40m梁場場地選擇指標(biāo)研究

呂茂盛

（中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司，北京100041）

1 工程概況

根據(jù)工程總工期、施工組織設(shè)計(jì)、制存梁數(shù)量、制梁能力、存梁時間和工程分布，選擇梁場所處的工程位置；根據(jù)箱梁預(yù)制場的存梁方式、存梁周期、架設(shè)方向及時間，確定制、存梁區(qū)的臺位數(shù)，以及配套設(shè)備的數(shù)量及大?。辉俑鶕?jù)梁體尺寸和梁體間距離，計(jì)算存梁區(qū)的總占地面積。力求節(jié)約用地、少占耕地并減少拆遷。選擇水文地質(zhì)條件好，土石方工程和基礎(chǔ)加固較少的平坦地域，有較好的交通、通信、供水、排水等條件。

2 40m 梁場場地選擇指標(biāo)研究

從40m 梁外觀尺寸、預(yù)制梁的生產(chǎn)數(shù)量、制梁效率、進(jìn)出場要求、架設(shè)方向與速度、架梁工期、保障區(qū)的設(shè)置等幾個方面，進(jìn)行場用地指標(biāo)分析，通過與傳統(tǒng)的32m 梁指標(biāo)對比，給出40m 梁場場地的指標(biāo)要求。

2.1 40m 梁與32m 梁外觀尺寸對比分析

通過40m 梁和32m 梁的梁體尺寸對比，分析兩者外觀尺寸差別，為后面用地指標(biāo)計(jì)算提供依據(jù)，見表1。

表1 40.6m 箱梁與32.6m 箱梁外觀尺寸對比表

根據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，40m 預(yù)制箱梁比32m 預(yù)制箱梁長8m，重約135t，對場地和地質(zhì)的要求更高，所有原材料均高出不少，所以對于40m 梁場，運(yùn)輸?shù)姆奖阈燥@得尤為重要；40m 梁的混凝土方量比32m 梁多54.76m3，養(yǎng)護(hù)用水的方式及其來源也顯得很重要[1]。

40m 預(yù)制箱梁比32m 預(yù)制箱梁長8m，梁寬相同，所以40m 梁場施工場地需要比32m 梁場施工場地大1.25 倍，存梁區(qū)也需要相應(yīng)擴(kuò)大1.25 倍，保障區(qū)則需要擴(kuò)大1.7 倍[2]。

2.2 制梁區(qū)

制梁區(qū)包含鋼筋綁扎臺座、制梁臺座、門吊軌道基礎(chǔ)等構(gòu)筑物，主要實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的預(yù)制和初張拉等功能。

根據(jù)箱梁從立模—移梁—存梁區(qū)所需的制梁周期和預(yù)制場制梁能力，計(jì)算所需要的預(yù)制臺座數(shù)量，再根據(jù)箱梁外形尺寸以及臺座間距要求，計(jì)算制梁區(qū)的占地。

根據(jù)鋼筋種類、儲備量、加工及綁扎速率，計(jì)算1榀梁/d 鋼筋加工及綁扎區(qū)的占地。

根據(jù)箱梁預(yù)制場的存梁方式、存梁周期確定存梁區(qū)存放箱梁的臺位數(shù)。根據(jù)梁體尺寸和梁體間距離計(jì)算存梁區(qū)的總占地面積。

制梁臺座、存梁臺位和靜載試驗(yàn)臺座設(shè)計(jì)應(yīng)符合規(guī)定：箱梁預(yù)制與架設(shè)進(jìn)度應(yīng)匹配，宜保持1～2 個月的架梁數(shù)量。制梁臺座、存梁臺位的數(shù)量原則上應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)及工期安排確定，也可參考下列公式計(jì)算，并按施工組織設(shè)計(jì)做必要調(diào)整[3]。

