軟基地段狹小場地預(yù)制梁場規(guī)劃及臺座優(yōu)化改建技術(shù)

許智林 （中鐵十七局集團(tuán)第六公司有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

湄渝高速公路莆田段A3合同段路線全長2.628km，工程內(nèi)容為0.5座黃石高架橋和1座三江口樞紐互通，計(jì)劃工期18個(gè)月。本合同段共有預(yù)制梁片1494片，其中T梁508片，箱梁610片，板梁376片。本文主要介紹預(yù)制T梁場的場地規(guī)劃及臺座優(yōu)化改建技術(shù)。

2 梁場選址

2.1 梁場選址影響因素

2 .1 .1 地質(zhì)條件限制

本項(xiàng)目位于莆田東部沿海，屬?zèng)_海積平原地貌，全線水田、河道及池塘眾多，地質(zhì)條件較差，淤泥及軟弱土層厚達(dá)15～20m。

2 .1 .2 路基長度不足

本合同段主線上沒有路基，紅線內(nèi)可以供預(yù)制梁場使用的路基只有黃石高架橋和下穿福廈鐵路匝道橋之間的約420m長匝道路基，路床寬度約36～75m，基底設(shè)計(jì)采用PTC預(yù)制管樁處理，路床填筑高度約1～3m。

2 .1 .3 軟基影響

由于工程所在地周邊水田和河道發(fā)育，軟基層較厚，如果在紅線外征地建設(shè)梁場成本高、工期長。經(jīng)過初步估算，紅線外征用10畝臨時(shí)用地，軟基處理費(fèi)用達(dá)1000元/m2，只計(jì)算征地和軟基處理費(fèi)用即達(dá)到驚人的700多萬，還不包括土方填筑、場地硬化等施工內(nèi)容。

2.2 梁場選址確定

根據(jù)本標(biāo)段路基、橋梁實(shí)際分布情況，結(jié)合現(xiàn)場詳細(xì)勘察情況，項(xiàng)目最終確定把靠近黃石高架橋的240m長路基用來建設(shè)箱梁預(yù)制區(qū)，靠近福廈鐵路橋的180m路基和10m匝道橋整合共190m長，作為T梁預(yù)制區(qū)。選擇該段作為預(yù)制梁場具有以下優(yōu)勢：

①本段路基處于黃石高架橋和互通匝道橋之間，有利于梁片向四周輻射架設(shè)；

②本段路基距離拌合站最近距離只有500m，且施工便道四通八達(dá)，材料供應(yīng)較為便利，可以確保梁場正常施工；

③本段路基基底需要進(jìn)行軟基PTC樁處理，在此設(shè)置梁場可以節(jié)省軟基處理費(fèi)用，同時(shí)為路基起到預(yù)壓作用。

3 梁場規(guī)劃

3.1 梁片生產(chǎn)計(jì)劃

湄渝高速公路莆田段2013年11月18日下開工令，計(jì)劃通車時(shí)間為2015年12月20日，也就是說留給路基和路面標(biāo)的時(shí)間總和只有2年，建設(shè)工期十分緊張，梁場軟基處理和土方填筑又耗時(shí)較久，正常的梁片預(yù)制時(shí)間只有8個(gè)月。

3.2 梁場建設(shè)成本分析

3 .2 .1 軟基處理費(fèi)用

采用傳統(tǒng)預(yù)制臺座方案，紅線內(nèi)T梁預(yù)制區(qū)面積不足，需要在紅線外增加大量臨時(shí)用地，按10畝臨時(shí)用地估算，軟基處理費(fèi)用高達(dá)1000元/m2，征地加軟基處理成本達(dá)到驚人的700多萬。而通過T梁預(yù)制臺座改造技術(shù)，把臺座全部設(shè)置在紅線路基上，節(jié)省了大量額外的征地費(fèi)用和軟基處理費(fèi)用。

3 .2 .2 梁場建設(shè)費(fèi)用

若按傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)需要80個(gè)臺座，通過合理的規(guī)劃T梁預(yù)制場及臺座優(yōu)化改建技術(shù)僅需要臺座24個(gè)，而且改造時(shí)間短，不僅減少場地使用面積，還能節(jié)約臺座和基礎(chǔ)混凝土，大大提高施工效率，加快施工進(jìn)度。

3.3 預(yù)制T梁總體規(guī)劃

經(jīng)過詳細(xì)規(guī)劃和布局，本標(biāo)段計(jì)劃在T梁預(yù)制區(qū)內(nèi)先行建設(shè)23個(gè)40mT梁預(yù)制臺座，1個(gè)臨時(shí)存梁區(qū)，1個(gè)檢測區(qū)，1個(gè)半成品鋼筋存放區(qū)，1個(gè)胎膜臺座區(qū)。待40mT梁預(yù)制完成再把臺座改造成其余型號。

經(jīng)過規(guī)劃后，T 梁預(yù)制區(qū)內(nèi)共有 A、B、C、D、E5種臺座基礎(chǔ)，改造后臺座累計(jì)可以達(dá)到80個(gè)。其中40mT梁臺座23個(gè)，20mT梁臺座28個(gè)，25mT梁臺座20個(gè)，30mT梁臺座9個(gè)。

4 臺座設(shè)計(jì)及施工

預(yù)制T梁臺座基礎(chǔ)的作為T梁的主要受力部分，為確保預(yù)制T梁質(zhì)量，臺座合理分布尤為重要。這關(guān)系到后期的可變動(dòng)臺座的改造施工，及合理利用有效場地、降低成本、加快進(jìn)度使得預(yù)制T梁在順利施工的同時(shí)，確保經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。

