陳秀萍

（中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司 河北石家莊 050081）

近年來，隨著我國鐵路建設(shè)事業(yè)迅速發(fā)展，速度快、標(biāo)準(zhǔn)高的高速鐵路建設(shè)如火如荼，而這其中的箱梁預(yù)制工作更成為了高速鐵路建設(shè)中技術(shù)含量高、設(shè)備投入大、質(zhì)量要求嚴(yán)的單項工程之一[1-4]。京滬高速鐵路建設(shè)中采用的預(yù)制箱梁有32 m，24 m兩種類型。其中32 m箱梁梁體重826.8箱。又加之高速鐵路設(shè)計運行速度要求在350 km/h，正常使用條件下梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用壽命為100年。如何在這種條件下合理規(guī)劃設(shè)計預(yù)制梁場，確保預(yù)制梁施工滿足工期及安全質(zhì)量要求，成為工程順利完成的關(guān)鍵。

1 工程特點

京滬高速鐵路土建TJ-1標(biāo)青縣梁場位于滄州市青縣清州鎮(zhèn)侯家營北側(cè)，104國道東側(cè)，京福鐵路東側(cè)，高速鐵路正線右側(cè)，區(qū)間樁號為DK190＋100～DK190＋200，梁場占地240畝。

1.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高、質(zhì)量要求高

本工程項目設(shè)計速度為350 km/h、使用壽命100年；采用雙線大斷面箱梁、線上無碴軌道結(jié)構(gòu)；高性能混凝土引入工程實體；工程驗收（綜合調(diào)試）速度要達(dá)到 1.1倍設(shè)計速度要求，高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計對箱梁預(yù)制質(zhì)量提出了很高的要求。

1.2 地質(zhì)條件差、工程復(fù)雜、技術(shù)含量高

梁場地層表層為粉質(zhì)粘土，采用CFG樁進(jìn)行地基處理，處理工程量很大，水、電、蒸氣預(yù)埋管線多。梁體制、存梁臺座不均勻下沉量控制在2 mm以內(nèi)，對制、存梁臺座沉降幅度要求高。

梁預(yù)制采用新型技術(shù)，技術(shù)含量高，是國內(nèi)新興起來的梁型。廠家定制，要求模板接縫順直。預(yù)埋件種類多，數(shù)量大，防腐處理要求高，預(yù)留孔道數(shù)量大，種類多，需加工專用成孔設(shè)備；預(yù)應(yīng)力筋張拉孔數(shù)多，應(yīng)力分布各不相同；鋼筋保護(hù)層墊塊要求高，采用有專利的產(chǎn)品；運梁通道標(biāo)準(zhǔn)要求高等。

1.3 施工投入大

本梁場梁制梁及運架需要的運吊設(shè)備大多是新型大型設(shè)備，部分是進(jìn)口設(shè)備，設(shè)備購置費用高，梁場占地240畝，建設(shè)規(guī)模大，施工投入很大。

1.4 管理風(fēng)險高

雙線整體箱梁，設(shè)計斷面大、梁體重量大、梁體平順線形要求高，采用新型技術(shù)，廠房式生產(chǎn)，施工人員數(shù)量大，相對集中，施工管理的重要性和高風(fēng)險性突出。

2 預(yù)制梁場設(shè)計布置

2.1 梁場選址

青縣梁場位于京福鐵路東側(cè)，梁場西側(cè)受京福鐵路限高（3 m）的影響，不能滿足大型車輛的通行，進(jìn)出梁場的車輛自104國道從青縣南外環(huán)線向東通過鐵路立交橋（4.5 m），東行3 km與高速鐵路主便道相交（K187＋442.5），沿施工主便道向南行2.7 km進(jìn)入青縣梁場。為了與局指揮部、駐地及監(jiān)理加快溝通交流的速度，梁場管理人員均配了移動電話同時還裝了固定電話和傳真機(jī)，資料和文件的傳送可以通過網(wǎng)上電子郵箱進(jìn)行。預(yù)制梁所用原材料按照京滬公司的要求進(jìn)場，水泥主要選用故城山水；鋼材主要選用唐鋼；石料選用保定滿城，砂選用易縣沙場，粉煤灰選用山東德州，外加劑選用河北金舵。原材料運到梁場主要通過公路運輸來完成，運距在100～220 km范圍。

