預(yù)制箱梁場(chǎng)站建設(shè)淺析

李強(qiáng)

摘 要 本文主要分析了預(yù)制箱梁在橋梁施工中的重要性與預(yù)制梁場(chǎng)站建設(shè)的重要性，重點(diǎn)介紹了預(yù)制箱梁場(chǎng)站的場(chǎng)址選擇與預(yù)制箱梁的制作方法，很好地提高了預(yù)制箱梁的制作效率與成品質(zhì)量。希望能夠通過對(duì)本次預(yù)制箱梁場(chǎng)站建設(shè)的研究，大大推動(dòng)行業(yè)在預(yù)制箱梁技術(shù)上的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 預(yù)制箱梁;選址;制作;設(shè)計(jì)

引言

現(xiàn)如今，我國(guó)交通行業(yè)發(fā)展十分迅速，橋梁施工建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量也正在不斷增加。在橋梁施工中，預(yù)制箱梁施工是一項(xiàng)十分重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到整體橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)，各個(gè)地區(qū)的市政工程建設(shè)都離不開橋梁施工，因?yàn)闃蛄菏┕げ粌H可連接復(fù)雜地段的交通，還能夠?yàn)槿藗兂鲂?、?jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。預(yù)制箱梁能夠保證施工的質(zhì)量，加快施工的工期，現(xiàn)在已經(jīng)成為橋梁上部的一種主要結(jié)構(gòu)形式?；诖?，本文圍繞預(yù)制箱梁場(chǎng)站建設(shè)展開具體探究，以期促進(jìn)橋梁建設(shè)的順利完工。

預(yù)制箱梁的預(yù)制是橋梁上部結(jié)構(gòu)施工的一個(gè)主要的因素和環(huán)節(jié)，預(yù)制場(chǎng)站的建設(shè)也對(duì)工程的總體施工安全、進(jìn)度、施工成本的降低、文明施工的保障起到了決定性的作用。在我國(guó)的大中型橋梁建設(shè)當(dāng)中，很多都選擇使用預(yù)制箱梁模式，而預(yù)制箱梁也是橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中至關(guān)重要的一種外露承重單元。預(yù)制箱梁無論是從施工技術(shù)方面還是從質(zhì)量方面，都對(duì)建筑物整體穩(wěn)定性和建筑物的安全性造成了直接影響，在綜合橋梁施工環(huán)節(jié)有著非常重要的作用與價(jià)值。本文中就將以貴州雙龍臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)貴龍縱線道路工程1#、2#、3#橋梁工程施工為例，對(duì)預(yù)制箱梁場(chǎng)站建設(shè)進(jìn)行詳細(xì)的分析與探討。

1工程概況

貴州雙龍臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)貴龍縱線工程是新規(guī)劃雙龍臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線路網(wǎng)中環(huán)的東環(huán)，道路等級(jí)為城市快速路，規(guī)劃道路紅線寬40米，設(shè)計(jì)車速為60公里/小時(shí)。起點(diǎn)接規(guī)劃建設(shè)大道與原貴龍縱線立交，沿線主要構(gòu)筑物包括三座橋梁（分別為1#、2#、3#橋梁），橋面全寬為25m，為雙向6車道，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土箱梁，其他單位工程包括道路工程、排水工程、電力工程、弱電工程、交通工程、綠化工程及照明工程等。

2選址、場(chǎng)地規(guī)模及主要設(shè)備

2.1 場(chǎng)址選擇

首先，交通便利。場(chǎng)址的選擇不僅要方便成品預(yù)制箱梁出場(chǎng)，還要便于鋼材、地材、設(shè)備等進(jìn)場(chǎng)，不適合選在其他施工項(xiàng)目的主要道路上，以免因此造成預(yù)制場(chǎng)內(nèi)交通擁堵，干擾正常施工。其次，水源方便，排水通暢。選址不能遠(yuǎn)離水源，如果造成缺水，就會(huì)對(duì)混凝土施工質(zhì)量造成影響，而且，施工用過的廢水和雨水一定要及時(shí)排出去。一旦場(chǎng)內(nèi)積水和雨水不能及時(shí)排出，預(yù)制場(chǎng)內(nèi)的設(shè)施就會(huì)受到破壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。最后，電力要方便。由于預(yù)制場(chǎng)內(nèi)的各種電器設(shè)備功率大、數(shù)量多，靠近變壓器能夠縮短低壓線路的長(zhǎng)度，減少電損，保證施工需要的電壓。

