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        高速鐵路簡支箱梁的現(xiàn)澆與預(yù)制方案研究

        2023-11-17 02:45:50羅超LUOChao
        價(jià)值工程 2023年31期
        關(guān)鍵詞:箱梁工程施工

        羅超 LUO Chao

        (中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

        0 引言

        高速鐵路簡支箱梁具有受力明確、構(gòu)造簡單、耐久性好、施工便捷等優(yōu)點(diǎn),是高速鐵路橋梁的主要結(jié)構(gòu)形式。簡支箱梁結(jié)合橋隧工程情況、拆遷工程量、場地條件等因素可采用現(xiàn)澆或預(yù)制架設(shè)的施工方式。預(yù)制架設(shè)的施工方式是在梁場預(yù)制,通過運(yùn)梁設(shè)備運(yùn)送梁至指定地點(diǎn),再通過架橋機(jī)架設(shè)的施工方式,其能滿足工廠化生產(chǎn)條件,質(zhì)量易控制,速度快,節(jié)省工期,是高速鐵路簡支梁最常用的施工方式;現(xiàn)澆的施工方式主要適用于架橋機(jī)難以到達(dá),或距離梁場較遠(yuǎn)的簡支梁施工。

        預(yù)制簡支箱梁需設(shè)置梁場,占地面積較大,需投入較多的設(shè)備和資金;現(xiàn)澆簡支箱梁受墩高、橋下通航等條件影響較大,如何合理選擇現(xiàn)澆或預(yù)制施工方案,是施工組織設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以新建福州至廈門鐵路DK16+385.27~DK42+331.83 段線路簡支箱梁施工方案為切入點(diǎn),從工期、運(yùn)梁通道、梁場選址等方面進(jìn)行研究,并通過比較分析,以期對類似工程建場方案的確定提供參考。

        1 工程概況

        新建福州至廈門鐵路DK16+385.27~DK42+331.83 段線路范圍內(nèi)分布有雷公山特大橋、上梧店中橋、福清西站特大橋、五里中橋、五里特大橋、太城溪特大橋、東坑底特大橋等含簡支箱梁的橋梁9 座,其中,特大橋5 座,大橋2座,中橋2 座,簡支箱梁合計(jì)123 孔,其中24m 簡支箱梁15 孔,32m 簡支箱梁108 孔。另外,本段范圍分布有楊梅山隧道(10669m)、石竹山隧道(2054m)等2 座高風(fēng)險(xiǎn)隧道。

        2 現(xiàn)澆、預(yù)制方案選擇的總體思路

        結(jié)合《鐵路工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(鐵總建設(shè)[2018]94 號)的相關(guān)要求,簡支箱梁現(xiàn)澆、預(yù)制施工方案的選擇應(yīng)遵循以下原則:

        ①工廠化。在考慮技術(shù)方案、工廠措施、大型臨時(shí)設(shè)施布局和機(jī)械設(shè)備配置時(shí),統(tǒng)籌布局,盡可能工廠化生產(chǎn)。

        ②工期要求。應(yīng)考慮區(qū)段內(nèi)控制工期工程的施工工期,若控制工期工程的最早完成時(shí)等于鋪軌工程的最遲開始時(shí)間,則區(qū)段內(nèi)簡支梁不應(yīng)考慮通過控制工期工程架設(shè)簡支梁。

        ③建筑限界。在考慮預(yù)制架設(shè)施工簡支箱梁時(shí),應(yīng)考慮運(yùn)梁通道上運(yùn)梁車負(fù)載通過橋隧等結(jié)構(gòu)物時(shí),能否滿足其建筑限界要求。

        ④技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。在隧道工程比例大,橋梁工程分散的山區(qū),應(yīng)從現(xiàn)澆(包括現(xiàn)澆支架)、預(yù)制(包括梁場場建工程)等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選,選擇最優(yōu)方案。

