34 1.7 52 51 1 3 羊子山中桥 DK31+835.27 DK31+914.27 0.08 2 2 0 4 烔炀河特大桥 DK032+058.07 DK040+616.78 8.6 259 254 5 合 计 23 793 737 56 44 箱梁预制场规模确定箱梁预制场规模确定梁场规模及生产能力主要考虑总工期的制约。计划开工日期为 2010 年 5 月 15 日，竣工日期为 2012 年 6 月 15 日，
7、总工期 25 个月（762 日历天）。其中铺轨开工日期为 2013 年 2 月 1 日，完工日期为 2013 年 5 月 15 日，工期 3.5 个月。架梁结束日期 为 2012 年 7 月 31 日。2010 年 11 月 20 日至 2012 年 6 月 15 日共 573 天，需生产 793 片箱梁，则生产进度为793/5731.38孔/天。制梁周期可按 5.0 天/孔计算，则所需制梁台座为 1.38*5.0=6.9 个,至少需要制梁台座为 7 个，考虑 雨天、台 风、机械等其他因素的影响，预留 1 个制梁台座位置。由于混凝土养生至终张拉按照龄期 14 天考虑 ，存梁至少需要 40 天，
8、 则为保证每天能生产 1.38 孔梁的进度，存梁台座至少需要 55 个，故考虑 8*8=64 个存梁台座。4.1 工期分析表工期分析表长临河制梁场箱梁预制、贮存、架设关系表制梁 架梁 存梁日 期32m 24m 累计 32m 24m 累计 32m 24m 合计2010.11 8 0 8 8 0 8 2010.12 29 1 38 37 1 38 2011.1 30 0 68 17 17 50 1 51 2011.2 42 2 112 42 1 60 50 2 52 2011.3 43 2 157 43 2 105 50 2 52 2011.4 44 0 201 43 1 149 51 1 52
9、2011.5 45 0 246 44 1 194 52 0 52 2011.6 44 0 290 44 0 238 52 0 52 2011.7 44 1 335 45 0 283 51 1 52 2011.8 37 5 377 29 1 313 59 5 64 52011.9 33 2 412 35 0 348 57 7 64 2011.10 41 4 457 40 5 393 58 6 64 2011.11 39 5 501 41 3 437 56 8 64 2011.12 39 6 546 38 7 482 57 7 64 2012.1 36 2 584 42 3 527 51 6 57
10、 2012.2 38 6 628 40 3 570 49 9 58 2012.3 38 7 673 41 4 615 46 12 58 2012.4 38 6 717 36 8 659 48 10 58 2012.5 42 3 762 37 8 704 53 5 58 2012.6 27 4 793 39 5 748 41 4 45 2012.7 41 4 793 0 合计 737 56 793 737 56 793 4.2 工序流程图工序流程图箱梁预制工艺流程设计为：底模与侧模修理、清理、涂隔离剂安装支座预埋钢板整体吊装梁体钢筋穿入内模安装端模梁体混凝土灌筑养护松模预张拉拆模初张拉起吊移梁终
11、张拉压浆封端成品梁存放待架。箱梁预制台座循环图64.3 搅拌能力搅拌能力32m 双线箱梁混凝土数量为 324m3，要求 6h 内浇筑完毕。实际施工按 5 小时控制，混凝土浇筑能力要求不低于 53m3/h。搅拌站主机出料容量计算：客运专线箱梁生产为高性能混凝土，要求搅拌时间不同于普通混凝土，根据要求，最短搅 拌时间为 23min。取中间数 2.5 分钟计算，考虑理论与实际生产存在一定的差值，从下表的分析中可以看出采用出料容量 3.5m3 的搅拌主机便能满1号 制 梁 台 座 底 模 清 理 （ 1小 时 ）1号 制 梁 台 座 外 模 清 理 及 拖 拉 调 整 到 位 （ 2小 时 ）1号 制
