高速鐵路900t箱梁預(yù)制場建設(shè)規(guī)劃

劉章瑜

（路橋集團(tuán)國際建設(shè)股份有限公司，北京 100027）

0 引言

本文結(jié)合武廣、鄭西、哈大等梁場的建設(shè)分析梁場規(guī)劃及梁場資源配置、梁場建設(shè)施工組織等方面闡述如何節(jié)約梁場建設(shè)成本，提高建場速度，提出合理運(yùn)架梁半徑，建立具有中交股份特色的高速鐵路客專的梁場提供技術(shù)參考意見。

1 箱梁預(yù)制場總體規(guī)劃

箱梁預(yù)制場位置選定后，應(yīng)進(jìn)行場地進(jìn)行總體規(guī)劃，根據(jù)工期及功能區(qū)域占地情況，粗算梁場占地面積。箱梁預(yù)制場根據(jù)功能需要?jiǎng)澐譃橹屏簠^(qū)、存梁區(qū)、拌合區(qū)、鋼筋加工區(qū)、試驗(yàn)室、辦公生活區(qū)、施工通道和其他附屬等各個(gè)區(qū)域，各區(qū)域之間相對(duì)獨(dú)立又緊密相聯(lián)。梁場位置選定后，應(yīng)根據(jù)不同的操作工藝來規(guī)劃梁場。

2 箱梁預(yù)制場規(guī)劃原則

梁場規(guī)劃之前，根據(jù)調(diào)查的地址資料選擇合適的位置進(jìn)行征地。根據(jù)施工組織確定的施工工藝，優(yōu)化梁場平面布置圖、確定梁場布置及占地面積，根據(jù)工期計(jì)算梁場的配套設(shè)施的占地面積，根據(jù)地形條件進(jìn)行規(guī)劃，測量地形并且行成粗線條的規(guī)劃圖。根據(jù)各個(gè)功能區(qū)的特點(diǎn)計(jì)算出各個(gè)功能區(qū)的需要的面積，再因地制宜進(jìn)行按照各個(gè)功能區(qū)的面積依模塊的形式在場地內(nèi)進(jìn)行布置和安排。

2.1 制梁區(qū)設(shè)計(jì)

制梁區(qū)是預(yù)制場的核心功能區(qū)域，制梁區(qū)的布局關(guān)系到箱梁生產(chǎn)的進(jìn)度和投資規(guī)模的大小。

制梁區(qū)包括：制梁臺(tái)座、固定外模區(qū)域、內(nèi)膜修整區(qū)、端模修整區(qū)、混凝土澆筑作業(yè)區(qū)和主要通道區(qū)等。

2.1.1 制梁臺(tái)座和模板的配置

制梁臺(tái)座數(shù)量的配置應(yīng)根據(jù)施工的進(jìn)度、總體施工組織的工期安排計(jì)算梁場的日產(chǎn)量，并且考慮一定的富余系數(shù)。

制梁臺(tái)座的數(shù)量主要考慮每天的梁場最大生產(chǎn)能力及架梁生產(chǎn)能力。從哈大線的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出，箱梁初張拉后提出模板的時(shí)間是制梁的控制點(diǎn)，在整個(gè)預(yù)制過程中內(nèi)膜的占用時(shí)間比較長。

2.1.2 制梁區(qū)的面積參數(shù)

制梁臺(tái)座所占的面積，預(yù)制箱梁面積32.6×（12+0.8×2）＝443.36m2，距離外側(cè)軌道龍門的安全距離和施工空間取4m，錯(cuò)位式臺(tái)座間的距離可以預(yù)留2m，占地面積32.6×（4+2）＝195.66m2。

箱梁在預(yù)制完成后采用輪胎式搬運(yùn)梁機(jī)，采用搬運(yùn)梁機(jī)時(shí)需要修筑搬運(yùn)通道，搬運(yùn)梁機(jī)橫向輪胎寬度為6m，運(yùn)輸過程中需要外側(cè)的安全距離和水溝距離各預(yù)留1m，縱向臺(tái)座間的距離按8m最小距離，錯(cuò)位式每一個(gè)制梁臺(tái)座的占地面積約為1660 m2。

