■ 楊偉鋒 雍莉

客運(yùn)專線鐵路箱梁場(chǎng)的選址規(guī)劃是建場(chǎng)關(guān)鍵，場(chǎng)地布局建設(shè)和工裝設(shè)備的選用對(duì)梁場(chǎng)的后續(xù)施工、建設(shè)周期、材料運(yùn)輸、箱梁預(yù)制工序銜接、預(yù)制及架設(shè)、成本控制等方面有很大影響。梁場(chǎng)規(guī)劃應(yīng)緊湊合理，按施工流程設(shè)計(jì)，兼顧運(yùn)架設(shè)備安裝和拆除，根據(jù)施工工藝要求和移梁運(yùn)梁工序，合理布置生產(chǎn)區(qū)、存梁區(qū)、運(yùn)梁便線、材料存放區(qū)，結(jié)合制梁數(shù)量合理設(shè)置制梁臺(tái)座、存梁臺(tái)座數(shù)量和攪拌站位置，以及確定砂石料存放場(chǎng)地大小。梁場(chǎng)需要場(chǎng)內(nèi)交通、供水、供電、防洪排澇、環(huán)保等合理布置。

1 梁場(chǎng)選址

梁場(chǎng)位置選擇應(yīng)綜合考慮周邊交通狀況、箱梁架設(shè)運(yùn)距、工期要求、雙向架梁架橋機(jī)調(diào)頭場(chǎng)地、周邊水電供應(yīng)，以及周邊居民等諸多因素。梁場(chǎng)選址應(yīng)盡量選擇在周邊有公路、物資運(yùn)輸便利、建筑拆遷少、水電方便、對(duì)周邊居民生活干擾小的區(qū)域。箱梁架設(shè)采用提梁機(jī)跨橋位提梁直接上橋和提梁機(jī)提梁由運(yùn)梁車通過(guò)運(yùn)梁馬道由路基上橋。

通過(guò)對(duì)鄭西高速鐵路華縣制梁場(chǎng)、臨潼制梁場(chǎng)，武廣高速鐵路新臨湘制梁場(chǎng)，哈大瓦房店制梁場(chǎng)，京石高碑店涿州制梁場(chǎng)等箱梁場(chǎng)的架梁數(shù)據(jù)和運(yùn)梁車架橋機(jī)設(shè)備功效分析，運(yùn)梁距離0～6 km每天3～4孔，6～12 km每天2～2.5孔，12～18 km每天1.5～2孔。因此，梁場(chǎng)選址時(shí)應(yīng)考慮架梁半徑，控制在18 km內(nèi)，最大不超過(guò)20 km，這樣箱梁生產(chǎn)與運(yùn)架梁設(shè)備功效平衡、有效。

1.1 平原地區(qū)梁場(chǎng)選址

平原地區(qū)滿足梁場(chǎng)條件下，梁場(chǎng)選址盡可能選擇在車站位置，利用站前廣場(chǎng)規(guī)劃布局，箱梁通過(guò)運(yùn)梁馬道采用車站路基上橋方案，后期地下隱蔽工程無(wú)需進(jìn)行復(fù)耕，減少?gòu)?fù)耕費(fèi)用，降低成本，提高工效，并可利用車站周邊便利交通，降低梁場(chǎng)物資運(yùn)輸費(fèi)用。目前，國(guó)內(nèi)大部分運(yùn)梁車的轉(zhuǎn)彎半徑為7 000 m，爬坡能力3％，運(yùn)梁馬道地基承載力應(yīng)不小于0.6 MPa?？紤]運(yùn)梁車轉(zhuǎn)彎半徑、爬坡能力，以及運(yùn)梁馬道的地基承載力，選用路基上橋方案時(shí)，車站路基填筑高度不大于6.5 m。提梁直接上橋方案無(wú)需修建運(yùn)梁馬道，在工程成本和運(yùn)梁安全方面有較好的工程效應(yīng)，但梁場(chǎng)提梁范圍的橋位墩高不能大于12.45 m。

