雅万高铁项目大型预制梁场设计研究

曾一宸

中国水利水电第八工程局有限公司 湖南 长沙 410007

引言

雅万高铁是中国与印度尼西亚政府主导，两国企业间进行合作建设和管理的高铁项目，也是中国高速铁路全要素走出国门第一个项目，对于推动中国铁路特别是高铁走出去，具有重要的示范和引领效应；印度尼西亚土地为私有制，征地拆迁极其复杂，临时工程施工时不允许对原有地形地貌做较大改变，项目位于环太平洋火山地震带，地形山体林立，土壤为火山灰堆积而成，地基承载力差，对于场地要求平坦，箱梁预制和存放的地基承载力要求高且大型机械设备集中运行的箱梁预制场是一个极大考验。

如何经济合理地利用现有的地形及地质条件，对大型预制梁场进行设计与规划，为同类工程规划建设提供借鉴，也为后期海外高铁市场开拓具有重要的意义。

1 工程概况

雅加达至万隆高速铁路（雅万高铁）正线长142.3km，双线电气化，最高设计速度350km/h，全线共设置3个梁场，负责管段内的2503孔箱梁的预制架设任务，1#梁场承担该线K2+540～DK41+799.61区段内的1018榀箱梁的预制及架设任务，预制箱梁品种多，类型复杂，施工工艺控制难度大，具体涵盖无砟（时速350km/h，梁高2.8m，梁长24.6m标准箱梁108孔，梁长32.6m标准箱梁583孔，非标准箱梁23孔，共计714孔）、有砟（时速250～300km/h，梁高2.8m，梁长24.6m标准箱梁17孔，梁长32.6m标准箱梁67孔，非标准箱梁3孔，共计87孔；时速200km/h，梁高2.6m，梁长24.6m标准箱梁43孔，梁长32.6m标准箱梁164孔，非标准箱梁10孔，共计217孔），为目前世界单个梁场涵盖梁型种类最多的箱梁预制场[1]。

2 主要内容

本研究内容以雅万高铁1号梁场1018孔箱梁预制、架设施工场地为基础进行，结合梁场选址、梁场功能区设计规划、提梁区特殊地形下龙门吊轨道基础的特殊设计、设备选型及配置进行梁场的规划设计，主要的研究内容如下：

2.1 场地的比选及优化

梁场建设场地的比选不仅要考虑场地的土方开挖工程量小、征地拆迁少、交通方便、运梁距离短、水电供应方便等特点，还需要考虑地块的产权归属性与属地的管辖归属管理部门这两个特点，因印度尼西亚为私有制国家，地方政府对征地的行政行为仅能起到告知地块所有人的作用，具体的对征地的谈判及合同条款的签订等后续事项，均需要施工单位自行与地主自行沟通，施工单位可以通过寻找精通当地法律的顾问团队或当地名誉较威望的人进行代理沟通。通过将雅万高铁线路放入Google地图中，并利用Google地图沿高铁线路寻找满足梁场用地的空间，后进行现场考察，选择出了两处可满足梁场的用地，再通过对比选出最优方案。

图1 梁场效果图

雅万1号梁场位于正线DK28+000线路右侧，梁场距离大里程架梁末端13km，距离小里程架梁末端24km，位于线路中部，场地西南侧为河流，东侧为工业园区，电力引入较为方便，左侧与雅万高速公路毗邻，交通较为方便，场地地形起伏不大，地面高程25m～32m，可利用面积约0.25km2，该处场地地势较周边高，易于排水，大部分为荒地，地面附着物多为杂草和灌木，局部有稻田及经济作物，无房屋及其它建筑物拆迁。

2.2 梁场规划设计

梁场根据整体地形布置，梁场平面设计采用横列式布置，按功能区划分，共分为六大功能区，分别为：制梁区、存梁区、钢筋加工区、混凝土生产区、提梁上桥区和办公生活区六大功能区组成。

2.2.1 制梁区规划设计。制梁区主要实现箱梁预应力混凝土梁的预制和预、初张拉等功能，制梁区主要包括制梁台座、内模存放台座、钢筋绑扎台座、门吊轨道等。

2.2.1.1 制梁台座。根据《铁路工程施工组织设计规范》（Q/CR9004-2015），单个制梁台座预制箱梁的月生产效率为5～7孔。考虑到印尼本地的天气和用工条件，该梁场单个制梁台座预制箱梁的的月生产效率取6孔。预制1榀梁占用制梁台座的周期为125h，即单个台座的制梁周期为5.2天，本梁场的日生产强度按3孔/天计算，则最少需要制梁台座5.2×3=16（个）。

2.2.1.2 钢筋绑扎台座数量。为提高工效，本梁场钢筋绑扎采用整体绑扎工艺，钢筋绑扎台座与制梁台座按1∶2.5比例设置，梁高2.8m，适用梁长32.6m箱梁绑扎胎具5个，其中一个后期改造为非标准箱梁绑扎场地；梁高2.8m，适用梁长24.6m箱梁绑扎胎具2个；梁高2.6m，适用梁长24.6m/32.6m箱梁共用绑扎胎具为1个，共计布置8个绑扎胎具，分别设在制梁区两端，绑扎胎具一端需具备箱梁纵向通长钢筋的上料通道。

