摘要：鐵路箱梁預制場前期規(guī)劃布局和臺座基礎(chǔ)設(shè)計是否合理將直接影響箱梁預制工程的工期目標和質(zhì)量保障。為此，本文對新建云桂鐵路中鐵十四局田東制梁場合理化布局的設(shè)計理念進行了描述，僅供今后建場參考。

關(guān)鍵詞：箱梁預制場 布局規(guī)劃 基礎(chǔ)設(shè)計

1 概述

隨著近年來鐵路建設(shè)市場的擴大，施工中鐵路箱梁預制所占的比重不斷加大，既而箱梁預制場越來越受到眾多關(guān)注和重視。本文結(jié)合田東制梁場的建場實例對箱梁場的總體布局和基礎(chǔ)設(shè)計加以闡述。

2 梁場規(guī)劃布局

2.1 梁場布局原則

①本著高起點、高標準、實用、夠用的原則，合理進行梁場各項臨時設(shè)施的設(shè)置，并兼顧線下、鋪架工程的需要。②嚴格遵守國家和當?shù)卣嘘P(guān)土地資源使用方面的法律、法規(guī)，服從建設(shè)單位的指導。③遵循施工生產(chǎn)與環(huán)境保護同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步發(fā)展的原則。④秉著少占田地，遠離居民區(qū)的原則，節(jié)省投資，充分利用當?shù)丶扔匈Y源。⑤結(jié)合工期目標、施工工藝、架梁順序、當?shù)貧夂虻葪l件，做綜合對比分析。

2.2 工期任務(wù)

田東制梁場共生產(chǎn)雙線整孔箱梁490孔。箱梁預制計劃工期2011年3月至2012年4月，共13個月；架梁計劃工期2011年5月至2012年8月，共15個月。

2.3 梁場布局指標選定

2.3.1 生產(chǎn)區(qū)技術(shù)指標確定

①臺座生產(chǎn)周期

因廣西田東地區(qū)氣溫較高，不考慮冬季施工，各工序在正常條件下，占用臺座時間為：模板及鋼筋施工8h、質(zhì)量檢查2h、砼澆筑及自然養(yǎng)生66h、拆模4h、張拉6h、移梁2h、機動時間4h，共92h，即臺座生產(chǎn)周期為3.8d，考慮其它影響因素，按4d一個周期循環(huán)。

②制、存梁臺座數(shù)量確定

計劃工期需13個月完成生產(chǎn)任務(wù)，經(jīng)綜合考慮每天須生產(chǎn)梁不得少于1.5孔，1.5*4=6座，則梁場須配置不少于6座制梁臺位，每月可確保生產(chǎn)橋梁37孔。

架梁工期計劃15個月，再加上箱梁終張后30天的存放期，則存梁臺座數(shù)量為：

N=η×T×K

N—存梁臺座數(shù)量（個）；η—日預制梁數(shù)量（孔/d），按照1.5孔/d考慮；T—每孔梁占用單個存梁臺座時間（個.d /孔），按照45-60天考慮；K—存梁系數(shù)，單層存梁時取1，雙層存梁時取0.6-0.7。

按照經(jīng)驗取最大值

N=1.5×60×0.7=63個

故梁場設(shè)置存梁臺座63個，全部按雙層存梁考慮。

③場地布局要求

制梁臺位在龍門吊跨度內(nèi)一字型交錯布置，每排設(shè)置一個臺位。臺位間距考慮滿足抽拔膠管、張拉及提梁機通過的要求。制梁區(qū)配選42m跨度50t龍門吊2臺，滿足梁體鋼筋整體吊裝施工要求。

內(nèi)模采用全自動液壓模板，卷揚機整體牽引入模的方式，內(nèi)模存放場與臺座交錯布置。四套鋼筋綁扎胎具，按工序作業(yè)時間計算，滿足每天1.5孔梁生產(chǎn)要求，要就近與生產(chǎn)臺座配置。

2.3.2 鋼筋加工區(qū)

