單雙線橋梁交叉地段箱梁預(yù)制場設(shè)置方案研究

張 金 禹

(中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司工經(jīng)院，天津　300142)

1　概述

目前，我國新建鐵路客運(yùn)專線大多是以橋代路，所用梁型一般采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支箱梁,簡支箱梁具有整體性好、剛度大等特點(diǎn)，能夠滿足高速列車快速、平穩(wěn)、舒適運(yùn)營的目標(biāo)。但其體積大、質(zhì)量重，運(yùn)輸控制標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，不可能通過鐵路或公路進(jìn)行長距離運(yùn)輸。所以，采用傳統(tǒng)意義上的“工廠集中預(yù)制，鐵路運(yùn)輸?shù)綐蛭患茉O(shè)”的方法是行不通的。只能在現(xiàn)場修建預(yù)制梁場，集中預(yù)制箱梁并采用架橋機(jī)架設(shè)，橋位現(xiàn)澆的施工方法。

箱梁預(yù)制場的設(shè)置方式靈活多變，單雙線箱梁交叉地段，由于箱梁孔跨類型復(fù)雜多樣，其預(yù)制架設(shè)工程需特殊情況特殊分析，綜合考慮各方面因素制定箱梁預(yù)制架設(shè)方案。本文就結(jié)合某新建高速鐵路項(xiàng)目實(shí)例，對單雙線交叉地段箱梁預(yù)制架設(shè)工程進(jìn)行研究，并進(jìn)行工程投資比較，確保合理控制投資。

2　工程實(shí)例分析

某新建鐵路項(xiàng)目全線長度223.766 km，其中橋梁長度103.271 km，占線路長度的46.15%，其中大中型橋梁占橋梁比例的90%以上，主要采用雙線簡支箱梁，部分采用大跨連續(xù)梁、剛構(gòu)連續(xù)梁、單線簡支箱梁。初步確定7處箱梁預(yù)制場，所需箱梁采用大噸位輪胎式搬梁機(jī)運(yùn)輸，大噸位架橋機(jī)架設(shè)。其中：2號箱梁預(yù)制場負(fù)責(zé)單雙線交叉地段的箱梁預(yù)制架設(shè)工作，為本次研究的對象。

2號梁場負(fù)責(zé)6座特大橋，1座大橋及3座聯(lián)絡(luò)線特大橋的箱梁架設(shè)。其中，供應(yīng)雙線箱梁199孔，供應(yīng)聯(lián)絡(luò)線部分單線箱梁121孔(其中，聯(lián)絡(luò)線b，c與正線雙線橋在梁場大里程終點(diǎn)方向合并為四線箱梁橋)?？紤]鋪軌工程的工期需求，本地段架梁工程需在10個(gè)月內(nèi)完成。

單雙線位置關(guān)系如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)鉆探，本地段位于海洋相沉積平原地貌，地勢相對較為平緩，區(qū)內(nèi)地層以淤泥質(zhì)地層為主，地質(zhì)情況差。

2.1　根據(jù)梁場供應(yīng)情況，現(xiàn)擬定兩套梁場布置方案2.1.1　方案一單雙線梁場合設(shè)方案

1)預(yù)制架設(shè)工程制約因素：

架設(shè)順序：根據(jù)單雙線箱梁的分布情況，雙線箱梁分布相對集中，單線箱梁分布較為分散。從集中預(yù)制，統(tǒng)一架設(shè)角度考慮，大部分單線箱梁需在雙線箱梁架設(shè)完成后通過雙線橋梁進(jìn)行運(yùn)輸架設(shè)。因此需先架設(shè)雙線箱梁，后架設(shè)單線箱梁，考慮設(shè)置一處中型雙線箱梁預(yù)制場和一處小型單線箱梁預(yù)制場。

地質(zhì)因素：本地區(qū)地質(zhì)條件較差，地基處理工程量較大，考慮在滿足工期及預(yù)制架設(shè)需求的前提下，盡量減小梁場規(guī)模及用地，以合理減少地基處理投資。

擬定將單線箱梁預(yù)制場與雙線箱梁預(yù)制場合并設(shè)置為1處單雙線箱梁預(yù)制場，負(fù)責(zé)199孔雙線箱梁和121孔單線箱梁的預(yù)制架設(shè)工作。

