鐵路主要大型臨時(shí)工程設(shè)計(jì)技術(shù)探析

張立青

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600)

1 概述

鐵路工程可分為基本工程和輔助工程，基本工程包括路基、橋涵、隧道及明洞、軌道、通信、信號(hào)、信息、電力、電力牽引供電、房屋、其他運(yùn)營生產(chǎn)設(shè)備及建筑物等正式永久工程;輔助工程由臨時(shí)工程和過渡工程組成［1］。

大型臨時(shí)工程(以下簡稱大臨工程)是鐵路工程重要組成部分，是保證正式工程順利實(shí)施的重要輔助工程。大臨工程設(shè)計(jì)直接影響鐵路工程征地、環(huán)保、水保、復(fù)墾、安全、質(zhì)量、進(jìn)度等，大臨工程投資一般占靜態(tài)投資的1.0% ～1.5%，間接影響工程投資達(dá)2.0%～3.0%［2－4］。但在傳統(tǒng)大臨工程設(shè)計(jì)技術(shù)上，相對(duì)于基本工程來說是落后的;隨著近年鐵路科學(xué)發(fā)展，鐵道行業(yè)針對(duì)大臨工程做了大量工作，相繼發(fā)布了系列標(biāo)準(zhǔn)和文件，并要求針對(duì)制(存)梁場、軌道板(枕)場等要求完成地質(zhì)鉆探工作和施工圖設(shè)計(jì)［5］。文章依托大臨工程設(shè)計(jì)技術(shù)積累，結(jié)合科技研發(fā)項(xiàng)目《鐵路主要大型臨時(shí)工程計(jì)算方法及設(shè)計(jì)技術(shù)研究》和鐵道行業(yè)系列大臨工程標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì))編制成果，以若干工程為例，對(duì)主要大臨工程設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行綜合分析和論述。

2 大臨工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、基本要求和基本思路

2.1 內(nèi)容和特點(diǎn)

大臨工程包括拌和站(混凝土集中拌和站、填料集中拌和站)，鋪軌基地(普通線路鋪軌基地、無縫線路鋪軌基地、道砟存放場)，軌道板(枕)預(yù)制場(無砟軌道板預(yù)制場、雙塊式軌枕預(yù)制場)，材料廠，制存梁場(箱梁預(yù)制場、T梁制存梁場)，鐵路岔線、便線與便橋，汽車運(yùn)輸便道(運(yùn)梁便道、汽車運(yùn)輸便道)，臨時(shí)管線路等設(shè)施(通信、電力、給水干管道)，鋼梁拼裝場，臨時(shí)渡口、碼頭、棧橋等［6］。從設(shè)計(jì)角度來看，大臨工程主要有如下特點(diǎn)。

(1)占地面積大、工程數(shù)量大、投資額度大，整體規(guī)劃設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)完整

大臨工程普遍占地面積大、工程數(shù)量大、投資額度大，以箱梁制梁場為例，占地面積數(shù)百畝，土建投資數(shù)千萬，整體規(guī)劃設(shè)計(jì)選址、關(guān)鍵參數(shù)擬定將直接影響整體投資、占地等，規(guī)劃設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)完整。

(2)工序復(fù)雜、工藝完整，兼具工廠和工場特點(diǎn)，平面布置設(shè)計(jì)要求通順流暢

大臨工程具現(xiàn)場工場性質(zhì)，但在使用中又兼具工廠特點(diǎn)，如箱梁或軌道板預(yù)制場，其預(yù)制產(chǎn)品屬于工業(yè)產(chǎn)品，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)控制嚴(yán)格，變形量一般以mm級(jí)控制［7－8］，須取得生產(chǎn)許可證方可制造，故在平面布置設(shè)計(jì)上應(yīng)嚴(yán)格按照工廠生產(chǎn)工序和工藝流程進(jìn)行。

(3)土建種類多，設(shè)計(jì)壽命短，部分土建標(biāo)準(zhǔn)要求相當(dāng)嚴(yán)格，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求兼顧全面

作為輔助工程，大臨工程設(shè)計(jì)使用壽命較短，但部分土建結(jié)構(gòu)如輪軌式提梁機(jī)軌道基礎(chǔ)荷載重大、標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格［9－10］，土建結(jié)構(gòu)的繁雜性決定不能按照一種標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計(jì)，需要根據(jù)不同的大臨工程自身特點(diǎn)，建立并完善大臨工程土建結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。

