全国首例40米新时代标准化梁场

标准研究与技术创新

Standard Research and Technological Innovation for the First 40m Standardized Beam Yard of the New Era in China

张营周

Zhang Yingzhou  

(河南长城铁路工程建设咨询有限公司.郑州市.450015)

(Henan Great Wall Railway Engineering Construction Consulting Co.,Ltd.Zhengzhou City.450015)

摘要：40m预制箱梁作为中国铁路总公司重大科研创新成果的首次工程化应用，与传统32m 预制箱梁相比，铁路40m箱梁具有跨度增长、高度增高、体积增加、重量增大和预应力增强明显并采用单排大锚具设计等特点。以铁路40米标准化梁场管理信息化平台开发运用、自动化生产工艺及检测手段提升和技术创新为依托，研究确定40米新时代标准化梁场示范标准，促进梁场创新管理和技术进步，实现铁路40米梁场标准化管理和产品质量本质优良。通过总结梁场标准化管理经验，形成一个平台、一个标准化制度和一套合格的竣工资料，结合技术创新、先进工艺和信息化手段形成管理经验，形成铁路40m简支箱梁工程化应用科研报告。

Abstract: 40m prefabricated box girder is the first engineering application of major scientific research innovations of China Railway Corporation. Compared with traditional 32m precast box girder, 40m box girder has characteristics of longer span, increasing height, volume and weight, as well as prestress enhancement, adopting, at the same time, single row large anchor design. Based on the development and application of railway beam yard management information platform, automated production technology, detection means improvement and management innovation, the standard for 40m standardized beam yard of the new era promotes beam field management and technological progress, realizing the excellent product quality in nature of standardization management for railway 40m beam yard. By summarizing the experience of standardization management of the beam yard, a platform, a standardization system and a set of qualified completion data are formed, and the management experience is also formed by combining technological innovation, advanced technology and information technology. Thus forms a scientific research report on the 40m simple-support box girder of the railway.

关键词：铁路  40米新时代标准化梁场  标准研究  技术创新

Keywords: railway, 40m standardized beam yard of the new era, standard research, technological innovation

中图分类号：TU745        文献标识码：A

1、研究目的

围绕全国首例40m简支箱梁新结构、新工艺特点，积极开展梁场建设规划研究，关键技术创新提升，工装设备科学选配。通过40m梁场标准化研究与技术创新，从生产进度、质量、安全实际出发，不断提升管理水平，实现40米预制梁场标准化管理的目的。

2、研究方法

根据中国铁路总公司标准化管理文件要求，以管理制度标准化、人员配备标准化、过程控制标准化、现场管理标准化为基准，吸收借鉴全路制架梁标先进设备、工艺和标准化管理经验，以BIM设计应用、信息化管理平台开发运用、40m简支箱梁制运架施工自动化生产工艺、检测手段与技术创新为主要内容，打造“配套先进，运行稳定，质量可靠，信息透明”的新时代标准化梁场。

3、工程概况

新建郑州至济南铁路郑州至濮阳段线路全长197.279km;中铁二局承建、河南长城铁路工程建设咨询有限公司监理的ZPZQ-VI标段工程正线全长7.804km; 其中原阳制梁场由中铁二局新运公司承建、长城咨询监理，负责郑州黄河特大桥北岸引桥344榀40m箱梁、9榀32m 箱梁和1750榀公路小箱梁预制施工任务。  40m预制箱梁作为中国铁路总公司重大科研创新成果的首次工程化应用，与传统32m 箱梁相比，铁路40m箱梁具有跨度增长、高度增高、体积增加、重量增大和预应力增强明显并采用单排大锚具设计等特点。

4、40米新时代标准化梁场建设规划与实施

4.1原阳制梁场规模：原阳制梁场占地195亩，制梁台座8个， 双层存梁台座40个（1个静载台座），设计最大产能60榀/月， 设计最大存梁80榀。设计采用BIM设计，避免施工过程中出现差错漏碰和变更。

4.2梁场布置形状：梁场的布置形式主要有纵列式和横列式两种，由于横列式适用于预制箱梁数量较大的大型梁场，故原阳制梁场采用横列式布置。

4.3梁场主要区域：梁场设置为制梁区、存梁区、钢筋加工区、拌和站、生活区、小型构件生产区和其他配套设施。其他配套设施主要包括给水、供电和蒸汽养护设施。

4.4移梁方式：吊装梁设备主要有轮胎式提梁机、轮轨式提梁机和2台大型50t龙门吊移梁。轮胎式提梁机方便、快捷、灵活，非常适合大型梁场使用。

4.5制梁区规划：制梁台座布置形式，一般分为交错布置和并列布置。该区包括制梁台座、内模存放区，端模存放区、布料机、龙门吊、蒸养蓬罩、活动防雨蓬、混凝土输送泵等设施及设备，由于制梁场设备设施较多，故采用交错布置。

