铁路客运专线预制箱梁梁场选址和布局设计要点

杨志

摘要：客专及高速铁路箱梁预制场具有建设标准高、技术难度大、投入高、建厂工期紧等特点。预制梁场的位置选择及布局是否合理，将直接对梁场的建设工期和施工成本造成较大的影响。为此，文章从预应力箱梁预制场的位置选择、整体布局等方面，介绍了梁场规划设计的要点与方法。

关键词：铁路客运专线；预制箱梁梁场；布局设计

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0030-03

1 概述

目前我国高速铁路及客运专线铁路的桥梁大部分采用预制预应力混凝土简支箱梁，由于其体积及重量都较大，从运输及综合造价等方面考虑不再适合采用 “工厂预制，铁路运输，工地架设”这一传统方法施工，综合比选下采用现场集中预制的方法相对比较经济和合理。

现场预制梁场的建设应在保证施工安全、质量、环保、工期以及铺架要求的前提下，采用“因地制宜”的原则，合理地选址和规划布局，以在满足使用要求的同时尽可能地降低大临设施建设投入，节约建场成本以及运架成本。

本文结合客运专线制梁场建设经验，从预制箱梁梁场选址、整体布局等方面，介绍了梁场规划设计的要点与方法，希望能为今后客专铁路制梁场的建设提供参考。

2 制梁场选址要点

现场制梁场建设受线路情况、铺架要求、材料来源、地形地貌等因素的影响，为此选择合理的建场位置，对桥梁的生产、架设、原材料进场、土石方工程量等都起着至关重要的作用。以下结合建场经验，从十个方面简要论述制梁场选址的要点：

一是从发运梁方式、桥梁架设运距、线路桥跨分部、梁型布置、建设工期等方面综合考虑，单方向架梁时梁场应设置在便于加设的桥头一侧，双向架梁时梁场应设置在线路桥群集中段的中间部位，并尽量设置在桥头，以方便桥梁的预制和架设。

二是为尽量减少土石方工程量和征地拆迁量，降低工程费用，缩短建场周期，制梁场在选址时要尽量选在地势平坦、地面附着物较少的地方，可利用线路红线内场地或车站位置建设梁场，以节约临时用地租占费用。

三是为防止箱梁在预制和存放中由于台座的不均匀沉降而产生扭曲，客专铁路预制桥梁技术条件对箱梁制、存梁台座四个支座位置的平整度以及承载力提出了较高的要求。为此，预制梁场在选址时，要对场地的地质情况进行调查，制、存梁台座要尽量布置在地质较均匀的位置，以防止在使用中产生不均匀沉降。

四是为保证大型制梁设备及原材料进场交通便利，并尽量减少临时便道的建设，节约临建成本，梁场应尽量选择建设在与既有公路或施工便道相连的地方。

五是由于箱梁体积大，需要材料的数量较多，原材料供应矛盾十分突出，并且客运专线铁路对原材料的质量有较高的要求，为此在梁场选址时要对周边料源进行调查，综合考虑料源的质量、稳定性以及运距等问题，合理选择建场位置。

六是由于箱梁预制及场内工人生活需要大量的水，为此，梁场选址时应对水源做好充分的调查，以保证制梁场内或附近有满足生产和生活需要的水源，如果条件允许，最好利用原有水源，以节约打井等费用。

七是为满足生产和生活用电需要，梁场选址时尽量建设在电网覆盖的位置，以便利用既有电网发电，节约建设专用线的费用。

八是考虑到环境保护等因素，梁场选择时应尽量选择在距离城镇、村落等人口聚集地较远的地方，以减小对附近居民的噪音及粉尘污染。

九是在选址时要对当地的自然灾害等不可抗力因素的发生情况进行调查，以便在建场时综合考虑防洪排涝等各种因素，确保雨季施工安全。

十是要注意了解当地风俗和文化特征，和当地政府及群众建立良好的关系，以获得最大的支持，便于场地的选择和建设。

综上所述，预制箱梁梁场选址时要通过对现场的勘察和对周边环境的调查，结合项目自身特点，在综合比对分析后进行，以便选出最佳位置。

3 预制梁场规划布局总体思路

预制梁场的规划布局首先要合理、适用满足基本的施工要求，使箱梁的预制、存放及发运要求得到满足，同时满足员工工作、生活需求等。其次，要采用因地制宜的原则，尽可能地节约用地，减少建场费用。具体分为以下四个步骤：