12、 梁 台 座 钢 筋 吊 装 及 调 整 （ 5小 时 ）内 模 穿 入 及 调 整 到 位 （ 5小 时 ）报 检 及 调 整 （ 2小 时 ）混 凝 土 浇 筑 （ 6小 时 ）安 装 蒸 养 棚 /静 停 （ 4小 时 ）混 凝 土 养 生 （ 24小 时 升 恒 降 温 ）洒 水 养 生 （ 20小 时 ）松 动 内 模 拆 除 端 模 （ 2小 时 ）预 张 拉 （ 1小 时 ）拆 除 外 模 （ 2小 时 ）拆 除 内 模 （ 2小 时 ）洒 水 养 生 （ 36小 时 ）1号 制 梁 台 座 初 张 拉 （ 3小 时 ）1号 制 梁 台 座 起 移 梁 （ 4小 时 ）2号 制
13、梁 台 座 外 模 清 理 及 拖 拉 调 整 到 位 （ 2小 时 ）2号 制 梁 台 座 钢 筋 吊 装 及 调 整 （ 5小 时 ）2号 制 梁 台 座 底 模 清 理 （ 1小 时 ）内 模 穿 入 及 调 整 到 位 （ 5小 时 ）报 检 及 调 整 （ 2小 时 ）混 凝 土 浇 筑 （ 6小 时 ）安 装 蒸 养 棚 /静 停 （ 4小 时 ）混 凝 土 养 生 （ 24小 时 升 恒 降 温 ）洒 水 养 生 （ 20小 时 ）松 动 内 模 拆 除 端 模 （ 2小 时 ）预 张 拉 （ 1小 时 ）拆 除 外 模 （ 2小 时 ）拆 除 内 模 （ 2小 时 ）洒 水 养
14、 生 （ 36小 时 ）2号 制 梁 台 座 初 张 拉 （ 3小 时 ）2号 制 梁 台 座 起 移 梁 （ 4小 时 ）钢 筋 整 体 绑 扎 （ 42小 时 ）内 模 清 理 调 整 （ 4小 时 ）内 模 单 循 环 （ 68小 时 ）外 模 单 循 环 （ 69小 时 ） 1号制梁台座单循环（ 120小 时 ）内 模 清 理 调 整 （ 4小 时 ）钢 筋 整 体 绑 扎 （ 42小 时 ） 2号制梁台座单循环（ 120小 时 ）外 模 单 循 环 （ 69小 时 ）内 模 单 循 环 （ 68小 时 ）7足施工需要，选择采用 2 台出料容量 2.0m3 的搅拌主机。正常施工时搅拌站
15、主机出料容量选择分析表混凝土最小产 量（m 3/h) 53.0 53.0 53.0 搅拌时间（min） 3.0 2.5 2.0 搅拌周期（min） 3.5 3.0 2.5 最小理论出料容量(m3) 3.1 2.7 2.2 实际选择出料容量(m3) 3.5 3.0 2.5 采用两台 HSZ120 搅拌站可满足要求。4.4 混凝土养生混凝土养生4.4.1 养护参数的确定养护参数的确定升温时间计算假设环境温度为 t1=10，混凝土养生恒温温度为 t0=45，根据相关规定，升温速度不宜大于 v1=10/h，升温时间为 T1=（t0-t1）/v1=（45-10）/10=3.5h，取 4h。恒温时间确定查
16、建筑施工计算手册（中国建筑工业出版社）P641 页表 10-48，对于采用硅酸盐水泥的混凝土，当在 60恒温时、水胶比等于 0.4，蒸养混凝土强度达 70时，恒温时间为9h；结合长沙梁场快速质量试验结果，经静停及升温时间后，再恒温 10h 即可达到设计强度的 80，故恒温时间采用 10h。降温时间计算拆模允许温度 t2=t1+15=25，根据相关 规定，降温速度 v2=10/h，降温时间为T2=（t0-t2）/v2=（60-25）/10=3.5h，但结合长沙快速制梁试验结果，取降温时间为 6h。蒸汽养护制度表达式的确定4h（静停）+4h（升温）+16h （45恒温）+4h（降温）=28h4.4
17、.2 锅炉及主管道选择锅炉及主管道选择一片 32m 箱梁养生所需日热量 Q 计算8升温时间为 4h，钢模起始温度因静停 4h 后与混凝土温度相同，根据客运专线预应力混凝土预制梁技术条件及高性能混凝土技术条件规定，浇筑时预制梁混凝土拌和物入模温度宜在 530，模板温度宜在 535钢模，到考虑到冬季施工时，按冬季施工措施对其骨料与拌和水进行加热，经统计混凝土入模温度一般均在 15，故按 15进行计算；公式：Q=m*c*t/h钢模需热量Q1= m1*c1*t/h=（100+70+28）*1000*0.63*（45-15）/4=935550kJ/h其中：m1-钢模(外模、内模、底模 )总重c1-钢 板
