中交一公局南钦铁路箱梁运架方式对比报告
一、工程概况
本项目为广西沿海铁路南宁至钦州段扩能改造工程项目,路线始于南宁东出站端至钦州北站,DK0+000~DK99+000,全长98.813正线公里。铁路等级为Ⅰ级,正线数目双线,速度目标值250km/h。全线以铺设有砟轨道为主,长度大于6km的隧道铺设CRTSI型双块式无砟轨道。
广西沿海铁路南宁至钦州北段扩能改造工程总工期:36个月;
开工日期:2009年8月1日;竣工日期:2012年7月31日(含6个月联合调试期)。
NQ-2标段分阶段控制工期目标如下:
计划总工期(月)
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计划开
工日期
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计划竣
工日期
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箱梁架设开
始日期
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铺轨开始日期
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铺轨结束日期
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联合调试
开始日期
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36
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2009-8-1
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2012-7-31
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2010-12-1
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2011-9-1
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2012-1-31
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2012-2-1
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本部所承建的南钦铁路NQ-2标段其中包含DK55+811~DK98+895段23座桥梁324孔箱梁的预制架设任务,混凝土方量113640方,钢筋20841吨,钢绞线3611吨。
梁场位置定在DK76+500处路线左侧,占地面积约180亩。架设运距首架方向22395m,次架方向20689m。架设段落内共有隧道8座,隧道长度5705m。
架设线路途经隧道列表
箱梁架设的特点有:1.隧道较多,43公里架设范围内,隧道8座,长度5705m,占架设长度的13%左右。2.桥梁多且不连续,架设设备转场频繁,大小桥梁23座。3.架设通道经过的地质情况比较复杂,路基、涵洞、桥梁,还有地质情况复杂的采空区。4.架设工期紧,受线下控制工程的制约点较多,不易形成流水作业。
二、箱梁结构形式
最初设计为不过隧道是整孔箱梁,过隧道的是并置箱梁,为避免投入两套工装设备我们要求统一梁型,最终设计院和业主统一意见把梁型变更为整孔箱梁。
梁型现由设计院统一为32m/24m等高整孔双线预应力箱梁,梁长为32.6/24.6m,计算跨中截面中心线处梁高为2.89m,支点截面中心线处梁高3.09m。设计图号“通桥(2008)2221A-II”。
桥面宽度为直线梁宽12.2m;曲线梁宽12.6m。
三、架设方案比较
1.优先考虑利用现有设备架设,但现有客专运梁车高度为3.1~3.5m,运梁车太高驮运箱梁后无法通过隧道。(见下图)武广、石太等铁路线箱梁过隧道时采用切翼缘板的方式,但现在此方式已经不允许使用。
图1:现有运梁车驮运箱梁过隧道工况
现有的900t架桥机设计工作高度为14米,结构长度为“20米(尾部)+35米(中跨)+19米(悬挑梁),在隧道进出口离桥台距离小于20米的首末孔梁架设时将由于不能达到作业高度(隧道净高度为9.4米)而无法架梁。(见下图)
图2:现有架桥机出隧道架设高度不够
2. 通过和设计院的技术交流,过隧道箱梁禁止切割翼缘板,并且不同意将整孔箱梁改为并置箱梁的变更设计,只能统一为整孔箱梁。目前实现整孔箱梁不切翼缘板过隧道的运架方案是采用超低运梁车配合过隧道型架桥机架设,秦皇岛通联重工提供的18轴线超低运梁车和过隧道架桥机。运梁车高度在1.9m。梁宽12.2米的直线箱梁可以通过隧道。(见下图)
图3:地位运梁车运梁过隧道(仰拱二次填充)工况
但曲线箱梁宽度为12.6m,低位运梁车也不能满足要求。且仰拱填充必须一次浇筑。(见下图)
