預制鐵路T梁場設備選型研究

陳祖剛

（四川省誠建水泥制品有限責任公司，四川彭州 611930）

1 工程概況

新建鐵路正線91.069km，全線設隧道20座，橋梁117座，其中特大橋17座，大、中橋梁100座。全線T梁數量1256.5孔，計劃工期：33個月（1005日歷天）。

2 梁場設備選型

2.1 拌合站選型計算說明

（1）梁體混凝土。

制梁場日產量為2孔/d，每孔T梁梁體使用混凝土方量為110方，每天梁體澆筑方量220方。梁體混凝土供應由主拌合站完成，澆筑方式采用罐車運輸混凝土至現場，使用10T門式起重機配合料斗進行澆筑。

（2）保護層混凝土。

保護層混凝土每孔使用量約8方，每天需保護層混凝土16方。使用備用攪拌站完成，由農用車加料斗運輸至配套區完成澆筑。

（3）主攪拌站選型。

主攪拌站提供梁體混凝土，根據以往制梁場經驗：使用罐車裝料，按照規范要求攪拌時間，使用連續配料每小時可攪拌12~14盤。主拌合站選用90型攪拌站，每盤最大攪拌方量1.5方，則主拌合站每小時提供混凝土18~21方，不考慮澆筑間隙，提供220方混凝土耗時10.5~12.5h＜梁體澆筑時間3.5×4=14h，能夠滿足生產需要。

（4）備用攪拌站選型。

備用HZS90攪拌站主要用保護層混凝土澆筑及主拌合站出現故障后完成當片梁體澆筑。

（5）粉料罐選型。

主攪拌站粉料罐分為水泥罐與粉煤灰罐。每天2孔梁的水泥使用量為92t，根據規范要求水泥進場3d后才能使用，主攪拌站配備120t水泥罐3個。每天使用粉煤灰17.6t。根據實際情況，粉煤灰采購受火電廠停機、檢修等制約因素較多，為增加儲存量，設置100t粉煤灰罐2個。

備用拌合站配備120t水泥罐2個，120t粉煤灰罐1個。

2.2 模板選型計算說明

2.2.1 模板運轉時間排序

根據施工工序及生產設備、人員配備，以預制1片32m橋梁為例，側模及制梁臺座的占用時間分別是：

（1）側模：安裝側模（4h）→混凝土拌和、灌注（3.5h）→自然養護（36h）→拆模（3h），1.5h中間銜接時間，共需48h。

（2）制梁臺座：吊裝骨架（3h）→安裝側模（4h）→混凝土拌和、灌注（3.5h）→自然養護（36h）→拆模（3h）→自然養護（24h）→穿鋼絲束（2h）→初張拉（2h）→吊梁（1h），1.5h中間銜接時間，共需80h。

由以上分析得知，側模的最短運轉周期為48h，底模的最短運轉周期為80h。

2.2.2 鐵路線預制梁數量組成（見表1）

表1 預應力混凝土T梁規格及數量

2.2.3 模型選型（見表2、表3）

表2 側模規格及數量

表3 底模規格及數量

2.3 壓漿機選型

（1）考慮梁場布置較長，為減少壓漿機倒運次數，壓漿機數量2臺。

（2）符合《鐵路后張法預應力混凝土梁管道壓漿技術條件（TB/T3192）》的要求。

2.4 提梁機選型

2.4.1 提梁方式選擇

由于制梁場場地限制，梁場制梁區、配套區及存梁區平行布置，導致生產過程中T梁必須采用滑道拖移梁或提梁機提梁方式進行橫移。滑道拖移梁必須在橫移梁方向沒有梁體阻礙的情況下進行，根據制梁場每個制梁區域三排制梁臺座的布置方式，滑道拖移梁不能滿足要求。滑道拖移梁導致存梁臺只能單層存梁，減少了梁場存梁能力。滑道拖移梁效率低下且人工成本高，使用卷揚機拖拉時易造成梁體側翻，安全風險大。

2.4.2 軌道式提梁機與輪胎式提梁機的選擇

目前，市場上所供T梁提梁機共有兩種：輪胎式提梁機與輪軌式提梁機（輪軌式的動力提供方式又分為柴油機及用電兩種）。現以咨詢多家提梁機生產廠家結果并經現場實地考察其他梁場的設備使用情況，對兩種提梁機方案進行比較：