        3 現(xiàn)澆、預(yù)制方案

        《鐵路大型臨時(shí)工程和過渡工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(鐵總建設(shè)[2018]143 號)中關(guān)于制梁場規(guī)模的描述為:“平原地帶制梁場由于受控因素較少,每個(gè)梁場的經(jīng)濟(jì)規(guī)模為200~700孔,丘陵及山區(qū)地帶制梁場由于受控于建場費(fèi)用高等因素,隧道建梁場的設(shè)置規(guī)模也不宜小于100 孔”。新建福州至廈門鐵路DK16+385.27~DK42+331.83 段線路受控因素介于上述兩種條件之間,且簡支箱梁合計(jì)123 孔,既適用現(xiàn)澆施工,也適用預(yù)制架設(shè)施工。

        3.1 現(xiàn)澆方案

        考慮石竹山隧道、楊梅山隧道等高風(fēng)險(xiǎn)隧道、太城溪特大橋94.8+125m 獨(dú)塔轉(zhuǎn)體斜拉橋工期風(fēng)險(xiǎn)較大,按現(xiàn)澆施工123 孔簡支梁考慮,并結(jié)合墩高、橋下通航和通行要求、每座橋簡支梁數(shù)量等因素,分別按以下現(xiàn)澆方案:福清西站特大橋(17 孔)支架現(xiàn)澆、雷公山特大橋(22 孔)移動模架現(xiàn)澆、五里特大橋(24 孔)移動模架現(xiàn)澆、太城溪特大橋(12 孔)移動模架現(xiàn)澆、東坑底特大橋(29 孔)移動模架現(xiàn)澆、墓亭大橋(4 孔)支架現(xiàn)澆、青潭溪大橋(9 孔)移動模架現(xiàn)澆、上梧店中橋(4 孔)支架現(xiàn)澆、五里中橋(2 孔)支架現(xiàn)澆。

        鐵路簡支箱梁支架現(xiàn)澆機(jī)構(gòu)及示意圖如圖1、圖2所示。

        圖2 鐵路簡支箱梁支架現(xiàn)澆示意圖

        3.2 預(yù)制架設(shè)方案

        3.2.1 制梁場場址的確定

        根據(jù)擬建橋梁的分布,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況,制梁場擬選場址位于福清西站特大橋9 號到23 號墩左側(cè)DK37+995~DK38+457 處,所占土地均屬鐵路紅線及規(guī)劃福清西站東廣場紅線范圍內(nèi)。緊鄰橋臺,便于運(yùn)梁便道施工;場地開闊平坦、地質(zhì)情況良好、地勢較高無洪澇風(fēng)險(xiǎn);緊鄰324國道、沈海高速交通便利;56%橋梁運(yùn)距小于5km,橋群集中;運(yùn)梁通道具備形成條件。

        3.2.2 制梁場規(guī)模的確定

        結(jié)合項(xiàng)目沉降觀測期、無砟軌道施工工期、鋪軌工期、制存梁數(shù)量等因素,并根據(jù)《鐵路大型臨時(shí)工程和過渡工程設(shè)計(jì)規(guī)范》,梁場規(guī)模確定如下:制梁臺座6 個(gè)(其中1個(gè)24m 存梁臺座,5 個(gè)32m 制梁臺座),雙層存梁臺座26個(gè)(其中2 個(gè)24/32m 存梁臺座,24 個(gè)32m 制梁臺座),靜載試驗(yàn)臺座1 個(gè)。場內(nèi)采用輪胎式搬運(yùn)機(jī)搬梁,運(yùn)架一體機(jī)路基上橋方式出梁。

        3.2.3 制梁場費(fèi)用及指標(biāo)

        根據(jù)擬定的制梁場規(guī)模,并結(jié)合場地地形、地質(zhì)條件進(jìn)行制存梁臺座等工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算工程數(shù)量,根據(jù)計(jì)算,制梁場費(fèi)用為1130.57 萬元/處、折合9.19 萬元/孔。鐵路簡支箱梁預(yù)制模版結(jié)構(gòu)及箱梁實(shí)物圖如圖3、圖4所示。