(4)機(jī)械種類多，配置復(fù)雜，機(jī)械配置要求科學(xué)經(jīng)濟(jì)

近年來大臨工程場內(nèi)施工機(jī)械化水平大幅提高，以集中工廠化生產(chǎn)的混凝土拌和站為例，包括混凝土制備機(jī)械、混凝土輸送機(jī)械、冬夏期施工設(shè)備、其他機(jī)械(原材料稱量、運(yùn)輸機(jī)械，骨料清洗設(shè)備，供電設(shè)施和供暖設(shè)施，場地灑水和車輛清洗設(shè)備)等，供應(yīng)方向則有線下工程、混凝土梁預(yù)制場、無砟軌道板預(yù)制場、雙塊式軌枕預(yù)制場、小型構(gòu)件預(yù)制場等［11］，機(jī)械種類繁多復(fù)雜、能力相差很大，必須實(shí)現(xiàn)機(jī)械配置的科學(xué)經(jīng)濟(jì)。

2.2 設(shè)計(jì)基本要求

大臨工程設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全適用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)的基本要求。

(1)安全適用是指在大臨工程施工、為基本工程提供服務(wù)、拆除等整個(gè)過程中的安全、質(zhì)量、適用性和進(jìn)度，安全適用不僅僅針對(duì)基本工程，對(duì)大臨工程自身在使用壽命中也有著相同的要求。

(2)經(jīng)濟(jì)環(huán)保是指大臨工程在保證基本工程建設(shè)前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用地、節(jié)省投資、環(huán)保節(jié)能、永臨結(jié)合等目標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)和文物保護(hù)。

(3)技術(shù)先進(jìn)是指在大臨工程設(shè)計(jì)、施工過程中采用四新技術(shù)，從技術(shù)角度上保證安全適用和經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

傳統(tǒng)大臨工程設(shè)計(jì)認(rèn)為設(shè)計(jì)的核心為安全適用，但是從近年鐵路的發(fā)展趨勢來看，僅安全適用不能滿足鐵路科學(xué)發(fā)展要求，集中表現(xiàn)在對(duì)征地、環(huán)保、水保、復(fù)墾和投資的影響，須將安全適用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)三者同時(shí)作為工程設(shè)計(jì)的核心理念，以實(shí)現(xiàn)大臨工程設(shè)計(jì)的精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化設(shè)計(jì)。

2.3 精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化工程設(shè)計(jì)的基本思路

根據(jù)對(duì)大臨工程設(shè)計(jì)技術(shù)研發(fā)和對(duì)以制存梁場、軌道板(枕)預(yù)制場、拌和站和鋪軌基地等主要大臨設(shè)計(jì)實(shí)踐，大臨工程設(shè)計(jì)的精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化設(shè)計(jì)主要思路如下。

(1)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)

整體規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)確定工程數(shù)量、分布和選址，確定生產(chǎn)能力和關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算公式，建立生產(chǎn)能力、關(guān)鍵參數(shù)、占地面積等之間匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)工程整體規(guī)劃階段的量化設(shè)計(jì)。

(2)平面布置設(shè)計(jì)

平面布置設(shè)計(jì)應(yīng)樹立生產(chǎn)線為主線有效合理串聯(lián)各功能區(qū)的理念，建立主要大臨工程布置型式圖庫(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì))，實(shí)現(xiàn)場內(nèi)各功能集約使用土地和高效生產(chǎn)相統(tǒng)一。

(3)土建結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)

土建結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)宜根據(jù)大臨工程場內(nèi)不同土建結(jié)構(gòu)物使用頻率、破壞后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要性分級(jí)，結(jié)合自身特點(diǎn)，采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)的可靠度，采用以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)物安全可靠同時(shí)降低工程投資。

(4)機(jī)械設(shè)備配置

機(jī)械設(shè)備配置應(yīng)確定大臨工程機(jī)械設(shè)備配置的主要依據(jù)、選型原則、選擇方法、配套技術(shù)，以充分發(fā)揮各種作業(yè)機(jī)具的協(xié)同作業(yè)效率為原則，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)備、機(jī)具配置，節(jié)約資源目標(biāo)。

3 大臨工程整體規(guī)劃設(shè)計(jì)

