在建高架橋橋上預制梁場規劃及建設施工技術

■黃金林（中鐵十七局集團第六工程有限公司，福州350014）

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在建高架橋橋上預制梁場規劃及建設施工技術

■黃金林
（中鐵十七局集團第六工程有限公司，福州350014）

本文對某高速公路在建高架橋上建設梁場的施工技術進行研究和探討，闡明了梁場總體規劃的具體實施方案，介紹了橋上梁場規劃、建設和拆除等施工技術及措施；通過對梁場建造方案和結構設計的對比分析，選取了合理的梁場規劃實施方案。

高速公路在建高架橋橋上梁場建設

1工程簡介

1.1總體概況

某高速公路A3合同段路線全長2.628km，工程內容為0.5座黃石高架橋和1座三江口樞紐互通，計劃工期18個月。本合同段共有預制梁片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樞紐互通，箱梁全部在黃石高架橋。

1.2黃石高架橋概況

黃石高架橋橋長為4777.0m，下部結構為柱式墩、肋板臺配鉆孔樁基礎，上部結構采用9×（5×30）m+4×（4×30）m PC連續矮箱梁，其中A3合同段內橋長1833.5m，橋面寬度為（16.5+0.5+16.5）m，最大橋高10m，設計為雙向六車道，行車速度100km/h。

1.3地質情況

本項目位于福建東部沿海，屬沖海積平原地貌，全線水田、河道及池塘眾多，地質條件較差，淤泥及軟弱土層厚達15～20m。

2梁場總體規劃

2.1梁場選址

本合同段主線內沒有路基，紅線內可以供預制梁場使用的路基只有黃石高架橋和下穿福廈鐵路匝道橋之間的約420m長匝道路基，路床寬度約36～75m，基底設計采用PTC預制管樁處理。

由于工程所在地周邊水田和河道發育，軟基層較厚，如果在紅線外征地建設梁場代價較高。經過初步估算，紅線外征用10畝臨時用地，軟基處理費用達1000 元/m2，只計算征地和軟基處理費用即達到驚人的700多萬，還不包括土方填筑、場地硬化等施工內容。

項目部經過綜合考慮分析，最終決定放棄紅線外征地，合理規劃，充分利用互通內的匝道路基和橋梁進行梁場建設。

2.2梁場初步規劃

本合同段內梁片數量多、型號規格多，可供利用的場地又十分狹小，經過詳細分析和對比，項目部最終確定把靠近福廈鐵路的180m長路基和部分匝道橋場地用來

建設T梁和板梁預制區，把靠近黃石高架橋的240m長路基用來建設箱梁預制區，根據工程進展情況適當在黃石高架橋橋面上進行梁場擴建。

2.3箱梁預制區詳細規劃

本合同段2013年11月18日下開工令，計劃通車時間為2015年12月20日，也就是說留給路基和路面標的時間總和只有2年，建設工期十分緊張，梁場軟基處理和土方填筑又耗時較久，正常的梁片預制時間只有8個月。

經過詳細規劃和布局，我標段計劃在箱梁預制區內先行建設24個30m箱梁預制臺座，1個臨時存梁區，1個檢測區，1個半成品鋼筋存放區，1個胎膜臺座區。前期確保黃石高架橋左右幅同時預制和架設，根據工程進展情況適時為橋上梁場擴建做好準備。

3橋上梁場規劃及建設

3.1工程進展分析

由于前期受到征遷、雨季臺風季等多種因素制約，我標段的箱梁于2014年10月份才開始正常預制，但是受場地限制和梁場軟基局部沉降影響，臺座利用率無法達到最優，平均每個臺座每月只能生產約生產2片。截止2015年1月31日，共完成箱梁預制190片，剩余420片。

根據現有的資源配置情況，我標段的月生產能力基本保持在60片左右，完成剩余梁片預制最快需要7個月，再扣除雨季臺風季等不利因素，真正完成預制任務至少還需要8-9個月，因此橋上梁場擴建迫在眉睫。

3.2橋上梁場規劃和受力分析

3.2.1橋上梁場規劃

黃石高架橋寬33.5m，中間分隔帶0.5m。而我標段所有的預制箱梁都是位于黃石高架橋上，在橋上進行制梁、運梁、架梁施工可以大大提高功效，確保梁場節點目標按時完成。

橋上梁場擴建前需要先行施工橋面濕接縫、中橫梁和負彎矩張拉壓漿，使橋面形成整體受力后才能進行預制臺座建設，但是預留橋面鋪裝等臺座拆除以后再施工，另外左右側的混凝土防撞護欄也要先行施工，中間的防撞護欄暫不施工，中分帶采用臨時的隔離欄柵和鋼筋網片鋪設，防止人員、材料和設備掉落。

3.2.2建設方案對比分析

根據前期資源配置推斷，我標段已經提前制定了3種橋上梁場的擴建方案。

（1）方案一

預制臺座需要占用黃石高架橋右幅全部和左幅部分橋面，共計8跨，每個斷面建設3個臺座。臺座端頭坐落在蓋梁上方，臺座中心線與支座中心線重合，確保受力穩定均勻。

方案一的臺座間距6.6-7.1m，軌道寬度20.3m，軌道一側位于右幅最右側的邊梁支座中心線上，另一側位于左幅靠右側的中梁支座中心線上，如圖1所示。

圖1　建設方案一（單位：m）

（2）方案二

預制臺座需要占用黃石高架橋右幅全部橋面，共計8跨，每個斷面建設3個臺座。臺座端頭坐落在蓋梁上方，2個臺座的中心線與支座中心線重合，還有1個臺座位于濕接縫上，為確保受力穩定需要在臺座下方澆注20cm厚4m寬的擴大基礎，以分散應力到兩側的兩片中梁上。

