在建高架桥桥上预制梁场规划及建设施工技术

■黄金林（中铁十七局集团第六工程有限公司，福州350014）



在建高架桥桥上预制梁场规划及建设施工技术

■黄金林
（中铁十七局集团第六工程有限公司，福州350014）

本文对某高速公路在建高架桥上建设梁场的施工技术进行研究和探讨，阐明了梁场总体规划的具体实施方案，介绍了桥上梁场规划、建设和拆除等施工技术及措施；通过对梁场建造方案和结构设计的对比分析，选取了合理的梁场规划实施方案。

高速公路在建高架桥桥上梁场建设

1工程简介

1.1总体概况

某高速公路A3合同段路线全长2.628km，工程内容为0.5座黄石高架桥和1座三江口枢纽互通，计划工期18个月。本合同段共有预制梁片1494片，其中T梁508片，箱梁610片，板梁376片，T梁和板梁全部在三江口枢纽互通，箱梁全部在黄石高架桥。

1.2黄石高架桥概况

黄石高架桥桥长为4777.0m，下部结构为柱式墩、肋板台配钻孔桩基础，上部结构采用9×（5×30）m+4×（4×30）m PC连续矮箱梁，其中A3合同段内桥长1833.5m，桥面宽度为（16.5+0.5+16.5）m，最大桥高10m，设计为双向六车道，行车速度100km/h。

1.3地质情况

本项目位于福建东部沿海，属冲海积平原地貌，全线水田、河道及池塘众多，地质条件较差，淤泥及软弱土层厚达15～20m。

2梁场总体规划

2.1梁场选址

本合同段主线内没有路基，红线内可以供预制梁场使用的路基只有黄石高架桥和下穿福厦铁路匝道桥之间的约420m长匝道路基，路床宽度约36～75m，基底设计采用PTC预制管桩处理。

由于工程所在地周边水田和河道发育，软基层较厚，如果在红线外征地建设梁场代价较高。经过初步估算，红线外征用10亩临时用地，软基处理费用达1000 元/m2，只计算征地和软基处理费用即达到惊人的700多万，还不包括土方填筑、场地硬化等施工内容。

项目部经过综合考虑分析，最终决定放弃红线外征地，合理规划，充分利用互通内的匝道路基和桥梁进行梁场建设。

2.2梁场初步规划

本合同段内梁片数量多、型号规格多，可供利用的场地又十分狭小，经过详细分析和对比，项目部最终确定把靠近福厦铁路的180m长路基和部分匝道桥场地用来

建设T梁和板梁预制区，把靠近黄石高架桥的240m长路基用来建设箱梁预制区，根据工程进展情况适当在黄石高架桥桥面上进行梁场扩建。

2.3箱梁预制区详细规划

本合同段2013年11月18日下开工令，计划通车时间为2015年12月20日，也就是说留给路基和路面标的时间总和只有2年，建设工期十分紧张，梁场软基处理和土方填筑又耗时较久，正常的梁片预制时间只有8个月。

经过详细规划和布局，我标段计划在箱梁预制区内先行建设24个30m箱梁预制台座，1个临时存梁区，1个检测区，1个半成品钢筋存放区，1个胎膜台座区。前期确保黄石高架桥左右幅同时预制和架设，根据工程进展情况适时为桥上梁场扩建做好准备。

3桥上梁场规划及建设

3.1工程进展分析

由于前期受到征迁、雨季台风季等多种因素制约，我标段的箱梁于2014年10月份才开始正常预制，但是受场地限制和梁场软基局部沉降影响，台座利用率无法达到最优，平均每个台座每月只能生产约生产2片。截止2015年1月31日，共完成箱梁预制190片，剩余420片。

根据现有的资源配置情况，我标段的月生产能力基本保持在60片左右，完成剩余梁片预制最快需要7个月，再扣除雨季台风季等不利因素，真正完成预制任务至少还需要8-9个月，因此桥上梁场扩建迫在眉睫。

3.2桥上梁场规划和受力分析

3.2.1桥上梁场规划

黄石高架桥宽33.5m，中间分隔带0.5m。而我标段所有的预制箱梁都是位于黄石高架桥上，在桥上进行制梁、运梁、架梁施工可以大大提高功效，确保梁场节点目标按时完成。

桥上梁场扩建前需要先行施工桥面湿接缝、中横梁和负弯矩张拉压浆，使桥面形成整体受力后才能进行预制台座建设，但是预留桥面铺装等台座拆除以后再施工，另外左右侧的混凝土防撞护栏也要先行施工，中间的防撞护栏暂不施工，中分带采用临时的隔离栏栅和钢筋网片铺设，防止人员、材料和设备掉落。

3.2.2建设方案对比分析

根据前期资源配置推断，我标段已经提前制定了3种桥上梁场的扩建方案。

（1）方案一

预制台座需要占用黄石高架桥右幅全部和左幅部分桥面，共计8跨，每个断面建设3个台座。台座端头坐落在盖梁上方，台座中心线与支座中心线重合，确保受力稳定均匀。

方案一的台座间距6.6-7.1m，轨道宽度20.3m，轨道一侧位于右幅最右侧的边梁支座中心线上，另一侧位于左幅靠右侧的中梁支座中心线上，如图1所示。

图1　建设方案一（单位：m）

（2）方案二

预制台座需要占用黄石高架桥右幅全部桥面，共计8跨，每个断面建设3个台座。台座端头坐落在盖梁上方，2个台座的中心线与支座中心线重合，还有1个台座位于湿接缝上，为确保受力稳定需要在台座下方浇注20cm厚4m宽的扩大基础，以分散应力到两侧的两片中梁上。