2.2 存梁區(qū)配置

存梁臺(tái)座配置的數(shù)量需要考慮箱梁從預(yù)制到箱梁開始架設(shè)之間的時(shí)間，例如：箱梁初張拉提出模板到存梁臺(tái)座到終張拉的時(shí)間是均不等，如東北地區(qū)在4月和10月份（最不利因素情況下）制梁到終張拉時(shí)間是15天，張拉壓漿需要1天，壓漿完成28天后可以架設(shè)箱梁。即1孔梁在梁場存放的最短時(shí)間是44天，44天的生產(chǎn)能力是88孔箱梁，考慮周轉(zhuǎn)時(shí)間和其他的外部因素，梁場存梁臺(tái)座需要88×1.5＝132座。為了節(jié)約施工用地可以采用雙層存梁臺(tái)座進(jìn)行存梁，終張拉需要15天，每天制梁2孔不能存放在上層，因此單層存梁需要30座，在施工中有倒運(yùn)、搬運(yùn)箱梁的影響，單層存梁的富余量按照1.2倍系數(shù)計(jì)算單層存梁臺(tái)座工序要36座。雙層存梁臺(tái)座為（132-36）/2＝48。因此梁場的存梁臺(tái)座需要36單/48雙共84個(gè)。由于客專規(guī)范要求每60孔箱梁需要進(jìn)行做一次靜載試驗(yàn)，需要設(shè)置靜載試驗(yàn)臺(tái)座1個(gè)，設(shè)計(jì)時(shí)按照雙層存梁臺(tái)座，并且滿足24m梁和32m梁梁型共同使用特點(diǎn)。

每個(gè)存梁臺(tái)座的大小需要考慮箱梁的長度和寬度。存梁布置時(shí)橫排間隔可以采用箱梁見最小作業(yè)距離40cm，縱向距離考慮搬運(yùn)梁機(jī)的寬度6m，兩側(cè)各預(yù)留1米的安全距離后縱向可以選擇最小8m的寬度。因此按照最小距離計(jì)算每個(gè)存梁臺(tái)座的面積為520m2。

2.3 拌合站配置

梁場混凝土拌合站的生產(chǎn)供應(yīng)能力主要考慮梁場每天的生產(chǎn)能力，規(guī)范要求箱梁混凝土澆筑宜在6小時(shí)內(nèi)完成，每孔箱梁的混凝土是330m3,需要66m3/時(shí)的攪拌機(jī)，以配置HZS120混凝土拌合站為例，每盤料為2m3，上料及攪拌時(shí)間總共需要3～4分鐘，每小時(shí)攪拌混凝土為30～40m3，配置2臺(tái)HZS120混凝土拌合站，或3臺(tái)HZS90混凝土拌合站即可保證90m3/時(shí)的混凝土，采用HZS90型拌合站保證在一機(jī)出現(xiàn)問題后另外兩臺(tái)順利完成任務(wù)。

2.3.1 混凝土土的輸送設(shè)備可以采用下列三種方式

1）混凝土輸送泵+管道+布料機(jī)

在混凝土攪拌站下安裝HBT90C型混凝土輸送泵，采用固定管道輻射到每個(gè)制梁臺(tái)座的固定布料機(jī)位置，澆筑混凝土?xí)r連接布料機(jī)和管道進(jìn)行澆筑。此法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了5輛7m3混凝土運(yùn)輸車，司機(jī)，施工簡單效力比較高；缺點(diǎn)就是增加部分固定的輸送管道和管道的保護(hù)埋設(shè)的槽道，同時(shí)混凝土的管道運(yùn)輸容易出現(xiàn)堵塞管道，難以清理等特點(diǎn)。

機(jī)械配置如下：HBT90C型混凝土輸送泵2臺(tái)、布料機(jī)3臺(tái)、管道數(shù)量較大。

2）混凝土輸送泵+混凝土運(yùn)輸罐車+布料機(jī)

拌合后的混凝土經(jīng)過運(yùn)輸罐車運(yùn)輸?shù)捷斔捅美?，通過輸送泵泵送到布料機(jī)內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑。優(yōu)點(diǎn)比較靈活且不受管道堵塞的危害；缺點(diǎn)是箱梁的混凝土澆筑速度快、方量大需要增加5輛7m3混凝土運(yùn)輸車。

