40m梁場場地選擇指標研究

呂茂盛

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，北京100041）

1 工程概況

根據工程總工期、施工組織設計、制存梁數量、制梁能力、存梁時間和工程分布，選擇梁場所處的工程位置；根據箱梁預制場的存梁方式、存梁周期、架設方向及時間，確定制、存梁區的臺位數，以及配套設備的數量及大小；再根據梁體尺寸和梁體間距離，計算存梁區的總占地面積。力求節約用地、少占耕地并減少拆遷。選擇水文地質條件好，土石方工程和基礎加固較少的平坦地域，有較好的交通、通信、供水、排水等條件。

2 40m 梁場場地選擇指標研究

從40m 梁外觀尺寸、預制梁的生產數量、制梁效率、進出場要求、架設方向與速度、架梁工期、保障區的設置等幾個方面，進行場用地指標分析，通過與傳統的32m 梁指標對比，給出40m 梁場場地的指標要求。

2.1 40m 梁與32m 梁外觀尺寸對比分析

通過40m 梁和32m 梁的梁體尺寸對比，分析兩者外觀尺寸差別，為后面用地指標計算提供依據，見表1。

表1 40.6m 箱梁與32.6m 箱梁外觀尺寸對比表

根據對比發現，40m 預制箱梁比32m 預制箱梁長8m，重約135t，對場地和地質的要求更高，所有原材料均高出不少，所以對于40m 梁場，運輸的方便性顯得尤為重要；40m 梁的混凝土方量比32m 梁多54.76m3，養護用水的方式及其來源也顯得很重要[1]。

40m 預制箱梁比32m 預制箱梁長8m，梁寬相同，所以40m 梁場施工場地需要比32m 梁場施工場地大1.25 倍，存梁區也需要相應擴大1.25 倍，保障區則需要擴大1.7 倍[2]。

2.2 制梁區

制梁區包含鋼筋綁扎臺座、制梁臺座、門吊軌道基礎等構筑物，主要實現預應力混凝土梁的預制和初張拉等功能。

根據箱梁從立模—移梁—存梁區所需的制梁周期和預制場制梁能力，計算所需要的預制臺座數量，再根據箱梁外形尺寸以及臺座間距要求，計算制梁區的占地。

根據鋼筋種類、儲備量、加工及綁扎速率，計算1榀梁/d 鋼筋加工及綁扎區的占地。

根據箱梁預制場的存梁方式、存梁周期確定存梁區存放箱梁的臺位數。根據梁體尺寸和梁體間距離計算存梁區的總占地面積。

制梁臺座、存梁臺位和靜載試驗臺座設計應符合規定：箱梁預制與架設進度應匹配，宜保持1～2 個月的架梁數量。制梁臺座、存梁臺位的數量原則上應根據施工組織設計及工期安排確定，也可參考下列公式計算，并按施工組織設計做必要調整[3]。

式（1）～（2）中：N1——箱梁預制場制梁臺座數量（個）；

η——每日預制箱梁數量（榀/d）；

T1——預制每榀箱梁占用單個制梁臺座時間（個×d/榀）；

T2——每榀箱梁占用單個存梁臺位時間（個×d/榀）；

K1——存梁系數，單層存梁時取1.0～1.1，雙層存梁時取0.6～0.7。

制梁臺座根據上部結構形式的不同，采用墻式；根據下部基礎的不同，采用樁基礎和筏板基礎等。制梁臺座設計荷載應包括箱梁結構自重、模板重量、臺座自重以及施工荷載等，超載系數宜取1.1。當澆筑梁體完畢尚未張拉時，設計荷載均布于制梁臺座上；當臺座上混凝土梁張拉完畢尚未提梁時，箱梁結構自重荷載集中作用于制梁臺座兩端。制梁臺座結構設計應滿足箱梁施工作業及設置預拱度等要求。在箱梁制、存梁區平面布置時，制梁臺座的縱向凈距不小于8.0m，橫向凈距不小于5.0m，預制梁頂側面與龍門吊軌道側向凈距不小于4.0m。