1.2 山區(qū)和高丘陵地區(qū)梁場(chǎng)選址

山區(qū)和高丘陵地區(qū)因線路走向多為山脊或溝腹地，梁場(chǎng)場(chǎng)地大多為高挖和高填區(qū)域。梁場(chǎng)建設(shè)土石方工程量大，臨建工期長(zhǎng)、費(fèi)用高，且進(jìn)場(chǎng)施工便道長(zhǎng)、坡度大，部分填方為原有稻田或魚塘，為軟弱地基，處理難、成本高。梁場(chǎng)選址盡可能選擇在新建車站位置，利用站前廣場(chǎng)規(guī)劃布局，箱梁通過(guò)運(yùn)梁馬道采用車站路基上橋方案。車站位置一般為靠近城市和公路交通發(fā)達(dá)的區(qū)域，且周邊配套的交通、材料、電力、供水等設(shè)施較為完善，利用站前廣場(chǎng)設(shè)計(jì)永久工程，作為梁場(chǎng)大型臨時(shí)工程使用，對(duì)梁場(chǎng)在大型臨時(shí)工程和后期施工中成本控制有益。車站位置一般地勢(shì)較為平緩、周邊高度落差不大，后期地下隱蔽工程無(wú)需進(jìn)行復(fù)耕，減少?gòu)?fù)耕費(fèi)用，降低成本，提高工效，車站路基填筑高度不大于6.5 m。在路基區(qū)域，采用運(yùn)梁馬道沿路基上橋方案多用于雙向架設(shè)梁場(chǎng)，架橋機(jī)調(diào)頭可合理利用路基。根據(jù)工藝技術(shù)及運(yùn)梁車等設(shè)備要求，路基填筑高度不大于12 m。在橋位墩高小于12.45 m、橋位周邊場(chǎng)地土石方工程量較小、梁場(chǎng)雙向架設(shè)時(shí)，架橋機(jī)在其他地方調(diào)頭的梁場(chǎng)可采用跨橋位提梁直接上橋方案。

梁場(chǎng)制梁臺(tái)與存梁臺(tái)為橫列式布置，比例為1︰7，在正常生產(chǎn)條件下，1︰7配置恰好能夠滿足梁場(chǎng)“制、運(yùn)、架”平衡。目前，全路大部分梁場(chǎng)均采用此比例布設(shè)。京滬高速鐵路齊河制梁場(chǎng)移梁方式采用搬運(yùn)機(jī)，制梁臺(tái)平行布置，梁場(chǎng)就近為現(xiàn)有鄉(xiāng)級(jí)公路，滿足材料進(jìn)場(chǎng)要求，且場(chǎng)地平整，橋位墩高8 m，距離村莊較遠(yuǎn)，對(duì)周圍群眾生活影響小。京石線高碑店制梁場(chǎng)和南廣線蒼梧制梁場(chǎng)的移梁方案采用橫移梁小車，制梁臺(tái)采用“一”字排列式布設(shè)。其中，高碑店制梁場(chǎng)位于新建車站站前廣場(chǎng)（見(jiàn)圖1），車站路基填筑高4.2 m，京珠高速公路出口距離梁場(chǎng)4 km，G112國(guó)道緊貼梁場(chǎng)邊緣，鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路完善，為材料進(jìn)場(chǎng)提供了便利的運(yùn)輸條件。梁場(chǎng)區(qū)域灌溉用機(jī)井多，梁場(chǎng)可直接利用，附近沿線電力發(fā)達(dá)，電力資源豐富，電力網(wǎng)絡(luò)密集。蒼梧制梁場(chǎng)位于高丘陵區(qū)域，選址在新建梧州南站站坪廣場(chǎng)，利用站坪廣場(chǎng)永久性工程減少臨時(shí)設(shè)施建設(shè)，降低梁場(chǎng)建設(shè)成本。

2 大型臨時(shí)工程設(shè)計(jì)

