田東箱梁預制場的規(guī)劃布局和臺座基礎設計

摘要：鐵路箱梁預制場前期規(guī)劃布局和臺座基礎設計是否合理將直接影響箱梁預制工程的工期目標和質(zhì)量保障。為此，本文對新建云桂鐵路中鐵十四局田東制梁場合理化布局的設計理念進行了描述，僅供今后建場參考。

關鍵詞：箱梁預制場 布局規(guī)劃 基礎設計

1 概述

隨著近年來鐵路建設市場的擴大，施工中鐵路箱梁預制所占的比重不斷加大，既而箱梁預制場越來越受到眾多關注和重視。本文結合田東制梁場的建場實例對箱梁場的總體布局和基礎設計加以闡述。

2 梁場規(guī)劃布局

2.1 梁場布局原則

①本著高起點、高標準、實用、夠用的原則，合理進行梁場各項臨時設施的設置，并兼顧線下、鋪架工程的需要。②嚴格遵守國家和當?shù)卣嘘P土地資源使用方面的法律、法規(guī)，服從建設單位的指導。③遵循施工生產(chǎn)與環(huán)境保護同步規(guī)劃、同步建設、同步發(fā)展的原則。④秉著少占田地，遠離居民區(qū)的原則，節(jié)省投資，充分利用當?shù)丶扔匈Y源。⑤結合工期目標、施工工藝、架梁順序、當?shù)貧夂虻葪l件，做綜合對比分析。

2.2 工期任務

田東制梁場共生產(chǎn)雙線整孔箱梁490孔。箱梁預制計劃工期2011年3月至2012年4月，共13個月；架梁計劃工期2011年5月至2012年8月，共15個月。

2.3 梁場布局指標選定

2.3.1 生產(chǎn)區(qū)技術指標確定

①臺座生產(chǎn)周期

因廣西田東地區(qū)氣溫較高，不考慮冬季施工，各工序在正常條件下，占用臺座時間為：模板及鋼筋施工8h、質(zhì)量檢查2h、砼澆筑及自然養(yǎng)生66h、拆模4h、張拉6h、移梁2h、機動時間4h，共92h，即臺座生產(chǎn)周期為3.8d，考慮其它影響因素，按4d一個周期循環(huán)。

②制、存梁臺座數(shù)量確定

計劃工期需13個月完成生產(chǎn)任務，經(jīng)綜合考慮每天須生產(chǎn)梁不得少于1.5孔，1.5*4=6座，則梁場須配置不少于6座制梁臺位，每月可確保生產(chǎn)橋梁37孔。

架梁工期計劃15個月，再加上箱梁終張后30天的存放期，則存梁臺座數(shù)量為：

N=η×T×K

N—存梁臺座數(shù)量（個）；η—日預制梁數(shù)量（孔/d），按照1.5孔/d考慮；T—每孔梁占用單個存梁臺座時間（個.d /孔），按照45-60天考慮；K—存梁系數(shù)，單層存梁時取1，雙層存梁時取0.6-0.7。

按照經(jīng)驗取最大值

N=1.5×60×0.7=63個

故梁場設置存梁臺座63個，全部按雙層存梁考慮。

③場地布局要求

制梁臺位在龍門吊跨度內(nèi)一字型交錯布置，每排設置一個臺位。臺位間距考慮滿足抽拔膠管、張拉及提梁機通過的要求。制梁區(qū)配選42m跨度50t龍門吊2臺，滿足梁體鋼筋整體吊裝施工要求。

內(nèi)模采用全自動液壓模板，卷揚機整體牽引入模的方式，內(nèi)模存放場與臺座交錯布置。四套鋼筋綁扎胎具，按工序作業(yè)時間計算，滿足每天1.5孔梁生產(chǎn)要求，要就近與生產(chǎn)臺座配置。

2.3.2 鋼筋加工區(qū)

