高铁梁场施工设备选型配置

1、高铁梁场施工设备配置选型-XXXXXXXXX标预制梁场一、工程概况1、工程位置、工程量新建贵阳至广州铁路GGTJ-2标段都匀东制梁场地处都匀东车站DK116+800处,桥梁架设线路起点自DK106+282，终点DK124+385。19座主线桥梁共计预制276片组合箱梁及架设任务，其中31.5m梁232片，23.5m梁44片。2、工程特点、重点及技术难点2.1工程特点、本项目是集团公司首次进行高铁桥梁预制、运输及架设；、对运梁通道中的隧道、现浇桥、路基进度节点要求高； 、地材匮乏，贵州省内无合格的砂源； 、设备投入大，且为集团首次进行铁路预制梁场配置，无经验可循。2.2工程重点及技术难点、大型特

2、种机械设备投入及管理、使用、及保养、维修及安全运行是本项目的重点。、预制梁场临时设施须取得业主验收合格方能生产，制梁形成生产能力后，还须由铁道部专家评审验收合格，获得国家许可后方能投入使用，其评审、验收、取得许可证是本项目重点。、运梁通道内的桥梁下部结构、路基、隧道等能否按节点目标完成，将全面制约预制梁厂是否能做到均衡生产，整体协调，整体调度，是本项目重、难点。、材料保障：因地材、特别是中粗砂需跨省远购，碎石又为短期阶段性生产，故有计划的做好地材储备工作是本项目重点。二、设备配置选型原则及要求高铁梁场的设备配置选型是保障顺利通过铁道部质检中心取证（设备配置是否决项）、施工工艺生产顺利实现的重要

3、前提条件，只有通过了铁道部质检中心的实地核查，才能批量生产，这是先决条件，而过高的投入又会导致项目成本急剧增加，因此，经济性与使用性结合找到平衡点至关重要；梁场的设备配置选型主要有以下五个原则：、通用性原则由于高铁梁场的施工周期相对短,工程数量较少,因此必须考虑到与常规隧道施工、公路桥梁施工、路基施工等方面的通用性，最大程度降低设备的闲置率。 、针对性原则 在高铁梁场的建设过程中，通过铁道部质检中心的实地核查，箱梁预制取得工业产品生产许可证是必须的，因此，在设备数量的配置数量方面一定要针对性的保证备用。、先进性原则设备的设计制造日新月异，在选择设备的配置中，由于梁场的设备多数针对性比较强,生产

4、效率较高,因此，设备的技术领先性尤为重要。、高性价比原则整个梁场的投入十分巨大，设备选型必须注重性价比，各个厂家产品功能差别不大，分析价差的原因得出科学的选择。、可改进性原则设备生产厂家的设计思路偏重普遍性，每个梁场具体工法不尽相同，对某些设备购置后需要进行一些适当的现场改进，目的是为了进一步提高施工工效。三、梁场主要设备配置的组成按照预应力混凝土铁路桥简支梁产品生产许可证实施细则（国家质量监督检验检疫总局2011年1月19日公布 2011年3月1日实施）以及客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件（铁科技2004120号）之规定，箱梁预制的设备主要分为：钢筋机械、拌和设备、浇筑设备、养护装备、

5、张拉/压浆设备、起移梁设备、配件加工设备、动力设备、其它必需设备；梁场主要设备配置的组成见表1高铁梁场设备组成。我项目梁场场地为线路纵向的细长形状，无法实现搅拌站直接向制梁台座直接输送混凝土的方式，只能采用单独分离搅拌车输送混凝土的方式。四、设备的配置选型方案比选我梁场结合实际供需生产的设备配置情况如下(表2梁场设备配置方案):表2梁场设备配置方案序号设备类别设备名称规格型号数量使用工点1钢筋机械液压钢筋调直切断机GT4-141 钢筋班2钢筋切断机GQ504 钢筋班3钢筋切断机GQ408 钢筋班4自动箍筋弯曲机GB321 钢筋班5液压钢筋弯箍机W-18A2 钢筋班6对焊机UN1002 钢筋班7

6、拌和设备搅拌机HLS902 砼搅拌站8动力设备发电机组YTW-500-41 制梁场9发电机组GF-250KW1 搅拌站10变压器S11-M-630/102 制梁场11浇筑设备搅拌车ND52502GJBZ4 砼搅拌站12混凝土布料机HGT20GT3 砼班组13混凝土泵HBT80C2 砼班组14混凝土泵HBT60C1 砼班组15提浆整平机XGTZ2 砼班组16震动器控制柜ZBPD-160/3802 砼班组17附着式高频震动器ZGKF6-160/38024 砼班组18插入式震捣棒ZN5020 砼班组19插入式震捣棒ZN358 砼班组20养护装备4吨燃煤锅炉DZL4-1.25-A1 砼班组21压浆设备

