40m梁场场地选择指标研究

2021-04-28吕茂盛

运输经理世界 2021年17期

吕茂盛

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京100041）

1 工程概况

根据工程总工期、施工组织设计、制存梁数量、制梁能力、存梁时间和工程分布，选择梁场所处的工程位置；根据箱梁预制场的存梁方式、存梁周期、架设方向及时间，确定制、存梁区的台位数，以及配套设备的数量及大小；再根据梁体尺寸和梁体间距离，计算存梁区的总占地面积。力求节约用地、少占耕地并减少拆迁。选择水文地质条件好，土石方工程和基础加固较少的平坦地域，有较好的交通、通信、供水、排水等条件。

2 40m 梁场场地选择指标研究

从40m 梁外观尺寸、预制梁的生产数量、制梁效率、进出场要求、架设方向与速度、架梁工期、保障区的设置等几个方面，进行场用地指标分析，通过与传统的32m 梁指标对比，给出40m 梁场场地的指标要求。

2.1 40m 梁与32m 梁外观尺寸对比分析

通过40m 梁和32m 梁的梁体尺寸对比，分析两者外观尺寸差别，为后面用地指标计算提供依据，见表1。

表1 40.6m 箱梁与32.6m 箱梁外观尺寸对比表

根据对比发现，40m 预制箱梁比32m 预制箱梁长8m，重约135t，对场地和地质的要求更高，所有原材料均高出不少，所以对于40m 梁场，运输的方便性显得尤为重要；40m 梁的混凝土方量比32m 梁多54.76m3，养护用水的方式及其来源也显得很重要[1]。

40m 预制箱梁比32m 预制箱梁长8m，梁宽相同，所以40m 梁场施工场地需要比32m 梁场施工场地大1.25 倍，存梁区也需要相应扩大1.25 倍，保障区则需要扩大1.7 倍[2]。

2.2 制梁区

制梁区包含钢筋绑扎台座、制梁台座、门吊轨道基础等构筑物，主要实现预应力混凝土梁的预制和初张拉等功能。

根据箱梁从立模—移梁—存梁区所需的制梁周期和预制场制梁能力，计算所需要的预制台座数量，再根据箱梁外形尺寸以及台座间距要求，计算制梁区的占地。

根据钢筋种类、储备量、加工及绑扎速率，计算1榀梁/d 钢筋加工及绑扎区的占地。

根据箱梁预制场的存梁方式、存梁周期确定存梁区存放箱梁的台位数。根据梁体尺寸和梁体间距离计算存梁区的总占地面积。

制梁台座、存梁台位和静载试验台座设计应符合规定：箱梁预制与架设进度应匹配，宜保持1～2 个月的架梁数量。制梁台座、存梁台位的数量原则上应根据施工组织设计及工期安排确定，也可参考下列公式计算，并按施工组织设计做必要调整[3]。

式（1）～（2）中：N1——箱梁预制场制梁台座数量（个）；

η——每日预制箱梁数量（榀/d）；

T1——预制每榀箱梁占用单个制梁台座时间（个×d/榀）；

T2——每榀箱梁占用单个存梁台位时间（个×d/榀）；

K1——存梁系数，单层存梁时取1.0～1.1，双层存梁时取0.6～0.7。

制梁台座根据上部结构形式的不同，采用墙式；根据下部基础的不同，采用桩基础和筏板基础等。制梁台座设计荷载应包括箱梁结构自重、模板重量、台座自重以及施工荷载等，超载系数宜取1.1。当浇筑梁体完毕尚未张拉时，设计荷载均布于制梁台座上；当台座上混凝土梁张拉完毕尚未提梁时，箱梁结构自重荷载集中作用于制梁台座两端。制梁台座结构设计应满足箱梁施工作业及设置预拱度等要求。在箱梁制、存梁区平面布置时，制梁台座的纵向净距不小于8.0m，横向净距不小于5.0m，预制梁顶侧面与龙门吊轨道侧向净距不小于4.0m。

根据箱梁预制场现场施工经验，制梁台座循环时间为4～6d，可以此确定箱梁预制场制梁台座数量。但在实际生产过程中，尚需考虑其他因素的影响，制梁实际生产周期与搬移梁设备的工效、天气气候、混凝土原材料及配合比、养护方式、混凝土强度及弹性模量增长速度等密切相关，现场需根据工程项目实际情况合理确定制梁台座数量。

在生产区域，采用龙门吊进行钢筋主体吊装，端模安拆，布料机设备、橡胶管等其他材料的转移作业。考虑吊装钢筋主体重约76t 等原因，现场配置2 台80t跨度为40m 的龙门吊。另外，钢筋加工场的材料吊卸，需配置3 套10t 天吊式龙门吊进行配合作业。

箱梁体完成初张拉作业后，需存放至存梁区。后续架的装梁工作，配置1 台起重能力为1000t 的轮胎式提梁机。

2.3 存梁区

存梁区大小的设置，应考虑存梁方式、箱梁的终张拉时间、成品梁中上拱检测龄期等因素，并结合以往施工经验。

2.3.1 存梁方式

采用双层存梁方式，存梁台位采用桩基础加承台模式。台座结构变形应满足箱梁底面任意支点与其他三个支点组成的平面的高差不大于2mm。存梁台位的结构高度应根据移梁、搬梁方式和预应力终张拉作业条件确定。采用搬梁机搬梁时，场地需要满足底层混凝土梁完成终张拉压浆工序、双层存梁支点位置验算通过等工程技术条件。在双层存梁前，需要合理安排存梁位置和顺序，且要考虑双层存梁方案对工期、工序造成的影响。

