楊繼光，羅圣明 ，雷文斌

（1.中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司徐州鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部，江蘇 徐州 221000；2.廣州瀚陽工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510220）

近年來，隨著中國(guó)鐵路建設(shè)業(yè)的快速發(fā)展，高速、高標(biāo)準(zhǔn)、高安全性的高速鐵路建設(shè)正在全面展開。其中，箱梁預(yù)制已成為高速鐵路建設(shè)技術(shù)含量高、設(shè)備投資大、質(zhì)量要求嚴(yán)格的單項(xiàng)工程之一[1]。橋梁預(yù)制裝配技術(shù)作為綠色建設(shè)的工法代表，是未來橋梁建造的主流技術(shù)，而在節(jié)段預(yù)制項(xiàng)目中，目前國(guó)內(nèi)橋梁施工多采用長(zhǎng)線法預(yù)制工藝。長(zhǎng)線法比較成熟，經(jīng)驗(yàn)比較豐富，線性控制比較簡(jiǎn)單，但由于長(zhǎng)線法的底模是固定的，不能在水平和垂直方向上調(diào)整，因此通常只適用于無平曲線的直橋，而且預(yù)制場(chǎng)規(guī)模較大，涉及大量臨時(shí)用地及臨建工程，建設(shè)工期長(zhǎng)、成本高。采用短線法預(yù)制工藝預(yù)制占用場(chǎng)地小、質(zhì)量更好、施工工法適用性更強(qiáng)、對(duì)自然環(huán)境破壞更小、建設(shè)周期更短，社會(huì)效益顯著等[2]。然而，大多數(shù)人不熟悉短線法施工過程，并認(rèn)為其預(yù)制的精度要求非常高。因此，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)短線法節(jié)段預(yù)制技術(shù)的研究很少，針對(duì)高速鐵路短線法節(jié)段預(yù)制梁場(chǎng)選址和規(guī)劃技術(shù)研究少之又少。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)橋梁預(yù)制場(chǎng)選址的研究大多數(shù)是針對(duì)高速公路、市政工程預(yù)制場(chǎng)，而且多數(shù)為新建預(yù)制場(chǎng)，占地面積大，交通便利。而高速鐵路橋梁大多位于偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村地區(qū)，不具備滿足節(jié)段梁運(yùn)輸條件。連續(xù)梁相對(duì)于簡(jiǎn)支梁來說工期較長(zhǎng)，且大多數(shù)位于運(yùn)架梁通道上，成為運(yùn)架梁推進(jìn)順利與否的控制工點(diǎn)。

鑒于此，文章結(jié)合鐵路工程線路長(zhǎng)工點(diǎn)多、連續(xù)梁在整條線路較為零散等特點(diǎn)，通過統(tǒng)籌規(guī)劃、對(duì)比分析等研究整孔箱梁預(yù)制場(chǎng)與節(jié)段箱梁預(yù)制場(chǎng)合建或改建的方式。在合理安排工期的基礎(chǔ)上，通過對(duì)原簡(jiǎn)支梁梁場(chǎng)部分流水線進(jìn)行改造的方式，并且考慮短線法施工工序與施工節(jié)奏，研究并實(shí)施了預(yù)制場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)布局。這樣既可以避免再新征用地用于新建梁場(chǎng)，又可以最大限度地利用梁場(chǎng)既有設(shè)備，減少新的投入，而且能夠有效控制工程的工期。

1 預(yù)制場(chǎng)選址

1.1 預(yù)制場(chǎng)選址原則

（1）運(yùn)梁距離較短。預(yù)制場(chǎng)盡可能位于施工區(qū)域內(nèi)或其邊緣，這樣可以縮短運(yùn)梁距離，保證節(jié)段梁運(yùn)輸?shù)陌踩?。?）考慮防洪排澇。盡量避免低洼地區(qū)和頻繁的洪水或洪水排放區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)確保在雨季安全施工。（3）臨時(shí)工程量較小。盡可能選擇在具有良好地質(zhì)條件和平坦地形的區(qū)域，這樣可以減少土石方和地基加固工程量，降低工程造價(jià)。（4）交通方便。盡可能連接現(xiàn)有道路和施工道路，以便于大型設(shè)備和大宗材料的運(yùn)輸[3]。