4.6制梁区:制梁台座由混凝土浇筑而成，基础采用桩基础。箱梁外模主要分为固定式和分离式。由于固定式制梁台座使用方便，效率高，节省时间，故应用。

钢筋加工区：在制梁台座东侧设置钢筋加工厂，钢筋加工区与存料区分开放置，存料区设置1台小型龙门吊（10t），用于卸运钢筋。钢筋绑扎胎具分为整体绑扎与分体绑扎两种，整体绑扎需要制作一个“假内模”针对绑扎工艺要求较高。绑扎成型的钢筋笼采用两台大型龙门吊配以专门制作的吊具吊运至制梁台座。

根据箱梁生产数量及单榀箱梁成型时间确定制梁台座数量，单榀箱梁施工无缝连接施工需要约88h，内模使用大约3d，所以若需生产能力为2榀/天，至少需要制梁台座8个，内模板8套。

单榀箱梁成型周期表

4.7存梁区规划：1）.存梁台数量确定。存梁台座数量根据工艺要求的梁占用台座的最短时间及架梁进度确定。按《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》要求终张拉应在混凝土强度及弹模量达到设计值后、龄期不少于10d时进行，占制梁台座约4d时间，占存梁台座时间约6d。完成终张拉及压浆、封锚等各工序约需要2d。按照要求，“终拉完成并且管道压浆强度达到设计强度后方可进行运架梁施工”，大约需要14d。以上合计占用存梁台座时间为22d，综合考虑各种因素，实际进度按2孔/d考虑，双层存梁台座设置40个较为合适；2）.存梁台座设计。根据基础地质的不同，存梁台座也有桩基础和扩大基础两种形式。原阳梁场桩基础使用管桩，存梁台座采用钢筋混凝土。

4.8拌和站:拌和站是整个梁场建设的重点和关键，拌和站一般分为拌合区、存料区、洗料区、设备停放区等。

4.9其他配套设施:其他配套设施主要是供水和蒸汽养护设施。

4.10生活区和小型构件区：生活区建设在梁场不宜规划生产设施的地区，采用单层彩钢板房。小型构件区当前主要是遮板预制场地，由于现在遮板一般都随梁运输，将遮板预制场地混着存放场地放置在架梁场地附近。

五、40米新时代标准化梁场人员配备标准化和管理制度标准化：

1、管理机构及人员配备标准化：设场长1人、总工程师1人、副场长1人,梁场管理人员标准配置70人。部门设置包括：技术室、安环室、材料室、办公室、质检室、试验室、机电室、调度室等8个部门标准配置70人。

2、标准化梁场生产班组设置包括：钢筋班、模型班、混凝土班、张拉班、装吊班、机电班、拌和站、架梁班共八个生产班组标准配置320人。

3、管理制度标准化：研究制定《信息化管理制度》、《设备管理制度》、《物资管理制度》、《试验室管理制度》、《施工技术管理制度》、《工艺管理制度及考核办法》、《徐变观测管理办法》、《产品标识管理办法》、《封面技术文件管理制度》、《质检室制度（16项）》，《安环认证制度(19项)》等44项管理制度和办法，实现40米新时代梁场管理制度的标准化和可操作性。

五、40米新时代标准化梁场前期研究和技术创新情况

通过吸收借鉴全路制架梁先进设备、工艺和管理经验，以BIM设计应用、信息化管理平台开发运用、40m箱梁制运架施工技术创新为主要内容，打造“配套先进，运行稳定，质量可靠，信息透明”的标准化梁场。

与铁科院联合开发应用铁路梁场综合管理平台2.0，总结形成梁场标准化管理经验创建绿色梁场。结合40m箱梁技术标准、生产工艺和周边环境特点，设计并采用了装配式钢构制梁台座、装配式钢筋预扎架、钢筋整体吊架、装配式桥梁模型；拌和站和制梁养护区设置多级沉淀池，实现养护水回收利用和施工污水达标排放；采用雾炮消尘器和洒水车降尘，减少扬尘和污水排放；开展园林化生产生活区建设，优化场区布置，增绿降圬，大量采用太阳能、空气能等新能源或低能耗设备；优化施工组织，避开冬季施工。

(一)研究创新工艺工装：围绕40m箱梁新结构、新工艺特点，积极开展关键技术创新提升，科学选配工装设备。研发了1000吨箱梁搬运机、自控式喷淋养护系统、试验数据自动采集系统、静载试验自动控制装置及配套的静载试验架；优化了台座、模型、预扎架结构设计；采用了成品束钢绞线及配套的自动穿束台车；引进了自动张拉、自动压浆、钢筋数控加工设备，以技术进步与先进工装设备手段保证箱梁质量。

1、研究创新4种工装:

1)箱梁自驱式液压内模（有专利）：每套箱梁内模配置1个固定托架、1个移动托架，利用固定和移动托架的电驱系统自动行走，实现内模快速安全安装拆出。

2)、箱梁钢筋预扎自动升降内架（有专利）：箱梁钢筋预扎内架利用梁体底板泄水孔设支撑立柱和棍轮，上承通长滑动管，由固定矩形套管套入上活动架滑动套管，采用电力驱动齿轮箱以实现自动升降，设螺旋撑杆微调，并在面板与腹板连接处设活动铰接，斜向倒角支撑，以模拟梁体尺寸，确保钢筋定位准确。

