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1、京沪高速铁路 900T 预制箱梁施工工效分析中国水电七局有限公司 陈政彬 1 引言900T 预制箱梁施工工效是根据工程的工程量、工期、等级、环境保护等因素，综合人员、机械、环境相互间的合理配置及优化来保证工程的高效运转，并取得显著的工效成果。本文结合京沪高速铁路箱梁预制施工现场经验，着重对 900T 预制箱梁施工过程中主要工序的卡控，如何提高施工效率进行总结，以供探讨。2 梁场规划原则预制梁场根据现场地质、地形情况优化布置，以尽量减少拆迁、少占耕地、减少临时工程量为原则。根据工程任务量、生产工艺、外型尺寸、制梁、存梁数量、确定梁场的规模，并综合考虑场区道路、作业空间等因素，优化布置场地。预制梁
2、场台座布置形式，可分为纵列式和横列式。若为长条形场地，台座可采用纵列式布置，即制梁台座与存梁台座纵向排列布置；若为方形场地，台座可采用横列式布置，即制梁台座与存梁台座横向排列布置。制梁台座数量根据架设进度及生产效率确定；存梁台座数量根据生产效率、箱梁工艺及预存箱梁数量确定。梁场合理的规划和设计不仅能提高生产效率，且能降低成本投入，同时便于标准化的生产管理。3 箱梁预制工效分析3.1 箱梁预制设备及工装工效分析合理的机械配置，可以有效的提高生产效率，为箱梁预制的生产带来效益。常规性梁场每天生产能力为 23 孔，以每天 3 孔梁生产进度为例进行分析与配置。3.1.1 拌和站生产能力箱梁混凝土为 C
3、50 高性能混凝土，每一投料阶段的搅拌时间不少于 30s，总搅拌时间不少于 3min。拟投入 2 座 HZS120 拌和楼，其每天的生产能力为：22.5(603)180.7=1260m31004m3，6小时生产能力：22.5(603)60.7=420m3334.7m3，满足生产需要。3.1.2 混凝土泵的输送能力拟投入 2 台 HBT80C 混凝土泵，其每天的输送能力为：255180.75=1485m31004m3，6 小时的输送能力：25560.75=495m3334.7m3，满足生产需要。3.1.3 布料机的输送能力拟投入 2 台布料机，其每天的输送能力为：255180.75=1485m3
4、1004m3，6 小时的输送能力：25560.75=495m3334.7m3，满足生产需要。3.1.4 混凝土运输车的运输能力拟投入 6 台混凝土运输车，其每天的输送能力为：620180.8=1728m31004m3，6 小时的输送能力：62060.8=576m3334.7m3，满足要求。3.1.5 内、外模配置分析拟定 3 孔/d 的箱梁预制进度，每孔箱梁制梁台座的占用时间 3d 可知：内模的倒用循环时间为 72 小时（详见章节 3.2.2） ，外模的倒用循环时间为 97.5 小时（详见章节 3.2.2） ，所以内模的需用数量为：72 小时（3 套/24 小时）=9 套外模的需用数量为：97
5、.5 小时（3 套/24 小时）=12 套3.1.6 蒸气养护设备配置分析梁体混凝土冬季施工采用罩盖蒸汽养护方法，蒸养棚截面尺寸为 33.6m14.4m，拟定选用 2 台 4t/h锅炉供汽（备用一台） ，单台 4t/h 锅炉蒸养能力为 24000m2。主管道采用 DN100mm 钢管，分支管道采用 DN50mm 钢管。分支管将蒸气输入梁体附近的蒸气气包中，气包（上设锁压表）将蒸气均匀后，蒸气通过 10 根放汽长管用于蒸养。放汽管道采用 DN25mm 钢管，其上均匀钻一排 3mm 孔眼，管前 2/3 段孔距为 25cm，后 1/3 段孔距为 20cm，两喷孔夹角为120 并在其凝结阀处设置排水沟
