雅萬高鐵項目大型預(yù)制梁場設(shè)計研究

曾一宸

中國水利水電第八工程局有限公司 湖南 長沙 410007

引言

雅萬高鐵是中國與印度尼西亞政府主導(dǎo)，兩國企業(yè)間進(jìn)行合作建設(shè)和管理的高鐵項目，也是中國高速鐵路全要素走出國門第一個項目，對于推動中國鐵路特別是高鐵走出去，具有重要的示范和引領(lǐng)效應(yīng)；印度尼西亞土地為私有制，征地拆遷極其復(fù)雜，臨時工程施工時不允許對原有地形地貌做較大改變，項目位于環(huán)太平洋火山地震帶，地形山體林立，土壤為火山灰堆積而成，地基承載力差，對于場地要求平坦，箱梁預(yù)制和存放的地基承載力要求高且大型機械設(shè)備集中運行的箱梁預(yù)制場是一個極大考驗。

如何經(jīng)濟合理地利用現(xiàn)有的地形及地質(zhì)條件，對大型預(yù)制梁場進(jìn)行設(shè)計與規(guī)劃，為同類工程規(guī)劃建設(shè)提供借鑒，也為后期海外高鐵市場開拓具有重要的意義。

1 工程概況

雅加達(dá)至萬隆高速鐵路（雅萬高鐵）正線長142.3km，雙線電氣化，最高設(shè)計速度350km/h，全線共設(shè)置3個梁場，負(fù)責(zé)管段內(nèi)的2503孔箱梁的預(yù)制架設(shè)任務(wù)，1#梁場承擔(dān)該線K2+540～DK41+799.61區(qū)段內(nèi)的1018榀箱梁的預(yù)制及架設(shè)任務(wù)，預(yù)制箱梁品種多，類型復(fù)雜，施工工藝控制難度大，具體涵蓋無砟（時速350km/h，梁高2.8m，梁長24.6m標(biāo)準(zhǔn)箱梁108孔，梁長32.6m標(biāo)準(zhǔn)箱梁583孔，非標(biāo)準(zhǔn)箱梁23孔，共計714孔）、有砟（時速250～300km/h，梁高2.8m，梁長24.6m標(biāo)準(zhǔn)箱梁17孔，梁長32.6m標(biāo)準(zhǔn)箱梁67孔，非標(biāo)準(zhǔn)箱梁3孔，共計87孔；時速200km/h，梁高2.6m，梁長24.6m標(biāo)準(zhǔn)箱梁43孔，梁長32.6m標(biāo)準(zhǔn)箱梁164孔，非標(biāo)準(zhǔn)箱梁10孔，共計217孔），為目前世界單個梁場涵蓋梁型種類最多的箱梁預(yù)制場[1]。

2 主要內(nèi)容

本研究內(nèi)容以雅萬高鐵1號梁場1018孔箱梁預(yù)制、架設(shè)施工場地為基礎(chǔ)進(jìn)行，結(jié)合梁場選址、梁場功能區(qū)設(shè)計規(guī)劃、提梁區(qū)特殊地形下龍門吊軌道基礎(chǔ)的特殊設(shè)計、設(shè)備選型及配置進(jìn)行梁場的規(guī)劃設(shè)計，主要的研究內(nèi)容如下：

2.1 場地的比選及優(yōu)化

梁場建設(shè)場地的比選不僅要考慮場地的土方開挖工程量小、征地拆遷少、交通方便、運梁距離短、水電供應(yīng)方便等特點，還需要考慮地塊的產(chǎn)權(quán)歸屬性與屬地的管轄歸屬管理部門這兩個特點，因印度尼西亞為私有制國家，地方政府對征地的行政行為僅能起到告知地塊所有人的作用，具體的對征地的談判及合同條款的簽訂等后續(xù)事項，均需要施工單位自行與地主自行溝通，施工單位可以通過尋找精通當(dāng)?shù)胤傻念檰枅F隊或當(dāng)?shù)孛u較威望的人進(jìn)行代理溝通。通過將雅萬高鐵線路放入Google地圖中，并利用Google地圖沿高鐵線路尋找滿足梁場用地的空間，后進(jìn)行現(xiàn)場考察，選擇出了兩處可滿足梁場的用地，再通過對比選出最優(yōu)方案。

圖1 梁場效果圖

雅萬1號梁場位于正線DK28+000線路右側(cè)，梁場距離大里程架梁末端13km，距離小里程架梁末端24km，位于線路中部，場地西南側(cè)為河流，東側(cè)為工業(yè)園區(qū)，電力引入較為方便，左側(cè)與雅萬高速公路毗鄰，交通較為方便，場地地形起伏不大，地面高程25m～32m，可利用面積約0.25km2，該處場地地勢較周邊高，易于排水，大部分為荒地，地面附著物多為雜草和灌木，局部有稻田及經(jīng)濟作物，無房屋及其它建筑物拆遷。