方案二的台座间距4.95m，轨道宽度17.0m，轨道一侧位于右幅最右侧的边梁支座中心线上，另一侧位于左幅靠右侧的边梁支座中心线上。详见图2。

（3）方案三

预制台座需要占用黄石高架桥右幅全部桥面，共计12跨，每个断面建设2个台座。台座端头坐落在盖梁上方，台座中心线与支座中心线重合，确保受力稳定均匀。

方案三的台座间距6.6m，轨道宽度13.2m，轨道两侧分别位于右幅左右侧的边梁支座中心线上。详见图3。

（4）方案比选

通过对三种方案的安全性和经济性进行比较，我们可以得出结论，方案一为最优方案，如表1所示。

图2　建设方案二（单位：m）

图3　建设方案三（单位：m）

3.2.3结构受力分析

按规范布置车道荷载，桥幅宽为17.5m，桥梁设计车道数为5车道，为5箱梁连续梁桥，则横向分布系数取为1。计算跨度为：L=30-1=29m，高速公路设计荷载采用公路—I级，则车道荷载采用：

Pk=180+180×（30-5）/（50-5）=280kN

Qk=10.5kN/m

则，边跨计算车道剪力效应的最大剪力取用的荷载标准值为：

V=1.2Pk+Qk×L=1.2×280+10.5×29/2=488.25kN

表1　黄石高架桥台座建设方案比选表

跨中最大弯矩荷载标准值：

M=1/4P×L+1/8Qk×L2=1/4×280×29+1/8×10.5×292= 3133kN·m

龙门吊和梁自重产生的荷载效应

350kN龙门吊2台，梁自重1050kN，梁吊挂在龙门吊跨中位置行走，根据影响线，龙门吊单肢施加给桥梁的作用力即边跨最大剪力标准值为：

V=N=（1050/2+350）/2=437.5kN

跨中最大弯矩荷载：

M=1/4P×L=1/4×437.5×29=3172kN·m

梁场扩建设置在桥梁上，对比车辆采用的荷载与龙门吊和梁荷载，龙门吊产生的剪力值小于桥梁采用的车道荷载值，而弯矩值相同。考虑到龙门吊荷载值未计算横向分布系数、车道荷载未计入车辆冲击系数，可见梁场扩建至桥梁上是可行的。

3.2.4方案论证

经过详细的方案规划、对比和分析，我标段于2014 年12月31日召开了《桥面梁场扩建方案》审查会，邀请业主、设计、监理及外部专家进行方案论证并一致通过，推荐采用方案一进行桥上梁场建设。

3.3桥上梁场建设

3.3.1预制台座施工

预制台座在黄石高架桥右幅150#～159#桥面湿接缝、中横梁浇筑完成且在负弯矩张拉压浆后进行施工。在桥上进行台座建设本不需要基础，但是由于黄石高架桥桥面横坡为3%、纵坡为1%，故需对台座底先找平处理，为防止桥面污染及方便工后拆除，找平层底部设置一层土工布及塑料薄膜。台座基础与台座采用预埋钢筋连接，基础每4m设置1道断缝。

3.3.2龙门吊轨道基础施工

龙门吊轨道基础设置在L2、L10梁中心，间距为20.3m。轨道长度需考虑龙门吊及提梁机工作长度，设置为255m，如果后期需要存梁可以再延长。受桥面横坡影响，右幅基础尺寸0.2m×0.7m、左幅基础尺寸为0.5× 0.7m，每4m设置1道断缝。

图4　轨道基础大样图（单位：m）

3.3.3桥上梁场破除

因梁场建设于桥上，为保证台座下方已成型的箱梁质量不受影响，不能采用传统的大型机械破除施工方法。项目部经过多方搜集资料和研究探讨，最终确定采用人工分解破除，机械配合清除的方法进行。具体施工步骤如下：

（1）采用小型空压机在台座及轨道基础预留断缝位置打眼，人工凿裂，再用挖掘机挪动避免了机械破除对梁体的破坏。

（2）挖掘机将已破段分段混凝土块挪至运梁通道，用50t铲车推出桥面置于路基上，再采用大型破碎机破碎运出线外。

图5　在建桥上梁场现场实际图

4结束语

通过此次桥上梁场规划及建设，我标段在规定的节点时间内安全、顺利完成了预制箱梁预制任务，也节省了700万元以上的征地和软基处理等费用，取得极大的经济效益。在桥上建设预制梁场是在工期紧张、普通预制梁场用地无法满足要求、红线外增加梁场投入太大等特殊情况下的一种特殊选择，充分利用红线内的资源优势，合理规划，合理布局，可以做到进度和成本双赢，对以后的类似工程有较好的借鉴意义。

［1］李卫平.优化施工组织设计降低桥梁工程造价［J］.铁路工程造价管理，2000，（5）：21-22.

［2］姜立贵，邓国才.预制梁厂的规划和筹建［J］.隧道建设，2005，25 （2）：76-80.

［3］黄建阳.大规模T型梁现场预制施工与管理［J］.中国港湾建设，2004，（2）：39-45.