預(yù)制箱梁場站建設(shè)淺析

李強

摘 要 本文主要分析了預(yù)制箱梁在橋梁施工中的重要性與預(yù)制梁場站建設(shè)的重要性，重點介紹了預(yù)制箱梁場站的場址選擇與預(yù)制箱梁的制作方法，很好地提高了預(yù)制箱梁的制作效率與成品質(zhì)量。希望能夠通過對本次預(yù)制箱梁場站建設(shè)的研究，大大推動行業(yè)在預(yù)制箱梁技術(shù)上的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 預(yù)制箱梁;選址;制作;設(shè)計

引言

現(xiàn)如今，我國交通行業(yè)發(fā)展十分迅速，橋梁施工建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量也正在不斷增加。在橋梁施工中，預(yù)制箱梁施工是一項十分重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到整體橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，各個地區(qū)的市政工程建設(shè)都離不開橋梁施工，因為橋梁施工不僅可連接復(fù)雜地段的交通，還能夠為人們出行、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。預(yù)制箱梁能夠保證施工的質(zhì)量，加快施工的工期，現(xiàn)在已經(jīng)成為橋梁上部的一種主要結(jié)構(gòu)形式。基于此，本文圍繞預(yù)制箱梁場站建設(shè)展開具體探究，以期促進(jìn)橋梁建設(shè)的順利完工。

預(yù)制箱梁的預(yù)制是橋梁上部結(jié)構(gòu)施工的一個主要的因素和環(huán)節(jié)，預(yù)制場站的建設(shè)也對工程的總體施工安全、進(jìn)度、施工成本的降低、文明施工的保障起到了決定性的作用。在我國的大中型橋梁建設(shè)當(dāng)中，很多都選擇使用預(yù)制箱梁模式，而預(yù)制箱梁也是橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中至關(guān)重要的一種外露承重單元。預(yù)制箱梁無論是從施工技術(shù)方面還是從質(zhì)量方面，都對建筑物整體穩(wěn)定性和建筑物的安全性造成了直接影響，在綜合橋梁施工環(huán)節(jié)有著非常重要的作用與價值。本文中就將以貴州雙龍臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)貴龍縱線道路工程1#、2#、3#橋梁工程施工為例，對預(yù)制箱梁場站建設(shè)進(jìn)行詳細(xì)的分析與探討。

1工程概況

貴州雙龍臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)貴龍縱線工程是新規(guī)劃雙龍臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線路網(wǎng)中環(huán)的東環(huán)，道路等級為城市快速路，規(guī)劃道路紅線寬40米，設(shè)計車速為60公里/小時。起點接規(guī)劃建設(shè)大道與原貴龍縱線立交，沿線主要構(gòu)筑物包括三座橋梁（分別為1#、2#、3#橋梁），橋面全寬為25m，為雙向6車道，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土箱梁，其他單位工程包括道路工程、排水工程、電力工程、弱電工程、交通工程、綠化工程及照明工程等。

2選址、場地規(guī)模及主要設(shè)備

2.1 場址選擇

首先，交通便利。場址的選擇不僅要方便成品預(yù)制箱梁出場，還要便于鋼材、地材、設(shè)備等進(jìn)場，不適合選在其他施工項目的主要道路上，以免因此造成預(yù)制場內(nèi)交通擁堵，干擾正常施工。其次，水源方便，排水通暢。選址不能遠(yuǎn)離水源，如果造成缺水，就會對混凝土施工質(zhì)量造成影響，而且，施工用過的廢水和雨水一定要及時排出去。一旦場內(nèi)積水和雨水不能及時排出，預(yù)制場內(nèi)的設(shè)施就會受到破壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。最后，電力要方便。由于預(yù)制場內(nèi)的各種電器設(shè)備功率大、數(shù)量多，靠近變壓器能夠縮短低壓線路的長度，減少電損，保證施工需要的電壓。

2.2 場地規(guī)模

首先，根據(jù)投標(biāo)文件箱梁預(yù)制及安裝的總體工期要求，箱梁預(yù)制進(jìn)度需要達(dá)到4片/天，根據(jù)設(shè)計圖紙要求混凝土強度及彈性模量達(dá)到設(shè)計強度的90%后，方可進(jìn)行第一次預(yù)應(yīng)力張拉，第一次預(yù)應(yīng)力張拉完成后，方可將箱梁吊出制梁臺座。單片預(yù)制箱梁占用制梁臺座時間為6天，其中：模板修整及支搭3h、吊放鋼筋骨架1h、安裝內(nèi)模及端模2h、綁扎頂板鋼筋及預(yù)埋件4h、砼澆筑前準(zhǔn)備工作1h、砼澆筑5h、達(dá)到第一次預(yù)應(yīng)力張拉條件120h、吊出制梁臺座2h，總計138小時，5.75天。