第一，应根据运架梁方式，确定梁场的整体布局形式是顺线路布置，还是垂直线路布置。

第二，根据制梁工艺流程要求确定生产区域布局方式。使梁场生产区域区块划分合理、结构紧凑，在保证有足够的施工作业和活动空间的前提下，尽量减少中间环节作业量以及各项作业间的干扰。

第三，根据梁场制梁任务总量及制、架梁工期要求，确定制、存梁台座数量，搅拌站及骨料仓大小，机械设备选型等具体内容。

第四，根据所需要的管理人员、施工工人数量及日常工作、生活需求，确定办公区和生活区的大小及布置

形式。

另外，为保证生产安全，梁场内的高压电设备、压力容器、易燃易爆等危险源应远离生活、办公区等人流密集场所。在寒冷地区还要考虑冬季施工等保温措施。

4 梁场的布局设计

梁场的布局设计应在选好场址，确定制梁任务总量及制、架梁工期，制梁工艺及运架梁方式等前提下，按照梁场总体布局的原则和步骤，对梁场进行细致的布局和设计。

4.1 预制箱梁梁场整体布置方式的选择

根据梁场制梁和存梁以及发运方式的不同，预制箱梁梁场的整体布置类型有纵列式和横列式两种。

纵列式为制梁和存梁台座在同一个起重设备跨度内。移梁和发梁作业由同一套轨道式起重设备完成，可节约设备投入，降低运行成本。缺点是纵向距离较长，场地的选址受到较大的限制，存储能力低。

横列式为存梁区平行于制梁区布置。该方式需要一套专门的移梁设备将梁体从制梁区移至存梁区。优点为规划布局灵活，受场地限制小，存储能力较强。缺点为移梁设备一次性投入大，建场成本高。

由上可知，以上两种布置方式各有优点和不足，在具体选择时要根据场地特点、发梁方式、梁场设备配置方案等因素综合考虑。

4.2 移梁方式的选择

移梁为将梁体从制梁台座上移出存放在存梁台座上的过程。常用的移梁方式有轨道式提梁机提梁、轮胎式提梁机提梁和移梁台车移梁三种。

轨道式提梁机提梁：一套提梁设备便可覆盖整个制梁及存梁区域完成移梁及发运作业，轨道数量少且提梁设备价格较低，但受场地选址的影响较大，布置方式有较大的局限性。

轮胎式提梁机提梁：具有与轨道式提梁机相同的优点，并且无需行走轨道，使用更加方便灵活，但设备价格较高。

移梁台车移梁：设备价格相对低廉，但轨道投入较多，移梁速度慢，移梁和发梁都不能灵活操作，若出现发梁顺序改变的情况，需多次移梁才能实现，且存在移梁技术风险。

由此可知，出梁方式的选择对于梁场施工生产能否顺利进行，设备及配套建设投入是否经济、合理有着至关重要的作用，为此，施工单位在选择出梁方式时一定要结合实际情况，在认真比选、分析后作出合理的选择。

4.3 梁场生产、生活区域的布局设计

梁场各区域的布局设计应本着保护生态环境、节约用地，同时利于生产与现场管理的原则，科学合理规划布置。

制梁场生产区应按工艺流程需要进行布局设计，做到结构紧凑、布局合理，既要保证每道工序的施工都有足够的施工作业和活动空间，又要使各工序衔接顺畅，尽量减少中间环节作业量以及各项作业间的干扰；生产区及生产辅助区的布置既要满足生产工艺要求，又方便施工，道路相通，方便运输，减少二次倒运；生活区布局要环保、人文、便于管理。梁场整个区域要与外界采用围栏相隔，安全独立。

按照客运专线铁路简支箱梁的施工工艺要求，生产区一般分为制梁区、存梁区、提梁及发梁区。其中，制梁区要满足钢筋、模型、混凝土工程及前期张拉作业需求，要综合考虑各工序间的协作施工。

生产辅助区一般布置有砼拌和站、砂石料存放及清洗区、锅炉房、构件存放区、钢绞线存放区、材料库房以及配电房等。

办公生活区一般分为生活区宿舍、办公区、停车场、文体活动区等生活设施。

梁场生产、生活区的布置因地形、生产工艺不同而不同，不能拘泥于某种形式，要按照布局设计的原则根据实际情况设计。

4.4 制、存梁台座数量的确定

4.4.1 制梁台座数量的确定。制梁台座设置数量主要由制梁任务总量，制、架梁工期及制梁台座周转周期决定。

首先，应根据制梁任务总量及制、架梁工期确定梁场的日设计生产能力。若梁场共有制梁任务n孔，根据架梁工期要求梁场在满足正式生产条件后m个月内完成生产任务，梁场的月生产能力必须到达为n/m孔，每月均按30天计算，则梁场的日设计生产能力必须达到（n/m）/30 孔/天。