整體規(guī)劃設(shè)計(jì)是大臨工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和先導(dǎo)，整體規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)通過大量的相關(guān)大臨設(shè)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)、分析、處理，實(shí)現(xiàn)量化設(shè)計(jì)，從而從根本環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)控制用地面積、節(jié)省工程投資目標(biāo)。本部分結(jié)合CRTSⅡ型軌道板預(yù)制場整體規(guī)劃設(shè)計(jì)為例進(jìn)行敘述。

3.1 數(shù)量、分布與選址

CRTSⅡ型軌道板預(yù)制場選址應(yīng)考慮以下主要原則進(jìn)行數(shù)量、分布設(shè)置和選址。

(1)預(yù)制場的數(shù)量和位置應(yīng)從全線角度考慮設(shè)置，統(tǒng)籌安排;從工期和經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析計(jì)算統(tǒng)計(jì)可得預(yù)制場建設(shè)工期(包括試生產(chǎn)和上道審查)不宜超過6個(gè)月，生產(chǎn)和鋪設(shè)工期宜為8～12個(gè)月，生產(chǎn)工期和鋪設(shè)工期宜相等，生產(chǎn)工期和鋪設(shè)工期相差時(shí)間不宜超過2個(gè)月，一般可按生產(chǎn)工期和鋪設(shè)工期為12個(gè)月考慮;根據(jù)CRTSⅡ型無砟軌道板鋪設(shè)尺寸得預(yù)制場供應(yīng)半徑可按40～80 km考慮進(jìn)行數(shù)量和分布設(shè)置［12］。

(2)預(yù)制場應(yīng)選在供應(yīng)范圍的中點(diǎn)附近，挑選平坦開闊的地段;其他選址原則略，具體可參考文獻(xiàn)［12］。

3.2 生產(chǎn)能力與關(guān)鍵參數(shù)匹配關(guān)系建立

大臨工程應(yīng)根據(jù)其種類和生產(chǎn)能力選擇確定控制性關(guān)鍵參數(shù)，CRTSⅡ型無砟軌道板預(yù)制場控制生產(chǎn)能力的關(guān)鍵參數(shù)包括制板周期、存板時(shí)間、存板方式、制板臺(tái)座(模型)數(shù)量、存板臺(tái)座數(shù)量等，其中制板周期、存板時(shí)間、存板方式等根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)得出，制板臺(tái)座(模型)數(shù)量和存板臺(tái)座數(shù)量等應(yīng)進(jìn)行推導(dǎo)，本部分僅以CRTSⅡ型軌道板制板模型和成品板存板臺(tái)座數(shù)量確定為例敘述。

(1)CRTSⅡ型軌道板預(yù)制場可按以下公式確定制板模型數(shù)量:

式中 M——制板模型數(shù)量，套;

R——設(shè)計(jì)供應(yīng)線路半徑，km;

L——軌道板單塊長度，m;

Ts——預(yù)制場生產(chǎn)工期，月;

k——備用系數(shù)，可取1.0 ～1.2;

2×2——常數(shù)，2×2為雙線雙向，1 000為千米與米的轉(zhuǎn)換系數(shù)，每月按25個(gè)工作日計(jì)。

(2)成品板存放臺(tái)座數(shù)量可按如下公式計(jì)算

式中 Np——成品存板臺(tái)座數(shù)量，套;

Tc——存板周期，月;

np——成品板疊放層數(shù)，不宜超過9;

k——備用系數(shù)，可取1.0 ～1.2;

n——預(yù)制場計(jì)劃每天制板數(shù)量。

3.3 工程實(shí)例

［8］中相關(guān)工程實(shí)例。

4 大臨工程平面布置設(shè)計(jì)

平面布置設(shè)計(jì)宜建立大臨工程為正式工程提供產(chǎn)品生產(chǎn)線的理念，并通過生產(chǎn)線的不同過程(階段)將大臨工程進(jìn)行分區(qū)和串聯(lián)，確定生產(chǎn)線為平面布置的核心，并在此基礎(chǔ)上圍繞生產(chǎn)線進(jìn)行平面布置、土建平面布置和輔助工程布置等后續(xù)工作。本部分結(jié)合箱梁預(yù)制場平面布置設(shè)計(jì)進(jìn)行敘述。

4.1 生產(chǎn)線確定與功能分區(qū)