機(jī)械配置如下：HBT90C型混凝土輸送泵2臺(tái)、混凝土運(yùn)輸罐車5輛、布料機(jī)3臺(tái)。

3）混凝土運(yùn)輸罐車+汽車泵

拌合后的混凝土經(jīng)過運(yùn)輸罐車運(yùn)送到汽車泵，再由汽車泵直接泵送入模板。此法優(yōu)點(diǎn)是混凝土澆筑比較靈活，適用于各種形式的混凝土澆筑，可以節(jié)省3臺(tái)布料機(jī)；缺點(diǎn)是混凝土汽車泵的費(fèi)用比較高，且一旦機(jī)械出現(xiàn)問題即將面臨停工的危險(xiǎn)。

機(jī)械配置如下：汽車泵1臺(tái)1備、混凝土運(yùn)輸罐車5輛。

2.3.2 拌合站儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存量

按照每天預(yù)制兩孔32.6m箱梁的速度，每天需要消耗水泥205.92 T、礦粉63.36 T、粉煤灰47.52 T、中粗砂需要463.3T、碎石需要724.68T、減水劑2.376T、水93.04T，拌合站必須滿足最少3天的膠凝材料的儲(chǔ)量即可：因此每個(gè)站需要150t水泥儲(chǔ)存罐4個(gè)，100t礦粉罐2個(gè)，100t粉煤灰罐2個(gè)，減水劑罐需要1個(gè)。根據(jù)對(duì)拌合站使用情況的分析得出按照兩臺(tái)HZS120的拌合站配置需要占地2400m2，3臺(tái)HZS90拌合站需要占地面積7081m2，選擇三臺(tái)HZS90拌合站有利于其中一臺(tái)機(jī)械出項(xiàng)故障而不影響箱梁正常澆筑，選兩臺(tái)HZS120拌合站機(jī)械出現(xiàn)故障需要采取相應(yīng)的措施。

2.4 鋼筋加工區(qū)及綁扎區(qū)

鋼筋加工場主要包括鋼筋臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)、鋼筋調(diào)直區(qū)、鋼筋切割區(qū)、鋼筋彎制區(qū)、半成品堆放區(qū)和成品堆放區(qū)。

鋼筋加工在專門的廠房內(nèi)加工，根據(jù)每天預(yù)制兩片箱梁，在考慮3天的富余量，需要加工8×53.5T=428T鋼筋。鋼筋臨時(shí)存放考慮10天的量10×53.5T=535T鋼筋，需要占地面積2000m2。

根據(jù)梁場規(guī)劃布置，鋼筋加工可分為集中加工和分散加工。

鋼筋集中加工只需要設(shè)置一個(gè)大的加工廠房，廠房內(nèi)設(shè)置鋼筋的對(duì)焊機(jī)、剪切機(jī)和彎曲機(jī)，作業(yè)區(qū)形成流水作業(yè)，運(yùn)到梁場內(nèi)的各種材料直接放至鋼筋加工棚內(nèi)，表示其狀態(tài)，鋼筋加工完成后直接存放在鋼筋加工棚的兩端、按照各種型號(hào)進(jìn)行存放區(qū)域的劃分。但成品鋼筋二次運(yùn)輸距離相對(duì)來說比較遠(yuǎn)。

鋼筋綁扎目前我過采用兩種綁扎的方式：整體式綁扎與分開式綁扎。

1)整體式綁扎在專用的模具型上進(jìn)行綁扎，綁扎區(qū)域設(shè)置在制梁臺(tái)座的兩端，為保證每天2孔箱梁的預(yù)制，頂板鋼筋綁扎需要需要設(shè)置模具4個(gè)，每個(gè)模具占地面積12×32.6＝391.2m2，安全距離13.5×32.6＝440.1m2（目前我國很少采用這種方式）。

2）分開式綁扎設(shè)置兩個(gè)區(qū)域，分別設(shè)在制梁臺(tái)座的兩端，方便50T的龍門吊吊裝，運(yùn)輸，可提高制梁功效。鋼筋骨架綁扎和安裝，每片梁需要30個(gè)小時(shí)，鋼筋占用胎具需要1天的時(shí)間，保證每天施工2孔梁的需要底腹板鋼筋胎具各需要4套。胎具占地面積應(yīng)考慮作業(yè)人員的操作空間。低、腹板頂板的鋼筋可以和制梁臺(tái)座并排布置，低、腹板頂板的鋼筋可以和制梁臺(tái)座并排布置需要1500m2。