7、自动压浆台车JS-300IV1 张拉压浆班22螺杆压浆泵KT-LGB-11 张拉压浆班23真空负压装置FZB4-21 张拉压浆班24张拉设备穿心式千斤顶YDC25005 张拉压浆班25穿心式千斤顶YDC20005 张拉压浆班26前卡式千斤顶QYC2702 张拉压浆班27电动油泵YBZ2*2/5017 张拉压浆班28检测设备台座式千斤顶YDT150012 张拉压浆班29起移梁设备龙门吊MH5T-181 起重班30龙门吊MG75/5T-232 起重班31轮胎式提梁机LMEH250+250-40.21 移梁班32卷扬机JM31 制梁场33配件加工设备交流电焊机 BX1-50012 钢筋班34其它必需

8、设备洗石机SL-801 砼搅拌站35筛砂机SL-601 砼搅拌站36装载机ZLC50C2 砼搅拌站37运架设备运梁车DCY4501桥面38架桥机DF4501桥面4.1钢筋机械梁场使用的最大的钢筋直径25，由于使用频率高、数量大、钢筋机械规格选择按照30结合40的方式。钢筋调直切断机 梁用盘条最大直径10mm，根据通用性原则及技术领先性原则，选择使用条件为4-14mm规格的GT4-14型液压钢筋调直切断机，具有效率高，简单紧凑等优点。 钢筋弯曲机 从技术领先性原则及高性价比原则来考虑，采用全齿轮传动结构类型的钢筋弯曲机具有结构紧凑，维护方便，经久耐用，低廉高效等优点。钢筋切断机 市面常见的钢筋切

9、断机主要有全封闭式、半开式、开式三种型式，相比较而言，开式齿轮传动中易落入灰尘、屑等外部介质而造成润滑油污染，齿轮易于产生磨料磨损；全封闭式的润滑及防护等条件最好。而且考虑到现场的清洁、安全防护满足取证，选用全封闭的GQ50型。钢筋对焊机 选用最大焊接工作直径28mm，焊接生产率20-30次数/小时，的杠杆加压式对焊机，具有结构简单，手工操作方便的特点，满足梁场钢筋对焊的使用要求。4.2拌和设备 我梁场的箱梁设计混凝土方量为162.7m3，必须在6小时的时间内完成整个浇筑，满足客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件对混凝土搅拌站的要求：表3 搅拌机功效拌合机规格(额定容量m3)30m3h60m

10、3h90m3h120m3h上料时间10S10S10S10S搅拌时间120S120S120S120S出料时间15S15S15S15S出料容量m30.4m30.8m31.0m31.8m3一盘混凝土的循环时间145S145S145S145S平均6小时完成多少方48 m396 m3120m3216 m32台拌合站6小时完成多少方96m3192m3240m3432m3 从表3中,通过通用性及针对性原则对比,2台90m3h的搅拌站完全能满足箱梁预制的要求,而且在隧道等其他施工时也能满足要求.4.3浇筑设备 浇筑设备的选型配置决定了混凝土浇筑的制梁和速度,是箱梁预制中至关重要的生产设备,浇筑设备主要包含:搅

11、拌车、混凝土布料机、混凝土泵、提浆整平机、附着式高频震动器、插入式震捣棒等。4.3.1混凝土搅拌车 混凝土搅拌车的选择主要根据运输距离、运输量、运输时间来衡量搅拌的的配置容量、数量，搅拌站为2台，因此，原则上配置混凝土搅拌车的数量应为2的倍数，方能发挥最大的效率，见下表4搅拌车功效计算：表4 混凝土搅拌车功效计算混凝土搅拌车规格(额定容量m3)10m38m36m3装车时间(分钟)252015卸车时间(分钟)12.5107.5运输时间（时速5公里/1小时)555混凝土搅拌车单循环时间（装、卸、清洗时间）（运距速度）42.53527.5平均6小时完成多少方102.5m382m362m34台混凝土搅