3)、预应力孔道橡胶棒抽拔台车（有专利）:抽拔台车由走行、横移、升降、拔管机构组成，采用轮式输送确保橡胶抽拔管受力连续稳定，不损伤胶管，解决了120mm橡胶管卡瓦链条式传动力稳定性不足的问题，适用于梁场各种直径的橡胶抽拔管，方便快捷。

4)、成品束钢绞线穿束台车(有专利）:针对铁路箱梁首次采用的成品束钢绞线，研制了链条卡瓦式穿束台车，保证钢绞线束顺直无缠绕，钢绞线与两端锚孔一一对应，确保有效应力满足设计。

2. 研发4台关键设备：

1）1000t/40m级搬运机；2）MG500提梁机；3）1000t/40m级运梁车；4）1000t/40m步履式架桥机。

3.研究集成5套新设备:

1）预应力筋自动张拉、2)预应力管道自动压浆、3)箱梁自动静载系统、4)箱梁混凝土自动养护、5)钢筋数控加工。

(二)与铁科院联合开发应用铁路梁场标准化管理平台2.0

通过与铁科院联合开发，应用2.0平台将先进的管理理念固化为信息化管理手段，通过物资、试验、钢筋加工、砼生产、预应力加载、压浆、养护、静载试验、运架流程环环相扣。以标准化为核心，信息技术为手段,从生产进度、质量、安全实际出发，提升管理水平，达到优化资源配置、规范项目管理、提高工作效率、节约运营成本、实现预制梁全生命周期管理的目的。

1． 标准化管理平台开发的三个阶段

一是工管中心组织兄弟梁场调研后提出 6个升级要求；

二是工管中心在检查第一阶段完成情况后提出3项完善要求；

三是在系统升级试运行阶段，城际公司、监理提出3项优化要求。

2.研究确定标准化管理三大应用主线

主线1：制梁标准化工序流程

桥梁列表-制定生产计划-下达生产任务-箱梁预制工序流程；

（张拉、压浆、喷淋、静载）-梁体档案管理-出库管理

主线2：物资试验运转标准化流程

材料进场验收-取样见证-委托送检-试验检测-试验见证-试验结果反馈；

主线3：资料电子签字确认标准化流程

梁体技术档案-资料录入完成-提交签字确认-签认流转（含监理）-完成签认

3.标准化管理平台运行

日常进行平台应用和管理，保证材料试验及工序质量管理信息化，提升质量管理水平。平台共发现问题323个，目前已全部处理完毕。

4.总结梁场标准化管理经验

现场形成一个平台、一个标准化制度和一套合格的竣工资料，结合技术创新、先进工艺和信息化手段形成管理经验形成铁路40m简支箱梁工程化应用科研报告。

六、铁路40m箱梁过程控制标准化和现场管理标准化生产

6.1加强40米简制箱梁生产过程控制和现场管理，加强事前、事中和事后控制，定期开展标准审查和技术总结工作，形成技术文件和作业指导书，从而实现铁路40m箱梁标准化生产。

6.2在40米简支箱梁预制过程中，严格执行国家和中国铁路总公司颁布的铁路工程建设标准、工程施工质量验收标准和工程承发包合同以及建设单位有关的技术要求，认真核查技术管理体系、质量保证体系、安全保证体系的组织机构、质量安全管理制度、专职管理人员和特种作业人员的资格证、上岗证是否按承包合同兑现，对进场材料、构配件和设备质量进行监控和检验，对箱梁模板、钢筋、预埋件、预应力管道等按照设计及验标要求严格检查和验收，对每道工序必须经监理工程师检验并签认，未经监理做出合格签认的，不得进入下道工序。监理单位应加强对重点部位和关键工序的旁站和检查验收，如：1）梁体混凝土浇筑；2）预应力钢绞线的初、终张拉；3）预应力管道的压浆；4）其他需旁站的项目。在箱梁架设前进行每榀梁的检查验收，包括梁体的几何尺寸、强度、上拱度预埋件的位置等，及时填写验收评定资料。同时，施工和监理单位都应建立质量安全信息收集系统，定期进行整理、分析和处理。

6.3原阳新时代标准化制梁场自2018年5月18日开始首孔40m箱梁混凝土浇筑，到8月28日完成局级投产鉴定，2018年9月12日完成部级鉴定，截止2018年12月31日，已完成浇筑箱梁90榀，箱梁架设20榀。每榀成品梁都有二维码和埋置芯片，以便为后期开通运营管理达到信息共享和及时查询的目的。通过批量生产和架梁，基本达到了预想的目标和研究效果。

7、研究结论

通过加强标准化管理，开展关键技术创新提升，科学选配工装设备，辅以BIM技术与铁路梁场管理平台2.0技术的开发应用，将先进的管理理念固化为信息化管理手段，提升了项目标准化管理水平，达到了优化资源配置、提高工作效率、节约运营成本的目的，从目前批量生产和架梁效果来看，基本达到了预想的目标和研究效果，实现了40米新时代标准化梁场的全生命周期管理。

参考文献：

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