（1）輪軌式提梁機。

①配置：外接電源，自動轉向，空載轉向，功率90kW，跨度40m，有效起升高度11.5m以上。

②購買2臺預計價格：每臺約150萬~170萬元，共計約300萬~340萬元。

③軌道基礎：長度約1950m。參考以往制梁場80t門式起重機基礎。

鋼軌費用：使用50鋼軌，鋼軌費用：約35萬元。

軌道基礎鋼材包括：鋼筋、預埋鋼板、軌道鋼壓板。鋼料費用約為：12萬元。混凝土費用：使用C30混凝土。每米基礎用量1.14方。每方含施工費計380元，共計：約85萬元。基礎建設費用合計：35+12+85=132萬元。

④設備使用電費：按滿負荷0.5系數、電價0.6元/度折合計算。每孔吊梁任務耗時9h。完成生產任務用電費：約30.5萬元。

⑤線纜費用：線纜購置及埋設，計30萬元。

（2）輪胎式提梁機。

①配置：柴油發電機電源，自動轉向，空載轉向，功率150kW，跨度40m，有效起升高度11.5m。

②購買2臺預計價格：單臺350萬元，2臺共計約700萬元。

③地面基礎：輪胎基礎按30cm厚計。需增加C30混凝土量1800方，每方按350元計，共計費用：約63萬元。

④設備使用柴油費：150kW柴油發電機每小時耗油40L。每孔吊梁任務耗時5.5h。柴油費按5.5元/L計，完成生產任務用柴油費：約152萬元。

⑤使用輪胎式提梁機設備及生產產生費用合計：915萬元（不含后期維護保養潤滑油等）。

結論：使用軌道式外接電源提梁機其成本低于輪胎式提梁機342.5萬~342.5萬元。

（3）提梁機工作時間測定。

梁場每天生產4片梁，則每天從制梁區至配套區移梁4次，配套區至成品區移梁4次。需要轉向18次，每次轉向10min，轉向共計耗時3h，使用單次移梁行走時間0.5h，行走時間共計4h，掛卸鉤時間1h，掛卸鉤時間共計8h，合計用時15h。配備一臺提梁機稍顯緊張。生產前期先配置一臺提梁機，若不滿足生產要求再增購一臺提梁機。

（4）提梁機噸位選定。

鐵路T梁預制工程中，T梁設計重量大值為142.9t（32m2109聲屏障T梁），提梁機選擇噸位160t。

2.5 門式起重機選型

2.5.1 制梁區、配套區門式起重機選型

（1）制梁區門式起重機使用時間計算。

制梁區門式起重機主要用途：梁體鋼筋與頂板鋼筋入模、模型安拆、鋼絞線吊移、張拉架吊移、梁體混凝土澆筑。

①梁體鋼筋與頂板鋼筋入模使用2臺門式起重機配合起吊，單片梁耗時2h，每天4片梁耗時8h，折合為單臺門式起重機耗時為2×2×4＝16h。

②模型安裝耗時4h，模型拆模耗時3h，每天模型安拆折算為單臺門式起重機耗時4×4+3×4＝28h。

③每片梁體混凝土澆筑耗時3.5h，澆筑混凝土門式起重機耗時3.5×4=14h。

④卸鋼筋、吊鋼絞線、張拉架、拔管卷揚機合計耗時6h。

制梁區每天門式起重機使用間間為16+28+14+6=64h。門式起重機配備4臺按每天使用16h可滿足制梁區生產任務。

（2）制梁區門式起重機噸位確定。

制梁區最大吊重為模板約8t，選用10t門式起重機能滿足起吊噸位要求。

（3）制梁區門式起重機有效起升高度確定。

制梁區門式起重機起升高度滿足模型拆模后跨制梁臺座梁體及混凝土澆筑時料斗滿足澆筑高度。制梁臺座高度0.5m，已關好模的梁體高3.5m，安全間距高度1m，模板高度3.5m，吊鉤至模板間距離1.5m，有效提升高度至少為0.5+3.5+1+3.5+1.5=10.5m，門式起重機高度有效提升高度取12m滿足要求。

2.5.2 裝車區門式起重機選型

裝車區T梁裝車起吊采用2臺門式起重機配合抬吊方式進行，最大噸位及有效起升高度參照提梁機選型技術，裝車區門式起重機選擇80t，兩臺門式起重機配合最大起吊噸位160t，有效起升高度至少11.5m，跨度40m。