箱梁預(yù)制場生產(chǎn)線應(yīng)根據(jù)箱梁生產(chǎn)流程確定，預(yù)制生產(chǎn)線是箱梁制、搬(移)、存、提(運(yùn))等一整套流程控制下鋼筋綁扎臺(tái)座、制梁臺(tái)座、搬梁通道(搬、移梁軌道)、存梁臺(tái)座、提梁上橋軌道(運(yùn)梁出場通道)及其附屬設(shè)備和設(shè)施組成制梁單元集合。預(yù)制場平面布置，應(yīng)以生產(chǎn)線布置為核心，其他區(qū)域及設(shè)施的布置應(yīng)圍繞生產(chǎn)線進(jìn)行。

確定箱梁預(yù)制場生產(chǎn)線之后，即可根據(jù)箱梁在生產(chǎn)的流程，將箱梁預(yù)制場分為保障區(qū)、制梁區(qū)、存梁區(qū)、提梁上橋區(qū)(裝車區(qū))、辦公區(qū)和生活區(qū)等［13］，各功能區(qū)的具體組成和要求可參考《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁預(yù)制場建設(shè)技術(shù)指南》(TZ321—2009)。

4.2 方案布置與比選

箱梁預(yù)制場平面布置方案主要體現(xiàn)在生產(chǎn)線的布置形式上，按照生產(chǎn)線的排列、數(shù)量等特征可分為橫列式、縱列式和縱橫混合式。其中橫列式根據(jù)箱梁上線(上橋)方式不同，可分為運(yùn)梁車運(yùn)輸箱梁出場、箱梁通過提梁平臺(tái)上橋和箱梁通過搬梁機(jī)直接上線布置形式;縱列式根據(jù)生產(chǎn)線數(shù)量不同分為單條生產(chǎn)線和多條生產(chǎn)線縱列式布置形式［14］，各種不同形式制梁場布置及適用性可參考文獻(xiàn)［14］。

4.3 土建平面布置與輔助工程布置

制梁場土建包括混凝土拌和站、鋼筋綁扎臺(tái)座、制梁臺(tái)座、存梁臺(tái)座、搬梁通道(搬、移梁軌道)、存梁臺(tái)座、提梁上橋軌道(運(yùn)梁出場通道)及其他附屬設(shè)施，這些主要土建結(jié)構(gòu)也是生產(chǎn)線的基本組成，其布置應(yīng)圍繞核心土建結(jié)構(gòu)(制梁臺(tái)座和存梁臺(tái)座)進(jìn)行，在平面方案布置選定之后，即可根據(jù)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)確定的關(guān)鍵參數(shù)，結(jié)合平面布置形式，進(jìn)行土建平面布置。

輔助工程布置包含運(yùn)輸?shù)缆贰㈦娏?、給水輸水、雨污排水、熱力、混凝土輸送以及其他工程管線系統(tǒng)等布置［15］，輔助工程應(yīng)結(jié)合確定的平面布置形式、土建平面等因素按專業(yè)進(jìn)行，其布置要求可參考《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁預(yù)制場建設(shè)技術(shù)指南》(TZ321—2009)。

4.4 工程實(shí)例

可參考文獻(xiàn)［14］中相關(guān)工程實(shí)例。

5 大臨工程土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)階段，我國鐵路工程設(shè)計(jì)是基于容許應(yīng)力法的，但鐵路工程結(jié)構(gòu)采用極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計(jì)是趨勢，鐵道行業(yè)正在進(jìn)行系統(tǒng)轉(zhuǎn)軌［16-17］，大臨工程作為鐵路工程和建筑工程交叉工程，更宜提早進(jìn)行轉(zhuǎn)軌。

5.1 土建結(jié)構(gòu)的分類

根據(jù)研究成果［18］，可將大臨工程土建結(jié)構(gòu)分為承受重大移動(dòng)荷載的土建結(jié)構(gòu)和一般土建結(jié)構(gòu)，承受重大移動(dòng)荷載的土建結(jié)構(gòu)物包括鐵路岔線、便線與便橋，汽車運(yùn)輸便道，臨時(shí)渡口、碼頭、棧橋等，此部分宜依據(jù)現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范取相應(yīng)等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)［6］;其他主要大臨工程等宜結(jié)合實(shí)際特點(diǎn)，按照極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以下主要針對(duì)一般土建結(jié)構(gòu)物計(jì)算方法進(jìn)行敘述。