方案二的臺座間距4.95m，軌道寬度17.0m，軌道一側位于右幅最右側的邊梁支座中心線上，另一側位于左幅靠右側的邊梁支座中心線上。詳見圖2。

（3）方案三

預制臺座需要占用黃石高架橋右幅全部橋面，共計12跨，每個斷面建設2個臺座。臺座端頭坐落在蓋梁上方，臺座中心線與支座中心線重合，確保受力穩定均勻。

方案三的臺座間距6.6m，軌道寬度13.2m，軌道兩側分別位于右幅左右側的邊梁支座中心線上。詳見圖3。

（4）方案比選

通過對三種方案的安全性和經濟性進行比較，我們可以得出結論，方案一為最優方案，如表1所示。

圖2　建設方案二（單位：m）

圖3　建設方案三（單位：m）

3.2.3結構受力分析

按規范布置車道荷載，橋幅寬為17.5m，橋梁設計車道數為5車道，為5箱梁連續梁橋，則橫向分布系數取為1。計算跨度為：L=30-1=29m，高速公路設計荷載采用公路—I級，則車道荷載采用：

Pk=180+180×（30-5）/（50-5）=280kN

Qk=10.5kN/m

則，邊跨計算車道剪力效應的最大剪力取用的荷載標準值為：

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

表1　黃石高架橋臺座建設方案比選表

跨中最大彎矩荷載標準值：

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

龍門吊和梁自重產生的荷載效應

350kN龍門吊2臺，梁自重1050kN，梁吊掛在龍門吊跨中位置行走，根據影響線，龍門吊單肢施加給橋梁的作用力即邊跨最大剪力標準值為：

V=N=（1050/2+350）/2=437.5kN

跨中最大彎矩荷載：

M=1/4P×L=1/4×437.5×29=3172kN·m

梁場擴建設置在橋梁上，對比車輛采用的荷載與龍門吊和梁荷載，龍門吊產生的剪力值小于橋梁采用的車道荷載值，而彎矩值相同?？紤]到龍門吊荷載值未計算橫向分布系數、車道荷載未計入車輛沖擊系數，可見梁場擴建至橋梁上是可行的。

3.2.4方案論證

經過詳細的方案規劃、對比和分析，我標段于2014 年12月31日召開了《橋面梁場擴建方案》審查會，邀請業主、設計、監理及外部專家進行方案論證并一致通過，推薦采用方案一進行橋上梁場建設。

3.3橋上梁場建設

3.3.1預制臺座施工

預制臺座在黃石高架橋右幅150#～159#橋面濕接縫、中橫梁澆筑完成且在負彎矩張拉壓漿后進行施工。在橋上進行臺座建設本不需要基礎，但是由于黃石高架橋橋面橫坡為3%、縱坡為1%，故需對臺座底先找平處理，為防止橋面污染及方便工后拆除，找平層底部設置一層土工布及塑料薄膜。臺座基礎與臺座采用預埋鋼筋連接，基礎每4m設置1道斷縫。

3.3.2龍門吊軌道基礎施工

龍門吊軌道基礎設置在L2、L10梁中心，間距為20.3m。軌道長度需考慮龍門吊及提梁機工作長度，設置為255m，如果后期需要存梁可以再延長。受橋面橫坡影響，右幅基礎尺寸0.2m×0.7m、左幅基礎尺寸為0.5× 0.7m，每4m設置1道斷縫。

圖4　軌道基礎大樣圖（單位：m）

3.3.3橋上梁場破除

因梁場建設于橋上，為保證臺座下方已成型的箱梁質量不受影響，不能采用傳統的大型機械破除施工方法。項目部經過多方搜集資料和研究探討，最終確定采用人工分解破除，機械配合清除的方法進行。具體施工步驟如下：

（1）采用小型空壓機在臺座及軌道基礎預留斷縫位置打眼，人工鑿裂，再用挖掘機挪動避免了機械破除對梁體的破壞。

（2）挖掘機將已破段分段混凝土塊挪至運梁通道，用50t鏟車推出橋面置于路基上，再采用大型破碎機破碎運出線外。

圖5　在建橋上梁場現場實際圖

4結束語

通過此次橋上梁場規劃及建設，我標段在規定的節點時間內安全、順利完成了預制箱梁預制任務，也節省了700萬元以上的征地和軟基處理等費用，取得極大的經濟效益。在橋上建設預制梁場是在工期緊張、普通預制梁場用地無法滿足要求、紅線外增加梁場投入太大等特殊情況下的一種特殊選擇，充分利用紅線內的資源優勢，合理規劃，合理布局，可以做到進度和成本雙贏，對以后的類似工程有較好的借鑒意義。

［1］李衛平.優化施工組織設計降低橋梁工程造價［J］.鐵路工程造價管理，2000，（5）：21-22.

［2］姜立貴，鄧國才.預制梁廠的規劃和籌建［J］.隧道建設，2005，25 （2）：76-80.

［3］黃建陽.大規模T型梁現場預制施工與管理［J］.中國港灣建設，2004，（2）：39-45.