预制铁路T梁场设备选型研究

陈祖刚

（四川省诚建水泥制品有限责任公司，四川彭州 611930）

1 工程概况

新建铁路正线91.069km，全线设隧道20座，桥梁117座，其中特大桥17座，大、中桥梁100座。全线T梁数量1256.5孔，计划工期：33个月（1005日历天）。

2 梁场设备选型

2.1 拌合站选型计算说明

（1）梁体混凝土。

制梁场日产量为2孔/d，每孔T梁梁体使用混凝土方量为110方，每天梁体浇筑方量220方。梁体混凝土供应由主拌合站完成，浇筑方式采用罐车运输混凝土至现场，使用10T门式起重机配合料斗进行浇筑。

（2）保护层混凝土。

保护层混凝土每孔使用量约8方，每天需保护层混凝土16方。使用备用搅拌站完成，由农用车加料斗运输至配套区完成浇筑。

（3）主搅拌站选型。

主搅拌站提供梁体混凝土，根据以往制梁场经验：使用罐车装料，按照规范要求搅拌时间，使用连续配料每小时可搅拌12~14盘。主拌合站选用90型搅拌站，每盘最大搅拌方量1.5方，则主拌合站每小时提供混凝土18~21方，不考虑浇筑间隙，提供220方混凝土耗时10.5~12.5h＜梁体浇筑时间3.5×4=14h，能够满足生产需要。

（4）备用搅拌站选型。

备用HZS90搅拌站主要用保护层混凝土浇筑及主拌合站出现故障后完成当片梁体浇筑。

（5）粉料罐选型。

主搅拌站粉料罐分为水泥罐与粉煤灰罐。每天2孔梁的水泥使用量为92t，根据规范要求水泥进场3d后才能使用，主搅拌站配备120t水泥罐3个。每天使用粉煤灰17.6t。根据实际情况，粉煤灰采购受火电厂停机、检修等制约因素较多，为增加储存量，设置100t粉煤灰罐2个。

备用拌合站配备120t水泥罐2个，120t粉煤灰罐1个。

2.2 模板选型计算说明

2.2.1 模板运转时间排序

根据施工工序及生产设备、人员配备，以预制1片32m桥梁为例，侧模及制梁台座的占用时间分别是：

（1）侧模：安装侧模（4h）→混凝土拌和、灌注（3.5h）→自然养护（36h）→拆模（3h），1.5h中间衔接时间，共需48h。

（2）制梁台座：吊装骨架（3h）→安装侧模（4h）→混凝土拌和、灌注（3.5h）→自然养护（36h）→拆模（3h）→自然养护（24h）→穿钢丝束（2h）→初张拉（2h）→吊梁（1h），1.5h中间衔接时间，共需80h。

由以上分析得知，侧模的最短运转周期为48h，底模的最短运转周期为80h。

2.2.2 铁路线预制梁数量组成（见表1）

表1 预应力混凝土T梁规格及数量

2.2.3 模型选型（见表2、表3）

表2 侧模规格及数量

表3 底模规格及数量

2.3 压浆机选型

（1）考虑梁场布置较长，为减少压浆机倒运次数，压浆机数量2台。

（2）符合《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件（TB/T3192）》的要求。

2.4 提梁机选型

2.4.1 提梁方式选择

由于制梁场场地限制，梁场制梁区、配套区及存梁区平行布置，导致生产过程中T梁必须采用滑道拖移梁或提梁机提梁方式进行横移。滑道拖移梁必须在横移梁方向没有梁体阻碍的情况下进行，根据制梁场每个制梁区域三排制梁台座的布置方式，滑道拖移梁不能满足要求。滑道拖移梁导致存梁台只能单层存梁，减少了梁场存梁能力。滑道拖移梁效率低下且人工成本高，使用卷扬机拖拉时易造成梁体侧翻，安全风险大。

2.4.2 轨道式提梁机与轮胎式提梁机的选择

目前，市场上所供T梁提梁机共有两种：轮胎式提梁机与轮轨式提梁机（轮轨式的动力提供方式又分为柴油机及用电两种）。现以咨询多家提梁机生产厂家结果并经现场实地考察其他梁场的设备使用情况，对两种提梁机方案进行比较：