設(shè)置一處鋼筋加工區(qū)，布置在鋼筋整體綁扎臺位的左側(cè)。鋼筋加工區(qū)設(shè)74×17m鋼筋加工棚、74×21m鋼筋存放場，鋼筋加工棚采用彩鋼瓦結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用C15砼硬化。

2.3.3 混凝土拌和區(qū)

每孔32m箱梁混凝土285.9m3，規(guī)范要求6h澆筑完成，混凝土拌制時間每盤平均3min，則攪拌機每盤最小拌制能力為1.3m3，考慮一定能力儲備，選擇兩臺HZS150Q型拌和機，匹配六臺8m3運輸車運輸混凝土。梁場拌和區(qū)總面積需13440m2，其中含攪和站、砂石料堆放區(qū)、砂石料清洗區(qū)、變電站和沉淀池。砂石料存放區(qū)按20孔梁的存儲量進行布置，分為“合格倉”、“待檢倉”。料場及拌和站處均搭建彩鋼瓦結(jié)構(gòu)覆蓋。

2.3.4 制、存梁區(qū)

梁場設(shè)6個制梁臺座，總面積約12180m2，在龍門吊跨度內(nèi)品字型交錯布置，每排設(shè)置一個臺位，其中一個為32m與24m梁共用臺座。存梁區(qū)設(shè)63個臺座，總面積約27000m2，其中9個為32m與24m共用臺座。

2.3.5 辦公、生活區(qū)

為便施工生產(chǎn)和管理辦公，生活區(qū)與生產(chǎn)區(qū)分別獨立建設(shè)。房屋建設(shè)、排水系統(tǒng)、場地硬化、環(huán)境綠化及宣傳標識等統(tǒng)一按鐵路標準化工地建設(shè)要求布置。辦公區(qū)房屋全部采用雙層白色彩鋼板，占地面積約3900m2，共有各類辦公用房40間。

2.3.6 工裝設(shè)備的配置

經(jīng)綜合考慮工裝設(shè)備配置有：底模板、內(nèi)模板、外模板各6套，端模板24米一套、32米六套，鋼筋綁扎胎具四個，鋼筋吊具一個。

2.3.7 主要機械設(shè)備配置

根據(jù)梁場生產(chǎn)能力及工期安排，匹配的主要機械設(shè)備主要有：攪拌站（HZS150）兩套，裝載機兩臺，50T龍門吊兩臺，鋼筋加工設(shè)備兩套，張拉設(shè)備三套，混凝土輸送泵三臺，混凝土布料機三臺，混凝土輸送車六輛，630KVA變壓器三臺，發(fā)電機兩臺，靜載試驗設(shè)備一套，450T輪胎式提梁搬運機一臺。

2.3.8 人力資源的配置

梁場正常施工時需施工人員350人，其中：拌合站30人，鋼筋班170人，模板班30人，砼班40人，張拉壓漿班40人，移梁班10人，機械班20人，勤雜班10人。

2.4 梁場選址

依據(jù)梁場布局規(guī)劃原則及生產(chǎn)能力需求，并經(jīng)過多次調(diào)研比選決定把場址布在田東縣平馬鎮(zhèn)懷民村六組，占地約160畝。

便道從324國道引入，交通較為便利；梁場與鐵路正線橋梁段相鄰，采用兩臺450T提梁機提梁上線架梁。

3 梁場臺座基礎(chǔ)設(shè)計

3.1 設(shè)計荷載

①32m（雙線）箱梁重：7148KN；②承臺墊石總重：17.5KN

3.2 制、存梁臺座樁基布設(shè)

3.2.1 制梁臺座樁基布設(shè)

臺座兩端部采用1.2m的柱樁進行處理，每端設(shè)置兩根，樁長12.1m。中部沿條形地基梁設(shè)置1.2m的柱樁兩根，樁長9m，間距10m來進行加固處理。

3.2.2 存梁臺位樁基布設(shè)