图4:地位运梁车运曲线加宽箱梁过隧道工况
3.运架一体机能够解决运梁过隧道问题,隧道限界12.8米宽度时可以满足梁宽12.2米的直线箱梁及12.6米宽的曲线箱梁的过隧道限界问题。(见下图)
图5:运架一体机运曲线加宽箱梁过隧道工况
1)运架一体机设备过隧道外形尺寸:长69800×宽7810×高8970,过R6410隧道时与隧道壁最小间隙>250mm。(见下图)
图6:运架一体机运梁过隧道照片
2)运架一体机配备了电脑集成精确测距系统、自动纠偏系统和监视系统,能够满足50mm间隙的情况下安全运行。通过安装在转向系上的角度传感器及走行系上的距离传感器实时测得当前转角及间隙,推算出对应转向油缸的伸缩量及吊梁小车的位移量,进行精确对位转向,实现安全运行。
3)运架一体机的正常作业高度就是设备自身结构高度,设备结构不需升降即可满足进出隧道口的架设作业,并且通过隧道也不用任何拆装,能够实现在任意工况下的架设作业。(见下图)
图7:运架一体机出隧道架梁工况
4)提12.6m宽混凝土箱梁过隧道时,可拆除梁底盆式支座,使梁翼缘板(梁最宽处)置于隧道尺寸最大宽度位置,此时一边留有100mm左右间隙。考虑R5500mm曲线,由于运架一体机起重小车具有横向±200mm横移功能,故只有考虑32.6m长梁占用的横向位置,经计算为24mm,所以通过R5500m曲线隧道时最小间隙为90mm左右。
5)运架一体机是铁路客运专线架梁机械的一大类, 目前主要由国外生产制造, 主要制造商为意大利Paola de Nicola( 尼古拉) 和Comtec 公司。运架梁机采用轮胎型式, 彻底摆脱了以往铁路架桥设备只能行走在钢轨上的约束, 而可以自行走在制梁场、未铺道碴的路基和桥面、施工便道, 甚至公路上, 实行先架桥后铺轨的方法, 从而扩大了施工的灵活性, 加快了施工速度。其轮胎式台车转向灵活, 可在预制梁场实现预制箱梁的纵移及横移, 由于其必须预留相应的运行道路, 所以对预制场平面规划要求比较大。另外, 虽然其主梁比较低, 整机工作时重心低, 但不能实现制梁场箱梁的叠放。再者, 提梁、运梁与架梁只能顺序作业, 不能平行作业, 作业循环时间长, 工效降低, 这也是其缺点之一。我们还向厂家建议一体机设计增加提梁功能,厂家也在进一步设计评审。成为提运架一体机,可实现预制梁场倒梁、预制场至架设现场的运梁、架梁功能, 从而代替了吊梁机、运梁机与架梁机三套机械设备, 从一定程度上节约了设备投资。
本机在不需要任何辅助设施的情况下,可利用设备自身功能和辅具,进行工地转移、调头,也可以通过单跨及多跨连续现浇梁段,架设该梁段的前后各孔箱梁。
四、经济比较
名称
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梁型变更减少工程量
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运架一体机
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单门(18米宽)提梁机
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费用(万元)
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2012
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2600
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1400
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备注
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详见附表
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秦皇岛通联重工
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秦皇岛通联/郑州大方
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五、结语
西南多山地区如南广、贵广、湘桂、南钦修建客运专线不可避免的会遇到过隧道运梁问题,石太、武广采用切翼缘板减小箱梁顶宽的办法,由于二次浇筑影响结构整体性,之后设计院在设计时多采用并置450t箱梁,以避免切翼缘板,但两榀箱梁受温度、弹性上拱及徐变等影响不一致会影响行车稳定性,同时又存在制梁需两种模板、两套运架设备等施工难点,铁道部及设计单位综合考虑后统一采用整孔箱梁。这样就对箱梁的运架方式提出了新的要求,以上是我们根据目前的实际情况所形成的报告,供各位领导参考。
中交一公局南钦铁路项目工程指挥部
2009-11-23 |