12、拌车6小时完成多少方410m3328m3220m3 根据通用性原则，考虑到浇筑过程中的阻碍因素，选择4台8m3混凝土搅拌车。混凝土泵 根据我梁场的施工组织设计，采用2台混凝土泵同时浇筑混凝土，在工期紧张的情况下还要考虑同时浇筑2片梁/天，还要从通用性原则考虑满足900吨高铁箱梁的浇筑，高墩现浇梁的浇筑等,所配置选择的混凝土泵的主要参数应满足以下几点: 、尽量选择高压泵, “S”阀，混凝土最大理论输送压力10-16MPa; 、混凝土最大理论输送量55-85 m3/h; 、技术先进、工况稳定、故障率低。 、国内主要的混凝土泵生产厂家主要是三一和中联,因此选择时重点是根据实际需求进行细节参数的对比确

13、定.混凝土布料机 我梁场采用移动式混凝土布料机主要是从经济适用的角度考虑,当然也可以采用混凝土泵车;由于我梁场的大龙门吊的有效起重高度为10米,额定起重量为75吨,因此, 混凝土布料机首先应满足: 整体高度不超过9米,布料范围不小于19米,整机重量不大于50吨,吊装方便.厂家生产的HGT20GT型混凝土布料机,塔身高度为8米,基础为3.7*3.7*1米(图1布料机原基础图),而梁场并列两制梁台座之间纵向通道的横向净宽只有 米,无法吊装通过;而且如此大的基础,必须采用在基础上设置4点吊装,整机的高度已经9米,吊装钢丝绳根本无法自由伸展,通过与厂家多次协商,根据我梁场实际施工情况,依照设备改进性原

14、则,对布料机的吊点设置及基础重新进行改进: (1)、基础: 改为6.3*2.7*0.8米的长方形,由两块2.46*1.6*0.8米及一块3*2.7*0.8米的钢结构混凝土块共同组成, 3*2.7*0.8米的主基础采用工字钢与钢筋结合的骨架(见图2布料机改进基础图):图1 混凝土布料机原基础图图2 混凝土布料机改进基础图 通过改进,基础整体宽度只有2.7米,可以顺利通过并列台座之间的通道,而且安装后的整机高度为8.8米,给采用龙门吊移动创造了基本条件. (2、)吊点: 原厂设计的吊点在底部基础上,在吊装时在混凝土布料机上部还必须制作一个支架, 其目的是为了保证从混凝土基础吊点出来的钢丝绳到架子之

15、间是与地面成90度，并使钢丝绳不与布料杆接触，以保护混凝土布料机(图片1原吊装方式);图片1 原吊装方式 从以上图片可以看出,要移动混凝土布料机不但挂钢丝绳相当复杂,而且高空作业比较危险,10米的提升高度也无法满足使用,因此,通过对设备结构的仔细分析,将吊点该到上部平台底板以上300mm处,塔身与基础的4个铰接连接在吊装时只承受一块3*2.7*0.8米的钢结构混凝土基础块的重量(将两块2.46*1.6*0.8米的组合式基础块分离)及自身重量,完全能满足;但是塔身为钢管机构,需要进行加强并分散受力,因此采用整轴吊装的方式(见图3改进的吊装轴): 图3 改进的吊装轴图4 改进的吊装示意图 从图4可

16、以看出,经过改进,完全满足龙门吊的起升高度,并使整个吊装安全快捷,大大增加施工效率.提浆整平机、附着式高频震动器、插入式震捣棒 提浆整平机按照设计截面图由厂家专业针对生产,主要是提浆整平机轨道与模板厂家相吻合. 附着式高频震动器应选择安装拆卸方便底座坚固可靠的。 插入式震捣棒，应配置直径50mm和35mm两种规格的。4.4压浆设备 压浆设备主要包括灰浆配料搅拌机、螺杆压浆泵、真空负压装置三个部分，可自行组合配置，也可配置成套的压浆台车系统，需要注意，按照取证要求重要工序设备应备用一台套或者备用足够的配件。4.5养护设备 养护设备主要指的是蒸汽养护用的蒸汽锅炉：单片箱梁所用蒸汽量计算如下：W =

17、 Q /(I H)其中：Q-计算所需总热量（KJ/h）I-在一定压力下蒸汽的含热量（KJ/kg）H-有效利用系数所需总热量的计算 ：Q = 3.6 FK(Tn Ta）其中：F-围护结构的表面积F = 7.25253427.234=656.8m2K-围护结构的传热系数，取12.5Tn取40，Ta取6，取2.6代入各值得：Q=3.6656.812.5402.6=3073824 KJ/h在一定压力下蒸汽的含热量（KJ/kg）I取2644 KJ/kg；有效利用系数H取0.45所以养护单孔梁需要蒸汽用量：W = Q /(I H)= 3073824/（26440.45）2583.5 Kg/h因制梁场设计生