其次，根據(jù)設(shè)計圖紙要求箱梁砼強度及彈性模量達(dá)到設(shè)計要求的100%，且齡期不小于10天方可進(jìn)行第二次預(yù)應(yīng)力張拉，計算預(yù)制箱梁存梁時間為10+28=38天，則施工現(xiàn)場需要存梁38×4=152片，每個存梁臺座存放2片箱梁，則需要76個存梁臺座。

最后，預(yù)制場長度確定：為節(jié)省工程投資，減少運梁龍門吊投入，考慮將制梁區(qū)和存梁區(qū)設(shè)置在同一生產(chǎn)線內(nèi)。雙線梁頂寬4.4米，單線梁頂寬5.3米。

制梁區(qū)長度：設(shè)置6個單線梁制梁臺座，18個雙線梁制梁臺座。

需要長度=6×（5.3+4.4模板操作空間）+18×（4.4+4.4模板操作空間）=216.6m

鋼筋綁扎區(qū)長度=50（滿足同時綁扎3片梁骨架和頂板鋼筋的空間）×2=100m

存梁區(qū)長度：設(shè)置25個單線梁存梁臺座，52個雙線梁存梁臺座。

需要長度=25×（5.3+0.5操作空間）+52×（4.4+0.5操作空間）=400m

則預(yù)制場最小長度=216.6+100+400=716.6m，現(xiàn)實選擇預(yù)制場長度800m滿足施工需要。

預(yù)制場寬度確定：布置一條生產(chǎn)線，預(yù)制梁臺座最大寬度31m，設(shè)置模板吊裝用龍門吊軌道1條，吊梁軌道1條。10m寬場內(nèi)道路1條，鋼筋加工區(qū)寬度18m，預(yù)計施工人員500人，為方便統(tǒng)一管理將生活區(qū)設(shè)置在場內(nèi)一側(cè)，需要寬度50m。

需要寬度=31+7（龍門吊運行間距離）+10+18+50=116m

現(xiàn)實選擇預(yù)制場寬度120m，滿足施工需要。

2.3 主要設(shè)備

3門吊軌道基礎(chǔ)、制梁臺座、存梁臺座設(shè)計與技術(shù)參數(shù)的確定

3.1 門吊軌道基礎(chǔ)設(shè)計

（1）設(shè)計要求

在最大載重量下，鋼筋混凝土基礎(chǔ)的強度和配筋必須滿足施工安全。檢驗地基承載力是否滿足施工要求，是否需要進(jìn)行基底處理。

（2）設(shè)計依據(jù)

依據(jù)工具書《基礎(chǔ)工程》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011[1]）、 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）、《路橋施工計算手冊》及地基承載力試驗記錄、龍門吊生產(chǎn)廠家提供的相關(guān)資料。

（3）受力驗算

地基承載力驗算：

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，基礎(chǔ)最大埋深0.55m。場地內(nèi)1.5m深度的最小地基承載力為249Kpa。龍門吊軌道基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，為減輕基礎(chǔ)自重，基礎(chǔ)采用倒T型截面，混凝土強度等級C30。龍門吊軌道根據(jù)廠家設(shè)計要求采用P50型起重鋼軌，基礎(chǔ)設(shè)計中不考慮軌道與基礎(chǔ)的共同受力作用，忽略鋼軌承載能力不計;基礎(chǔ)按彈性地基梁進(jìn)行分析設(shè)計。

根據(jù)龍門吊廠家提供資料，220噸龍門吊行走臺車最大輪壓Pmax=25t×9.8kN/t=245kN。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，龍門吊自重110噸，最大吊重210噸，合計：320噸。計算輪壓P=320t÷16×9.8kN/t=196kN。

龍門吊軌道基礎(chǔ)沿臺座兩端進(jìn)行布設(shè)，基礎(chǔ)分段長度25m，兩端各設(shè)伸縮縫20mm。根據(jù)220t龍門吊資料顯示，支腿縱向距離8m。