式（1）～（2）中：N1——箱梁預(yù)制場制梁臺座數(shù)量（個）；

η——每日預(yù)制箱梁數(shù)量（榀/d）；

T1——預(yù)制每榀箱梁占用單個制梁臺座時間（個×d/榀）；

T2——每榀箱梁占用單個存梁臺位時間（個×d/榀）；

K1——存梁系數(shù)，單層存梁時取1.0～1.1，雙層存梁時取0.6～0.7。

制梁臺座根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式的不同，采用墻式；根據(jù)下部基礎(chǔ)的不同，采用樁基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)等。制梁臺座設(shè)計(jì)荷載應(yīng)包括箱梁結(jié)構(gòu)自重、模板重量、臺座自重以及施工荷載等，超載系數(shù)宜取1.1。當(dāng)澆筑梁體完畢尚未張拉時，設(shè)計(jì)荷載均布于制梁臺座上；當(dāng)臺座上混凝土梁張拉完畢尚未提梁時，箱梁結(jié)構(gòu)自重荷載集中作用于制梁臺座兩端。制梁臺座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足箱梁施工作業(yè)及設(shè)置預(yù)拱度等要求。在箱梁制、存梁區(qū)平面布置時，制梁臺座的縱向凈距不小于8.0m，橫向凈距不小于5.0m，預(yù)制梁頂側(cè)面與龍門吊軌道側(cè)向凈距不小于4.0m。

根據(jù)箱梁預(yù)制場現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，制梁臺座循環(huán)時間為4～6d，可以此確定箱梁預(yù)制場制梁臺座數(shù)量。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，尚需考慮其他因素的影響，制梁實(shí)際生產(chǎn)周期與搬移梁設(shè)備的工效、天氣氣候、混凝土原材料及配合比、養(yǎng)護(hù)方式、混凝土強(qiáng)度及彈性模量增長速度等密切相關(guān)，現(xiàn)場需根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際情況合理確定制梁臺座數(shù)量。

在生產(chǎn)區(qū)域，采用龍門吊進(jìn)行鋼筋主體吊裝，端模安拆，布料機(jī)設(shè)備、橡膠管等其他材料的轉(zhuǎn)移作業(yè)?？紤]吊裝鋼筋主體重約76t 等原因，現(xiàn)場配置2 臺80t跨度為40m 的龍門吊。另外，鋼筋加工場的材料吊卸，需配置3 套10t 天吊式龍門吊進(jìn)行配合作業(yè)。

箱梁體完成初張拉作業(yè)后，需存放至存梁區(qū)。后續(xù)架的裝梁工作，配置1 臺起重能力為1000t 的輪胎式提梁機(jī)。

2.3 存梁區(qū)

存梁區(qū)大小的設(shè)置，應(yīng)考慮存梁方式、箱梁的終張拉時間、成品梁中上拱檢測齡期等因素，并結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)。

2.3.1 存梁方式

采用雙層存梁方式，存梁臺位采用樁基礎(chǔ)加承臺模式。臺座結(jié)構(gòu)變形應(yīng)滿足箱梁底面任意支點(diǎn)與其他三個支點(diǎn)組成的平面的高差不大于2mm。存梁臺位的結(jié)構(gòu)高度應(yīng)根據(jù)移梁、搬梁方式和預(yù)應(yīng)力終張拉作業(yè)條件確定。采用搬梁機(jī)搬梁時，場地需要滿足底層混凝土梁完成終張拉壓漿工序、雙層存梁支點(diǎn)位置驗(yàn)算通過等工程技術(shù)條件。在雙層存梁前，需要合理安排存梁位置和順序，且要考慮雙層存梁方案對工期、工序造成的影響。

2.3.2 存梁周期

箱梁的存梁周期=箱梁到存梁臺位的終張拉時間+成品梁中上拱度檢測齡期(30d)。結(jié)合已建項(xiàng)目，箱梁存梁周期設(shè)計(jì)可按45d 考慮。根據(jù)箱梁預(yù)制場現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，工地實(shí)際存梁時間與搬移梁設(shè)備的工效、天氣情況、養(yǎng)護(hù)方式、架梁速度、架橋機(jī)中途拆裝及調(diào)頭等因素密切相關(guān)。