根據箱梁預制場現場施工經驗，制梁臺座循環時間為4～6d，可以此確定箱梁預制場制梁臺座數量。但在實際生產過程中，尚需考慮其他因素的影響，制梁實際生產周期與搬移梁設備的工效、天氣氣候、混凝土原材料及配合比、養護方式、混凝土強度及彈性模量增長速度等密切相關，現場需根據工程項目實際情況合理確定制梁臺座數量。

在生產區域，采用龍門吊進行鋼筋主體吊裝，端模安拆，布料機設備、橡膠管等其他材料的轉移作業。考慮吊裝鋼筋主體重約76t 等原因，現場配置2 臺80t跨度為40m 的龍門吊。另外，鋼筋加工場的材料吊卸，需配置3 套10t 天吊式龍門吊進行配合作業。

箱梁體完成初張拉作業后，需存放至存梁區。后續架的裝梁工作，配置1 臺起重能力為1000t 的輪胎式提梁機。

2.3 存梁區

存梁區大小的設置，應考慮存梁方式、箱梁的終張拉時間、成品梁中上拱檢測齡期等因素，并結合以往施工經驗。

2.3.1 存梁方式

采用雙層存梁方式，存梁臺位采用樁基礎加承臺模式。臺座結構變形應滿足箱梁底面任意支點與其他三個支點組成的平面的高差不大于2mm。存梁臺位的結構高度應根據移梁、搬梁方式和預應力終張拉作業條件確定。采用搬梁機搬梁時，場地需要滿足底層混凝土梁完成終張拉壓漿工序、雙層存梁支點位置驗算通過等工程技術條件。在雙層存梁前，需要合理安排存梁位置和順序，且要考慮雙層存梁方案對工期、工序造成的影響。

2.3.2 存梁周期

箱梁的存梁周期=箱梁到存梁臺位的終張拉時間+成品梁中上拱度檢測齡期(30d)。結合已建項目，箱梁存梁周期設計可按45d 考慮。根據箱梁預制場現場施工經驗，工地實際存梁時間與搬移梁設備的工效、天氣情況、養護方式、架梁速度、架橋機中途拆裝及調頭等因素密切相關。

為減少梁體占用臺座的時間，梁體進行初張拉后可移出臺座，在存梁區存放。終張拉完成并且管道內漿體強度達到設計強度后，方可進行運架梁施工。在箱梁終張拉時，混凝土齡期不小于10d，壓漿應在終張拉后2d 內完成。

2.3.3 存梁臺座數量

制梁臺座和存梁臺位之間比例根據制梁工藝流程的作業時間決定，根據工程經驗，箱梁預制場制梁臺座與存梁臺位之比一般控制在1∶8～1∶9，制梁臺座和架設速度關系是每日架設1 榀箱梁需要5～6 個制梁臺座。

在終張拉時，存梁臺位縱向凈距應滿足作業空間以及搬梁機作業的寬度要求，并宜與制梁區等寬；相鄰梁頂邊緣橫向凈距宜為0.4～0.6m。

2.4 保障區

保障區主要由砂石料場、鋼筋存放加工區、混凝土拌和站、變電所、試驗室、倉庫、水站等組成，實現預制場各種材料、物資、電力、水等的保障和供給功能。

首先根據單榀梁的澆筑時間要求及每日生產任務數量，如單榀40m 箱梁混凝土數量約為370m3，要求在6h 內澆筑完畢，混凝土澆筑能力不低于62m3/h。攪拌站主機出料容量的計算方法：考慮理論與實際生產存在一定的差距，攪拌周期按5min 計算，需配置2臺出料容量4.0m3的240 型攪拌主機，每小時生產混凝土96m3，大于61.7m3/h，滿足生產需要。料倉設置待檢區和合格區，共9 個料倉，分別為5～10mm 碎石倉、10～20mm 碎石倉、中粗砂倉。其中5 個料倉為合格倉，分別為1 個5～10mm 碎石倉、2 個10～20mm 碎石倉、2 個中粗砂倉，累計庫存均為7000m3。正常生產后，每天生產2 榀箱梁，最大出混凝土量約為740m3。根據試驗室配合比，每天用量需要5～10mm 碎石223t、10～20mm 碎石335t、中粗砂328t，故料倉能滿足7d 制梁用砂石料的要求。按此配置規劃，料倉需占地面積為3000m2。