2.3.2 存梁周期

箱梁的存梁周期=箱梁到存梁台位的终张拉时间+成品梁中上拱度检测龄期(30d)。结合已建项目，箱梁存梁周期设计可按45d 考虑。根据箱梁预制场现场施工经验，工地实际存梁时间与搬移梁设备的工效、天气情况、养护方式、架梁速度、架桥机中途拆装及调头等因素密切相关。

为减少梁体占用台座的时间，梁体进行初张拉后可移出台座，在存梁区存放。终张拉完成并且管道内浆体强度达到设计强度后，方可进行运架梁施工。在箱梁终张拉时，混凝土龄期不小于10d，压浆应在终张拉后2d 内完成。

2.3.3 存梁台座数量

制梁台座和存梁台位之间比例根据制梁工艺流程的作业时间决定，根据工程经验，箱梁预制场制梁台座与存梁台位之比一般控制在1∶8～1∶9，制梁台座和架设速度关系是每日架设1 榀箱梁需要5～6 个制梁台座。

在终张拉时，存梁台位纵向净距应满足作业空间以及搬梁机作业的宽度要求，并宜与制梁区等宽；相邻梁顶边缘横向净距宜为0.4～0.6m。

2.4 保障区

保障区主要由砂石料场、钢筋存放加工区、混凝土拌和站、变电所、试验室、仓库、水站等组成，实现预制场各种材料、物资、电力、水等的保障和供给功能。

首先根据单榀梁的浇筑时间要求及每日生产任务数量，如单榀40m 箱梁混凝土数量约为370m3，要求在6h 内浇筑完毕，混凝土浇筑能力不低于62m3/h。搅拌站主机出料容量的计算方法：考虑理论与实际生产存在一定的差距，搅拌周期按5min 计算，需配置2台出料容量4.0m3的240 型搅拌主机，每小时生产混凝土96m3，大于61.7m3/h，满足生产需要。料仓设置待检区和合格区，共9 个料仓，分别为5～10mm 碎石仓、10～20mm 碎石仓、中粗砂仓。其中5 个料仓为合格仓，分别为1 个5～10mm 碎石仓、2 个10～20mm 碎石仓、2 个中粗砂仓，累计库存均为7000m3。正常生产后，每天生产2 榀箱梁，最大出混凝土量约为740m3。根据试验室配合比，每天用量需要5～10mm 碎石223t、10～20mm 碎石335t、中粗砂328t，故料仓能满足7d 制梁用砂石料的要求。按此配置规划，料仓需占地面积为3000m2。

根据生产过程中各种设备的总功率，确定配电总容量和发电机装机容量，计算配电发电区的占地面积。施工用电以地方电为主，自发电为辅。制梁场设置2 台630kVA 变压器，靠近拌和站、制梁区、加工厂的大型用电设备处；1 台315kVA 变压器设置于提梁站，方便架梁使用。备用电源为500kW 的发电机2台，主要为制梁使用。

根据养护、灌注混凝土、自然养护混凝土生产用水量的大小，确定蓄水池的容量，计算蓄水池占地面积。

根据材料运输量、车流量，确定生产区主运输道路宽度及占地面积。场区运输道路布置应满足设备、材料运输需求，并优先利用场内移梁通道。梁场设2条进场道路，1 条为砂石料、水泥、粉煤灰等主材进场道路，道路宽8m，1 条为办公生活区进场道路，尽量利用移梁通道。

2.5 提梁上桥区（装车区）

提梁上桥区（装车区）包含提梁台座、提梁机轨道基础等构筑物，主要实现预应力混凝土梁上桥、装车功能，提梁上桥区在经过特殊规划与设计后，可实现架桥机安装、拆除、调头等功能。提梁机走行轨长度应根据拼装架桥机、运梁车及作业空间的要求确定，一般不应小于130m。

3 案例计算

梁场制梁、存梁能力主要取决于架设进度和技术标准要求。根据工期要求进行计算：假如架梁持续日历天数200d，总梁数500 榀。考虑恶劣天气等气候影响，有效天数取160d，则架梁进度指标为500/160≈3榀/天，制梁1 榀/天。单个台座箱梁预制进度指标取5d/榀，则所需制梁台座数量=1×5=5 个，故箱梁模板对应配置5 套，占地20 亩。根据工期安排，制梁周期为42d（制梁1d，龄期10d，张拉压浆2d，龄期28d，保证期1d），每天浇筑1 榀/d 梁。计划需要的双层存梁台座42×3÷2=63 个。其中包括装梁台座4 个，静载台座1 个，占地60 亩；单榀40m 箱梁混凝土数量约为370m3，要求6h 内浇筑完毕，则混凝土浇筑能力要求不低于62m3/h。根据搅拌站主机出料容量选用2.5m3及以上的搅拌站，才能满足现场浇筑时间，符合设计需求。拌和站占地15 亩。钢筋加工场原材存放区：预存10 榀梁的原材，最少存2000t 各种型号的钢筋；半成品存放区：3 榀梁半成品；加工区、通道等由单幅型钢棚并列搭设，设置3 台跨度30m 的天吊，用于钢筋及其他原材的卸车，钢筋场占地7 亩。转向通道14 亩，库房6 亩。提梁站采用跨线提梁方式，占地15 亩。办公生活区及试验室占地15 亩。梁场总面积约152 亩。

依据案例总结一个40m 预制箱梁梁场面积的参考公式：