18、比热，查建筑施工计算手册P1001 表 17-20，c1=0.63 kJ/kg*ht-温度变化值h-升温时间混凝土升温需热量Q2= m2*c2*t/h=320*2.5*1000*0.9*（60-17-15）/5=4032000kJ/h其中：m2-混凝土总重c2-混凝土比 热，查建筑施工计算手册P1001 表 17-20，c1=1.05kJ/kg*ht-温度 变化值，因混凝土水化热的影响， 计算在 28h(按一天计算)内因水化热而使混凝土温度升高的数值 tc，t=60-tc-5根据建筑施工计算手册P653 公式 11-15：tc=mcQ（1-e-mt）/C2计算其中：mc-每立方米混凝土水泥用量
19、，取 360kg/m3Q-每千克水泥水化热量 ，取 Q=461J/kge-常数，取 2.718-混凝土的质量密度，取 2400kg/m3m-与水泥品种比表面、浇筑时温度有关的经验系数，取 0.2t-龄期故 tc=mcQ（1-e-mt）/C2=360*461*(1-e-(0.2*1)/(1.05*2400)=17蒸养蓬罩内部采暖耗热 量计算建筑施工计算手册P1086 公式 18-31：Q3=3.6F*K(Tn-Ta)w计算9其中：F-围护结 构的表面 积，按 33*（14+4.5*2）+4.5*14*2=885 平米计算K-围护结构的传热系数，根据公式因缺少相关参数无法计算，估 计按K=1.46
20、 计算Td-室内计算温度，按 45计算Ta-室外计算温度，按 5计算w-透风系数，按 1.5 计算故：Q3=3.6*885*1.46*(45-15)*1.5=209321kJ/hQ=Q1+Q2+Q3=935550+4032000+209321=5176871kJ/h一片 32m 梁养生蒸汽用量计算建筑施工计算手册P1089 公式 18-33：W=Q/(I*H)其中：I-在一定 压力下蒸汽的含 热量，根据制梁场台座及锅炉房布置，蒸汽输送距离为 300m 以内，故蒸汽压 力取 0.05N/mm2，故 I=2644 kJ/kgH-有效利用系数，一般为 0.40.5，取 0.45故：W=Q/(I*H)
21、=5176871/（2644*0.45）=4351kg/h=4.351t/h锅炉型号及数量选择根据制梁场生产计划，日生产箱梁 1.38 孔，整个制梁场配置蒸汽蒸发量为 4t/h、2t/h的锅炉各一台。蒸汽管径计算建筑施工计算手册P1091 公式 18-34：d= vW3604其中：d-蒸汽管道内径（ m）W-蒸汽用（流）量（kg/h）-蒸汽的比容（m3/kg），取 =0.9088m3/kgv-蒸汽的速度，取 v=50m/s故 d= = =0.17mvW360450*14.3698考虑计算时综合因素及以往施工经验和锅炉厂家建议，场内主管道采用 200mm的供气主管道。104.4.3 蒸汽管道布置
22、蒸汽管道布置管道布置主蒸汽管 DN200mm（内径，以下同），支蒸汽管 DN100mm。制梁台座底部及两 侧蒸养管 DN40mm，每隔 30cm 斜向打一 4mm的喷孔。管道保温为了减少蒸汽输送过程中的热损失，主蒸汽管道及支蒸汽管道均加设保温层，以减少蒸汽的损失。4.4.4 温控系统温控系统测点位置的布置针对 32m 箱型混凝土梁在一次性浇筑完成后的蒸汽养 护，为了观察和控制其养护效果需要，在箱型梁的内部混凝土和外部空气中布置相应的温度传感器。温度传感器的布置位置主要考虑的因素有：蒸汽流动方向、混凝土箱型梁的厚度、是否有模板、空气流动是否畅通、养 护罩的密封效果、混凝土的水解 热。每孔箱梁的测
23、温点按三个断面布置，梁端+跨中+梁端，每个断面分别棚内箱外环境温度测温点、箱内环境温度测 温点、表面温度 测温点、混凝土内部温度测温点 3 个、2 个、2 个与 7 个。传感器的埋设与安装内部温度传感器与表面温度传感器在混凝土箱型梁浇筑的过程中将传感器固定在最接近的钢筋上，同时将电缆线连接并沿梁中钢筋的走向固定引出，在梁的端部将所有电缆线捆扎并固定。外部温度传感器与箱内环境温度传感器借助于养护罩支架和模型支架将其悬挂或固定。4.5 给排水系统给排水系统梁场用水采用地下水，设生产用储水池和生活用水池各一个，设 3 个水箱采用水塔供水。供水管路从储水池铺主管，横穿施工便道进入梁 场，在生 产车间与龙门吊轨道之间沿梁场纵向通长布设，在主管路上接支管分别进入各自单元。梁场按每天预制 1.38 孔 32m 梁（混凝土量为 323.23m3/孔）计算，根据客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件（铁科技2004120 号）的规定，箱梁混凝土采用采用先期蒸