2.2 場(chǎng)地規(guī)模

首先，根據(jù)投標(biāo)文件箱梁預(yù)制及安裝的總體工期要求，箱梁預(yù)制進(jìn)度需要達(dá)到4片/天，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，方可進(jìn)行第一次預(yù)應(yīng)力張拉，第一次預(yù)應(yīng)力張拉完成后，方可將箱梁吊出制梁臺(tái)座。單片預(yù)制箱梁占用制梁臺(tái)座時(shí)間為6天，其中：模板修整及支搭3h、吊放鋼筋骨架1h、安裝內(nèi)模及端模2h、綁扎頂板鋼筋及預(yù)埋件4h、砼澆筑前準(zhǔn)備工作1h、砼澆筑5h、達(dá)到第一次預(yù)應(yīng)力張拉條件120h、吊出制梁臺(tái)座2h，總計(jì)138小時(shí)，5.75天。

其次，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求箱梁砼強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%，且齡期不小于10天方可進(jìn)行第二次預(yù)應(yīng)力張拉，計(jì)算預(yù)制箱梁存梁時(shí)間為10+28=38天，則施工現(xiàn)場(chǎng)需要存梁38×4=152片，每個(gè)存梁臺(tái)座存放2片箱梁，則需要76個(gè)存梁臺(tái)座。

最后，預(yù)制場(chǎng)長(zhǎng)度確定：為節(jié)省工程投資，減少運(yùn)梁龍門吊投入，考慮將制梁區(qū)和存梁區(qū)設(shè)置在同一生產(chǎn)線內(nèi)。雙線梁頂寬4.4米，單線梁頂寬5.3米。

制梁區(qū)長(zhǎng)度：設(shè)置6個(gè)單線梁制梁臺(tái)座，18個(gè)雙線梁制梁臺(tái)座。

需要長(zhǎng)度=6×（5.3+4.4模板操作空間）+18×（4.4+4.4模板操作空間）=216.6m

鋼筋綁扎區(qū)長(zhǎng)度=50（滿足同時(shí)綁扎3片梁骨架和頂板鋼筋的空間）×2=100m

存梁區(qū)長(zhǎng)度：設(shè)置25個(gè)單線梁存梁臺(tái)座，52個(gè)雙線梁存梁臺(tái)座。

需要長(zhǎng)度=25×（5.3+0.5操作空間）+52×（4.4+0.5操作空間）=400m

則預(yù)制場(chǎng)最小長(zhǎng)度=216.6+100+400=716.6m，現(xiàn)實(shí)選擇預(yù)制場(chǎng)長(zhǎng)度800m滿足施工需要。

預(yù)制場(chǎng)寬度確定：布置一條生產(chǎn)線，預(yù)制梁臺(tái)座最大寬度31m，設(shè)置模板吊裝用龍門吊軌道1條，吊梁軌道1條。10m寬場(chǎng)內(nèi)道路1條，鋼筋加工區(qū)寬度18m，預(yù)計(jì)施工人員500人，為方便統(tǒng)一管理將生活區(qū)設(shè)置在場(chǎng)內(nèi)一側(cè)，需要寬度50m。

需要寬度=31+7（龍門吊運(yùn)行間距離）+10+18+50=116m

現(xiàn)實(shí)選擇預(yù)制場(chǎng)寬度120m，滿足施工需要。

2.3 主要設(shè)備

3門吊軌道基礎(chǔ)、制梁臺(tái)座、存梁臺(tái)座設(shè)計(jì)與技術(shù)參數(shù)的確定

3.1 門吊軌道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)要求

在最大載重量下，鋼筋混凝土基礎(chǔ)的強(qiáng)度和配筋必須滿足施工安全。檢驗(yàn)地基承載力是否滿足施工要求，是否需要進(jìn)行基底處理。

（2）設(shè)計(jì)依據(jù)

依據(jù)工具書《基礎(chǔ)工程》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011[1]）、 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）、《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》及地基承載力試驗(yàn)記錄、龍門吊生產(chǎn)廠家提供的相關(guān)資料。

（3）受力驗(yàn)算

地基承載力驗(yàn)算：

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，基礎(chǔ)最大埋深0.55m。場(chǎng)地內(nèi)1.5m深度的最小地基承載力為249Kpa。龍門吊軌道基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，為減輕基礎(chǔ)自重，基礎(chǔ)采用倒T型截面，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。龍門吊軌道根據(jù)廠家設(shè)計(jì)要求采用P50型起重鋼軌，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中不考慮軌道與基礎(chǔ)的共同受力作用，忽略鋼軌承載能力不計(jì);基礎(chǔ)按彈性地基梁進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。

根據(jù)龍門吊廠家提供資料，220噸龍門吊行走臺(tái)車最大輪壓Pmax=25t×9.8kN/t=245kN。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，龍門吊自重110噸，最大吊重210噸，合計(jì)：320噸。計(jì)算輪壓P=320t÷16×9.8kN/t=196kN。

龍門吊軌道基礎(chǔ)沿臺(tái)座兩端進(jìn)行布設(shè)，基礎(chǔ)分段長(zhǎng)度25m，兩端各設(shè)伸縮縫20mm。根據(jù)220t龍門吊資料顯示，支腿縱向距離8m。