5.2 土建結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)的基本思路

作用、抗力、可靠性構(gòu)成大臨土建結(jié)構(gòu)計(jì)算的三要素，但是需要強(qiáng)調(diào)，相對(duì)于正式工程，大臨工程土建結(jié)構(gòu)較短壽命和較低可靠性是需要重點(diǎn)考慮的。結(jié)合大臨工程土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)性因素、課題研究成果和設(shè)計(jì)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可認(rèn)為大臨工程土建結(jié)構(gòu)失效概率Pf取為10－3～10－4量級(jí)是可滿足大臨工程在5年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)使用要求的，給出的大臨工程土建結(jié)構(gòu)目標(biāo)控制性可靠指標(biāo)β和對(duì)應(yīng)失效概率Pf列于表1。

表1 鐵路大臨工程土建結(jié)構(gòu)控制性目標(biāo)可靠指標(biāo)β對(duì)應(yīng)的失效概率P f

5.3 土建結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)

(1)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀況

大臨工程土建結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài):承載能力極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形;正常使用極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)達(dá)到正常使用的某項(xiàng)規(guī)定限值。兩種狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式應(yīng)符合《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50153—2008)的相關(guān)規(guī)定［19］。

大臨工程土建結(jié)構(gòu)一般可分為持久設(shè)計(jì)狀況和短暫設(shè)計(jì)狀況，一般可不考慮偶然設(shè)計(jì)狀況和地震設(shè)計(jì)狀況(必要時(shí)應(yīng)針對(duì)偶然狀況和地震狀況采取相應(yīng)措施)。持久設(shè)計(jì)狀況應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，短暫設(shè)計(jì)狀況應(yīng)進(jìn)行承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，必要時(shí)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。

(2)荷載與荷載(效應(yīng))組合

作用在大臨工程土建結(jié)構(gòu)上的荷載可分為恒載和活載:對(duì)恒載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值;承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)或正常使用極限狀態(tài)按標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)活載應(yīng)按組合規(guī)定采用標(biāo)準(zhǔn)值或組合值作為代表值。

大臨工程土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，可按基本組合進(jìn)行;進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，一般按不可逆正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行。

(3)分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)方法

分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)根據(jù)荷載(或作用)基本變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和目標(biāo)可靠指標(biāo)按公式計(jì)算確定;以某箱梁制梁場制梁區(qū)輪軌式搬梁機(jī)軌道基礎(chǔ)承載能力極限狀態(tài)為例，由于其作用和作用效應(yīng)可按線性關(guān)系考慮，作用效應(yīng)基本組合公式

式中 γGi——第i個(gè)恒載的分項(xiàng)系數(shù);

SGik——第i個(gè)恒載作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);

SQ1k——第一個(gè)活載(主導(dǎo)活載)標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);

γQ1——第一個(gè)活載(主導(dǎo)活載)的分項(xiàng)系數(shù);

γQj——第j個(gè)活載的分項(xiàng)系數(shù);

SQjk——第j個(gè)活載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);

ψcj——第j個(gè)活載Qj的組合值系數(shù)。

取恒載分項(xiàng)系數(shù)γG1=1.1，搬梁機(jī)荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ1=1.2，門式吊機(jī)荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ2=1.2，組合系數(shù)ψc2=0.8，計(jì)算可靠指標(biāo)β=2.88，對(duì)應(yīng)失效概率Pf=2.0 ×10－3。將其代入公式(3)，則得

5.4 工程實(shí)例

可參考文獻(xiàn)［10］中相關(guān)工程實(shí)例。

6 大臨工程機(jī)械配置

大臨工程機(jī)械設(shè)備配置是保證機(jī)械化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，應(yīng)以充分發(fā)揮各種作業(yè)機(jī)具的協(xié)同作業(yè)效率為原則，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)備、機(jī)具配置，節(jié)約資源目標(biāo)。

6.1 機(jī)械設(shè)備的分類

大臨工程機(jī)械設(shè)備整體上可分為通用機(jī)械和專用機(jī)械，不同大臨工程通用機(jī)械和專用機(jī)械包含的內(nèi)容不同。以T形梁預(yù)制場為例，通用機(jī)械包含鋼筋加工機(jī)械、混凝土施工機(jī)械、預(yù)應(yīng)力施工機(jī)械、一般起重機(jī)械、常用制式器材和發(fā)電機(jī)、蒸養(yǎng)設(shè)備、壓漿設(shè)備、防水層鋪設(shè)機(jī)械等，專用機(jī)械則為針對(duì)T形梁自身制、搬(移)、運(yùn)工程特點(diǎn)而配置的機(jī)械設(shè)備，包括T形梁成套模板、搬梁機(jī)(移梁小車)、自調(diào)平式運(yùn)梁車(鐵路專用運(yùn)梁車)等［20］。