為減少梁體占用臺座的時間，梁體進(jìn)行初張拉后可移出臺座，在存梁區(qū)存放。終張拉完成并且管道內(nèi)漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行運(yùn)架梁施工。在箱梁終張拉時，混凝土齡期不小于10d，壓漿應(yīng)在終張拉后2d 內(nèi)完成。

2.3.3 存梁臺座數(shù)量

制梁臺座和存梁臺位之間比例根據(jù)制梁工藝流程的作業(yè)時間決定，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，箱梁預(yù)制場制梁臺座與存梁臺位之比一般控制在1∶8～1∶9，制梁臺座和架設(shè)速度關(guān)系是每日架設(shè)1 榀箱梁需要5～6 個制梁臺座。

在終張拉時，存梁臺位縱向凈距應(yīng)滿足作業(yè)空間以及搬梁機(jī)作業(yè)的寬度要求，并宜與制梁區(qū)等寬；相鄰梁頂邊緣橫向凈距宜為0.4～0.6m。

2.4 保障區(qū)

保障區(qū)主要由砂石料場、鋼筋存放加工區(qū)、混凝土拌和站、變電所、試驗(yàn)室、倉庫、水站等組成，實(shí)現(xiàn)預(yù)制場各種材料、物資、電力、水等的保障和供給功能。

首先根據(jù)單榀梁的澆筑時間要求及每日生產(chǎn)任務(wù)數(shù)量，如單榀40m 箱梁混凝土數(shù)量約為370m3，要求在6h 內(nèi)澆筑完畢，混凝土澆筑能力不低于62m3/h。攪拌站主機(jī)出料容量的計(jì)算方法：考慮理論與實(shí)際生產(chǎn)存在一定的差距，攪拌周期按5min 計(jì)算，需配置2臺出料容量4.0m3的240 型攪拌主機(jī)，每小時生產(chǎn)混凝土96m3，大于61.7m3/h，滿足生產(chǎn)需要。料倉設(shè)置待檢區(qū)和合格區(qū)，共9 個料倉，分別為5～10mm 碎石倉、10～20mm 碎石倉、中粗砂倉。其中5 個料倉為合格倉，分別為1 個5～10mm 碎石倉、2 個10～20mm 碎石倉、2 個中粗砂倉，累計(jì)庫存均為7000m3。正常生產(chǎn)后，每天生產(chǎn)2 榀箱梁，最大出混凝土量約為740m3。根據(jù)試驗(yàn)室配合比，每天用量需要5～10mm 碎石223t、10～20mm 碎石335t、中粗砂328t，故料倉能滿足7d 制梁用砂石料的要求。按此配置規(guī)劃，料倉需占地面積為3000m2。

根據(jù)生產(chǎn)過程中各種設(shè)備的總功率，確定配電總?cè)萘亢桶l(fā)電機(jī)裝機(jī)容量，計(jì)算配電發(fā)電區(qū)的占地面積。施工用電以地方電為主，自發(fā)電為輔。制梁場設(shè)置2 臺630kVA 變壓器，靠近拌和站、制梁區(qū)、加工廠的大型用電設(shè)備處；1 臺315kVA 變壓器設(shè)置于提梁站，方便架梁使用。備用電源為500kW 的發(fā)電機(jī)2臺，主要為制梁使用。

根據(jù)養(yǎng)護(hù)、灌注混凝土、自然養(yǎng)護(hù)混凝土生產(chǎn)用水量的大小，確定蓄水池的容量，計(jì)算蓄水池占地面積。

根據(jù)材料運(yùn)輸量、車流量，確定生產(chǎn)區(qū)主運(yùn)輸?shù)缆穼挾燃罢嫉孛娣e。場區(qū)運(yùn)輸?shù)缆凡贾脩?yīng)滿足設(shè)備、材料運(yùn)輸需求，并優(yōu)先利用場內(nèi)移梁通道。梁場設(shè)2條進(jìn)場道路，1 條為砂石料、水泥、粉煤灰等主材進(jìn)場道路，道路寬8m，1 條為辦公生活區(qū)進(jìn)場道路，盡量利用移梁通道。