6、。管道接入梁体腹腔及翼缘板、底模的空隙内，汽流方向要避免直接正对混凝土面，蒸汽管路的布置要求保证养护罩内每处的温度基本一致，在梁体横截面内的不同位置布设 10 根蒸汽管道，温度控制采用计算机自动温度控制系统和压力方式温度表双控方式测定梁内及罩内温度，两者测定结果进行比较，确保蒸汽养护效果。该养护系统具有以下特点：采用密封性高、隔热好、安拆方便的专用屏蔽蒸汽养护罩；采用计算机及远传式温度传感器自动控制蒸汽管道上的电磁阀的开合，以控制养护罩内的升温速度和温度的高低。采用在计算机的统一控制下工作的通风设备降低养护罩内的温度，使降温速度得以有效控制；多点测温、多点升温、多点降温，通过计算机自动控制养护
7、温度，严格控制升、降温梯度、恒温时间和拆模温度。施工蒸养面积为 S33.614.46+80+90502+500016983m 248000m 2，满足生产需要。3.1.7 制梁台座配置分析根据每天 3 孔梁生产进度计算，平均一孔梁占用制梁台座时间为 3 天（具体分析详见章节 3.2） ，以3 天为一个循环，其理论需要制梁台座 9 个（如有 24m 箱梁，需增加 1 个 24m 制梁台座） ，为保证生产过程中的不可预见等特殊情况，满足生产任务，需增加 2 个台座，共计 11 个制梁台座加 1 个 24m 制梁台座。3.1.8 存梁台座配置分析根据每天 2 孔梁生产进度计算，平均一孔梁占用存梁台座
8、时间为 47 天左右，以 47 天为一个循环，其理论需要存梁台座 94 个（按双层存梁计算） ，为保证生产过程中的不可预见等特殊情况，满足生产任务，拟建设存梁台座 70 个，其最大存梁能力为 105 孔（二层存梁按一半计算） ，满足生产需要。经论证分析梁场主要投入设备及工装，详见表 1。序号 名称 单位 数量 备注1 混凝土拌和站 台 22 拖式混凝土泵车 台 43 布料机 台 44 混凝土运输车 台 65 自动压浆台车 台 3序号 名称 单位 数量 备注6 蒸汽锅炉 台 2 4T7 门式起重机 台 2 10T8 门式起重机 台 4 40T12 钢筋骨架吊具 台 213 底腹板绑扎胎具 台 4
9、14 顶板绑扎胎具 台 415 张拉台车 台 816 内模整修支架 套 817 钢筋切断机 台 1018 钢筋切割机 台 419 钢筋调直机 台 420 钢筋对焊接 台 621 钢筋弯曲机 台 1622 电焊机 台 3923 砂轮切割机 台 524 叉车 台 125 直螺纹钢筋滚压机 台 426 电动卷扬机 台 527 架桥机 台 228 运梁车 台 229 轮轨式提梁机 台 230 汽车吊 台 3 25T/16T31 挖掘机 台 132 装载机 台 433 箱式变压器 台 2 800KVA34 柴油发电机 台 4 300KVA35 落梁千斤顶 套 236 高压油泵 台 15序号 名称 单位
10、数量 备注37 外模 套 1238 液压内模 套 939 制梁台座 个 1240 存梁台座 个 70表 1 箱梁生产主要设备3.2 箱梁预制工序工效分析箱梁预制工艺流程主要包括模板制作及安装、钢筋制作与绑扎安装、混凝土浇筑与养护、钢绞线制作与张拉、孔道压浆与封锚等，详见图 1。在箱梁预制过程中，因其工艺复杂、工序繁多，交叉作业较多等特点，工序的衔接尤显重要，因此合理的机械配置与人员配备及有效的施工组织与协调对施工工效起着至关重要的作用。3.2.1 钢筋施工工效分析(1)钢筋制作及加工钢筋加工场分为制梁台座首尾各一侧，以一侧为例，平均每名工人每天可加工 2T 钢筋，单孔箱梁钢筋平均约为 63T，
11、按 1.8 孔梁/天的生产任务计算，需每侧各投入 57 名工人即可完成 3.5 孔梁/天的生产任务。钢筋加工工艺流程见图 2。 钢 筋 领 料钢 筋 调 直 、 切 断 钢 筋 直 接 切 断钢 筋 焊 接 钢 筋 弯 制标 识各 规 格 钢 筋 批 量 加 工各 截 面 钢 筋 网 片 批 量 加 工各 规 格 钢 筋 分 批 堆 放 入 库 标 识标 识表 2 钢筋加工人员设备配制设备名称 10T 龙门吊 弯曲机 切割机 成型机 焊接机 制作平台 车床 电焊机设备数量 1 8 5 4 2 8 1 3人员数量 3 13 7 8 4 16 1 5图 2 钢筋加工工艺流程 分 体 绑 扎分 体