2.2 梁場功能劃分

橋梁預(yù)制場一般分為制梁區(qū)、存梁區(qū)、鋼筋加工區(qū)、物料堆放區(qū)、混凝土拌合區(qū)、辦公生活區(qū)及施工便道。

制梁區(qū)作為預(yù)制梁場的主要組成部分，預(yù)制梁的生產(chǎn)和各種關(guān)鍵性的機(jī)械設(shè)施布置主要都集中這一區(qū)域。

存梁區(qū)是用來存放預(yù)制梁的區(qū)域，其存放順序按架梁總體施工順序存放，青縣梁場存梁區(qū)采取了雙層存梁布置。

鋼筋加工區(qū)是將鋼筋原材料按成品梁的設(shè)計要求加工成需要的形狀和尺寸的區(qū)域，該區(qū)域還包括鋼筋堆放區(qū)。

物料堆放去是堆放生產(chǎn)預(yù)制梁過程中所需要的物料的區(qū)域。

混凝土拌合區(qū)是將組成混凝土的原材料按設(shè)計要求加工成需要的成品混凝土的區(qū)域。青縣梁場采用2臺HZS-120型拌和設(shè)備拌制混凝土。

辦公生活區(qū)是梁場職工工作、生活、學(xué)習(xí)和娛樂的場所。青縣梁場生活、生產(chǎn)分區(qū)進(jìn)行。

施工便道是與外界及主體工程施工區(qū)聯(lián)系的通道，制梁所需要的原材料，設(shè)備、物資等需要通過便道送到各個功能區(qū)，成品箱梁也是通過施工便道運往工程主體施工區(qū)。便道的設(shè)置對于優(yōu)化布局具有重要作用。

2.3 預(yù)制梁場的設(shè)計原則

預(yù)制梁場布置應(yīng)結(jié)合橋梁施工進(jìn)度，預(yù)制梁施工工藝流程及施工場地自然條件來進(jìn)行，以“快速、優(yōu)質(zhì)、低成本”為目的，因此，確定預(yù)制梁場布置原則時主要考慮以下因素。

建設(shè)投資費用。預(yù)制梁場的建設(shè)費用受場地占地大小影響較大，制梁區(qū)作為預(yù)制場的主要組成部分，其面積的大小直接影響預(yù)制梁場的占地大小及征地的費用，因此，在滿足橋梁施工進(jìn)度的情況下如何確定最優(yōu)的制梁臺座規(guī)模，使制梁區(qū)面積最小就是一個必須考慮的內(nèi)容。

施工進(jìn)度要求。預(yù)制梁場作為橋梁工程的配套工程，主要任務(wù)就是為橋梁提供預(yù)制梁，必須按照橋梁工程的特點、工期要求、場地條件及起重運輸條件，合理安排預(yù)制梁場的生產(chǎn)計劃，確定梁場生產(chǎn)能力，合理布置預(yù)制場以滿足橋梁施工進(jìn)度。

整體性因素。根據(jù)預(yù)制梁生產(chǎn)要求，綜合考慮各個工序之間的生產(chǎn)順序，合理安排各個施工區(qū)布置，盡量避免倒流作業(yè)，做到生產(chǎn)工藝流程合理。

場內(nèi)運輸距離。場內(nèi)施工所用的各種物料包括鋼筋、鋼絞線及混凝土等，在場地運輸應(yīng)以運輸距離最小為目標(biāo)，杜絕二次搬運，保持物運輸暢通。

空間因素。預(yù)制場地內(nèi)布置時應(yīng)有效利用場地，充分利用場區(qū)地形條件，因地制宜，布置力求緊湊，盡量縮短工藝之間的流水線路，工棚及施工人員的住房盡量靠四周布置，即少占施工面積又可以充當(dāng)圍墻，既減少使用面積，又節(jié)約減少費用。

流動性因素。各個區(qū)域之間布置應(yīng)按生產(chǎn)工藝流程來進(jìn)行，確保生產(chǎn)過程中流動的暢通，生產(chǎn)流程連續(xù)化，道路上不允許堆放物品，保證道路暢通，道路設(shè)置宜采用環(huán)形布置，場區(qū)宜設(shè)置兩個出入口。設(shè)單個出入口時應(yīng)考慮預(yù)制梁及物料運輸時的車輛通行寬度。