        圖3 鐵路簡支箱梁預(yù)制模版結(jié)構(gòu)圖

        圖4 鐵路簡支箱梁預(yù)制實(shí)物圖

        4 現(xiàn)澆、預(yù)制方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比分析

        4.1 技術(shù)對比分析

        方案比選范圍內(nèi)的石竹山隧道、楊梅山隧道等高風(fēng)險(xiǎn)隧道、太城溪特大橋94.8+125m 獨(dú)塔轉(zhuǎn)體斜拉橋等工點(diǎn)工期風(fēng)險(xiǎn)較大,采用預(yù)制架設(shè)方案有一定工期風(fēng)險(xiǎn),但根據(jù)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)安排,石竹山隧道、楊梅山隧道具備架梁通過時(shí)間與簡支梁架設(shè)時(shí)間滿足指導(dǎo)性施工規(guī)定的工期要求,另外,太城溪特大橋94.8+125m 獨(dú)塔轉(zhuǎn)體斜拉橋,其橋梁凈空及結(jié)構(gòu)檢算均具備運(yùn)架設(shè)備通過條件。因此,方案比選范圍內(nèi)的123 孔簡支梁選用現(xiàn)澆方案或預(yù)制方案施工均可行。

        4.2 經(jīng)濟(jì)對比分析

        結(jié)合現(xiàn)澆梁及預(yù)制梁工程數(shù)量、現(xiàn)澆支架、移動模架與梁場等方面的數(shù)量差異,按照項(xiàng)目批復(fù)的編制原則,并依照鐵建設(shè)[2010]223 號,鐵路橋涵工程預(yù)算定額計(jì)算兩種方案的工程投資,如表1 所示。

        表1 現(xiàn)澆、預(yù)制方案費(fèi)用比較表

        通過對比可知,現(xiàn)澆方案不受控制工期工程施工工期影響,可流水作業(yè),工期壓力較小,而預(yù)制方案實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn),可提高簡支箱梁施工質(zhì)量;從工程造價(jià)來看,現(xiàn)澆方案需搭設(shè)支架或采用移動模架等措施,預(yù)制方案需在橋位附近建設(shè)簡支梁制(存)梁場,結(jié)合各施工措施及臨時(shí)工程建設(shè),預(yù)制方案較現(xiàn)澆方案增加投資約222 萬元。

        通過上述分析,在梁場建場經(jīng)濟(jì)規(guī)模既適用現(xiàn)澆施工,也適用預(yù)制架設(shè)施工的情況下,在工期壓力大、地質(zhì)條件好(便于搭設(shè)支架)、地勢相對平坦的條件下,現(xiàn)澆梁可平行作業(yè),較好較快地完成簡支梁的制造;在不影響后續(xù)無砟軌道、鋪軌等后續(xù)工作,且梁場選址能充分利用紅線或規(guī)劃用地的條件下,預(yù)制架設(shè)能實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)、提高簡支箱梁施工質(zhì)量,但因需要建設(shè)梁場等大臨工程,工程投資相對較高,現(xiàn)澆、預(yù)制方案的選擇應(yīng)綜合地質(zhì)條件、施工工期、工程投資等項(xiàng)目情況。

        5 結(jié)束語

        在梁場建場經(jīng)濟(jì)規(guī)模既適用現(xiàn)澆施工,也適用預(yù)制架設(shè)施工的情況下,兩種方案的比選需綜合考慮工期、運(yùn)梁通道上的控制工程、現(xiàn)澆支架地基處理難度、梁場選址等諸多因素。本文以新建福州至廈門鐵路DK16+385.27~DK42+331.83 段線路簡支箱梁施工方案為切入點(diǎn),從工期、運(yùn)梁通道、梁場選址、工程造價(jià)等方面進(jìn)行研究,并通過比較分析,以期對類似工程施工方案的確定提供參考。

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