客運(yùn)專線箱梁自重約為900 t，在制梁場(chǎng)完成預(yù)應(yīng)力預(yù)初張拉，張拉時(shí)梁體自重大部分由制梁臺(tái)兩端承受，因此制、存梁臺(tái)和移梁基礎(chǔ)處理尤為重要。目前大部分梁場(chǎng)地基處理方式為鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，采用鉆孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁、水泥攪拌樁。不同地區(qū)和不同地質(zhì)狀況的制梁臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是否合理對(duì)梁場(chǎng)建場(chǎng)成本影響較大。河塘淤泥地區(qū)基礎(chǔ)處理方式一般選擇預(yù)應(yīng)力管樁，速度快、成本低、工藝簡(jiǎn)單。濕陷性黃土或農(nóng)田灌溉區(qū)域一般采用鉆孔灌注樁，制、存梁臺(tái)沉降量小，基礎(chǔ)穩(wěn)定性好，但成本高、工期長(zhǎng)。強(qiáng)風(fēng)化巖層、粉質(zhì)黏土地區(qū)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)處理方式，為確保基礎(chǔ)沉降量小于設(shè)計(jì)要求，制梁臺(tái)地基承載力≥220 k Pa，存梁臺(tái)地基承載力≥200 k Pa，其速度快，成本低，但對(duì)地基承載力要求高。京滬高速鐵路齊河制梁場(chǎng)和京石線高碑店制梁場(chǎng)處于農(nóng)田灌溉區(qū)，土層含水量大，大型臨時(shí)工程方案采用φ80 mm鉆孔灌注樁，最終沉降量為3.6 mm。南廣線蒼梧制梁場(chǎng)位于高丘陵地區(qū)，地下土質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化巖層和粉質(zhì)黏土，遇水流塑性大，制、存梁臺(tái)基礎(chǔ)采用明挖混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，基底采用比例為3︰7的灰土進(jìn)行換填。

3 大型設(shè)備選定

梁場(chǎng)制梁所用大型設(shè)備的型號(hào)和使用功能決定梁場(chǎng)位置的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。制梁采用的大型設(shè)備為拌和站、制梁區(qū)龍門、移梁設(shè)施、發(fā)電機(jī)、布料機(jī)等。目前，我國(guó)大部分梁場(chǎng)所用梁型的自重約為900 t，混凝土為308～330 m3，澆筑時(shí)間應(yīng)小于6 h。根據(jù)箱梁技術(shù)要求，以及梁體混凝土方量、澆筑時(shí)間、每盤混凝土攪拌時(shí)間（120～180 s）等要求，一般采用2HZS120型拌和站，采用計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)上料和自動(dòng)計(jì)量，膠凝材料、水和外加劑的稱量最大允許偏差為±1％，粗細(xì)骨料稱量最大允許偏差為±2％。

圖1 高碑店制梁場(chǎng)示意圖

3.1 制梁區(qū)龍門

制梁區(qū)龍門主要是吊裝鋼筋、箱梁內(nèi)模和端模。根據(jù)施工工藝不同，梁體鋼筋綁扎方法有2種：一是頂板鋼筋和底腹板鋼筋在各自的鋼筋定位胎卡具上進(jìn)行綁扎，吊裝時(shí)先安裝底腹板鋼筋，吊裝內(nèi)模，然后吊裝頂板鋼筋，最后將頂板鋼筋和底腹板鋼筋進(jìn)行連接；二是頂板鋼筋和底腹板鋼筋整體綁扎，綁扎完畢內(nèi)模支撐到位后，穿入已綁扎成型的鋼筋骨架中，然后采用2臺(tái)龍門整體進(jìn)行吊裝。梁體非預(yù)應(yīng)力鋼筋約為62 t（底腹板鋼筋28 t，頂板鋼筋34 t）。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)模自重60～70 t。選用第一種綁扎方法，采用1組2臺(tái)額定起重噸位40 t的龍門吊可滿足施工需求。優(yōu)點(diǎn)：投入設(shè)備成本低、綁扎鋼筋工作面多、功效高，頂板鋼筋成型好；缺點(diǎn)：吊裝后頂板鋼筋與底腹板鋼筋綁扎連接困難，連接鋼筋間距和擺放角度不易控制，連接鋼筋下面無(wú)法進(jìn)行全部綁扎，梁體混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，提梁容易導(dǎo)致頂板與腹板腔內(nèi)倒角處產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。選用第二種綁扎方法，采用1組2臺(tái)額定起重噸位80 t的龍門吊可滿足施工需求，其中龍門跨度40 m。優(yōu)點(diǎn)：可控制頂板與底腹板連接鋼筋間距和擺放角度，使梁體在頂板與腹板腔內(nèi)倒角不易開裂；缺點(diǎn)：設(shè)備投入成本高，鋼筋綁扎工作面小，底腹板綁扎完后需搭設(shè)支架綁扎頂板鋼筋，功效低。