安全因素。布置時應(yīng)考慮生產(chǎn)安全，水、電線路應(yīng)該沿場地四周布置，避免影響施工造成事故，挖方路塹及填方邊坡需做好防護(hù)及臨時排水設(shè)施。

3 預(yù)制梁模板配備及周轉(zhuǎn)方案

3.1 模板制作

預(yù)制梁模板雖是施工過程中的臨時結(jié)構(gòu)，但確十分重要，它不僅控制梁體尺寸的精度，而且對工程質(zhì)量有直接影響，為滿足橋梁施工的可靠性，要滿足如下要求：

模板必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度和穩(wěn)定性，能可靠的承受施工中可能產(chǎn)生的各項荷載，保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計形狀、尺寸和模板各部件之間的相對位置準(zhǔn)確性；

模板表面光滑平整，接縫嚴(yán)密，在混凝土振搗時不漏漿；便于制作，拆卸容易，施工操作方便，保證安全。

3.2 預(yù)制梁模板設(shè)計、加工注意事項

模板加工前，由廠家根據(jù)預(yù)制梁施工圖紙制作模板設(shè)計圖，施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人復(fù)核，確認(rèn)其選材合理、結(jié)構(gòu)安全、裝拆方便、幾何尺寸正確、數(shù)量無誤后，再由模板廠家開始加工。模板加工完畢出廠前，應(yīng)由施工單位技術(shù)人員現(xiàn)場驗收，驗收內(nèi)容主要包括幾何尺寸、規(guī)格數(shù)量、焊接質(zhì)量及拼裝質(zhì)量，其中拼裝質(zhì)量很關(guān)鍵，該驗收環(huán)節(jié)因操作麻煩往往容易忽略，而實際上多數(shù)模板在拼裝時容易出現(xiàn)連接處不嚴(yán)縫，螺栓孔對不上，在施工現(xiàn)場需要二次修整處理，延誤施工工期。為便于裝拆，模板設(shè)計時橫隔板與大模板宜設(shè)計成整體，橫隔板設(shè)計圖紙一般為兩面帶坡，坡度約1 %，模板設(shè)計時橫隔板應(yīng)四面帶坡，坡度為2 %～3 %，且應(yīng)避免用小鋼板，防止焊接變形而導(dǎo)致脫模困難。端模設(shè)計應(yīng)考慮好錨墊板的定位，剛度應(yīng)當(dāng)大一些，保證錨墊板的位置準(zhǔn)確。附著式振搗器位置應(yīng)當(dāng)根據(jù)振搗器的功率和作用半徑來確定預(yù)留。

3.3 預(yù)制梁模板數(shù)量確定

模板數(shù)量不足嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，模板過多將增加工程成本，造成不必要的浪費。以京滬高鐵青縣制梁場為例：制梁模型板采用鋼模板，根據(jù)制梁臺座設(shè)定及箱梁生產(chǎn)周期要求，規(guī)劃制作加工底模和側(cè)模9套，內(nèi)模6套。

4 預(yù)制梁場設(shè)施設(shè)備配套技術(shù)

4.1 梁場場地及地基處理

梁場建設(shè)施工時，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，進(jìn)行開挖或回填，平整場地。

路內(nèi)梁場挖方段，其頂面標(biāo)高盡量接近路床頂設(shè)計標(biāo)高，以便減小路基二次施工工作量，預(yù)制梁架設(shè)完畢后，快速交驗路基，為路面施工提供作業(yè)面。

路內(nèi)梁場填方段，其施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照主體路基工程施工要求，分層碾壓，逐層檢測，一次成型，梁場頂面標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計路床頂面，其超出部分即為碎石墊層或混凝土硬化面厚度。預(yù)制梁施工完畢后，除掉硬化層，即可進(jìn)行路面施工。

無論路內(nèi)或路外預(yù)制梁場地，平整碾壓后必須做地基承載力試驗，尤其是龍門吊軌道基礎(chǔ)、制梁臺座及存梁基礎(chǔ)處，要根據(jù)龍門吊、預(yù)制梁的重量等驗算地基承載力是否滿足要求，不滿足要求時，則需要進(jìn)行二次碾壓或換填處理，直至地基滿足承載力要求。