梁場規(guī)模：雙線箱梁架設(shè)平均速度按照1孔/d考慮，根據(jù)《鐵路大型臨時(shí)工程和過渡工程設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)號[2018]189號)的相關(guān)規(guī)定，初步擬定設(shè)置雙線制梁臺座5個(gè)，制梁臺座與存梁臺座數(shù)量比按照1∶8考慮，設(shè)置雙線箱梁存梁臺座41個(gè)。先期只設(shè)置1個(gè)單線箱梁制梁臺座，10個(gè)單線箱梁存梁臺座(制梁臺座與存梁臺座數(shù)量比按照最大1∶9考慮)。

雙線箱梁架設(shè)完成后，考慮將場內(nèi)雙線箱梁制梁臺座改造為單線箱梁制梁臺座使用。單線箱梁制架平均速度按照1孔/d考慮，根據(jù)鐵建設(shè)號[2018]189號文規(guī)定，需單線箱梁制梁臺座5個(gè)～6個(gè)，故考慮將場內(nèi)5個(gè)雙線箱梁制梁臺座均進(jìn)行改造，共設(shè)置單線箱梁制梁臺座6個(gè)。其中，箱梁脫模時(shí)間為5 d/孔，養(yǎng)護(hù)時(shí)間35 d/孔，則制梁臺座與存梁臺座的比例為5∶35=1∶7，故1個(gè)制梁臺座配置7個(gè)存梁臺座，既有單線箱梁存梁臺座為10個(gè)，按照雙層存梁考慮，需要改造雙線存梁臺座數(shù)量為6×7/2-10=11個(gè)。

2)工期分析：

a.雙線箱梁工期分析：

雙線箱梁工期分析如表1所示。

表1　雙線箱梁工期分析表

則雙線箱梁架設(shè)總時(shí)間為117+41+15=173 d。

b.單線箱梁工期分析：

單線箱梁存梁數(shù)量為10×2=20孔(雙層存梁)?？紤]雙線箱梁架設(shè)過程中，單線箱梁不間斷生產(chǎn)，期間單線箱梁產(chǎn)量為160×0.2孔/d=32孔，期間可架設(shè)聯(lián)絡(luò)線a箱梁26孔，故雙線箱梁架設(shè)完成時(shí)，梁場內(nèi)存梁數(shù)量為32+20-26=26孔。剩余單線箱梁預(yù)制孔數(shù)為121-52=69孔。

雙線箱梁改造工程：為滿足單線箱梁預(yù)制進(jìn)度，考慮在全部雙線箱梁脫模完成后對雙線制梁臺座進(jìn)行改造，將其改造為單線制梁臺座，改造時(shí)間為30 d，雙線箱梁預(yù)制天數(shù)為104/1=104 d，104+30=134 d<160 d(雙線箱梁架設(shè)工期)，故b,c聯(lián)絡(luò)線架設(shè)開始前已經(jīng)完成制梁臺座改造，單線箱梁預(yù)制進(jìn)度為6×0.2=1.2孔/d。單線箱梁預(yù)制天數(shù)為69/1.2=58 d。

單線箱梁架設(shè)按照2孔/d進(jìn)度進(jìn)行，架設(shè)天數(shù)為26/2=13 d<40 d(箱梁預(yù)制周期)，故架梁時(shí)間受到制梁進(jìn)度限制，單線箱梁預(yù)制進(jìn)度為6×0.2=1.2孔/d，按照1孔/d考慮，剩余單線箱梁架設(shè)時(shí)間為69/1=69 d。故單線箱梁制架工期為13+69+35=117 d。

箱梁架設(shè)總工期為117+173=290 d=9.6月<10月，故工期滿足設(shè)計(jì)需求。

2.1.2方案二單雙線梁場分設(shè)方案

表2　兩方案主要工程數(shù)量對比表

方案一單線箱梁預(yù)制臺座改造工程需在雙線箱梁全部預(yù)制完成后方可進(jìn)行，單線箱梁預(yù)制工程受雙線箱梁預(yù)制架設(shè)工程影響較大，施工銜接緊湊，工期風(fēng)險(xiǎn)較大；為提高抗風(fēng)險(xiǎn)能力考慮分別設(shè)置1處單線箱梁預(yù)制場和1處雙線箱梁預(yù)制場,二者相互獨(dú)立，互不影響。

