沿海发达城市周边预制梁场选址及规划布置研究
2021-01-08王展望杨一方
王展望,杨一方
(中国水利水电第十一工程局有限公司,河南 郑州 450001)
1 工程概述
中山至开平高速公路联系了粤东、珠三角和粤西地区,与正在建设的深中通道相接,路线全长150km,双向6车道,设计时速100km。其中中开(中山至开平)高速二标一期工程全线共计3座大桥,1座中桥,共计458榀后张法装配式预应力小箱梁。
2 预制梁场的选择
桥梁施工中,预制梁场是必须的配套建设项目,梁场的建设规模需要结合项目预制任务及工期要求综合考虑。在现场有条件的情况下,预制梁场一般在桥梁施工区附近就近建设,而目前高速公路飞速发展,较多桥梁工程地处市郊或就在市内建设,可用于梁场建设的场地有限,即便有也需要投入大量的资金取得土地,导致梁场建设投资占比增加。为此,在桥梁施工中,根据现有条件选择合适的位置建设梁场尤为重要。由于该项目处于沿海城市开发区,可谓寸土寸金,且耕地和林地更是受到政策保护,很难找到可作为预制场地的区域,因此预制场场地选址及建设是一大难点。
桥梁工程建设施工总平面布置时需要合理规划利用,通常情况下预制梁场应单独规划在主体工程外,这样能够避免两者之间在实施期间相互干扰。但现阶段一些沿海城市,本土地资源紧缺,分区规划布置难度极大,鉴于此情况,相互权衡在无法独立建设时,需要因地制宜,通过合理规划、科学管理、有效组织,以减少实施期间的干扰和影响。
综上所述,预应力钢筋混凝土梁预制场的选择因现场条件和工程量不同,会有很大差别。预制场位置的确定受安装地点的地理、地形条件制约。预制场面积的确定,除了要考虑安装地点的地理条件,还要考虑桥梁的规模及建设工期和费用成本等。预制梁场的规划布置及梁场场内设计的合理和科学性对桥梁工程施工工期控制尤为重要。
2.1 主要考虑项目
(1)预制场建设规模。预制场建设需要满足预制、储存、钢筋制安和工作空间要求。
(2)吊运设备类型。梁场吊运及场外运输设备选择,需要根据梁场规划布置、梁体结构、预制工期要求等因素确定,同时还要考虑能否将梁场与设计桥梁结构相结合,实现预制架设期间设备共用。
(3)场地要求。尽量选择地形较平坦的地方,使预制场占地面积较大,场地建设后处于统一平面内,而落差过大会增加土石方的运输工程量,同时也会增加提梁、运量、架梁设备的工作难度。由于预制梁的体积较大,自重比较重,地基处理较为困难,因此预制场应尽量选择在地址条件较好的地方,以此有效减少开挖和基础处理工作量,大幅降低建场费用。
(4)考虑沿海公路预制场地建设可能存在拆迁等情况,在建场规划初期应考虑在满足工期的情况下,减少占地,降低征迁数量及费用。
(5)场内场外交通。选择预制场地时,还需考虑钢材运输车、混凝土运输车辆、运梁车等大型设备的运输道路问题,尽量保证场内运输道路与梁场道路相通,地方道路与梁场道路互通,且沿线转弯半径满足梁体运输需要。
(6)合理选择运输道路。缩短梁场至架设点之间的运输距离,这样能够有效提高预制梁架设进度,同时还能降低运输期间安全风险,因此在选择梁场时要充分考虑运输道路问题。
2.2 主要对象
在选择预制场时以下述三类为主要对象:
(1)附近引道及其附近作为预制场的情况较多。一方面可以节约部分用地,另一方面有一定的灵活性,可大可小,并且有利于大梁的运输。详细区分还可分为路基外预制场和路基上预制场
(2)桥下预制场。在桥头填挖量大或引道坡度较大等的情况下,选择桥下预制场比较理想。按场地情况可分为宽阔河滩上预制场和堤内狭窄预制场。
(3)特殊预制场。当现场附近设置预制场的用地较困难时,可采用特殊形式的预制场,如远距离预制场、桥上预制场或河堤上预制场。
3 预制场选址