3.2 移梁設(shè)備

目前，箱梁場(chǎng)內(nèi)移900 t箱梁采用900 t輪軌式橫移梁小車，采用4臺(tái)千斤頂將箱梁頂起，沿預(yù)設(shè)軌道進(jìn)行移梁，采用900 t輪胎式或輪軌式搬運(yùn)機(jī)將梁體吊起后沿運(yùn)梁便道或預(yù)設(shè)軌道進(jìn)行移梁作業(yè)。橫移梁小車適用于制梁小于500片的梁場(chǎng)，制梁臺(tái)在場(chǎng)內(nèi)為“一”字排列式，箱梁內(nèi)、外模與制梁臺(tái)為1︰2配置，單個(gè)制梁臺(tái)每月正常預(yù)制生產(chǎn)5～6片。采用橫移梁小車對(duì)移梁滑道軌道水平和順直度要求高，梁場(chǎng)模型投入少、設(shè)備成本低、性能高，一般場(chǎng)內(nèi)配置3～4臺(tái)，但移梁功效低，臺(tái)位之間倒運(yùn)拼裝麻煩，千斤頂易損壞。每個(gè)制梁臺(tái)的制梁號(hào)存在規(guī)律性，必須按架梁流水號(hào)進(jìn)行臺(tái)位分配預(yù)制。搬運(yùn)機(jī)適用于制梁大于700片的梁場(chǎng)，其移梁功效高，箱梁底側(cè)模與制梁臺(tái)為1︰1配置，制梁時(shí)底側(cè)模無(wú)需移動(dòng)，減少工序過(guò)程銜接，臺(tái)位制梁效率高，單個(gè)制梁臺(tái)每月正常預(yù)制生產(chǎn)7～8片，但模型投入數(shù)量大，設(shè)備成本高，維修保養(yǎng)費(fèi)用大，一但損壞梁場(chǎng)將短期停工。

3.3 發(fā)電機(jī)

鐵科技函［2004］120號(hào)《客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件》規(guī)定，梁體應(yīng)采用泵送混凝土連續(xù)灌注、一次成型，灌注時(shí)間不大于6 h 。為滿足梁體澆筑時(shí)的連續(xù)灌注和一次成型，梁場(chǎng)應(yīng)按所需功率配置備用發(fā)電機(jī)（見(jiàn)表1），其功率必須滿足梁場(chǎng)正常生活（食堂照明、冰柜、鼓風(fēng)機(jī)）、辦公（計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)、照明）、梁體澆筑（攪拌站、振動(dòng)器、振動(dòng)棒、布料機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)照明）等設(shè)備功率要求。當(dāng)托泵使用油泵時(shí)，梁場(chǎng)所配備發(fā)電機(jī)功率≥500 kW；托泵為電泵時(shí)，備用發(fā)電機(jī)應(yīng)在此基礎(chǔ)上加上2臺(tái)電泵的功率，才能滿足梁體的澆筑和辦公生活用電。

表1 按所需功率配置備用發(fā)電機(jī)