1.2 預(yù)制場(chǎng)選址技術(shù)

結(jié)合鐵路工程特點(diǎn)，連續(xù)梁在整條線路中較為零散，因此采用與運(yùn)輸較為便利的簡(jiǎn)支梁場(chǎng)合建或改建梁場(chǎng)較為適宜。根據(jù)利用既有梁場(chǎng)資源、臨近工程量較小、交通便利、征地拆遷少等預(yù)制場(chǎng)選址原則，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，連徐Ⅱ標(biāo)已有建好的簡(jiǎn)支箱梁預(yù)制場(chǎng)，具備一定的運(yùn)輸條件，但現(xiàn)場(chǎng)地基較差不適合做現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制梁場(chǎng)，最終選擇在新沂制梁場(chǎng)提梁上橋區(qū)東側(cè)存梁區(qū)改造成連續(xù)梁節(jié)段預(yù)制場(chǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是最大限度利用梁場(chǎng)既有場(chǎng)地及設(shè)備，利用原預(yù)制場(chǎng)臺(tái)座基礎(chǔ)及吊裝設(shè)備，減少新的投入，但缺點(diǎn)是需新增運(yùn)輸設(shè)備、便道改建費(fèi)用。

連徐Ⅱ標(biāo)東海特大橋跨大沙河（32+48+32）m連續(xù)梁拼裝現(xiàn)場(chǎng)如圖1所示。

圖1 東海特大橋跨大沙河（32+48+32）m連續(xù)梁拼裝現(xiàn)場(chǎng)

2 預(yù)制場(chǎng)規(guī)劃布置

2.1 工程概況

連徐鐵路東海特大962#～965#墩跨大沙河采用（32+48+32）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h，線間距5m，位于直線上。采用CRTS-Ⅲ型板式無砟軌道，軌道結(jié)構(gòu)高度738mm，環(huán)境類別為碳化環(huán)境，作用等級(jí)T2，橋位處地震烈度8度，地震動(dòng)峰值加速度0.2g。

橋梁寬12.6m，全長(zhǎng)113.5m，截面中心線處梁高3.035m；梁體混凝土采用C55混凝土；采用節(jié)段預(yù)制裝配施工工藝，連續(xù)梁需預(yù)制40節(jié)段，中跨合龍?zhí)幵O(shè)濕接頭；邊跨不設(shè)濕接縫。

2.2 預(yù)制場(chǎng)的總體規(guī)劃

選擇箱梁預(yù)制場(chǎng)的位置后，應(yīng)對(duì)預(yù)制場(chǎng)地進(jìn)行總體規(guī)劃。節(jié)段箱梁預(yù)制場(chǎng)根據(jù)功能需要?jiǎng)澐譃楣?jié)段生產(chǎn)區(qū)、修飾養(yǎng)生區(qū)、節(jié)段存儲(chǔ)區(qū)、鋼筋加工區(qū)、混凝土拌合區(qū)，倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、試驗(yàn)室、項(xiàng)目辦公生活區(qū)、工人生活區(qū)等功能區(qū)[4]。

鑿除既有梁場(chǎng)3個(gè)存梁臺(tái)座的支墩，征作節(jié)段梁制梁臺(tái)座及存梁臺(tái)座，對(duì)地基進(jìn)行處理，節(jié)段預(yù)制區(qū)地面需全部硬化；利用既有鋼筋加工場(chǎng)加工鋼筋，半成品鋼筋運(yùn)至鋼筋綁扎胎具；設(shè)置2臺(tái)鋼筋綁扎胎具，用于綁扎節(jié)段鋼筋，硬化1條通道通往原有鋼筋加工車間；利用梁場(chǎng)現(xiàn)有的450t跨線提梁機(jī)作為節(jié)段梁鋼筋籠吊裝入模及提梁之用，需將450t提梁機(jī)軌道向小里程方向延伸135m。