1)梁場規(guī)模說明。

雙線箱梁預(yù)制場規(guī)模與方案一雙線梁場規(guī)模相同。

單線箱梁預(yù)制場擬定設(shè)置單線制梁臺座3個(gè)，制梁臺座和存梁臺座之間比例按照1∶8，存梁臺座24個(gè)，考慮架設(shè)開始前存梁臺座已全部存滿，存梁孔數(shù)為24×2=48孔。

2)工期分析。

a.雙線箱梁架設(shè)工期與方案一基本一致，僅分析單線箱梁制架工期；

b.根據(jù)箱梁架設(shè)順序，聯(lián)絡(luò)線a單線箱梁架設(shè)開始前需完成161孔雙線箱梁的架設(shè)工作，其中82孔按照2孔/d速度架設(shè)，剩余79孔按照1孔/d速度架設(shè)，架設(shè)時(shí)間為82/2+79/1=120 d。即架梁開始后120 d可架設(shè)聯(lián)絡(luò)線a處單線箱梁，同時(shí)單線箱梁開始預(yù)制，架設(shè)時(shí)間為26/2=13 d；考慮聯(lián)絡(luò)線b,c需在雙線箱梁全部架設(shè)完成后方可架設(shè)，故雙線箱梁架設(shè)完成前，單線箱梁預(yù)制天數(shù)為(158-120)=38 d。b,c橋開始架設(shè)前存梁孔數(shù)為48-26+38×0.2×3=45孔；剩余預(yù)制孔數(shù)為121-48-0.2×3×38=50孔，架梁進(jìn)度按照1孔/d速度架設(shè)，制梁速度僅為3×0.2=0.6孔/d，故架梁進(jìn)度受制梁速度限制。剩余箱梁制梁天數(shù)為50/3/0.2=84 d，則b,c兩座橋梁的架梁時(shí)間為84+35+3=122 d；

c.梁場整體架梁時(shí)間為122+173=295 d=9.7月<10月，工期滿足要求。

2.2　工程投資對比分析

1)新建制存梁場的主要工程數(shù)量如表2所示。2)新建制存梁場的工程數(shù)量及所需的各項(xiàng)費(fèi)用對比如下：

方案一梁場合設(shè)方案建設(shè)總投資為4 514.8萬元，詳細(xì)說明如表3所示。

方案二梁場分設(shè)方案建設(shè)總投資為4 922.7萬元，詳細(xì)說明如表4所示。

表4　單雙線預(yù)制場分設(shè)方案工程投資匯總表

優(yōu)缺點(diǎn)對比分析如表5所示。

表5　方案優(yōu)缺點(diǎn)對比表

綜合分析各方面因素，從減少占用土地和控制投資方面考慮，方案一具有優(yōu)勢；從工期調(diào)節(jié)可控方面考慮，方案二具有優(yōu)勢；考慮到本地區(qū)臨時(shí)用地費(fèi)用較高和地質(zhì)條件差等因素，最終推薦采用方案一，即單雙線梁場合設(shè)方案。

綜上所述，單雙線交叉地段箱梁預(yù)制架設(shè)工程，除了需滿足一般地區(qū)箱梁預(yù)制建設(shè)的相關(guān)規(guī)定外，還需要特殊情況特殊分析，綜合考慮鋪架工期限制、單雙線箱梁預(yù)制架設(shè)順序、地質(zhì)因素、工期抗風(fēng)險(xiǎn)能力等多方面因素，合理制定箱梁預(yù)制架設(shè)工程方案。

3　結(jié)語

本文以某新建高速鐵路項(xiàng)目單雙線交叉地段箱梁預(yù)制架設(shè)工程為案例，在架梁工期的限制條件下對箱梁預(yù)制場的結(jié)構(gòu)形式及規(guī)模進(jìn)行研究，并比較兩種方案的工程投資，確定梁場規(guī)模及結(jié)構(gòu)形式，希望能為同類工程提供參考依據(jù)。

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