劉吉海

（中國土木工程集團有限公司，北京100038）

1 工程概況

在阿爾及利亞55 km鐵路復線項目預制梁施工中，36 m長T形梁實際預制梁長37.1 m，梁腹板厚分別為：（1）跨中厚度為0.24 m；（2）在2.35 m范圍內(nèi)梁兩端為0.88 m；（3）梁頂板厚度平均值為0.2～0.3 m。本工程梁高2.6 m，梁體除9束預應(yīng)力鋼束以及2束7T15N1和N2鋼束外，其他均為9T15，張拉控制應(yīng)力1 480 MPa。需注意的是，本工程預制梁在張拉時，必須要保證混凝土強度＞設(shè)計強度（40 MPa）的90%。

2 預制場整體規(guī)劃階段

2.1 預制場規(guī)劃階段劃分

本工程在T形梁預制場規(guī)劃前，根據(jù)整個工程進度計劃和包裝計劃，要明確其生產(chǎn)任務(wù)、施工時間、生產(chǎn)周期和速度等因素。制場計劃可分為總體計劃和施工計劃2部分，包括總體方案包括預制場位置、T形梁的數(shù)目和速度的確認方向、關(guān)鍵參數(shù)（如制梁臺座的數(shù)目、存梁臺長度等）的確定，施工方案主要是預制場的輔助施工方案，其中包括交通道路、電力、供水、雨水排水、采暖、混凝土運輸?shù)裙こ坦艿赖挠媱澋取?/p>

2.2 預制場整體規(guī)劃原則

工程總體規(guī)劃應(yīng)遵循因地制宜、合理布局、節(jié)約用地的基本原則?？傮w規(guī)劃根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的實際情況，落實生產(chǎn)、交通、防洪、安全、衛(wèi)生等要求，確定經(jīng)濟可行、技術(shù)合理的方案。

在具體設(shè)計中，整個方案可按5個步驟進行：（1）預制場T形梁生產(chǎn)數(shù)量和速度的確定；（2）選址；（3）大型工裝的配置；（4）關(guān)鍵參數(shù)（數(shù)量、長度）的確定；（5）平面布置。值得注意的是，這些步驟應(yīng)該相互交叉，還要根據(jù)實際情況進行調(diào)整。

由于本工程應(yīng)力集中位置在36 m T形梁翼緣板根部，加之應(yīng)力集中位置夏季具有氣溫高、溫差大特點，因此，必須考慮到如果沒有在氣溫高（尤其是正午）情況下做好養(yǎng)護工作且較早時間拆模，則可能會導致翼緣板根部出現(xiàn)縱向裂縫現(xiàn)象。對此，可具體采取的措施有：在現(xiàn)場施工過程中采取盡量避開中午的高溫時段澆筑混凝土，并選擇在氣溫較低時拆模，加強混凝土養(yǎng)護，混凝土表面和未拆的模板表面設(shè)遮陽設(shè)施，避免防止混凝土產(chǎn)生溫差過大。經(jīng)過一段時間觀察，36 m T形梁翼緣板根部沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

3 存在問題及處理對策

3.1 張拉時端部開裂

對于本工程來說，當36 m T形梁完成張拉起拱，則該T形梁就會處于簡支受力狀態(tài)，這直接體現(xiàn)為其在兩端下部20 cm范圍內(nèi)需要支撐梁重。這意味著，該T形梁混凝土除了需要承受自身壓力外，還需要承受因其張拉造成梁長度縮短所產(chǎn)生的與臺座之間拉力。此外，由于封錨槽口正好位于該T形梁兩端下部20 cm范圍內(nèi)，因此這一位置四周混凝土呈現(xiàn)出了厚度較小、配筋數(shù)量較少的特征，即其T形梁在張拉后兩端下部會發(fā)生開裂，甚至在嚴重時會導致相關(guān)部位混凝土完全分離于梁體混凝土[1]。

針對T形梁張拉后在制梁臺座的受力狀態(tài)，可以在T形梁端下部20 cm臺座范圍內(nèi)增設(shè)1層3～5 mm的泡沫板來改變T形梁張拉后兩端的受力效果。由于泡沫板受力壓縮改變了梁端受力的范圍，T形梁端部受力位置距梁端20～50 cm，正是T形梁的支座位置，能承受較大的集中力作用，保證T形梁張拉起拱后梁端混凝土不開裂。

3.2 梁張拉后起拱度偏大

要實行預應(yīng)力施工，必須滿足的條件為：36 m T形梁混凝土體養(yǎng)護時，混凝土試件強度達到設(shè)計強度預應(yīng)力。本工程中，該T形梁在張拉后起拱數(shù)值約25 mm，張拉后3個月時總起拱數(shù)值為65 mm。在阿爾及利亞，T形梁向上拱數(shù)值需＜10 mm，而本工程臺座在根據(jù)設(shè)計要求施工后，需向下設(shè)置30 mm反拱，而具體施工中實際向上起拱達到了35 mm；也就是說，這一起拱值與當?shù)厮?guī)定的數(shù)值偏差較大，必須采取措施加以解決。

經(jīng)分析，本工程T形梁張拉后出現(xiàn)起拱偏大主要有3個原因：（1）T形梁混凝土的彈性模量偏?。唬?）T形梁張拉強度沒有滿足＞設(shè)計強度（40 MPa）的90%這一要求；（3）T形梁不僅斷面尺寸較小，且其截面慣性矩也遠小于國內(nèi)預制箱梁。