根據生產過程中各種設備的總功率，確定配電總容量和發電機裝機容量，計算配電發電區的占地面積。施工用電以地方電為主，自發電為輔。制梁場設置2 臺630kVA 變壓器，靠近拌和站、制梁區、加工廠的大型用電設備處；1 臺315kVA 變壓器設置于提梁站，方便架梁使用。備用電源為500kW 的發電機2臺，主要為制梁使用。

根據養護、灌注混凝土、自然養護混凝土生產用水量的大小，確定蓄水池的容量，計算蓄水池占地面積。

根據材料運輸量、車流量，確定生產區主運輸道路寬度及占地面積。場區運輸道路布置應滿足設備、材料運輸需求，并優先利用場內移梁通道。梁場設2條進場道路，1 條為砂石料、水泥、粉煤灰等主材進場道路，道路寬8m，1 條為辦公生活區進場道路，盡量利用移梁通道。

2.5 提梁上橋區（裝車區）

提梁上橋區（裝車區）包含提梁臺座、提梁機軌道基礎等構筑物，主要實現預應力混凝土梁上橋、裝車功能，提梁上橋區在經過特殊規劃與設計后，可實現架橋機安裝、拆除、調頭等功能。提梁機走行軌長度應根據拼裝架橋機、運梁車及作業空間的要求確定，一般不應小于130m。

3 案例計算

梁場制梁、存梁能力主要取決于架設進度和技術標準要求。根據工期要求進行計算：假如架梁持續日歷天數200d，總梁數500 榀。考慮惡劣天氣等氣候影響，有效天數取160d，則架梁進度指標為500/160≈3榀/天，制梁1 榀/天。單個臺座箱梁預制進度指標取5d/榀，則所需制梁臺座數量=1×5=5 個，故箱梁模板對應配置5 套，占地20 畝。根據工期安排，制梁周期為42d（制梁1d，齡期10d，張拉壓漿2d，齡期28d，保證期1d），每天澆筑1 榀/d 梁。計劃需要的雙層存梁臺座42×3÷2=63 個。其中包括裝梁臺座4 個，靜載臺座1 個，占地60 畝；單榀40m 箱梁混凝土數量約為370m3，要求6h 內澆筑完畢，則混凝土澆筑能力要求不低于62m3/h。根據攪拌站主機出料容量選用2.5m3及以上的攪拌站，才能滿足現場澆筑時間，符合設計需求。拌和站占地15 畝。鋼筋加工場原材存放區：預存10 榀梁的原材，最少存2000t 各種型號的鋼筋；半成品存放區：3 榀梁半成品；加工區、通道等由單幅型鋼棚并列搭設，設置3 臺跨度30m 的天吊，用于鋼筋及其他原材的卸車，鋼筋場占地7 畝。轉向通道14 畝，庫房6 畝。提梁站采用跨線提梁方式，占地15 畝。辦公生活區及試驗室占地15 畝。梁場總面積約152 畝。

依據案例總結一個40m 預制箱梁梁場面積的參考公式：

式（3）～（12）中：N1——箱梁預制場制梁臺座數量（個）；

η——每日預制箱梁數量（榀/d）；

T1——預制每榀箱梁占用單個制梁臺座時間（個×d/榀）；

T2——每榀箱梁占用單個存梁臺位時間（個×d/榀）；

K1——存梁系數；

L——梁長；

L路——搬梁機走行寬度；

L1——攏門吊跨度；

L2——搬梁機跨度；

L3——提梁機跨度。

4 結語

在梁場規劃建設時，應對各個功能區進行詳細的分析，明確各個功能區應用的要求、參數取值范圍以及所需考慮的因素，為后續40m 梁場場地建設規劃，提供參考依據。