其次，根据生产工艺确定制梁台座的周转周期。按照客专梁场的制梁经验，从箱梁预制的首道工序模型安装开始到梁体完成初张拉后移出制梁台座，每个制梁台座的周转周期为5天/孔。

最后，用公式N= η1×η2来确定制梁台座的数量。

其中，N为制梁台座数量；η1为梁场日设计生产能力；η2为制梁台座的周转周期。

例如，一个梁场的日设计生产能力为1.6孔/天，制梁台座的周转周期为5天/孔，则该梁场供需设置1.6×5=8个制梁台座。

4.4.2 存梁台座数量的确定。将预制完成的箱梁从制梁台座移出放在存梁台座上后，箱梁要在存梁台座上完成后期养护、终张拉、压浆、封锚以及检查、检验等工作，为此，存梁台座数量的确定要综合考虑制梁后道工序所需时间及架梁工期的要求。存梁台座数量应根据梁场生产能力及架梁计划决定。

按照铁科技函[2004]120号《客运专线预应力混凝土梁暂行技术条件》规定，梁体在存梁台座的存放时间要满足以下要求：

一是箱梁梁体终张拉应在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计要求且梁体混凝土龄期不少于 10天后进行，一般情况下均在梁体浇筑结束后10～15天进行终张拉。

二是终张拉结束24小时观察完钢绞线滑丝情况后，方能进行压浆作业。

三是压浆结束后，要在浆体强度达到设计强度后方可进行运架梁施工，一般需7～10天。

四是需要观测终张拉后30天的上拱度的梁（一般每30孔观测一孔），在终张拉结束30天后方能架设。

由此推算，梁体在存梁台座上的存放时间一般取25天或45天，平均按30天计算。

在确定梁体占用台座的时间后，根据制梁设计日生产能力和日架梁能力综合分析后确定存梁台座数量。一般按梁场的日设计生产能力乘以梁体在存梁台座上最少存放时间30天来计算确定。

另外，为了满足施工高峰期间箱梁架设速度，尚应增加存梁台座数量，增加的数量应能满足架设半个月箱梁的预存台座数。

在条件允许的情况下，可将存梁台座设计为双层存梁台座，以节约临时场地建设用地。

4.5 其他配套设施的设计

4.5.1 搅拌站设计。搅拌站的设计要在梁场制、存梁区域设计完成的基础上，根据梁场的日设计生产能力以及混凝土浇筑时间的要求等要素来确定。

搅拌站位置的确定。为满足混凝土浇筑时间等工艺要求，梁场搅拌站一般设置在梁场中部并靠近制梁区域的一侧，以减少混凝土从搅拌站到制梁台座的运输距离，保证混凝土拌和物性能稳定可靠。

搅拌站数量及型号的确定。搅拌站的数量及型号应根据梁场的日设计生产能力、梁体混凝土设计体积等来确定，并考虑留有适当的富余量，以满足梁场正常生产的需要。

搅拌站配套粉罐数量及大小的确定。搅拌站配套水泥、粉煤灰、矿渣粉粉罐的数量及大小应根据梁场的日设计生产能力、梁体混凝土设计体积以及相应胶凝材料的进场检验要求来确定。

4.5.2 砂石料场的设计。砂石料场数量及大小应根据梁场的日设计生产能力、梁体混凝土设计体积以及梁体混凝土的设计配合比、砂石料的进场检验要求来确定。同时要考虑到原材料进场速度的影响，一般应留有满足一周生产需要的富余量。

为方便汽车运卸料以及避免砂石料污染，料场地面应进行硬化处理，并设置向外的坡度，以便多余水份的排出。

5 结语

目前，我国客专及高速铁路处于迅猛发展时期，已达到国际先进水平。预制箱梁施工技术标准不断提高，对预制梁场专业化、机械化、标准化程度的要求也越来越高，为此，梁场的选址和布局应在保证施工安全、质量、环保、工期以及铺架要求的前提下，采用“因地制宜”的原则，合理地选址和规划布局，以在满足使用要求的同时尽可能地降低大临设施建设投入，节约建场成本。

参考文献

[1]客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件（铁科技[2004]120号）[S].

[2]客运专线高性能混凝土暂行技术条件（科技基[2005]101号）[S].

[3]高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设[2010]241号）[S].

（责任编辑：周 琼）