3.4 布料機(jī)

箱梁澆筑混凝土布料機(jī)我國(guó)為液壓式和機(jī)械式。液壓式布料機(jī)需1名操作人員，采用遙控器對(duì)布料機(jī)進(jìn)行水平和垂直方向控制，輕松簡(jiǎn)便，操作性強(qiáng)，布料出口無(wú)需人工操作，節(jié)省人力，其作業(yè)見(jiàn)圖2。液壓式布料機(jī)布料時(shí)移動(dòng)速度慢，在箱梁左右線交叉布料時(shí)易將管中混凝土灑落到內(nèi)模，形成干灰，脫模后影響梁體外觀質(zhì)量；在澆筑跨中混凝土?xí)r頂升太高，如果產(chǎn)生爆管，不方便更換布料管。機(jī)械式布料機(jī)布料時(shí)采用遙控器，只能對(duì)布料機(jī)“一折布料管”進(jìn)行水平控制，“二折布料管”需由操作人員進(jìn)行水平轉(zhuǎn)向，需3名操作人員，其作業(yè)見(jiàn)圖3。南方地區(qū)每年4—8月為雨季，雨中澆筑梁體導(dǎo)致高性能混凝土因水膠比改變、漿體損失梁體強(qiáng)度，不能滿足設(shè)計(jì)要求，脫模后易產(chǎn)生大面積蜂窩麻面和露筋露骨，嚴(yán)重影響梁體質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致梁體報(bào)廢。雨季澆筑混凝土箱梁時(shí)，必須采用防雨大棚，梁體澆筑時(shí)頂面距地面約4.35 m，采用機(jī)械式布料機(jī)頂升最大高度約6.55 m，由2臺(tái)龍門吊將防雨大棚提升至9.85 m，并用纜繩將大棚固定在龍門支腿和側(cè)模護(hù)欄上，防止大棚搖擺。采用液壓式布料機(jī)的最不利位置是2臺(tái)布料機(jī)交叉澆筑的跨中位置，此時(shí)布料機(jī)頂升最高約9.85 m，需2臺(tái)龍門吊將防雨大棚提升至13.15 m，高差為3.3 m，大棚提升太高容易變形和開散。梁場(chǎng)需要4臺(tái)布料機(jī)時(shí)，應(yīng)配置2臺(tái)機(jī)械式布料機(jī)，用于雨季梁體澆筑。

4 工藝裝備數(shù)量確定

梁場(chǎng)的工藝裝備主要為臺(tái)座、模板、鋼筋綁扎胎具、吊架等。制梁臺(tái)座數(shù)量應(yīng)從梁場(chǎng)的制梁任務(wù)、制架梁工期、供梁范圍內(nèi)的控制性節(jié)點(diǎn)工程、所用移梁設(shè)備、冬期施工等方面綜合考慮并按不同移梁方式和單個(gè)制梁臺(tái)座正常生產(chǎn)條件下生產(chǎn)功效確定制、存梁臺(tái)座數(shù)量。根據(jù)移梁方式和制梁臺(tái)位數(shù)量確定梁場(chǎng)所需模板數(shù)量。梁場(chǎng)正常生產(chǎn)中，底腹板和頂板鋼筋分開綁扎時(shí)，每套鋼筋綁扎18～22 h，底腹板鋼筋作業(yè)每班需20～24人，頂板鋼筋作業(yè)每班需36～42人。移梁方式采用搬運(yùn)機(jī)，單個(gè)制梁臺(tái)每月7～8片。每套綁扎胎卡具對(duì)應(yīng)2個(gè)制梁臺(tái)座，可滿足箱梁正常澆筑和模型周轉(zhuǎn)，每個(gè)底腹板鋼筋胎卡具應(yīng)配備一套完整的橡膠抽拔棒。

[1] 鐵科技函［2004］120號(hào) 客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件[S]

[2] 全許辦［2006］31號(hào) 預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡(jiǎn)支梁產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則[S]