中铁二十五局集团有限公司 广州 510600
摘要：本文结合某城际铁路制梁场梁场规划设计为实例，详细介绍了在狭小场地条件下，大型箱梁预制场的紧凑型集约化设计方案，解决了城市用地情况下铁路箱梁集中预制场占地面积较大不利推广的问题，通过阶梯设置、优化纵坡、功能分区等实现集约化设计，既达到了使用功能又节约了用地降低了成本，可对同类工程提供有益的参考。
关键词：大吨位箱梁；预制场；紧凑型；集约化；研究
1引言
伴随着城市建设的高速发展，地区用地紧张，大吨位箱梁制梁场因用地较大在城市地区的应用存在较大的困难，如何在达到使用功能后又能大幅减少用地面积，是大吨位箱梁在城际铁路应用的关键。某城际铁路制梁场地处重庆市渝北区是重庆市的主城区，沿线可进行制梁的地区只有一处且为商业开发区，且沿线多为隧道只能采用运架一体机施工，如何在如此狭小地区实现大吨位箱梁轮胎提梁机的提梁、运架一体机的装梁，解决此条件下梁场的规划、施工、应用可为具有相同和相近条件下的梁场规划布置提供借鉴和指导意义。
2梁场设计背景
制梁场位于隧道与桥梁中间，两者间距离不足400m，垂直于线路方向因开发区的主干道路影响距离也受限制，而受梁场的架梁方向结构物影响要求梁场需多存梁，梁场建场可利用场地十分有限。梁场建场的关键是在既有条件下，合理规划、优化各功能区的设计以满足施工及规范要求。在规划过程中，需要根据当地气候温度环境、地形自然环境，从影响箱梁预制、混凝土的施工、箱梁的吊装存放、梁体收缩徐变、提装梁上线等因素进行系统规划，包括制、存梁区结构型式、拌和站的布置、场地的大小、移梁与存梁方式、提梁机转向方式、提装梁及上线方式等方面进行优化设计。
3整体规划及局部设计
根铁路大型临时工程设计图中梁场设计位置，并经过现场考察，梁场位置位于铁路隧道与桥梁中间位置，两构筑物间直线距离为398m，在桥梁小里程侧根据设计需建设一电力基站，隧道出口前设一过人涵道，长度为14m，这样可供梁场横向使用的距离仅为300m。垂直于线路方向处于重庆市台商工业园区正在修建的南北大道方向，不能向前利用，可利用距离也仅为300m。经过紧凑型设计，梁场顺线路方向长298m，垂直于线路方向长280m，占地面积120亩。梁场划分为七个功能区办公生活区、混凝土生产区、钢筋加工绑扎区、制梁区、存梁区、提梁区、辅助生产区（如图1）。
图1 梁场平面布置图
(1)混凝土生产区
混凝土生产区分为存料区、碎石清洗区、搅拌加工区，存料区设6个料棚进行骨料仓储，5-10cm、10-20 cm碎石仓各2个，中砂仓2个，分为合格区和待检区，各仓尺寸为30m×15m×2.2m，采用砖墙结构外侧施工小斜墙，距离墙上侧20cm、下侧10cm 各做警示标识线，防止混料和料底被使用。料仓与上料仓做防雨防晒棚三面
施工围挡，围挡距地面与上棚各1m进行通风，料仓上防雨防晒棚按双坡设计，实行双向排水，高度为8.5m。混凝土搅拌加工区设12个储存罐，其中粉煤灰4个，水泥8个以满足材料待检时间及不同批次水泥不混放的要求。另设18m×8m×2.5m三级沉淀1个，蓄水池2个9m×3m×2m下埋式以达到保温要求，总计可蓄水约108m³。
（2）制梁区
渝北制梁场生产箱梁产品的供货截止时间为：2015年4月20日，合同数量为302孔。按工期要求，需达到20孔/月的生产能力。
根据梁场箱梁预制数量及架梁工期安排推算所需日生产和架梁数量为：302孔÷547天＝0.55孔/d，考虑线下结构物允许架梁时间及不确定因素影响，梁场生产能力按1孔/d配置各要素。
制梁台座采用固定式外侧模的配置数量计算：
St= Sn×(Tx/24)×2=1×(5/20) =4(个)
St——制梁台座数量（个）；
Sn——梁场生产能力（孔/d）；
Tx——每孔箱梁预制台座循环时间（个•d/孔）。
由于24m箱梁数量不是很集中，梁场设置1个24m/32m制梁台座，可以在工期内完成制架任务并满足架梁需求,所以梁场共配置5个制梁台座，梁场最高生产能力1孔/d。