梁場排水必須順暢，填方邊坡應(yīng)做臨時急流槽及邊溝，挖方邊坡應(yīng)設(shè)截水溝，防止梁場積水。梁場地面應(yīng)全部硬化（石方路塹地段可鋪碎石），并設(shè)計不小于1 %的流水坡，防止場內(nèi)積水。

4.2 梁場水、電設(shè)施配備

預(yù)制梁場用水主要包括混凝土攪拌用水、混凝土養(yǎng)生用水、工人生活用水等，根據(jù)梁場所在地水文條件的不同，當(dāng)水源豐富時，直接接入水源或打井供水；當(dāng)所在地水源缺乏時，一般采用運水車供水。蓄水池大小根據(jù)混凝土供應(yīng)、養(yǎng)生高峰期日用水量計算。為保證場區(qū)內(nèi)干凈有序，場區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置主排水溝及輔助排水溝，積水通過地面坡度排入輔助排水溝，再進(jìn)入主排水溝排出場地外。

梁場用電根據(jù)總體施工組織設(shè)計方案，直接配備變壓器或從附近變壓器接入電源，變壓器大小應(yīng)根據(jù)梁場內(nèi)攪拌機(jī)、龍門吊、鋼筋加工焊接設(shè)備及生活用電等用電量確定，各用電設(shè)備設(shè)施按照安全載流量計算電線截面并配線。為保證電器設(shè)備或系統(tǒng)正常運行，確保人員安全，梁場內(nèi)主干線應(yīng)設(shè)三相五線制。

4.3 預(yù)制梁臺座設(shè)置

臺座的布置要考慮的因素包括有預(yù)制梁數(shù)量、施工工期、每片梁生產(chǎn)周期、龍門吊跨度、場內(nèi)交通等。以青縣梁場為例，32 m箱梁591孔，24 m箱梁17孔，有效工期18個月。梁場生產(chǎn)能力為1.5～2榀/天，箱梁從綁扎鋼筋、安裝模板、澆注混泥土、拆模、張拉、壓漿、移梁周期按4天計算，同時考慮當(dāng)?shù)貧夂驀?yán)寒，春、秋季氣溫較低，混凝土強(qiáng)度增長較慢及其它影響進(jìn)度等因素外，設(shè)置制梁臺座為10個（其中10號臺座為24 m與32共用）。

4.4 存梁臺座設(shè)置

存梁臺座的設(shè)置應(yīng)綜合考慮以下設(shè)置原則：運架梁工期、架橋機(jī)數(shù)量及日架梁數(shù)量；征地拆遷費用和場地限制，必要時地基處理可考慮疊梁存放荷載；根據(jù)規(guī)范要求，施加預(yù)應(yīng)力后，應(yīng)盡量減少收縮與徐變、延長二期恒載上橋的最短時間[5]。

存梁臺座的數(shù)量：m=V×K

其中，V為梁場制梁速度（榀/天），K為箱梁在存梁臺座上最少存放時間（天），一般情況下，K=40 d。

預(yù)制箱梁在存梁臺座上最少存放時間K的確定：初張后終張前時間間隔10 d，終張拉時間為1 d，壓漿封端時間約為2 d，壓漿封端后存放時間約15 d。故K=10＋1＋2＋15=28 d，故取K=30 d。

考慮其他風(fēng)險因素的存在，青縣梁場最后實際確定存梁臺座81個，其中1個為試驗臺座。5個為24 m與32 m箱梁共用。

4.5 龍門吊選擇

龍門吊選擇主要是根據(jù)現(xiàn)場實際情況正確確定龍門吊的起重量、 跨度、起升高度、走行速度、起升速度等技術(shù)參數(shù)。梁場龍門吊一般設(shè)起梁用的重型龍門吊和吊裝鋼筋、模板及混凝土所用的輕型龍門吊。

龍門吊高度的確定。要考慮鋼筋骨架吊具、蒸汽養(yǎng)生罩等在已澆筑梁體上的吊運安全。下面以40 m龍門吊和54 m龍門吊為例說明龍門吊的選擇對梁場規(guī)劃的影響。4.5.1 40 m龍門吊場地布置方案