輪距：0.9m+0.91m+0.9m+5.29m+0.9m+0.91m+0.9m

按梁中心布置輪壓，見下圖：

根據(jù)文克爾地基上梁計算原理計算地基反力。

綜合考慮基礎(chǔ)自重和回填土自重后的地基最大反力如下：

103.420+11.05+1.89=116.36 Kpa<，地基承載力滿足施工要求。

軌道基礎(chǔ)強度驗算：

C30混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗壓強度值：14.3Mpa=14.3N/mm2

計算輪壓下的混凝土強度值：

196KN/150×150mm2=196000/22500 mm2=8.7Mpa<14.3Mpa

（C30混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗壓強度值），經(jīng)計算C30混凝土基礎(chǔ)滿足施工要求。

軌道基礎(chǔ)配筋驗算

通過計算及構(gòu)造的要求，基礎(chǔ)底面配筋4φ16;箍筋選取φ6@400;考基礎(chǔ)頂面配置4φ12與箍筋共同構(gòu)成頂面鋼筋網(wǎng)片，以提高基礎(chǔ)的承載能力及抗裂性;其他按構(gòu)造要求配置架立筋。基礎(chǔ)頂面預(yù)埋鋼筋用于固定軌道鋼。

根據(jù)《基礎(chǔ)工程》中相應(yīng)計算公式計算基礎(chǔ)內(nèi)力（彎矩、剪力），通過驗算基礎(chǔ)正截面受彎配筋和基礎(chǔ)斜截面受剪配筋均滿足受力要求，軌道基礎(chǔ)配筋能滿足施工要求[2]。

3.2 制梁臺座設(shè)計

（1）設(shè)計要求

由于箱梁的自重大，在設(shè)計制梁臺座時，充分考慮臺座的強度、剛度、沉降變形及其穩(wěn)定性。

（2）設(shè)計依據(jù)

根據(jù)施工設(shè)計圖紙和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010相關(guān)參數(shù)及計算公式，驗算制梁臺座強度。

（3）受力驗算

C30鋼筋混凝土制梁臺座強度驗算：矩形截面受壓承載力計算公式采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010：N≤0.9φ，經(jīng)計算制梁底座抗壓承載力滿足施工要求。

結(jié)構(gòu)由上至下為：8mm厚鋼板，40cm厚C40鋼筋混凝土。80cm厚，40cm寬混凝土條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)端部厚度加深至1.5m，條形基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號C30。使用5號熱扎等邊角鋼對底座兩邊包邊，在鋼板兩側(cè)設(shè)置焊孔與8mm厚鋼板焊接。在底座頂面下8cm處設(shè)置Φ50mm的對拉螺栓孔。

3.3 存梁臺座設(shè)計

（1）設(shè)計要求

施工現(xiàn)場共有存梁臺座77個，滿足存梁140片則需要進(jìn)行雙層存梁，存梁臺座必須滿足抗壓強度及地基承載力要求。

（2）設(shè)計依據(jù)

根據(jù)施工圖紙、工具書《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011及施工現(xiàn)場地基承載力試驗記錄。

（3）受力驗算

按單線梁存梁臺座進(jìn)行驗算，結(jié)構(gòu)形式由上至下為：

2.3×0.8×0.3mC30混凝土，3×3×0.5mC30混凝土，3.5×3.5×0.5m砂礫。

地基承載力驗算：

地基承載力驗算采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011，當(dāng)軸心荷載作用時應(yīng)滿足：pk≤fa，經(jīng)計算地基承載力滿足施工要求。存梁底座抗壓承載力驗算：矩形截面受壓承載力計算公式采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010，應(yīng)滿足公式：N≤φfccAC，經(jīng)計算抗壓承載力滿足施工要求[3]。

4結(jié)束語

在橋梁施工當(dāng)中，預(yù)制箱梁的生產(chǎn)是一項非常重要的環(huán)節(jié)。由于預(yù)制箱梁具有剛度大、抗扭性強等優(yōu)勢，在我國現(xiàn)階段，很多橋梁上層架構(gòu)都是選用預(yù)制箱梁。而且，做好預(yù)制箱梁場站的選址，并對預(yù)制場進(jìn)行合理的布置，不但能夠保證預(yù)制箱梁的施工質(zhì)量，加快施工的進(jìn)度，保證工程施工的安全，同時，還可以降低施工的成本，做到真正的文明施工，使社會效益與經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。

參考文獻(xiàn)

[1] 最新規(guī)范《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》：JTG/T F50-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2] 公路路基施工技術(shù)規(guī)范：JTG/T 3610-2019[S].北京：人民交通出版社，2019.

[3] 最新規(guī)范《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》：JGT 3362-2018[S].北京：人民交通出版社，2018.