6.2 機(jī)械設(shè)備配置

大臨工程場內(nèi)機(jī)械配置應(yīng)與其施工方法配套，與施工工期相適應(yīng)，滿足質(zhì)量、安全要求，一般以專用機(jī)械配置為核心進(jìn)行通用機(jī)械配置，應(yīng)注重發(fā)揮機(jī)械總體最大效率，場內(nèi)施工機(jī)械配置的生產(chǎn)能力大于均衡施工能力，均衡施工能力大于施工進(jìn)度指標(biāo)要求。本部分結(jié)合混凝土拌和站簡述機(jī)械配置技術(shù)。

混凝土拌和站專用機(jī)械包括混凝土制備機(jī)械、混凝土輸送機(jī)械，通用機(jī)械則包括原材料稱量、原材料運(yùn)輸、骨料清洗設(shè)備、供電設(shè)施、供暖設(shè)施、場地灑水及設(shè)備清潔設(shè)施、試驗(yàn)檢測設(shè)備、其他設(shè)施設(shè)備等?；炷涟韬驼緳C(jī)械規(guī)格、型號(hào)和數(shù)量應(yīng)滿足集中攪拌混凝土的數(shù)量、質(zhì)量和進(jìn)度要求，通用機(jī)械配置應(yīng)圍繞混凝土制備機(jī)械、輸送機(jī)械配置進(jìn)行。專用機(jī)械配置基本原則是混凝土制備機(jī)械和輸送機(jī)械配置應(yīng)根據(jù)單位時(shí)間混凝土的最大需求量進(jìn)行，以滿足單位時(shí)間最大生產(chǎn)量要求和混凝土生產(chǎn)總體進(jìn)度為原則。部分專用機(jī)械的配置可按如下公式進(jìn)行。

(1)混凝土攪拌站

式中 Q——混凝土攪拌站容量，m3;

n——混凝土攪拌機(jī)臺(tái)數(shù);

V——混凝土需求量，m3/h;

t1——混凝土攪拌機(jī)每拌和一次混凝土的攪拌時(shí)間，min;

t2——混凝土攪拌機(jī)每拌和一次混凝土的出料時(shí)間，min;

K1——混凝土攪拌機(jī)利用系數(shù)，無資料時(shí)可取0.9;

K2——工作時(shí)間利用系數(shù)，無資料時(shí)可取0.9。

應(yīng)注意，由于鐵路混凝土廣泛進(jìn)行雙摻，鐵路混凝土攪拌站理論生產(chǎn)率中的單臺(tái)攪拌機(jī)生產(chǎn)率應(yīng)按照攪拌周期進(jìn)行確定，而不是銘牌標(biāo)示的理論單機(jī)生產(chǎn)率。

(2)混凝土攪拌運(yùn)輸車

混凝土攪拌運(yùn)輸車的配置數(shù)量與單位時(shí)間混凝土實(shí)際需求量以及運(yùn)輸距離有關(guān)，可按下式進(jìn)行計(jì)算

式中 N——所需配備的混凝土運(yùn)輸車臺(tái)數(shù);

Q——單位時(shí)間混凝土實(shí)際最大需求量，m3/h;

q——混凝土運(yùn)輸車容量，m3;

v——混凝土運(yùn)輸車車速，km/h，無資料時(shí)可取30 km/h;

l——攪拌站到施工現(xiàn)場往返距離，km/h;

t——由于客觀原因造成的停車時(shí)間，min，一個(gè)運(yùn)輸周期總停歇時(shí)間包含裝料、卸料、停歇和沖洗等時(shí)間［21-22］。

6.3 工程實(shí)例

可參考文獻(xiàn)［22］中相關(guān)工程實(shí)例。

7 結(jié)語

文章依托我院鐵路大臨工程設(shè)計(jì)研究成果，結(jié)合若干大臨工程設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)鐵路大臨工程設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了敘述，近年在鐵路行業(yè)的規(guī)模應(yīng)用證明，采用本技術(shù)可實(shí)現(xiàn)安全適用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)的大臨工程建設(shè)目標(biāo)，項(xiàng)目組針對(duì)鐵路大臨工程編制系列鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、建設(shè)技術(shù)指南和機(jī)械配置指導(dǎo)意見，希望本文、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)對(duì)鐵路大型臨時(shí)工程的設(shè)計(jì)起到有益作用。

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