設置一處鋼筋加工區(qū)，布置在鋼筋整體綁扎臺位的左側。鋼筋加工區(qū)設74×17m鋼筋加工棚、74×21m鋼筋存放場，鋼筋加工棚采用彩鋼瓦結構，基礎采用C15砼硬化。

2.3.3 混凝土拌和區(qū)

每孔32m箱梁混凝土285.9m3，規(guī)范要求6h澆筑完成，混凝土拌制時間每盤平均3min，則攪拌機每盤最小拌制能力為1.3m3，考慮一定能力儲備，選擇兩臺HZS150Q型拌和機，匹配六臺8m3運輸車運輸混凝土。梁場拌和區(qū)總面積需13440m2，其中含攪和站、砂石料堆放區(qū)、砂石料清洗區(qū)、變電站和沉淀池。砂石料存放區(qū)按20孔梁的存儲量進行布置，分為“合格倉”、“待檢倉”。料場及拌和站處均搭建彩鋼瓦結構覆蓋。

2.3.4 制、存梁區(qū)

梁場設6個制梁臺座，總面積約12180m2，在龍門吊跨度內(nèi)品字型交錯布置，每排設置一個臺位，其中一個為32m與24m梁共用臺座。存梁區(qū)設63個臺座，總面積約27000m2，其中9個為32m與24m共用臺座。

2.3.5 辦公、生活區(qū)

為便施工生產(chǎn)和管理辦公，生活區(qū)與生產(chǎn)區(qū)分別獨立建設。房屋建設、排水系統(tǒng)、場地硬化、環(huán)境綠化及宣傳標識等統(tǒng)一按鐵路標準化工地建設要求布置。辦公區(qū)房屋全部采用雙層白色彩鋼板，占地面積約3900m2，共有各類辦公用房40間。

2.3.6 工裝設備的配置

經(jīng)綜合考慮工裝設備配置有：底模板、內(nèi)模板、外模板各6套，端模板24米一套、32米六套，鋼筋綁扎胎具四個，鋼筋吊具一個。

2.3.7 主要機械設備配置

根據(jù)梁場生產(chǎn)能力及工期安排，匹配的主要機械設備主要有：攪拌站（HZS150）兩套，裝載機兩臺，50T龍門吊兩臺，鋼筋加工設備兩套，張拉設備三套，混凝土輸送泵三臺，混凝土布料機三臺，混凝土輸送車六輛，630KVA變壓器三臺，發(fā)電機兩臺，靜載試驗設備一套，450T輪胎式提梁搬運機一臺。

2.3.8 人力資源的配置

梁場正常施工時需施工人員350人，其中：拌合站30人，鋼筋班170人，模板班30人，砼班40人，張拉壓漿班40人，移梁班10人，機械班20人，勤雜班10人。

2.4 梁場選址

依據(jù)梁場布局規(guī)劃原則及生產(chǎn)能力需求，并經(jīng)過多次調(diào)研比選決定把場址布在田東縣平馬鎮(zhèn)懷民村六組，占地約160畝。

便道從324國道引入，交通較為便利；梁場與鐵路正線橋梁段相鄰，采用兩臺450T提梁機提梁上線架梁。

3 梁場臺座基礎設計

3.1 設計荷載

①32m（雙線）箱梁重：7148KN；②承臺墊石總重：17.5KN

3.2 制、存梁臺座樁基布設

3.2.1 制梁臺座樁基布設

臺座兩端部采用1.2m的柱樁進行處理，每端設置兩根，樁長12.1m。中部沿條形地基梁設置1.2m的柱樁兩根，樁長9m，間距10m來進行加固處理。

3.2.2 存梁臺位樁基布設

存梁臺座地基采用兩根Φ1.2m的柱樁作為基礎，樁長為12.1m，樁頂接柱作為存梁墊石，接樁處采用系梁連接以增加其整體性。

3.3 樁基礎檢算

根據(jù)梁場的地質(zhì)報告資料，選具有代表性的2號孔樁地質(zhì)作為檢算依據(jù)。因制梁臺座基礎承載力遠小于存梁臺位雙層存梁情況下的承載力，故只對32m雙層存梁臺位基礎進行檢算。