制梁區(qū)配置2個(gè)短線預(yù)制臺(tái)座，臺(tái)座軸線與橋梁線路平行，于2個(gè)制梁臺(tái)座軸線延長(zhǎng)線方向設(shè)置2座測(cè)量塔；存梁區(qū)與制梁臺(tái)座同軸布置，存梁區(qū)設(shè)存梁臺(tái)座18個(gè)，雙層存梁，可存放36片節(jié)段梁；制梁臺(tái)座與存梁臺(tái)座之間設(shè)置節(jié)段整修臺(tái)座2個(gè)，用于節(jié)段梁表面修飾、預(yù)應(yīng)力孔道檢修等；配備1臺(tái)泵車，用于混凝土澆筑，在1#測(cè)量塔西面通往混凝土拌合站道路處設(shè)置裝車區(qū)，作為節(jié)段梁出場(chǎng)道路。

連續(xù)梁節(jié)段預(yù)制平面布置圖如圖2所示，連續(xù)梁節(jié)段預(yù)制布置實(shí)景圖如圖3所示。節(jié)段預(yù)制生產(chǎn)線自西向東，在鋼筋綁扎區(qū)綁扎鋼筋籠，利用梁場(chǎng)現(xiàn)有450t跨線提梁機(jī)將節(jié)段梁鋼筋籠吊裝入模，預(yù)制節(jié)段自節(jié)段生產(chǎn)區(qū)移出至修飾養(yǎng)生區(qū)進(jìn)行整修和繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，然后再吊運(yùn)至存梁區(qū)存放，最后從存梁區(qū)出梁。梁段生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)分別在不同分區(qū)獨(dú)立完成，各區(qū)域間布置緊湊，各工序銜接緊密，由整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，形成流程化、工廠化作業(yè)條件。

圖2 連續(xù)梁節(jié)段預(yù)制平面布置圖

圖3 連續(xù)梁節(jié)段預(yù)制布置實(shí)景圖

2.3 預(yù)制場(chǎng)主要功能區(qū)規(guī)劃布局

（1）鋼筋綁扎區(qū)規(guī)劃布局。鋼筋綁扎臺(tái)座設(shè)置在預(yù)制生產(chǎn)線的一端，采用先將梁段鋼筋在綁扎臺(tái)座上綁扎成整體骨架，用門式起重機(jī)整體吊放入模的施工工藝。設(shè)計(jì)2個(gè)鋼筋綁扎臺(tái)座，臺(tái)座數(shù)量與制梁臺(tái)座數(shù)量為1∶1。鋼筋綁扎支架主要結(jié)構(gòu)采用各類型鋼及鋼管制作，作為鋼筋骨架整體綁扎的胎膜使用。胎架頂部考慮設(shè)置可移動(dòng)式雨棚，區(qū)域內(nèi)地面采用200mm厚的混凝土面層。在鋼筋臺(tái)座的實(shí)際安裝過程中，必須仔細(xì)計(jì)算并檢查頂板和底板之間的平面尺寸、對(duì)角線和高度差，以確保尺寸的準(zhǔn)確和精確性。在鋼筋加工區(qū)一端設(shè)有半成品存放區(qū)。鋼筋胎架布置圖如圖4所示。