2.5 砂、石存料場地的配置

32m箱梁混凝土總方量約為330m3，根據(jù)C50混凝土配合比一般情況，按照每天生產(chǎn)2孔的能力，大致需要砂子400m3，碎石600m3。

每日需要的中粗砂存儲(chǔ)高度按照3米計(jì)算，按1∶1的坡率堆放，需要275m2，每日需要碎石的存儲(chǔ)高度按照3米計(jì)算，按1∶1的坡率堆放，需要310m2。砂石的存儲(chǔ)數(shù)量按照7天箱梁施工的數(shù)量需要1755m2,由于檢查需要一個(gè)過程，因此砂石材料需要設(shè)置一個(gè)檢查區(qū)是1755m2。由于碎石需要二次清洗，清洗機(jī)械和碎石存量和水池按照1000m2。砂石材料場地共需要4510m2。

2.6 提、運(yùn)梁通道

箱梁預(yù)制完成后需要提梁出模板，縱、橫向搬運(yùn)至存梁臺(tái)座進(jìn)行下道工序，待箱梁需要架設(shè)時(shí)搬、運(yùn)梁至提梁站專業(yè)臺(tái)座或裝運(yùn)量到運(yùn)梁車。在整個(gè)提、運(yùn)環(huán)節(jié)中對(duì)主要的提、運(yùn)梁通道的頻繁使用，因此提運(yùn)梁通道道路的修建將有為重要。

梁場的主要通道包括提、運(yùn)梁通道，制、存梁臺(tái)座間通道。主通道的長度應(yīng)考慮制梁、存梁區(qū)的布置長度再增加半個(gè)提梁機(jī)的寬圖+2m的安全距離進(jìn)行布置。

如果選用其他型號(hào)的提梁機(jī)，應(yīng)根據(jù)各自的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

2.7 試驗(yàn)區(qū)

1）試驗(yàn)室辦公區(qū)

試驗(yàn)區(qū)主要包括以下十一個(gè)部室：資料室、耐久室、計(jì)量室、留養(yǎng)室、化學(xué)室、水泥室、養(yǎng)護(hù)室、成型室、力學(xué)室、集料室及接待室等，試驗(yàn)室除了養(yǎng)護(hù)室采用磚房砌筑外，其余的采用15cm彩鋼板，共占地面積6×38.4=230.4m2。

2）試驗(yàn)室生活區(qū)

試驗(yàn)室生活區(qū)主要用于試驗(yàn)辦公場所人員的休息，住房采用彩鋼板房搭建，滿足2～3人住房，共占地面積1274.4m2。

2.8 辦公生活區(qū)

梁場辦公區(qū)：梁場的辦公區(qū)主要分為：經(jīng)理辦公室、副經(jīng)理辦公室、總工辦公室、計(jì)財(cái)部、計(jì)和部、安質(zhì)部、工程部、物資部和綜合事務(wù)部。梁場辦公區(qū)主要用于現(xiàn)場施工人員辦公及值班休息，辦公用房采用15cm彩鋼板房，辦公室內(nèi)設(shè)用供暖設(shè)施，辦公區(qū)占地面積655.2平米。

梁場生活區(qū)：梁場生活區(qū)主要是專業(yè)化作業(yè)隊(duì)伍的生活地方。設(shè)有彩鋼板房130間，配置相應(yīng)的食堂、洗漱間、衛(wèi)生間、洗浴間等相關(guān)生活設(shè)施，平均每人2.5～3.0m2，滿足800名施工作業(yè)人員生活要求。生活區(qū)設(shè)置排水溝，門前地面用水泥砂漿硬化，保證生活區(qū)內(nèi)的干凈整潔。同時(shí)設(shè)防火、防盜等安全設(shè)施。

2.9 其他附屬區(qū)

臨時(shí)設(shè)備構(gòu)配件、污水處理池、加油庫房、磅房、鍋樓房及存煤區(qū)共占地面積9957.26m2。

3 結(jié)束語

根據(jù)以上各個(gè)功能區(qū)的配置和情況介紹，掌握高速鐵路大型預(yù)制場在規(guī)劃建設(shè)中充分考慮的各個(gè)因素，合理布置梁場節(jié)約臨時(shí)建設(shè)用地和建設(shè)資金提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)。確定梁場規(guī)模的總體原則就是每天的預(yù)制工程量確定各個(gè)功能區(qū)的面積大小和人員、設(shè)備的基本配置情況，為以后的鐵路大型預(yù)制場的建設(shè)提供一條捷徑。