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铁路论文:城际铁路简支箱梁施工方式技术经济分析
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铁路论文:城际铁路简支箱梁施工方式技术经济分析

摘 要:城际铁路桥梁简支跨以箱梁为主,箱梁施工方式的选择对城际铁路工程的建设有较大影响。本篇铁路论文在介绍城际铁路简支箱梁施工方式的基础上,对目前常用的施工方式从预制、运输、架设、临时设施、工期、造价等方面进行综合技术经济比较,分析研究各施工方式的特点和选择时应注意的问题。
铁路论文:城际铁路简支箱梁施工方式技术经济分析

李昉

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉,430063)

关键词:城际铁路;简支箱梁;施工;经济

1 研究背景

目前城际铁路在我国蓬勃发展。在建及已开通城际铁路的地区包括京津冀、长三角、珠三角地区等等。在城际铁路中,桥梁所占比重较大,其简支跨以预应力混凝土箱梁为主。本文主要针对箱梁施工方式探讨其技术经济方面的相关特点。

2 箱梁制架方式

目前国内简支箱梁施工方式可分为原位现浇和预制架设两大类,其中原位现浇包括支架法和移动模架法,预制架设包括整孔预架法和节段预架法。

2.1 支架原位现浇法

指在桥位进行搭支架、立模、绑钢筋、混凝土浇筑、预应力筋张拉、拆模以及落架等施工。支架原位现浇法的优点主要有两个方面:

一方面、技术方法成熟,实施难度低。

另一方面、不需设预制梁场,不需运架梁设备,节省临建占地与设备购置费。

该方法的不足之处包括:

第一、施工进度慢,墩台完成后方可现浇梁,影响工程进度;

第二、沿线分散产生大量的废水、废料以及震动噪音等对周遭环境影响显著;

第三、现场分散浇筑,质量控制难度大;

第四、不适合特殊的地理环境,如软土地基、湖泊滩地、高墩以及江河等。

2.2 移动模架法

指的是利用可移动制梁的模架在桥梁原位逐孔现浇。移动模架法的优点主要包括以下五个方面:

第一、技术方法成熟,实施难度较低;

第二、无需设置预制梁场,无需运架梁设备,节省临建占地与设备购置费。

第三、不需设置落地支架,不受到桥下作业条件的限制;

第四、可多工作面同时施工,作业灵活;

第五、施工操作流程较固定、机械化程度较高;

移动模架法也有其自身难以克服的缺点,一方面、墩台完成后方可现浇梁,施工进度较慢;另一方面、移动模架法要求模架在原位现浇制梁,质量控制难度大。

2.3 整孔预架法

指设预制梁场、集中整孔预制和使用大吨位运梁车通过本线已完路基与桥梁运输以及采用架桥机逐孔架设箱梁。整孔预架法的优点主要包括:

第一、技术方法成熟,实施难度低;

第二、作业环境良好,施工质量保证,工程美观;

第三、工期短。制梁与下部结构同步开展,施工进度快;

第四、减少了工地现场作业量,降低了对环境的影响。

整孔预架法的缺点显而易见,主要有:

第一、预制梁场的建设需占用大片土地,对环境影响大、增加工程投资;

第二、需要专用运、架设备。受设备能力限制,国内使用该法的桥梁跨度不超过32m, 重量不超过900t;
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2.4 节段预架法

本篇铁路论文“节段预架法”指的是在预制梁场预制梁体节段,用平板车将节段运至桥位,再用节段拼装架桥机将其拼装成梁。节段预制法的优点主要有六个方面:

第一、制梁效率高。梁体工厂化施工效率高,质量得到保证。

第二、工期较短。节段梁体与下部结构能够同时开展,施工进度快;

第三、节段在制梁场预制,相对减少了工地现场作业量,降低了对环境的影响;

第四、占用场地少。节段预制占用场地较少,节省费用的同时有利于环境保护;

第五、机械设备普遍较小,节省相关购置费用与运营成本;

第六、运输便利。节段可以采用本线通道和公路两种方式运输,运输灵活,梁体拼装能够平行开展。

节段制架有其不足之处,对整孔梁的线型、接缝的质量要求高,节段之间需严格匹配,现场拼装增加了工作时间,同时还需要购置专用的节段拼装架桥机。

3 箱梁施工方式的技术经济分析

箱梁施工方式选择的需考虑工程情况、环境、造价、工期等多方面因素。本文以广东省某城际铁路为例:区间共计60孔双线箱梁、平均墩高10m,以此为基础进行简支箱梁施工方式技术经济比较分析。

