山岭重丘区预制梁场建设技术应用分析

马威武，蒯强，单武林

（中建二局土木工程集团有限公司，广东佛山 528010）

1 引言

进入新时代，我国路桥基础设施行业发展迅速，施工技术与方法不断进步，如何在山岭重丘区建设梁场成为行业关注的焦点。对施工技术进行创新应用，能确保施工经济性、环保性，推动我国公路事业稳定发展。国内外对路桥施工技术的研究多集中于平原地区，对山岭重丘区的研究较少。本文选取预制梁场作为出发点，通过比较的方式，对预制梁场的施工方案进行选择，并总结项目建设要点，通过对BIM、龙门吊的创新应用，确保项目按照预期进度完工。

2 项目概况

山岭重丘区情况相对复杂，不同海拔的气温存在明显差异，背阳面、向阳面温差极大，各区域降雨情况不同，建设预制梁场的难度不言而喻。项目为广西贺州某桥梁建设，桥梁起始点位于陡峭山坡上，山坡两侧均为深沟，不具备运梁、建设梁场的条件。针对现场情况，施工方提出将梁场建设在桥梁、隧道之间的方案，桥梁、隧道之间的路基以高填方为主，极易出现沉降问题，仅能在非高填方区域布设梁场，可用空间有限，只有以现场情况、工程需求为依据，对梁场进行科学布设，才能使其发挥应有功能。

3 预制梁场施工方案

施工区域两侧均为深沟，不具备建设梁场的条件，而路基纵坡在5.5%左右，与梁场建设工作要求不符，只有将制梁区坡度控制在1.5%以下、运梁区坡度控制在3%以下，才能确保梁场安全可靠。针对项目空间有限、地形坡度过大等问题，设计方先后提出以下两种方案。

3.1 方案一

方案一的施工流程如下：先将路基上方的土方挖除，待施工区域纵坡达5.5%，再将剩余土方挖除。该部分所开挖土方属于超挖土方，作用是调整各区域纵坡，确保制梁区、运梁区坡度满足要求[1]。本方案将制梁区长度设定为600 m，坡度约1.5%，运梁路径全长125 m，对应坡度为3%。按照各区域宽度40 m 计算可知，超挖土方总量约78 万m3，整体工期需达5 个月左右。

3.2 方案二

由于项目工期相对紧张，为保证项目如期竣工并顺利投入使用，设计方以方案一为基础，针对该方案存在的不足进行了创新，得到方案二。其与方案一的区别如下：

1）增加制梁区高度，根据龙门吊的起吊要求，在该区域内增设吊梁区；

2）调整加工钢筋、绑扎骨架等区域的布局，使其呈台阶状，提高现场空间的利用率，使存量总数最大程度接近预期；

3）在桥梁沿线增设吊装区，为项目起吊装车提供便利。

3.3 对比分析

方案一的优点在于施工难度较低，但开挖面积相对较大，预计工期5 个月左右。方案二的步骤相对较多，但能解决土方超挖问题，施工全过程所产生土方量约37 万m3，工期较方案一更短，建设成本仅为方案一的3/4。鉴于此，设计方最终采用方案二，其中，梁场长度为600 m，预设坡度为1.5%，运输预制梁的通道长度以125 m 为最佳，对应坡度需控制在3%左右。确定方案后，项目方借助BIM 建立相应模型，根据模型反馈信息，对方案细节加以调整，在保证施工速度与质量的前提下，有效规避潜在风险，使施工成本降至最低。

4 预制梁场建设要点

4.1 科学选择场地

正式施工前需确定梁场位置，设计方应保证所选择场地满足以下要求：

1）整平场地后，检测地基的承载力，结合检测结果对基础、台座进行设计；

2）将场内排水沟与路基边沟相连，降低场内水给路基边坡带来的影响；

3）在建设梁场过程中，根据现场情况判断是否需增设储备养护用水的水池，若需增设水池，则要对水源进行调查，保证水源洁净。

选择场地时，应重点关注以下3 方面内容：

1）地面硬化程度，根据现场情况设置流水坡，坡度以1%为最佳，以免由于积水严重，导致梁场无法发挥应有作用。

2）考虑到梁场运行期间通常需配备多种用电设备，只有以临时用电要求为依据开展相关工作，才能有效规避用电风险。

3）联合各单位对设计图纸、方案进行反复讨论并修改，保证方案科学合理，降低项目返工率，确保经济性[2]。

4.2 调整施工流程

本项目中，设计方以常规设计方案为依据，结合现场情况对施工流程进行调整，将项目施工划分为5 个阶段，分别是：确定施工区域；设置台阶；安装龙门吊；吊装施工；增设运梁通道[3]。