2.2 梁場規(guī)劃設(shè)計

梁場根據(jù)整體地形布置，梁場平面設(shè)計采用橫列式布置，按功能區(qū)劃分，共分為六大功能區(qū)，分別為：制梁區(qū)、存梁區(qū)、鋼筋加工區(qū)、混凝土生產(chǎn)區(qū)、提梁上橋區(qū)和辦公生活區(qū)六大功能區(qū)組成。

2.2.1 制梁區(qū)規(guī)劃設(shè)計。制梁區(qū)主要實現(xiàn)箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土梁的預(yù)制和預(yù)、初張拉等功能，制梁區(qū)主要包括制梁臺座、內(nèi)模存放臺座、鋼筋綁扎臺座、門吊軌道等。

2.2.1.1 制梁臺座。根據(jù)《鐵路工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（Q/CR9004-2015），單個制梁臺座預(yù)制箱梁的月生產(chǎn)效率為5～7孔。考慮到印尼本地的天氣和用工條件，該梁場單個制梁臺座預(yù)制箱梁的的月生產(chǎn)效率取6孔。預(yù)制1榀梁占用制梁臺座的周期為125h，即單個臺座的制梁周期為5.2天，本梁場的日生產(chǎn)強度按3孔/天計算，則最少需要制梁臺座5.2×3=16（個）。

2.2.1.2 鋼筋綁扎臺座數(shù)量。為提高工效，本梁場鋼筋綁扎采用整體綁扎工藝，鋼筋綁扎臺座與制梁臺座按1∶2.5比例設(shè)置，梁高2.8m，適用梁長32.6m箱梁綁扎胎具5個，其中一個后期改造為非標(biāo)準(zhǔn)箱梁綁扎場地；梁高2.8m，適用梁長24.6m箱梁綁扎胎具2個；梁高2.6m，適用梁長24.6m/32.6m箱梁共用綁扎胎具為1個，共計布置8個綁扎胎具，分別設(shè)在制梁區(qū)兩端，綁扎胎具一端需具備箱梁縱向通長鋼筋的上料通道。

2.2.1.3 龍門吊設(shè)置。制梁區(qū)主要吊裝設(shè)備為4臺50t龍門吊，龍門吊跨度38m，龍門吊軌道沿制梁區(qū)通長布置，制梁臺座、內(nèi)模存放臺座、鋼筋吊架、防雨棚、遮陽棚、鋼筋綁扎胎具、鋼筋加工存放等均布置在龍門吊軌道內(nèi)側(cè)?？紤]到龍門吊檢修時和覆蓋范圍的使用影響，龍門吊采用滑線電刷方式供電。

2.2.2 存梁區(qū)規(guī)劃設(shè)計。存梁區(qū)集中布置在梁場的中部，主要實現(xiàn)箱梁場預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的終張拉、壓漿、存儲、檢測等功能，存梁區(qū)包含存梁臺座、靜載試驗臺座、輪胎式移梁機通道等。

2.2.2.1 存梁臺座設(shè)置。梁場存梁臺座按每日生產(chǎn)3榀箱梁，根據(jù)《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》（Q/CR 9603-2015），1榀梁在存梁臺上最少存放時間為38d。本梁場采用雙層存梁，根據(jù)《鐵路大型臨時工程和過渡工程設(shè)計暫行規(guī)定》，存梁系數(shù)按0.7考慮，則最少需要存梁臺3×38×0.7=80個，考慮到海外線下工程施工的不便性，后期箱梁架設(shè)將時常處于停頓與重啟狀態(tài)，為最大限度的利用現(xiàn)有場地，梁場存梁區(qū)設(shè)置存梁臺座100個，考慮提梁區(qū)的4個提梁臺座可兼做存梁臺座，固梁場存梁臺座數(shù)量為104個，按雙層存70%,最大存梁能力145孔，按5行20列布置，存梁臺座基礎(chǔ)設(shè)計采用四點支撐方式，單個支點底部采用預(yù)制混凝土管樁進(jìn)行基礎(chǔ)的加固。

2.2.2.2 移梁機通道。存梁臺座間設(shè)置寬度為6.5m的橫向移梁機運行通道，存梁區(qū)與提梁區(qū)之間設(shè)置23m寬縱向移梁機運行通道，以滿足900t輪胎式移梁機行走要求，基礎(chǔ)采用碎石換填加鋼筋混凝土面層組成。