18、产能力为1孔/天，则需要总蒸汽养护量取1孔/天来考虑即为：W总= 2583.5 Kg/h即：梁场配备一台4t/h供气量的DZL4-1.25-AII型锅炉，蒸养时采用蒸养棚罩，蒸养棚罩钢架采用钢结构，满足蒸汽养护要求。4.6张拉设备 包含穿心千斤顶、电动油泵、前卡式千斤顶，需要注意在选择电动油泵时需对电动油泵安装的液压操作阀灵敏度提出要求，这直接关系到静载试验的结果。4.7起移梁设备提梁机选型计算、提升重量、跨度选择：根据施工组织设计，我梁场为双层存梁，运梁车装梁采用横向方式，31.5米箱梁设计重量为408.5吨。从上得出，龙门吊额定起重量取500吨，跨度大于运梁车长度，取40.2米。、提升高度

19、选择：单片31.5米箱梁的高度为3.125米，存梁台座高0.6米，桥面系预埋钢筋高度0.6米，按双层存梁要求 3.125*3=9.375米，总有效提升高度：9.375+0.6+0.6=10.575米。选取提梁机有效提升高度12米。、行走方式选择：提移梁设备目前使用较多的主要有轮胎式提梁机、轮轨式提梁机和移梁小车配合龙门吊三种方案。而移梁小车因其施工的效率较低，同时与我梁场双层存梁的要求发生冲突，因此不予考虑。轮胎式和轮轨式提梁机主要是轨道及轨道基础的投入差别比较大：表5 提梁机基础费用对比表基础类型单价（元）数量（m）小计（万元）总计（万元）备注轮轨式提梁机基础桩基3591.22400143.

20、6488295钢筋混凝土基础11331100124.63轨道（元/m）258110028.38每吨按3000元计算轮胎式提梁机C30混凝土30cm（元/)90880079.284基础挖方1926405.016通过对比，轮轨式的基础费用相当高，因此，选择租赁LMEH250+250-40.2型轮胎式提梁机。图片2 提梁机、运梁车配套作业龙门吊的选型龙门吊在生产中应用较多，在这里我们主要考虑到高铁梁场、公路梁场、高架桥等主要应用场合。、起重配置参数：31.5米梁内模重量为45.5吨，由两台龙门吊同时起吊，公路40米T梁设计重量145吨左右，由两台龙门吊同时起吊时单台提升起重为145/2=72.5吨，

21、为满足公路梁场施工我场选取龙门吊吨位为75吨。、跨度配置参数我梁场采用两排制梁台座，龙门吊跨度为23米。公路梁场一般采用跨度为27米。因此，确定龙门吊跨度为可变，能满足24/27米两种跨度要求。、结合各个厂家的市场调查情况，对比性价比，选用双三角形绗架梁的MG75/5T-23型龙门吊。图片3 MG75/5T-23型龙门吊卷扬机 卷扬机主要用于抽拔棒、钢绞线的穿束，因此，选择3T卷扬机能满足现场施工的要求。4.8动力设备 动力设备主要指配置电源及备用电源设备，主要是变压器、发电机组。发电机组容量选择 我梁场呈纵向狭长布置，因此需要配置两套备用电源分别满足制梁场合搅拌站区域。表6 制梁场用电设备统

22、计表 制梁场区域选择常用功率500kw的发电机组作为备用电源。表7 搅拌站用电设备统计表 搅拌站区域选择常用功率300Kw的发电机作为备用电源。变压器容量的选择 制梁场在正常供电时还需要有员工生活用电150KW,辅助生产用电100Kw；搅拌站区域员工用电及办公用电100Kw，2台搅拌机同时使用增加180Kw，则： 304.8+150+50+100+218.8=1053.6Kw选择两台630KVA的变压器并列使用满足现场用电要求。4.9配件加工设备 我梁场主要是电焊机，根据现场工序、工艺要求进行配置。4.10其他必需设备 主要指筛沙机、洗石机、装载机，根据搅拌站料仓的布置空间选择筛沙机、洗石机，装载机配置两台ZL50的，分别作为搅拌站上料和筛沙洗石，另一台备用，满足取证要求。4.11运架设备 高铁梁场的主要标志性设备就是提运架设备，因此，对运架设备的配置直接关系到成本及生产施工工效、进度。运梁车由于高铁施工要求相对较高，在选择运梁车时应考虑到：、与提梁机、架桥机的配套使用（外形尺寸、喂梁高度、宽度、喂梁方式）；、运梁过程的平稳性，液压自动找平，线路自动修正，超出线路自动停止；、整车高度满足提梁、架梁的特殊要求；、车轴数（14轴线）