圖4 鋼筋胎架布置圖

（2）節(jié)段生產(chǎn)區(qū)規(guī)劃布局。節(jié)段生產(chǎn)區(qū)是整個(gè)預(yù)制場(chǎng)最為核心的功能區(qū)。按照短線匹配法工廠化流水生產(chǎn)，生產(chǎn)線上設(shè)置以下臺(tái)位：鋼筋綁扎臺(tái)位、節(jié)段預(yù)制臺(tái)位、測(cè)量塔區(qū)、模板存放區(qū)等。①制梁臺(tái)座和模板的配置。節(jié)段預(yù)制臺(tái)座的數(shù)量主要取決于預(yù)制場(chǎng)最大的日產(chǎn)能以及節(jié)段梁的架設(shè)速度。根據(jù)以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出，節(jié)段梁從澆筑混凝土到脫模的時(shí)間是制梁的控制點(diǎn)，混凝土養(yǎng)護(hù)階段在整個(gè)預(yù)制過程中占用比較長(zhǎng)的時(shí)間。梁場(chǎng)最大生產(chǎn)能力主要取決于預(yù)制設(shè)備的配置、預(yù)制流程、預(yù)制作業(yè)班組的配置、預(yù)制效率以及預(yù)制周期等。②制梁臺(tái)座的數(shù)量計(jì)算。臺(tái)座數(shù)量M=N/η。其中，N為預(yù)制場(chǎng)預(yù)制效率，即預(yù)制場(chǎng)一天計(jì)劃完成節(jié)段梁預(yù)制的數(shù)量，榀／d；η為單臺(tái)座預(yù)制效率，榀／d。③制梁臺(tái)座的布置形式。預(yù)制梁場(chǎng)的制梁臺(tái)座一般有2種布置方式——橫列式和縱列式。橫列式制梁臺(tái)座的長(zhǎng)度方向與線路走向互相垂直，縱列式制梁臺(tái)座的長(zhǎng)度方向與線路走向互相平行。具體布置方式需要根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目以及現(xiàn)場(chǎng)情況確定，橫列式布置的箱梁通過運(yùn)梁車轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸到存儲(chǔ)區(qū)和現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，需要水平旋轉(zhuǎn)90°[5]。④制梁區(qū)的面積參數(shù)。制梁臺(tái)座所占的面積，節(jié)段預(yù)制箱梁寬度12.6m，距離模板兩邊各1m，因此寬度為15m。預(yù)制臺(tái)座上布置預(yù)制模板系統(tǒng)，包括內(nèi)模及臺(tái)車、固定端模及支架、腹板及翼板模板、澆筑段底模、匹配段底模和養(yǎng)生等強(qiáng)段底模、底模臺(tái)車及軌道等。按連徐高鐵項(xiàng)目最長(zhǎng)節(jié)段3.3m設(shè)計(jì)一個(gè)底模區(qū)域，單臺(tái)座總長(zhǎng)度為23m，因此單個(gè)制梁臺(tái)座占地面積15×23=345m2，單個(gè)測(cè)量塔占地面積為2×2=4m2。模板系統(tǒng)距離外側(cè)軌道龍門吊的安全距離和施工空間共取4m，縱列式臺(tái)座之間預(yù)留距離2m，混凝土罐車和運(yùn)梁車通道6m寬度。因此，每個(gè)制梁臺(tái)座占地面積為（15+4+6）×（23+2+2）=675m2。⑤預(yù)制臺(tái)座基礎(chǔ)實(shí)施要點(diǎn)。制梁區(qū)按1排布置，一共設(shè)置2個(gè)預(yù)制臺(tái)座。預(yù)制臺(tái)座上布置短線法預(yù)制施工的核心設(shè)備——預(yù)制模板系統(tǒng)，包括內(nèi)模及臺(tái)車、固定端模及支架、腹板及翼板模板、澆筑段底模、匹配段底模和養(yǎng)生等強(qiáng)段底模、底模臺(tái)車及軌道等。因此，為保證預(yù)制精度，要求預(yù)制臺(tái)座基礎(chǔ)要具備足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

預(yù)制臺(tái)座頂面設(shè)計(jì)高程應(yīng)高于周邊道路、門吊軌道基礎(chǔ)等設(shè)施，可防止預(yù)制臺(tái)座積水，同時(shí)便于澆筑混凝土車輛及其他施工運(yùn)輸車輛通行。在天然地基承載力允許的情況下，設(shè)置剛度較大的擴(kuò)大基礎(chǔ)以減少因地基不均勻沉降造成的模板系統(tǒng)誤差。短線法制梁要求節(jié)段預(yù)制期間地基累計(jì)沉降≤10mm，單榀梁預(yù)制期間地基變形＜2mm。節(jié)段制梁臺(tái)座基礎(chǔ)設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 節(jié)段制梁臺(tái)座基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖（單位：mm）