（1）轮轨式提梁机。

①配置：外接电源，自动转向，空载转向，功率90kW，跨度40m，有效起升高度11.5m以上。

②购买2台预计价格：每台约150万~170万元，共计约300万~340万元。

③轨道基础：长度约1950m。参考以往制梁场80t门式起重机基础。

钢轨费用：使用50钢轨，钢轨费用：约35万元。

轨道基础钢材包括：钢筋、预埋钢板、轨道钢压板。钢料费用约为：12万元。混凝土费用：使用C30混凝土。每米基础用量1.14方。每方含施工费计380元，共计：约85万元。基础建设费用合计：35+12+85=132万元。

④设备使用电费：按满负荷0.5系数、电价0.6元/度折合计算。每孔吊梁任务耗时9h。完成生产任务用电费：约30.5万元。

⑤线缆费用：线缆购置及埋设，计30万元。

（2）轮胎式提梁机。

①配置：柴油发电机电源，自动转向，空载转向，功率150kW，跨度40m，有效起升高度11.5m。

②购买2台预计价格：单台350万元，2台共计约700万元。

③地面基础：轮胎基础按30cm厚计。需增加C30混凝土量1800方，每方按350元计，共计费用：约63万元。

④设备使用柴油费：150kW柴油发电机每小时耗油40L。每孔吊梁任务耗时5.5h。柴油费按5.5元/L计，完成生产任务用柴油费：约152万元。

⑤使用轮胎式提梁机设备及生产产生费用合计：915万元（不含后期维护保养润滑油等）。

结论：使用轨道式外接电源提梁机其成本低于轮胎式提梁机342.5万~342.5万元。

（3）提梁机工作时间测定。

梁场每天生产4片梁，则每天从制梁区至配套区移梁4次，配套区至成品区移梁4次。需要转向18次，每次转向10min，转向共计耗时3h，使用单次移梁行走时间0.5h，行走时间共计4h，挂卸钩时间1h，挂卸钩时间共计8h，合计用时15h。配备一台提梁机稍显紧张。生产前期先配置一台提梁机，若不满足生产要求再增购一台提梁机。

（4）提梁机吨位选定。

铁路T梁预制工程中，T梁设计重量大值为142.9t（32m2109声屏障T梁），提梁机选择吨位160t。

2.5 门式起重机选型

2.5.1 制梁区、配套区门式起重机选型

（1）制梁区门式起重机使用时间计算。

制梁区门式起重机主要用途：梁体钢筋与顶板钢筋入模、模型安拆、钢绞线吊移、张拉架吊移、梁体混凝土浇筑。

①梁体钢筋与顶板钢筋入模使用2台门式起重机配合起吊，单片梁耗时2h，每天4片梁耗时8h，折合为单台门式起重机耗时为2×2×4＝16h。

②模型安装耗时4h，模型拆模耗时3h，每天模型安拆折算为单台门式起重机耗时4×4+3×4＝28h。

③每片梁体混凝土浇筑耗时3.5h，浇筑混凝土门式起重机耗时3.5×4=14h。

④卸钢筋、吊钢绞线、张拉架、拔管卷扬机合计耗时6h。

制梁区每天门式起重机使用间间为16+28+14+6=64h。门式起重机配备4台按每天使用16h可满足制梁区生产任务。

（2）制梁区门式起重机吨位确定。

制梁区最大吊重为模板约8t，选用10t门式起重机能满足起吊吨位要求。

（3）制梁区门式起重机有效起升高度确定。

制梁区门式起重机起升高度满足模型拆模后跨制梁台座梁体及混凝土浇筑时料斗满足浇筑高度。制梁台座高度0.5m，已关好模的梁体高3.5m，安全间距高度1m，模板高度3.5m，吊钩至模板间距离1.5m，有效提升高度至少为0.5+3.5+1+3.5+1.5=10.5m，门式起重机高度有效提升高度取12m满足要求。

2.5.2 装车区门式起重机选型

装车区T梁装车起吊采用2台门式起重机配合抬吊方式进行，最大吨位及有效起升高度参照提梁机选型技术，装车区门式起重机选择80t，两台门式起重机配合最大起吊吨位160t，有效起升高度至少11.5m，跨度40m。