12、绑 扎整 体 绑 扎钢 筋 绑 扎模 板 制 作 验 收测 量 底 模 反 拱 、 安 装 支 座 板 、 测量 支 座 平 整 度 、 安 装 侧 模钢 筋 笼 吊 装 、进 场 钢 筋 检 验钢 筋 加 工安 装 端 模安 装 内 模吊 顶 板 钢 筋高 性 能 混 凝 土 原材 料 检 验 和 试 验混 凝 土 配 合 比 选 定混 凝 土 拌 制 、 泵 送模 型 检 修 保 养检 查梁 体 移 出 台 位 、 存 放梁 体 自 然 养 护钢 绞 线 、 锚 具 检 验灌 筑 梁 体 混 凝 土蒸 汽 养 护 或 洒 水 养 护松 开 内 模 预 张 拉拆 模移 梁 前 初 张 拉钢
13、绞 线 下 料张 拉 设 备 标 定达 到 规 定 强 度制 作 试 件达 到 规 定 强 度 和 弹 模终 张 拉孔 道 压 浆封 锚 及 养 护防 水 层 涂 刷产 品 验 收 、 出 场 架 设水 泥 浆 拌 制混 凝 土 拌 制 、 运 输试 件 制 作 及 检 验试 件 制 作 及 检 验达 到 规 定 强 度 和 弹 模试 件 制 作 及 检 验施 工 技 术 资 料 齐 全现场观测与分析长期观测获取更多的参数，为优化设计、完善施工和验证、修改沉降计算模型提供参考继续观测直至继续观测直至底 板 、 腹 板 钢 筋 吊 装 、 安 装图 1 箱梁预制施工工艺流程图(2)钢筋绑扎钢筋绑
14、扎分为分体绑扎及整体绑扎，以分体绑扎为例，为满足 12 个制梁台座钢筋的供应需求，设立顶板绑扎台座及底腹板绑扎台座各 4 个，即制梁区首尾各 4 个，平均每人每天（8 小时计）绑扎 1.2T 钢筋，顶板钢筋约为 35T，底腹板钢筋约为 28T，按每天 1.8 孔梁的绑扎任务计算，需每个顶板钢筋投入 52名工人，每个底腹板投入 42 名工人即可完成 3.5 孔梁/天的生产任务。底腹板绑扎工艺流程如下： 备 料穿 、 绑 橡 胶 抽 拔 管划 线摆 、 绑 钢 筋绑 垫 块顶板钢筋绑扎工艺流程如下： 摆 、 绑 钢 筋 (构 造 底 筋弯 起 主 筋内 外 边 墙 架 立 筋断 缝 处 钢 筋备
15、料弯 起 主 筋 与 构 造 底 筋 交 点 内 的 分 布 筋弯 起 主 筋 外 的 分 布 筋内 外 边 墙 底 部 钢 筋外 边 墙 箍 筋其 余 板 顶 主 筋放 入 模 型 后 绑 钢 筋 )绑 垫 块(3)钢筋吊装底腹板钢筋吊装约 85 个吊点（5*17，横向*纵向） ，8 至 10 位工人作业，十分钟完成单项作业，龙门吊提升高度根据现场实况而定，通常为 4m 至 6m，根据龙门吊自身功率，吊升时间约为 4 分钟至 8 分钟，而行驶距离可由梁场布置而定，通常为 30m 至 250m，根据龙门吊自身功率，行走时间约为 3 分钟至 18 分钟，吊装入模通常由 6 人至 8 人相互配合施
16、工，时间约为 15 分钟至 30 分钟（工序时间见下表 3） 。顶板钢筋吊装约 119 个吊点（7*17，横向*纵向） ，10 至 12 位工人作业，十分钟完成单项作业，龙门吊提升高度根据现场实况而定，通常为 4m 至 6m，根据龙门吊自身功率，吊升时间约为 4 分钟至 8 分钟，而行驶距离可由梁场布置而定，通常为 30m 至 250m，根据龙门吊自身功率，行走时间约为 3 分钟 18 分钟，吊装入模通常由 8 人至 10 人相互配合施工，时间约为 40 分钟至 60 分钟（工序时间见表 4） ；表 3 底腹板钢筋吊装工序时间表事项 吊吊具 行驶 下钩 吊装钢筋 起钩 行驶 吊装入模 放吊具人员数量 2 1 1 8-10 3 2 8-10 2作业时间（分） 1 3-18 4-8 10 4-8 3-18 15-30 3-18表 4 顶板钢筋吊装工序时间表事项 吊吊具 行驶 下钩 吊装钢筋