⑥測(cè)量塔實(shí)施要點(diǎn)。由于短線法要求很高的測(cè)量精度，測(cè)量塔作為短線法預(yù)制線型控制的關(guān)鍵設(shè)施，必須具有足夠的剛度，滿足“精度高，變形小、無明顯沉降”的條件要求。場(chǎng)內(nèi)共設(shè)置2個(gè)測(cè)量塔，設(shè)立在預(yù)制單元的兩端，分別為測(cè)量塔和目標(biāo)塔，兩塔互相對(duì)視。2個(gè)測(cè)量塔的控制點(diǎn)之間的連接線與待澆梁的中心軸線重合。測(cè)量塔符合測(cè)量規(guī)則要求，都是從澆筑梁端到匹配梁端方向布置。為保證高程測(cè)量精度，測(cè)量角度在30～120°為最佳，極限情況不小于20°。

測(cè)量塔采用直徑Φ600mm的混凝土灌注樁。樁基入土深度根據(jù)計(jì)算確定，根據(jù)該項(xiàng)目的地質(zhì)條件應(yīng)保證樁基入土深度不小于16m，樁端嵌入該巖層內(nèi)深度不小于600mm。測(cè)量塔頂高度應(yīng)高于節(jié)段梁的頂面1000mm，即節(jié)段梁頂面5000mm，測(cè)量塔頂標(biāo)高為5000+1000=6000mm；應(yīng)考慮蒸養(yǎng)棚或遮陽棚對(duì)視線遮擋的影響，控制蒸養(yǎng)棚棚頂?shù)焦?jié)段梁頂面的距離不要超過800mm。測(cè)量專業(yè)用強(qiáng)制對(duì)中基座為外購(gòu)成品，需埋入樁頂面的混凝土內(nèi)，基座中心與樁中心對(duì)齊，最大偏差不大于5mm。注意嚴(yán)格控制基座頂面的水平度，水平度不小于2%。測(cè)量塔塔身四周不接觸其他任何物體，為降低周邊振動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響，混凝土地坪與樁身需保持100mm間隙。測(cè)量塔頂部可設(shè)置雨棚，為測(cè)量創(chuàng)造良好的條件。測(cè)量塔及附屬結(jié)構(gòu)如圖6所示。

（3）修飾養(yǎng)生區(qū)規(guī)劃布局。修飾養(yǎng)生臺(tái)座位于制梁臺(tái)座與存梁臺(tái)座中間，修飾養(yǎng)生臺(tái)座數(shù)量需要考慮節(jié)塊梁滿足7d混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間。一般情況下，要保證與制梁臺(tái)座等數(shù)量設(shè)置。因此，該區(qū)共設(shè)置修整臺(tái)座2個(gè)，修飾臺(tái)座和循環(huán)水池。預(yù)制節(jié)段自節(jié)段生產(chǎn)區(qū)移出至修飾養(yǎng)生區(qū)后，利用450t提梁機(jī)吊裝到修飾養(yǎng)生臺(tái)座進(jìn)行整修和繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，整修工作主要包括預(yù)應(yīng)力孔道清理、混凝土表面清理、匹配面清理等。修飾養(yǎng)生區(qū)設(shè)置水噴淋系統(tǒng)，對(duì)預(yù)制節(jié)段繼續(xù)噴淋養(yǎng)護(hù)直至設(shè)計(jì)要求的養(yǎng)護(hù)周期。修飾養(yǎng)生臺(tái)座由底座與支墩兩部分構(gòu)成，分次澆注成型。修飾臺(tái)座節(jié)段梁放置示意圖如圖7所示。