輪距：0.9m+0.91m+0.9m+5.29m+0.9m+0.91m+0.9m

按梁中心布置輪壓，見下圖：

根據(jù)文克爾地基上梁計(jì)算原理計(jì)算地基反力。

綜合考慮基礎(chǔ)自重和回填土自重后的地基最大反力如下：

103.420+11.05+1.89=116.36 Kpa<，地基承載力滿足施工要求。

軌道基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算：

C30混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度值：14.3Mpa=14.3N/mm2

計(jì)算輪壓下的混凝土強(qiáng)度值：

196KN/150×150mm2=196000/22500 mm2=8.7Mpa<14.3Mpa

（C30混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度值），經(jīng)計(jì)算C30混凝土基礎(chǔ)滿足施工要求。

軌道基礎(chǔ)配筋驗(yàn)算

通過計(jì)算及構(gòu)造的要求，基礎(chǔ)底面配筋4φ16;箍筋選取φ6@400;考基礎(chǔ)頂面配置4φ12與箍筋共同構(gòu)成頂面鋼筋網(wǎng)片，以提高基礎(chǔ)的承載能力及抗裂性;其他按構(gòu)造要求配置架立筋。基礎(chǔ)頂面預(yù)埋鋼筋用于固定軌道鋼。

根據(jù)《基礎(chǔ)工程》中相應(yīng)計(jì)算公式計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力（彎矩、剪力），通過驗(yàn)算基礎(chǔ)正截面受彎配筋和基礎(chǔ)斜截面受剪配筋均滿足受力要求，軌道基礎(chǔ)配筋能滿足施工要求[2]。

3.2 制梁臺(tái)座設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)要求

由于箱梁的自重大，在設(shè)計(jì)制梁臺(tái)座時(shí)，充分考慮臺(tái)座的強(qiáng)度、剛度、沉降變形及其穩(wěn)定性。

（2）設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010相關(guān)參數(shù)及計(jì)算公式，驗(yàn)算制梁臺(tái)座強(qiáng)度。

（3）受力驗(yàn)算

C30鋼筋混凝土制梁臺(tái)座強(qiáng)度驗(yàn)算：矩形截面受壓承載力計(jì)算公式采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010：N≤0.9φ，經(jīng)計(jì)算制梁底座抗壓承載力滿足施工要求。

結(jié)構(gòu)由上至下為：8mm厚鋼板，40cm厚C40鋼筋混凝土。80cm厚，40cm寬混凝土條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)端部厚度加深至1.5m，條形基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào)C30。使用5號(hào)熱扎等邊角鋼對(duì)底座兩邊包邊，在鋼板兩側(cè)設(shè)置焊孔與8mm厚鋼板焊接。在底座頂面下8cm處設(shè)置Φ50mm的對(duì)拉螺栓孔。

3.3 存梁臺(tái)座設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)要求

施工現(xiàn)場(chǎng)共有存梁臺(tái)座77個(gè)，滿足存梁140片則需要進(jìn)行雙層存梁，存梁臺(tái)座必須滿足抗壓強(qiáng)度及地基承載力要求。

（2）設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)施工圖紙、工具書《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011及施工現(xiàn)場(chǎng)地基承載力試驗(yàn)記錄。

（3）受力驗(yàn)算

按單線梁存梁臺(tái)座進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)形式由上至下為：

2.3×0.8×0.3mC30混凝土，3×3×0.5mC30混凝土，3.5×3.5×0.5m砂礫。

地基承載力驗(yàn)算：

地基承載力驗(yàn)算采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011，當(dāng)軸心荷載作用時(shí)應(yīng)滿足：pk≤fa，經(jīng)計(jì)算地基承載力滿足施工要求。存梁底座抗壓承載力驗(yàn)算：矩形截面受壓承載力計(jì)算公式采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010，應(yīng)滿足公式：N≤φfccAC，經(jīng)計(jì)算抗壓承載力滿足施工要求[3]。

4結(jié)束語

在橋梁施工當(dāng)中，預(yù)制箱梁的生產(chǎn)是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)。由于預(yù)制箱梁具有剛度大、抗扭性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)現(xiàn)階段，很多橋梁上層架構(gòu)都是選用預(yù)制箱梁。而且，做好預(yù)制箱梁場(chǎng)站的選址，并對(duì)預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行合理的布置，不但能夠保證預(yù)制箱梁的施工質(zhì)量，加快施工的進(jìn)度，保證工程施工的安全，同時(shí)，還可以降低施工的成本，做到真正的文明施工，使社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。

參考文獻(xiàn)

[1] 最新規(guī)范《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》：JTG/T F50-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2] 公路路基施工技術(shù)規(guī)范：JTG/T 3610-2019[S].北京：人民交通出版社，2019.

[3] 最新規(guī)范《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》：JGT 3362-2018[S].北京：人民交通出版社，2018.