从箱梁预制施工周期分析来看，一个制梁台座占用时间为5d，每月产量5孔/个台座，每月要保证20孔梁的生产数量，需配置4个制梁台，实际配5个制梁台座。侧模与底模按1∶1配置，需配置5套，为固定式底模，侧模，内模占用时间为3.5d，5套侧模配套4套内模使用。
箱梁预制按每台座5天生产1孔梁，每月25个工作日考虑，单孔箱梁预制施工周期分析见表1。制梁台座工序循环时间为109h/24h≈5d。
综合考虑铺架工期及工程数量，模板与台座采用“一对一”模式配置。现场共配置32m箱梁模板4套（含底模、侧模、端模），24m与32m箱梁共用模板1套，共计侧模5套，内模4套。32m制梁台座4个，24m制梁台座1个，共计制梁台座5个。
梁场制梁区根据施工工序设置制梁台座、钢筋绑扎胎具和内模拼装台，制梁台座按品字形布置、内模拼装台与制梁台座一一对应，根据箱梁生产进度的要求，设置3个钢筋绑扎胎具，钢筋采用整体式绑扎；每条生产线的制梁台座与钢筋绑扎胎具、内模拼装台间钢筋笼及内模的吊装采用2台60t龙门吊吊装就位。由于城际铁路箱梁为大圆弧设计，为了保证钢筋的整体性与施工要求钢筋胎具绑扎为整体式胎具，胎具并列布置，胎具中心位置间距为41米，为保证通过需要2胎具间距为5米，24米胎具远离钢筋加工区，以减少钢筋运输距离，整体式钢筋胎具内支撑采用非整体式胎具，2号3号胎具中间间距为8.4m，每个胎具设2个爬梯，以进行人工及小型钢筋的上下运输。
（3）存梁区
根据《250km/h客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》，箱梁初张拉后梁体混凝土强度和弹模达到100％且龄期不小于10d后方可终张拉、压浆、封端，压浆强度达到设计强度后方可架设（考虑季节影响暂时按10d考虑），存放时间不少于40d，则梁场的最少存梁台座数量为：1孔/d×40＝40孔，考虑线下结构物的工期和其他影响，考虑设置54个存梁台座，全部为双层存梁台座，最大存梁能力为85孔。
存梁台座的布置与制梁台座相对应，并且靠近制梁区,有6排存梁台座。渝北制梁场有24m箱梁23孔，为满足24m箱梁存梁要求，梁场设24m/32m复合存梁台座8个。成品梁存放后相临两成品梁翼缘板间距为30cm，梁端考虑张拉、压浆作业空间及轮胎式提梁机走行需要每端预留8.4m的空间。为不影响制梁及试验检测，24m/32m箱梁共用静载试验台设在存梁区。
4梁场各标高坡度优化设计
梁场位于线路左侧，因此处原地形为山丘，最高处与线路高差17m，通过地形勘测找平后土方标高较正线高4.8m，运架一体机的下线坡度为最大为3%，在不足100m的下线最大高度不足3m，那么按常规方式土方将进行外运，标高外运下1.8m，会产生较大外运费用，且需要弃土场，因在主城区土渣的外运会对城市的环保产生较大影响。
通过对梁场划分的各功能区进行分析后，将办公生活区场地提高3m，将拌和站场地提高2.5m，全场除制梁区外全部向线路方向设置一面坡，拌和站设置3%的坡度不仅满足了排水需要还达到了减少土方的目的；制梁区设置双向排水坡，坡度为1.5%；故综合存梁区设置1.5%的向下坡度，存梁台座按坡度形成台阶结构。
5提运梁道及隐性取梁台座优化设计
5.1提梁道路设计
存梁区间为提梁机道路，混凝土结构，厚度为30cm，宽度为6m，两相邻提梁机道路中心间距为41m,与提梁机中心距相同。提梁机道路在制梁区及存梁区6m范围内，坡度为0%，以保证提梁机提梁时的可操作性，超过6m后的提梁机道路为向下的一面坡，坡度为1.5%，在纵向提梁机与横向提梁机道路交点处采用整体式混凝土浇筑，防止提梁机道路下沉。横向提梁机道路宽度为22m，采用双面排水坡，坡度为1%,900T轮胎式提梁机转向位置（纵横转向）的地基采用扩大基础处理，结构尺寸为6m*9m*1m。转向台基础与装梁区的路面相交的位置，通过设计布置角隅钢筋，防止900T轮胎式提梁机在进行转向时因为不均匀沉降而导致此处产生裂缝。
图3 常规施工方案布置图
5.2运梁道路设计