圖6 測(cè)量塔及附屬結(jié)構(gòu)實(shí)景圖

圖7 修飾臺(tái)座節(jié)段梁放置示意圖（單位：mm）

（4）節(jié)段存儲(chǔ)區(qū)規(guī)劃布局。節(jié)段存儲(chǔ)區(qū)（又稱存梁區(qū)）設(shè)置存梁臺(tái)座，用于成品預(yù)制節(jié)段存放，存梁區(qū)存梁能力應(yīng)以設(shè)計(jì)要求的節(jié)段累計(jì)養(yǎng)護(hù)和存放周期確定。存梁臺(tái)座為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，區(qū)域周邊設(shè)排水溝，臺(tái)座范圍以外地面采用碎石鋪設(shè)。區(qū)域內(nèi)布設(shè)電源和水源，滿足節(jié)段橫向預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨施工作業(yè)以及后續(xù)節(jié)段的灑水養(yǎng)護(hù)作業(yè)需要。存梁臺(tái)座數(shù)量的確定原則：存梁臺(tái)座的數(shù)量n=N×K÷2[5]。其中，N為梁場(chǎng)制梁效率，榀/d；K為按設(shè)計(jì)要求節(jié)段梁在存梁臺(tái)座上存梁養(yǎng)護(hù)的最短時(shí)間，d。無特殊要求時(shí)，K=30d。按雙層存梁考慮。

根據(jù)預(yù)制場(chǎng)實(shí)際情況，為便于梁段的出運(yùn)，存梁區(qū)設(shè)置在生產(chǎn)線小里程方向。存梁區(qū)與預(yù)制臺(tái)座同軸布置，存梁區(qū)設(shè)存梁臺(tái)座18個(gè)，雙層存梁，可存放36片節(jié)段梁。在存梁臺(tái)座建設(shè)前先對(duì)該區(qū)域的基礎(chǔ)進(jìn)行處理，清理平整原地面，并碾壓密實(shí)。在硬化好的場(chǎng)地上，設(shè)置存梁臺(tái)座，采用高強(qiáng)度混凝土砌筑，基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)，臺(tái)座表面平整。在存梁臺(tái)座頂面、上下層節(jié)段梁之間放置木板或橡膠板，雙支點(diǎn)側(cè)放置2塊，單支點(diǎn)側(cè)放置1塊。臺(tái)座縱向每隔22m斷開，設(shè)置一個(gè)縫。節(jié)段梁存梁臺(tái)座支點(diǎn)布置示意圖如圖8所示。

圖8 節(jié)段梁存梁臺(tái)座支點(diǎn)布置示意圖（單位：mm）

3 結(jié)語

文章通過實(shí)際項(xiàng)目介紹了整孔箱梁預(yù)制場(chǎng)與節(jié)段箱梁預(yù)制場(chǎng)的合建，即通過對(duì)原簡(jiǎn)支梁梁場(chǎng)部分流水線進(jìn)行改造的方式，并且結(jié)合合建梁場(chǎng)的選址特點(diǎn)，考慮短線法施工工序與施工節(jié)拍，研究并實(shí)施了預(yù)制場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)布局。研究結(jié)果顯示：與簡(jiǎn)支梁場(chǎng)合建或改建梁場(chǎng)適用于具備市政道路或便道運(yùn)輸條件；簡(jiǎn)支梁場(chǎng)有可利用的空余地方；簡(jiǎn)支梁場(chǎng)位置離架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)較近等。這種合建預(yù)制場(chǎng)模式具有可利用原預(yù)制場(chǎng)臺(tái)座基礎(chǔ)及吊裝設(shè)備，預(yù)制完畢后可恢復(fù)為簡(jiǎn)支梁場(chǎng)，無須另行投入拌合站、鋼筋加工車間等輔助設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)；而且能夠有效控制工程的工期，但需新增運(yùn)輸設(shè)備、便道改建費(fèi)用。該合建預(yù)制場(chǎng)模式為短線法節(jié)段預(yù)制梁場(chǎng)的選址和規(guī)劃布局提出了一種新的思路，具有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。