4.3 项目施工分析

4.3.1 核心技术

1）BIM。近几年，BIM 已在建筑领域得到广泛运用，项目方借助该技术建立三维模型，在保证方案合理、有效的前提下，可提升施工速度，降低建设成本。在本项目中，设计方计划借助BIM 技术建模，根据三维模型确定梁场布局，保证各区域布设科学。在此基础上，利用该技术模拟梁场建设过程，了解各方案的土方量，进而确定最符合现场情况的方案，为后续施工提供参考。实践表明，将BIM 用于梁场建设的优势包括：（1）数据可视，该技术强调以模型为依托，对方案进行系统且具体的展示，使方案具备良好的可视性；（2）模拟性，该技术能根据设计方案模拟项目重要节点；（3）确定施工量，项目方可利用既有软件输出模型体量，从而确定项目施工量。

2）龙门吊。龙门吊又称门式起重机，多用于装卸散货、货场或料场货（见图1），具有环境适应性强、利用率高等优点。研究发现，满足预制梁场需求的龙门吊类型较多，包括但不限于桥式龙门吊、装配龙门吊，不同龙门吊的优势与不足如表1 所示。只有以现场情况为依据，并酌情调整龙门吊各项参数，才能使其发挥应有作用。

表1 常见龙门吊的优势与不足

图1 龙门吊

在本项目中，施工方计划利用2 座龙门吊运输1 片梁，考虑到梁整体长度较长，故仅对2 座龙门吊进行集中控制，以确保二者同步启停。除此之外，设计方还对龙门吊提出以下要求：根据龙门吊的高度酌情调整轨道间距，以免轨道磨损速度过快，影响项目经济性；科学安装龙门吊，确保各构件安全系数与施工要求相符。

4.3.2 施工要点

前期准备阶段需技术人员以现场环境为依据，利用BIM建模，根据模型确定加工钢筋、绑扎骨架、制梁和存梁位置，保证各区域内均不存在纵坡或类似地形。随后，结合现场条件调整制梁区域布局，本项目中，各台阶高度不得超过50 cm，以确保在准确划分各区域位置的前提下对土方量加以控制。项目施工期间，应对以下工作引起重视。

1）台阶施工。上文提及的4 个区域均需布设供施工人员通过的台阶，并沿台阶外侧增设防护栏，为日常施工提供便利。

2）布设龙门吊。制梁、存梁及吊装区域外侧均需布设2 架龙门吊，保证龙门吊能在各区域内无障碍通行，使起吊构件、运输构件的功能得到充分发挥。除特殊情况外，梁龙门吊均应位于钢筋龙门吊的内侧。

3）吊装施工。在紧靠存梁区的位置增设长50 m，宽5 m，深9 m 的吊装区，在挖设吊装槽时，重点关注坡面防护情况，保证坡度比科学，沿坡顶布设防护、排水设施，保证吊装作业量在该区域所能承载的范围内。待施工告一段落，将该区域和运梁道路相连，根据运梁道路情况调整吊装高度，保证运梁过程安全、可靠。为确保吊装速度、安全性符合要求，设计方针对本项目制订了专属方案，指出在开挖施工环节应先在侧壁表面设置土钉，将相邻土钉距离控制在1 m 左右，为后续挂网、喷混凝土等工作提供便利[4]。

4.4 项目施工效果

与传统预制梁场相比，本项目具有突出优势，具体表现在以下3 个方面。

1）梁场位于路基范围内，各区域呈台阶状，具有良好的社会及经济效益，既能节约资源，减少项目施工对环境产生的影响，又可使梁场坡度不符合要求的问题迎刃而解。

2）增加路堑深度、增设吊装区，在严格控制运梁高差的前提下，使运梁路径整体坡度达到车辆行驶要求，为运梁速度、人员安全提供有力保障。

3）将运梁路径与吊装区相连，赋予吊装区起吊装车等多项功能，将行车通道打造为存梁台座，使存梁总量大幅增多。

5 结语

分析可知，山岭重丘区施工期间应重点关注预制梁场的建设，在科学选址的前提下，根据现场情况制订可行性设计方案，以免由于梁场建设效果不理想，导致项目工期延误或成本增加。山岭重丘区普遍具有沟谷深度深、场地狭小和坡度大等特点，建设梁场的难度有目共睹。本文以广西贺州某项目为例，根据项目情况及长期实践经验，对建设梁场的技术要点进行总结，指出项目方应酌情引入BIM 等先进技术，在有效规避风险的同时控制建设成本，希望能为日后同类或相似项目的施工提供借鉴。