由于该项目施工用地为分段移交(且移交的土地使用手续尚不齐全),部分区段土地报批与二期合并进行,导致可施工的工作面较少,且征迁具体时间尚不能确定,因此暂规划一个梁场。通过详细调查工程周边情况后发现,工程周边除了有较多厂房、加工场、仓库,还有大范围的村镇居民区、农业用地及大量林地,其余少量可用地均已先后规划建设了混凝土拌和站和标准化钢筋加工场,工程周边已无合适的临时用地,而较远范围用地规划的合规性文件报批程序复杂,且远离已建成的拌和站,不但不利于质量控制,而且长距离运梁安全风险较高,对于沿海发达城市,还会显著增加临时用地的租赁费。
最终项目部决定该标段正在施工的火炬东服务区主线3号桥2~5号墩范围确定为预制梁场,用以满足火炬东服务区主线3号桥预制梁的预制与架梁的任务要求。火炬东服务区主线3号桥的平面位置,虽然整体线型为曲线,但是转弯半径很大,且该桥红线范围内地势起伏不大,稍作平整即可形成较大作业场地。
4 预制场规划
火炬东服务区主线3号桥长度为827.1m,共有260榀预应力小箱梁,梁体长度分别为30m、35m,其中30m长的梁体有220榀。根据施工进度计划安排,完成火炬东服务区主线预制梁的架设任务,该桥预制箱梁主要参数及工程量如表1所示。
表1 总体预制梁数量表
(1)火炬东服务区主线3号桥整体为曲线设计,但转弯半径较大,梁体长短不一,左右幅统一跨梁体尺寸也不近相同,这给预制施工带来了较大的困难;其次现场无合适场地用于存梁,在梁场持续生产的条件下,需要及时将已预制的梁吊移。在该情况下,项目部从桩基、承台、墩柱、盖梁施工方面开始规划,在施工期间积极协调沟通,提前对预制梁的预制和架设等相关工作进行规划安排,从而能够在无存梁区的情况下,合理地进行梁体的预制和架设。具体预制梁场规划布置如图1所示。
图1 预制梁场规划布置平面图(单位:mm)
(2)该桥施工区域整体起伏不大,且桥梁为分离式结构,但左右幅中间宽度较小,桥梁整体宽度约为35m,每榀梁混凝土量约为40m3,单榀梁重量在100t以上。由于桥梁左侧局部为沟渠,右侧为厂区,因此采用汽车吊吊装存在成本大、效率低、就位困难等一系列问题。综合以上情况,梁场配置2台10t龙门吊负责梁场钢筋、模板及工器具吊装;另外,配置2台80t龙门吊,负责预制场内提梁、现场架梁等工作,同时辅助完成桥面湿接缝等其他内容,龙门吊宽度为39m。
5 经济比较
(1)征地设置梁场、使用汽车吊进行架梁。火炬东服务区主线3号桥附近用地租赁费用为每月5.2元/m2。为保证工程施工生产需要,梁场设置原材堆放区域、加工区以及存梁区,其面积约为10000m2,场内设置2台10t龙门吊进行原材倒运及预制梁浇筑,2台龙门吊购置费用约为56万元。按照施工进度计划,预制梁施工工期为10个月,场地租赁费用总计52万元。现场架梁需使用2辆100t轮式起重机进行架设,其每月租赁费用约为15万元/辆,总计租赁费用为300万元。
(2)根据现有红线布置梁场,使用龙门吊进行预制梁运输吊装架设。利用火炬东服务区主线2~5#墩设置梁场,场内布置2台10t龙门吊和2台80t龙门吊,10t龙门吊每台购置费用28.5万元,80t龙门吊每台购置费用为114万元,其成本约为284万元。综合比较,在红线范围内布置梁场,使用龙门吊进行预制梁运输架设能显著缩减成本,且80t龙门吊还可以用于后续桥梁的施工,其经济性较高。
6 结束语
预制梁场在桥梁建设中具有举足轻重的作用。梁场能否优质、高效、及时地供应工程建设所需梁型,决定了桥梁工程能否按时完成,从而影响了项目总工期能否顺利完成。为此,在进行预制梁场的选址时,应从征地拆迁、交通运输、施工进度、经济效益、对主体工程及周边环境的影响程度等方面进行综合考虑,从而保证预制梁场能满足工程施工的需求。此梁场的选址在建设期间充分考虑了梁体吊运的问题,通过现场合理规划布置,在无存梁区的情况下,实现了预制、吊运、架设各工序之间的完美对接。