本梁场采用横列式布置，箱梁预制完成后，需经专门的运梁通道将其运往架设现场。经现场勘测，梁场运梁道与铁路成13°夹角。接入处铁路路基为挖方段，设计路基面宽12m，纵坡-1.34%。以运架一体机宽度7.8m加每侧预留1m安全宽度为标准，确定运梁道路基宽度为10m；为保证运架一体机通过最小曲线半径不小于200m的要求，场内装梁道路与运梁通道夹角13°处设半径为220m的圆曲线，运梁通道与路基处设半径220m的圆曲线，运梁通道长度为100m。梁场处设置高程为243.85m，接入处铁路设计高程为240.99m,纵坡为-2.86%。考虑到重庆地区春季多雨，且运梁道为载重下坡道路路面结构采用耐久性更好的混凝土结构（如图2）。
5.3取梁台座设计
当采用轮胎式提梁机提移梁、运架一体机进行箱梁架设时，常规施工方案（见图3）为设置1至2个取梁台座，由提梁机将可架设箱梁提移至专用取梁台座后，运架一体机走行至取梁台座，90°转向后进入取梁区，提取箱梁横移后90°转向后走行至架设位置架设箱梁，运架一体机在90°转向区的千斤顶支撑区需进行地基加固处理。因运架一体机横移时轮胎宽度18m，中心距为52m，取梁台座处运架一体机横移道路宽度需大于18m，且中心距为52m。
优化后提运梁道路与取梁台座设计，将轮胎式提梁机道下移到存梁区的下部，取消单独设置的2个取梁台座，在提梁机横向移梁道路位置上施做1个提梁台座（见图4），台座基础在提梁机道路施工前完成，基础采用桩基加固防止台座下沉，台座顶面标高与提梁机道路顶面标高相同，提梁台座纵向中心距29.6m,横向中心距为4.4m。隐性取梁台座两桩基直径为1.25m桩长8m入岩深度为1.5m,两桩基间采用系梁联系，系梁混凝土顶面与运梁道底面标高相同，在隐性台座周围2米范围内绑扎钢筋网片，钢筋网片与系梁钢筋进行联结绑扎形成整体，混凝土与运梁道路连接处采用角隅钢筋防止不均匀沉降。
图4 提梁机横向移梁道路上施做提梁台座
6结束语
针对梁场的特殊位置，将整体式胎具并列相联布置，不设置内胎具存放区，优化制梁区的布局，通过将轮胎式提梁机横移道路与运架一体机取梁道合二为一，并将取梁台座融合入提梁道路中，优化轮胎式提梁机提梁顺利，运架一体机取梁方便，且因不需提梁时进行90度转向，设计紧凑，安全性较好，提梁机与运架一体机可安全的在提梁台座上方行走。使提梁道路与取梁道路进行了有效的融合，无需进行专门设取梁区，不需对地基进行单独加固，运行效果良好，大大减少了临建工程量，节约了用地。可为同类工程提供了借鉴。
参考文献：
[1]姜丽雯.铁路客运专线预制梁场的规划设计研究[J].铁道标准设计,2007(06)
[2]梁毅.铁路客运专线箱梁预制场规划设计原则与方法[J].铁道建筑技术,2006(02)
[3]吴红强,李志敏,张兵.合武客运专线石婆店箱梁预制场的设计[J],铁道建筑,2006(11)
[4]曹铁伟.铁路客运专线制梁场方案布置探讨[J].山西建筑,2007(18)
[5]陈秀萍.高速铁路预制梁场的规划设计研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报, 2014(01)
[6]程萍.高速铁路客运专线预制梁场规划设计与研究[J].山西建筑,2009(10)
[7]李新月.武广客运专线云岭梁场规划、设计与施工组织管理[J].铁道标准设计,2008(06)
[8]薛宁鸿,张文格.高速铁路客运专线预制梁场规划建设及施工管理综述[J].铁道标准设计,2010(S1)
[9]李陆平,王吉连,袁丹诚.大吨位预制箱梁横移及定点起吊施工技术在客运专线中的应用[J].铁道标准设计,2008(01)
[10]吴耀辉,陈浩,张志华等. 铁路客运专线提梁机施工技术研究[J].铁道标准设计,2008(03)
[11]张旭东,胡志理,邢明照.客专及高速铁路后张法预应力混凝土箱梁预制场规划综述[J].中国港湾建设,2010(02)
[12]王建国,桑普天.沪昆客专箱梁制梁场地双线生产规划与设计[J].四川建材,2012(01)
论文作者:王秀平
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/14
标签：台座论文; 提梁论文; 胎具论文; 道路论文; 钢筋论文; 坡度论文; 混凝土论文; 《基层建设》2016年8期论文;