2.2.3 鋼筋加工存放區(qū)。梁場共在制梁臺座大、小里程方向設(shè)置2處鋼筋加工區(qū)，單個鋼筋加工區(qū)可分為鋼筋存放和加工區(qū)，總的設(shè)計面積按15天存儲生產(chǎn)箱梁能力考慮，每天預(yù)制3榀梁（按65t/榀計），梁場正常鋼筋存量為2925t，月加工量為5850t，鋼筋加工存放面積不小于6000m2，鋼筋加工存放區(qū)與鋼筋綁扎區(qū)對應(yīng)，每個加工存放區(qū)面積約3440m2，總面積6880m2，考慮到印尼本地高溫多雨氣候，在鋼筋原材存放區(qū)、鋼筋加工及半成品堆放區(qū)、鋼筋綁扎區(qū)設(shè)置不同高度可移動的防雨棚進(jìn)行防雨防曬。

2.2.4 混凝土生產(chǎn)區(qū)?；炷辽a(chǎn)區(qū)主要由混凝土拌和樓、設(shè)備存放區(qū)、場內(nèi)道路、砂石料場、梁場試驗室、變壓站、水站等組成。

2.2.4.1 混凝土拌和站。為滿足梁場混凝土供應(yīng)，選用2臺HZS180混凝土攪拌機和配套機械及工裝設(shè)備。

2.2.4.2 砂石料場。梁場每天生產(chǎn)3榀箱梁，為滿足節(jié)能減排要求，本梁場料倉按4天的儲存能力進(jìn)行考慮，料倉平均堆高按2m計算，細(xì)骨料倉面積需1100m2，粗骨料倉面積需1800㎡,料倉總面積需2900m2。本梁場共設(shè)6個上料倉，2個細(xì)骨料倉和4個粗骨料倉，單個料倉平面尺寸按15m×32.5m設(shè)計，總面積2925m2。為了加大砂石料的儲存能力和滿足沖洗條件，除上料倉外另布置3個備料倉，面積共2904m2。

為滿足防雨等技術(shù)要求，梁場6個上料倉、2座拌和站上料皮帶機及上料通道采用鋼構(gòu)大棚封閉結(jié)構(gòu)。

2.2.4.3 梁場試驗室。梁場試驗室主要由力學(xué)室、混凝土成型室、水泥室、骨料室、計量間、樣品室、標(biāo)養(yǎng)室、混凝土耐久性室、資料室等房屋組成，房屋總面積600m2。

2.2.5 提梁上橋區(qū)。為實現(xiàn)梁場預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁上橋功能，提梁上橋區(qū)主要包括提梁臺座、450t龍門吊軌道基礎(chǔ)等。

根據(jù)工期要求，本梁場采用2套運架設(shè)備雙向架梁?？紤]到移梁機喂梁和450t龍門吊提梁的相互影響，提梁區(qū)共設(shè)4個提梁臺座，其中有3個32.6m，1個24.6m/32.6m共用。提梁臺座兼做存梁臺座，提梁臺座與存梁區(qū)存梁臺座對應(yīng)，結(jié)構(gòu)相同。

因雅萬高鐵緊臨印尼首都雅加達(dá)至萬隆高速公路進(jìn)行設(shè)計，故梁場450t龍門吊軌道基礎(chǔ)一側(cè)將位于雅加達(dá)至萬隆高速公路上，另一側(cè)位于梁場內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)有的梁場場地，梁場提梁區(qū)側(cè)與高速公路有3m的高差，若將提梁區(qū)處的高差調(diào)整成與高速公路相同，整個梁場場地高差均需要調(diào)整，土方工程十分巨大，而且在印尼本地也找不到這么大的棄土區(qū)，固覺得采用在高速公路側(cè)修建一個龍門吊軌道基礎(chǔ)平臺，平臺高程與梁場內(nèi)齊平。

圖2 450t龍門吊軌道基礎(chǔ)斷面圖

2.2.6 辦公生活區(qū)。辦公生產(chǎn)區(qū)主要為場區(qū)工作人員提供生活辦公場，主要包括辦公摟雙層（單層1980㎡）、員工宿舍（2710m2，按居住218人設(shè)計）、祈禱室、生產(chǎn)庫房及戶外健身場所等辦公生活設(shè)施，生產(chǎn)庫房主要滿足生產(chǎn)設(shè)備、材料存放需要。

3 結(jié)束語

通過對雅萬高鐵項目大型預(yù)制梁場設(shè)計研究，在對海外梁場建設(shè)場址選擇，各功能區(qū)的規(guī)劃設(shè)計與梁場的設(shè)備配置，綜合描述了海外大型梁場的設(shè)計研究思路，給今后海外大型梁場架設(shè)積累了可供參考的經(jīng)驗，同時，如何在海外梁場設(shè)計過程中充分地將當(dāng)?shù)刭Y源與本土化設(shè)備運用到梁場預(yù)制中來，為今后海外梁場的建設(shè)繼續(xù)深入研究的課題之一。