針對上述問題，有3個處理對策：

1）盡可能地選擇細度模數(shù)大且質(zhì)量較好河砂。

2）控制好相關(guān)施工材料的參數(shù)，具體為：（1）含泥量＜1%；（2）混凝土坍落度必須在10～14 cm內(nèi)，且優(yōu)先選擇坍落度較小的混凝土；（3）混凝土在張拉情況下強度需達到設(shè)計強度（40 MPa）的100%。

3）為了解決上拱過大問題，在完成預制梁施工后要第一時間進行架設(shè)與橋面施工。

實施以上對策施工后，T形梁張拉后的起拱明顯減小。3個月內(nèi)向上起拱基本控制在＜10 mm。

4 預制場選址原則

在進行預制場選址時，需遵循的原則包括：

1）以既有橋梁廠或預制梁場為率先考慮地址。采用邊鋪邊架設(shè)的施工方法，機車牽引專用運輸車輛時，優(yōu)先考慮既有鐵路橋梁廠，周圍有客運制梁場時優(yōu)先考慮其已建梁場。

2）為了方便大型設(shè)備和材料的進入，預制場的位置要盡可能和已有道路或施工便道連接。采用輪軌式機車牽引運梁時，要考慮既有路線對平面布置的影響。

3）為保證施工安全，預制場選擇位置應(yīng)提前考慮防洪、防澇、防凍要求。

4）預制場要盡量少占用耕地，同時也可以遵循永久與臨時結(jié)合的原則，利用一些鐵路的永久用地區(qū)域，或者直接將預制場建設(shè)在當?shù)赜谰媒ㄔO(shè)用地上，還可以將預制場和鋪軌基地進行合并，一起建設(shè)。

5 搬移梁方式和主要工裝配置

T形梁在搬運到存梁臺位上之前，要在制梁臺座上完成初始張拉。移動方法可分為移梁滑道（小車）、橫向移動搬梁法和載體（2×80 t提梁機）提吊搬移梁法。

5.1 移梁滑道(移梁小車)橫移法移梁

移梁滑道（移梁滑道小車）的質(zhì)量較輕，一次性設(shè)備成本低，但基礎(chǔ)差時，地基處理成本高，因此應(yīng)采用移梁滑道（小型車）布置2×80 t提梁機。

5.2 搬梁機(2×80 t提梁機)搬梁

采用輪胎式或輪軌式搬梁機（2×80 t提梁機）運輸梁效率高，通道（軌道）施工少，但是設(shè)備的費用相對較高?？蓪崿F(xiàn)2×80 t提梁機單向移動重載的負荷轉(zhuǎn)換，更方便靈活且高效。

6 預制場關(guān)鍵參數(shù)確定

6.1 制梁臺座數(shù)量

T形梁預制場制梁臺座的數(shù)量，要滿足預制梁總量的要求，并考慮預制梁設(shè)備、工藝、周期、效率等多種影響條件。在計劃中，可根據(jù)式（1）確定臺座數(shù)量：

式中，N1為臺座數(shù)，個；η為每天的預制量，片/d；T1為預制每片梁占用單個臺座時間，個·d/片。

6.2 存梁臺位長度

根據(jù)使用的設(shè)備，如果選擇移梁滑道的模式，在使用滑道（小車）時，應(yīng)選擇單層存梁的存放方式。在配備有搬梁機（2×80 t提梁機）時，則應(yīng)選擇雙層梁的存放方式。存梁臺位長度可按照式（2）計算：

式中，N2為根據(jù)計量制梁速度確定的存梁臺位長度，m；B為保存每片梁的占用臺位長度，m；T2為每片梁占用的天數(shù)，d/片；K為存梁系數(shù)，可以以單層存梁為1和雙層存梁為0.7來進行設(shè)計。

值得關(guān)注的是，存梁臺的長度經(jīng)一般計算后，按（3）式重新修正：

式中，N3為根據(jù)運輸梁計劃而鎖定的存梁臺位長度，m；θ為累積存儲T形梁的數(shù)量，由式（2）、式（3）計算，取計算結(jié)果較大值，作為存梁臺位長度。

6.3 預制場平面布置

按水平和組合分類，平面布置主要采用3種形式（豎向、水平和組合）。除此之外，為了適應(yīng)當前鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，一般都會在現(xiàn)場尋找適合的區(qū)域設(shè)置預制場，這樣能有效地減少工程運輸?shù)瘸杀举M用。一般會在現(xiàn)場進行研究整理，根據(jù)實際情況安排預制場平面布置的組合方式。

6.3.1 縱列式平面布置

預制場的布置相對狹長，主要適合于生產(chǎn)能力小的場地，可以使用1套設(shè)備，如2×80 t提梁機。預制場平面布置見圖1。

圖1預制場平面布置

6.3.2橫列式平面布置

預制場場地比較方正，適合中等生產(chǎn)能力的制梁場，宜使用移梁滑道。提梁則加配2×80 t提梁機裝車，除此之外也可以使用搬梁機。橫列式平面布置見圖2。

圖2橫列式平面布置

6.3.3 組合式平面布置

預制場具備縱橫布局的特點。制梁區(qū)一般采用縱列式布置，存放區(qū)采用輪胎式或輪軌式搬梁機水平布置，適合生產(chǎn)能力較大的預制場。組合式平面布置見圖3。

7 結(jié)語

圖3組合式平面布置

合理規(guī)劃預制場施工場地，對整個鐵路建設(shè)具有重要意義，同時也能進一步深化對預制場建設(shè)的重視。根據(jù)實際案例分析了預制場的縱列式、橫列式和組合式平面布置方式。需要根據(jù)實際情況，選擇最能適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境條件、保證施工方便，又能節(jié)省建設(shè)費用的方案。