3.1制梁方式对箱梁工程造价的影响

根据不同制梁方式的工程数量,分析箱梁制梁费用如表1所示:

表1 制梁单价对比表

方式梁型单价(万元/孔)

(双线)

支架现浇24m/32m99.5/125.6

移动模架24m/32m72.9/92.3

整孔预制24m/32m58.1/76.1

节段预制24m/32m60.7/77.6

节段预制、整孔预制制梁费用较低,移动模架制梁费用居中,支架现浇费用较高。

3.2 箱梁架设方式对工程造价的影响

3.2.1整孔预制

由于列举的某城际铁路基本以高架形式通过,考虑临某特大桥设置1处制梁场,采用吊装上线。临建工程及占地均较大,预制梁场总费用约1750万元。

3.2.2节段预制

节段梁运输采用载重满足节段重量的普通挂车即可,运输至架设现场后采用架设设备起吊。因而预制梁场不必靠近本线路,制梁场地的选择较为灵活。本文所列举的某城际铁路考虑利用1处既有制梁场地,场地租用费用及改造费用约1000万。

3.2.3运输、架设费用

整孔箱梁采用龙门吊上桥,运梁车通过桥面运梁,架桥机架设。节段梁采用普通挂车公路运输,拼装架桥机架设。运、架单价如下表所示:

表2 运输、架设单价对比表

方式梁的类型单价(万元/孔)

(双线)

整孔运输24m/32m4.8/5.1

节段运输24m/32m3.8/4.9

整孔架设24m/32m4.3/5.2

节段架设24m/32m11/12.2

节段运输费用较低且路径更为灵活,整孔架设无现场拼接环节,架设费用相对较低。
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4箱梁施工方式对桥梁工期的影响

根据本文列举城际铁路施工组织,桥梁下部结构工期均考虑在6~12个月内完成。支架现浇法,考虑采用6套模板平行作业,桥梁工期计16个月。

移动模架法,考虑采用3套移动模架平行作业,桥梁工期计16个月。

整孔预架法,设置1处预制梁场,受运输通道影响仅可配置1套运架设备,桥梁工期计14个月。

节段预架法,设置1处预制梁场,按配置1套运架设备考虑,桥梁工期计15个月。

支架现浇法、移动模架现浇法、节段预架法虽计算工期较长,但可根据工程情况灵活调整,增加配置实施平行作业,并不会影响全线工期的实现。而整孔预架法,箱梁运输受线路中大跨桥梁、隧道等工点施工进度以及征迁等诸多因素影响,可能会因个别工点的滞后而影响全线工期的实现。

5 技术经济综合比较

根据城际铁路桥梁孔跨布置,综合考虑四种制梁方式以上所有费用(含梁场费用),则综合单价如表3所示:

表3 综合单价对比表

项目梁的类型单价(万元/孔)

(双线)

支架现浇24m/32m99.5/125.6

移动模架24m/32m74.8/94.2

整孔预架24m/32m99.2/118.4

节段预架24m/32m 94/113.2

移动模架现浇费用最低,节段预制费用次之,整孔预制与支架现浇费用最高。

6 结论

城际铁路简支箱梁的四种制架方式在技术上均是成熟、可行的,且各有优劣。

从费用上看,对于箱梁数量较小的城际铁路,移动模架现浇费用最低,节段预制费用次之,整孔预制与支架现浇费用最高。

从工期上看,虽然整孔制梁工期相对较短,但运输受制线路上其他工点进度制约,工期可控性较差,而节段预架、移动模架、支架现浇施工组织可控性较好,工期灵活,整孔制梁在该方面并无绝对优势。

从可实施性上看,城际铁路所属地区一般经济发达,城市化程度高,对环境保护要求严格,土地资源珍贵,采用整孔预制需要在线路旁建设较大面积的梁场,若考虑土地因素,整孔制梁实现难度较大。而移动模架法、节段制梁在制梁场的设置和运输路径选择方面,与其他二种制梁方式相比灵活性较大,实施受制因素较小。

参考文献

[1]李伟军.自行式移动模架法现浇客运专线40.6m简支箱梁施工技术[J].铁道工程学报,2007(S1):289-294.

[2]杨青云.京津城际客运专线32m双线整孔箱梁现场预制施工技术[J].铁道标准设计,2006(11):24-27.

[3]黄泳.预制箱梁节段拼装技术在高铁客运专线应用探讨[J].铁道建筑技术,2013(09):26-27+32.
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