2.5 提梁上橋區(qū)（裝車區(qū)）

提梁上橋區(qū)（裝車區(qū)）包含提梁臺座、提梁機(jī)軌道基礎(chǔ)等構(gòu)筑物，主要實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土梁上橋、裝車功能，提梁上橋區(qū)在經(jīng)過特殊規(guī)劃與設(shè)計(jì)后，可實(shí)現(xiàn)架橋機(jī)安裝、拆除、調(diào)頭等功能。提梁機(jī)走行軌長度應(yīng)根據(jù)拼裝架橋機(jī)、運(yùn)梁車及作業(yè)空間的要求確定，一般不應(yīng)小于130m。

3 案例計(jì)算

梁場制梁、存梁能力主要取決于架設(shè)進(jìn)度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)工期要求進(jìn)行計(jì)算：假如架梁持續(xù)日歷天數(shù)200d，總梁數(shù)500 榀?？紤]惡劣天氣等氣候影響，有效天數(shù)取160d，則架梁進(jìn)度指標(biāo)為500/160≈3榀/天，制梁1 榀/天。單個臺座箱梁預(yù)制進(jìn)度指標(biāo)取5d/榀，則所需制梁臺座數(shù)量=1×5=5 個，故箱梁模板對應(yīng)配置5 套，占地20 畝。根據(jù)工期安排，制梁周期為42d（制梁1d，齡期10d，張拉壓漿2d，齡期28d，保證期1d），每天澆筑1 榀/d 梁。計(jì)劃需要的雙層存梁臺座42×3÷2=63 個。其中包括裝梁臺座4 個，靜載臺座1 個，占地60 畝；單榀40m 箱梁混凝土數(shù)量約為370m3，要求6h 內(nèi)澆筑完畢，則混凝土澆筑能力要求不低于62m3/h。根據(jù)攪拌站主機(jī)出料容量選用2.5m3及以上的攪拌站，才能滿足現(xiàn)場澆筑時間，符合設(shè)計(jì)需求。拌和站占地15 畝。鋼筋加工場原材存放區(qū)：預(yù)存10 榀梁的原材，最少存2000t 各種型號的鋼筋；半成品存放區(qū)：3 榀梁半成品；加工區(qū)、通道等由單幅型鋼棚并列搭設(shè)，設(shè)置3 臺跨度30m 的天吊，用于鋼筋及其他原材的卸車，鋼筋場占地7 畝。轉(zhuǎn)向通道14 畝，庫房6 畝。提梁站采用跨線提梁方式，占地15 畝。辦公生活區(qū)及試驗(yàn)室占地15 畝。梁場總面積約152 畝。

依據(jù)案例總結(jié)一個40m 預(yù)制箱梁梁場面積的參考公式：

式（3）～（12）中：N1——箱梁預(yù)制場制梁臺座數(shù)量（個）；

η——每日預(yù)制箱梁數(shù)量（榀/d）；

T1——預(yù)制每榀箱梁占用單個制梁臺座時間（個×d/榀）；

T2——每榀箱梁占用單個存梁臺位時間（個×d/榀）；

K1——存梁系數(shù)；

L——梁長；

L路——搬梁機(jī)走行寬度；

L1——攏門吊跨度；

L2——搬梁機(jī)跨度；

L3——提梁機(jī)跨度。

4 結(jié)語

在梁場規(guī)劃建設(shè)時，應(yīng)對各個功能區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的分析，明確各個功能區(qū)應(yīng)用的要求、參數(shù)取值范圍以及所需考慮的因素，為后續(xù)40m 梁場場地建設(shè)規(guī)劃，提供參考依據(jù)。