存梁臺座地基采用兩根Φ1.2m的柱樁作為基礎(chǔ)，樁長為12.1m，樁頂接柱作為存梁墊石，接樁處采用系梁連接以增加其整體性。

3.3 樁基礎(chǔ)檢算

根據(jù)梁場的地質(zhì)報告資料，選具有代表性的2號孔樁地質(zhì)作為檢算依據(jù)。因制梁臺座基礎(chǔ)承載力遠小于存梁臺位雙層存梁情況下的承載力，故只對32m雙層存梁臺位基礎(chǔ)進行檢算。

3.3.1 基樁的豎向力設(shè)計值

N=■

式中：

F——作用于樁基頂面的豎向力設(shè)計值；

G——樁基、承臺、墊石自重設(shè)計值；

N——軸心豎向力作用下基樁的豎向力設(shè)計值；

n——樁基中的樁數(shù)。

G=0.6×0.6×3.14×12.1×25×2+1.2×1×5.6×25+0.7×1×0.5×2×25=683.89+168+17.5=869.39KN

N=■=■=4008.7KN

即單樁的豎向力設(shè)計值為：N=4008.7KN。

3.3.2 基樁的混凝土設(shè)計強度

混凝土設(shè)計強度為C20，即：Q≤Ap fcψc

式中：

fc——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；

Q——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的單樁豎向承載力設(shè)計值；

Ap——樁身橫截面積；

ψc——工作條件系數(shù)，根據(jù)設(shè)計規(guī)范取0.7。

Q≤Ap fcψc=1.13×13400×0.7=10599.4KN

故樁身混凝土強度滿足設(shè)計。

3.3.3 單樁豎向承載力特征值

Ra=qpa AP+up∑qsia li

式中：

Ra——單樁豎向承載力特征值；

qpa，qsia——樁端端阻力，樁側(cè)阻力特征值；

AP——樁底端橫截面面積；

up——樁身周邊長度；

li ——第i層巖土的厚度。

經(jīng)查表2#孔樁側(cè)阻力及樁端端阻力特征值見表1：

單樁豎向承載力特征值：

Ra=qpa AP+up∑qsia li =1800×0.62×3.14+1.2×3.14×（2.2×22+7.3×84+2.6×98）=2034.72+3452.99=5487.71KN

故單樁豎向力設(shè)計值（N）小于其豎向承載力值（R），設(shè)計滿足施工要求。

3.3.4 樁基沉降量計算

以雙層存梁荷載進行樁基沉降計算。

s=ψ·ψe·s′=ψ·ψe·■p0 j■■

s ——樁基最終沉降量(mm)；

s′——采用布辛奈斯克解，按實體深基礎(chǔ)分層總和法計算出的樁基沉降量(mm)；

ψ——樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)；

ψe——樁基等效沉降系數(shù)；

m——角點法計算點對應(yīng)的矩形荷載分塊數(shù)；

p0j——第j塊矩形底面在荷載效應(yīng)準永久組合下的附加壓力(kPa)；

n——樁基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；

Esi——等效作用面以下第i層土的壓縮模量(MPa)；

zij、 z( i-1) j——樁端平面第j塊荷載作用面至第i層土、第i-1層土底面的距離(m)；

āij、ā(i-1) j——樁端平面第j塊荷載計算點至第i層土、第i-1層土底面深度范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)。

查表得：ψ=0.59，ψe=0.631

P0=（F+G）/Ae=（7148+869.39）/6.72=1193.06

沉降量計算結(jié)果見表2：

得總沉降量s=5.6mm，小于臺位沉降20mm允許值。

4 結(jié)語

田東制梁場在汲取了近年來其它鐵路梁場先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對梁場的臨建設(shè)計進行了優(yōu)化和革新，其整體布局合理、設(shè)計新穎，既提高了施工功效，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，并多次受到云桂鐵路公司及集團公司的好評，可為今后梁場建設(shè)提供很好的借鑒。

參考文獻：

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[5]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008.

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