4.1 預(yù)制T梁臺座基礎(chǔ)布置規(guī)劃

T梁臺座基礎(chǔ)分為A、B、C、D、E5種基礎(chǔ)（詳見圖4-1），其中A型基礎(chǔ)為40mT梁臺座與20mT梁臺座公用整體條形基礎(chǔ)，規(guī)格為14×3共計(jì)4條；B型基礎(chǔ)為40mT梁臺座與20mT梁臺座共用整體條形基礎(chǔ)，規(guī)格為14×6共計(jì)2條；C型基礎(chǔ)為40mT梁臺座與20mT梁臺座共用整體條形基礎(chǔ)，規(guī)格為10×3共計(jì)4條；D1型基礎(chǔ)為40mT梁臺座與20mT梁臺座共用整體條形基礎(chǔ)，規(guī)格為10×6共計(jì)2條；E型基礎(chǔ)為40mT梁臺座與20mT梁、25mT梁、30mT梁臺座共用整體條形，規(guī)格為10×2共計(jì)10條。

4.2 預(yù)制T梁臺座基礎(chǔ)施工

湄渝A3標(biāo)T梁臺座基礎(chǔ)為整體式條形基礎(chǔ)（見圖2），以整體式條形基礎(chǔ)作為T梁臺座基礎(chǔ)有利于T梁預(yù)制及張拉的整體受力，防止T梁臺座不均勻沉降。

圖1 預(yù)制T梁整體條形基礎(chǔ)

由于預(yù)制T梁型號繁多，每種梁型對基礎(chǔ)受力均不相同，所以根據(jù)最大錨下控制張拉力和T梁自重及預(yù)制T梁模板重量設(shè)計(jì)預(yù)制T梁臺座基礎(chǔ)，同時(shí)臺座基礎(chǔ)以傳統(tǒng)矩形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，既能防止預(yù)制T梁臺座不均勻下沉，又能為后期臺座改造施工打好基礎(chǔ)。

5 預(yù)制T梁可變動(dòng)臺座設(shè)計(jì)

5.1 設(shè)計(jì)思路和方案

預(yù)制T梁的可變動(dòng)臺座設(shè)計(jì)能解決預(yù)制T梁場地狹小、種類繁多、施工轉(zhuǎn)換困難等施工難題，同時(shí)也能有效降低成本、加快施工進(jìn)度。

預(yù)制T梁的可變動(dòng)臺座采用型鋼制作，由Ⅰ10工字鋼、10cm×10cm方鋼、6mm厚鋼板組成（見圖2），使用Ⅰ10工字鋼和10cm×10cm方鋼主要用于臺座變動(dòng)和預(yù)防后期臺座變形可進(jìn)行修改；使用6mm厚通長鋼板密貼在10cm×10cm方鋼上面，確保梁底光滑，不會出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象。

在可變動(dòng)臺座施工時(shí)，還應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面問題，以滿足質(zhì)量和工期的要求：

①預(yù)制臺座要設(shè)置反拱度，由中部向兩端漸變按二次拋物線布置。根據(jù)設(shè)計(jì)提供的跨中反拱度計(jì)算出各點(diǎn)反拱度，公式為：yh=H中(1-4×2/L2)，其中x為y點(diǎn)距跨中的距離，L為梁長。同時(shí)在施工時(shí)先按照參考的反拱度預(yù)制幾片試驗(yàn)梁。

②臺座露出的棱角用三角鐵(角鋼)包邊以防止在使用過程中掉角損傷輪廓，角鋼焊接時(shí)應(yīng)特別注意控制標(biāo)高和線型。臺座頂面和兩側(cè)必須平整光滑，以保證側(cè)模的安裝就位和T梁底的平整度。

③臺座的兩端應(yīng)加密Ⅰ10工字鋼，以防止在后期制梁過程中臺座發(fā)生不均勻沉降，影響梁片質(zhì)量。

圖2 預(yù)制T梁可變動(dòng)臺座轉(zhuǎn)換圖

5.2 優(yōu)點(diǎn)

利用可變動(dòng)臺座，可以實(shí)現(xiàn)40m臺座與20mT梁臺座的互換，40m臺座與25mT梁臺座的互換，40m臺座與30mT梁臺座的互換。預(yù)制T梁臺座的轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制T梁場面積僅為34×190=6460m2，轉(zhuǎn)換成40mT梁臺座14個(gè)，轉(zhuǎn)換成20mT梁臺座28個(gè)，25mT梁臺座20個(gè)，30mT梁臺座9個(gè)。

使用該組合能提高臺座利用率和施工效率，后期臺座改造和變形修整也比較方便快捷，大大改變了傳統(tǒng)臺座變形就要返工處理的缺點(diǎn)，達(dá)到優(yōu)化工期、降低成本的目的。

6 施工總結(jié)

通過合理的規(guī)劃梁場、T梁臺座的科學(xué)設(shè)計(jì)以及可變動(dòng)臺座的優(yōu)化改建技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的梁場建設(shè)方案，同時(shí)克服了軟基地段的梁場建設(shè)難、場地狹小、T梁種類繁多、施工轉(zhuǎn)換難度大等諸多困難，在規(guī)定的工期內(nèi)圓滿完成了T梁預(yù)制施工任務(wù)，得到各參建單位的一致好評，同時(shí)取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。