在用跨度40 m龍門吊時，制梁區(qū)的布置要求考慮有三個作用區(qū)域。①內(nèi)模存放區(qū)；②鋼絞線下料區(qū)；③鋼絞線穿束區(qū)；④布料機(jī)、拖泵及罐車工作區(qū)域。綜合考慮上述區(qū)域，在制梁臺座布置時每列只能布置一個制梁臺座，且每個制梁臺座相互錯開的布置方式。以布置10個制梁臺座為例。需要布置10列制梁臺座，同時配有11條提梁機(jī)通道。每個制梁臺座長度為33.4 m，每條提梁機(jī)通道寬度按照8 m計算。制梁區(qū)總長度為33.4 m×10+8 m×11=422 m。此外還需同時再考慮鋼筋綁扎區(qū)，按照兩個綁扎區(qū)、四套綁扎胎膜具考慮。綁扎胎膜具長度為32.6 m，每列胎膜具之間需要考慮6 m通道。這樣兩個綁扎區(qū)總長度為32.6 m×4＋6 m×4=154.4 m。這樣鋼筋綁扎區(qū)加上制梁區(qū)總長度為576.4 m。根據(jù)上述在考慮箱梁場地時至少需要考慮有576.4m的總長度。

圖1 兩梁場龍門吊布置對比圖

4.5.2 54 m龍門吊場地布置方案

在利用54 m跨度龍門吊布置場地時，每列可以考慮布置兩排制梁臺座。每個制梁臺座模板寬度按照15 m考慮。制梁臺座邊距龍門吊軌道按照最短距離2m考慮，每排制梁臺座間距可以按照10 m考慮。因此在用54 m龍門吊布置場地時，可以考慮用每列兩排，且每排相鄰臺座錯開的布置方式。以布置10個臺座為例，制梁區(qū)總需要5列，6條移粱機(jī)通道。這樣制梁區(qū)總長度為33.4 m×5＋8 m×6=215 m。在考慮鋼筋綁扎區(qū)時，在54 m跨度范圍內(nèi)可以布置下兩套鋼筋綁扎胎膜具。以兩個鋼筋綁扎區(qū)為例鋼筋綁扎區(qū)總長度為32.6 m×2＋6 m×2=77.2 m。鋼筋綁扎區(qū)和制梁區(qū)總長度為292.2 m。根據(jù)上述考慮在利用54 m龍門吊布置場地時，梁場場地只要滿足最小長度292.2 m即可布置下10個制梁臺座和兩個鋼筋加工區(qū)。

4.5.3 40 m龍門吊與54 m龍門吊布置情況對比分析

通過上述我們可以看到用40 m龍門吊布置場地時，梁場場地最小需要滿足576.4 m。在用54 m龍門吊布置場地時，梁場場地最小需要滿足292.2 m。這樣54 m龍門吊布置梁場場地需要的長度明顯比用40 m龍門吊布置場地時小的多。在高鐵箱梁場場地選場時一些地域由于地勢的限制往往不能滿足40 m龍門吊布置場地要求的長度。同時為了盡量減少征地數(shù)量同樣用54m龍門吊布置場地都是最佳的選擇。青縣梁場采用的是40 m龍門吊，而我單位施工的另一梁場則采用了54 m龍門吊。兩梁場龍門吊布置對比圖見圖1。

5 結(jié)語

橋梁工程施工建設(shè)由于投資大，工程量大、工期緊、和施工環(huán)境復(fù)雜等眾多因素，給生產(chǎn)計劃的制定和執(zhí)行帶了極大的困難。目前，工程單位施工管理多采用整體計劃與局部現(xiàn)場管理相結(jié)合，施工過程中，往往只注重工程進(jìn)度和質(zhì)量，而對工程施工的規(guī)劃和設(shè)計重視不夠，一些大型臨時工程規(guī)劃設(shè)計主要依靠施工技術(shù)人員的經(jīng)驗來完成。在總結(jié)施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析研究了預(yù)制梁場規(guī)劃布置和設(shè)計問題，對于預(yù)制梁場規(guī)劃和設(shè)計問題有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

[1]薛寧鴻,張文格.高速鐵路客運專線預(yù)制梁場規(guī)劃建設(shè)及施工管理綜述[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2010, (z1) :85～88

[2]姜麗雯.鐵路客運專線預(yù)制梁場的規(guī)劃設(shè)計研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2007, (6) :8～12

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[5]程萍.高速鐵路客運專線預(yù)制梁場規(guī)劃設(shè)計與研究[J].山西建筑, 2009,35(10):122～123