3.3.1 基樁的豎向力設計值

N=■

式中：

F——作用于樁基頂面的豎向力設計值；

G——樁基、承臺、墊石自重設計值；

N——軸心豎向力作用下基樁的豎向力設計值；

n——樁基中的樁數(shù)。

G=0.6×0.6×3.14×12.1×25×2+1.2×1×5.6×25+0.7×1×0.5×2×25=683.89+168+17.5=869.39KN

N=■=■=4008.7KN

即單樁的豎向力設計值為：N=4008.7KN。

3.3.2 基樁的混凝土設計強度

混凝土設計強度為C20，即：Q≤Ap fcψc

式中：

fc——混凝土軸心抗壓強度設計值；

Q——相應于荷載效應基本組合時的單樁豎向承載力設計值；

Ap——樁身橫截面積；

ψc——工作條件系數(shù)，根據(jù)設計規(guī)范取0.7。

Q≤Ap fcψc=1.13×13400×0.7=10599.4KN

故樁身混凝土強度滿足設計。

3.3.3 單樁豎向承載力特征值

Ra=qpa AP+up∑qsia li

式中：

Ra——單樁豎向承載力特征值；

qpa，qsia——樁端端阻力，樁側阻力特征值；

AP——樁底端橫截面面積；

up——樁身周邊長度；

li ——第i層巖土的厚度。

經(jīng)查表2#孔樁側阻力及樁端端阻力特征值見表1：

單樁豎向承載力特征值：

Ra=qpa AP+up∑qsia li =1800×0.62×3.14+1.2×3.14×（2.2×22+7.3×84+2.6×98）=2034.72+3452.99=5487.71KN

故單樁豎向力設計值（N）小于其豎向承載力值（R），設計滿足施工要求。

3.3.4 樁基沉降量計算

以雙層存梁荷載進行樁基沉降計算。

s=ψ·ψe·s′=ψ·ψe·■p0 j■■

s ——樁基最終沉降量(mm)；

s′——采用布辛奈斯克解，按實體深基礎分層總和法計算出的樁基沉降量(mm)；

ψ——樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)；

ψe——樁基等效沉降系數(shù)；

m——角點法計算點對應的矩形荷載分塊數(shù)；

p0j——第j塊矩形底面在荷載效應準永久組合下的附加壓力(kPa)；

n——樁基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；

Esi——等效作用面以下第i層土的壓縮模量(MPa)；

zij、 z( i-1) j——樁端平面第j塊荷載作用面至第i層土、第i-1層土底面的距離(m)；

āij、ā(i-1) j——樁端平面第j塊荷載計算點至第i層土、第i-1層土底面深度范圍內(nèi)平均附加應力系數(shù)。

查表得：ψ=0.59，ψe=0.631

P0=（F+G）/Ae=（7148+869.39）/6.72=1193.06

沉降量計算結果見表2：

得總沉降量s=5.6mm，小于臺位沉降20mm允許值。

4 結語

田東制梁場在汲取了近年來其它鐵路梁場先進經(jīng)驗的基礎上，對梁場的臨建設計進行了優(yōu)化和革新，其整體布局合理、設計新穎，既提高了施工功效，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，并多次受到云桂鐵路公司及集團公司的好評，可為今后梁場建設提供很好的借鑒。

參考文獻：

[1]《鐵路客運專線箱梁預制場規(guī)劃設計原則與方法》——《鐵道建筑技術》2006年02期.

[2]《中鐵十四局五公司田東制梁場巖土工程初步勘察報告》廣西華藍巖土工程有限公司（2011年6月）.

[3]《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規(guī)范》TB10002.3-2005.

[4]《鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》TB10002.5-2005.

[5]《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008.

[6]《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002.