2.2.1.3 龙门吊设置。制梁区主要吊装设备为4台50t龙门吊，龙门吊跨度38m，龙门吊轨道沿制梁区通长布置，制梁台座、内模存放台座、钢筋吊架、防雨棚、遮阳棚、钢筋绑扎胎具、钢筋加工存放等均布置在龙门吊轨道内侧。考虑到龙门吊检修时和覆盖范围的使用影响，龙门吊采用滑线电刷方式供电。

2.2.2 存梁区规划设计。存梁区集中布置在梁场的中部，主要实现箱梁场预应力混凝土箱梁的终张拉、压浆、存储、检测等功能，存梁区包含存梁台座、静载试验台座、轮胎式移梁机通道等。

2.2.2.1 存梁台座设置。梁场存梁台座按每日生产3榀箱梁，根据《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR 9603-2015），1榀梁在存梁台上最少存放时间为38d。本梁场采用双层存梁，根据《铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定》，存梁系数按0.7考虑，则最少需要存梁台3×38×0.7=80个，考虑到海外线下工程施工的不便性，后期箱梁架设将时常处于停顿与重启状态，为最大限度的利用现有场地，梁场存梁区设置存梁台座100个，考虑提梁区的4个提梁台座可兼做存梁台座，固梁场存梁台座数量为104个，按双层存70%,最大存梁能力145孔，按5行20列布置，存梁台座基础设计采用四点支撑方式，单个支点底部采用预制混凝土管桩进行基础的加固。

2.2.2.2 移梁机通道。存梁台座间设置宽度为6.5m的横向移梁机运行通道，存梁区与提梁区之间设置23m宽纵向移梁机运行通道，以满足900t轮胎式移梁机行走要求，基础采用碎石换填加钢筋混凝土面层组成。

2.2.3 钢筋加工存放区。梁场共在制梁台座大、小里程方向设置2处钢筋加工区，单个钢筋加工区可分为钢筋存放和加工区，总的设计面积按15天存储生产箱梁能力考虑，每天预制3榀梁（按65t/榀计），梁场正常钢筋存量为2925t，月加工量为5850t，钢筋加工存放面积不小于6000m2，钢筋加工存放区与钢筋绑扎区对应，每个加工存放区面积约3440m2，总面积6880m2，考虑到印尼本地高温多雨气候，在钢筋原材存放区、钢筋加工及半成品堆放区、钢筋绑扎区设置不同高度可移动的防雨棚进行防雨防晒。

2.2.4 混凝土生产区。混凝土生产区主要由混凝土拌和楼、设备存放区、场内道路、砂石料场、梁场试验室、变压站、水站等组成。

2.2.4.1 混凝土拌和站。为满足梁场混凝土供应，选用2台HZS180混凝土搅拌机和配套机械及工装设备。

2.2.4.2 砂石料场。梁场每天生产3榀箱梁，为满足节能减排要求，本梁场料仓按4天的储存能力进行考虑，料仓平均堆高按2m计算，细骨料仓面积需1100m2，粗骨料仓面积需1800㎡,料仓总面积需2900m2。本梁场共设6个上料仓，2个细骨料仓和4个粗骨料仓，单个料仓平面尺寸按15m×32.5m设计，总面积2925m2。为了加大砂石料的储存能力和满足冲洗条件，除上料仓外另布置3个备料仓，面积共2904m2。

为满足防雨等技术要求，梁场6个上料仓、2座拌和站上料皮带机及上料通道采用钢构大棚封闭结构。

2.2.4.3 梁场试验室。梁场试验室主要由力学室、混凝土成型室、水泥室、骨料室、计量间、样品室、标养室、混凝土耐久性室、资料室等房屋组成，房屋总面积600m2。

2.2.5 提梁上桥区。为实现梁场预应力混凝土箱梁上桥功能，提梁上桥区主要包括提梁台座、450t龙门吊轨道基础等。

根据工期要求，本梁场采用2套运架设备双向架梁。考虑到移梁机喂梁和450t龙门吊提梁的相互影响，提梁区共设4个提梁台座，其中有3个32.6m，1个24.6m/32.6m共用。提梁台座兼做存梁台座，提梁台座与存梁区存梁台座对应，结构相同。

因雅万高铁紧临印尼首都雅加达至万隆高速公路进行设计，故梁场450t龙门吊轨道基础一侧将位于雅加达至万隆高速公路上，另一侧位于梁场内，根据现有的梁场场地，梁场提梁区侧与高速公路有3m的高差，若将提梁区处的高差调整成与高速公路相同，整个梁场场地高差均需要调整，土方工程十分巨大，而且在印尼本地也找不到这么大的弃土区，固觉得采用在高速公路侧修建一个龙门吊轨道基础平台，平台高程与梁场内齐平。

图2 450t龙门吊轨道基础断面图

2.2.6 办公生活区。办公生产区主要为场区工作人员提供生活办公场，主要包括办公搂双层（单层1980㎡）、员工宿舍（2710m2，按居住218人设计）、祈祷室、生产库房及户外健身场所等办公生活设施，生产库房主要满足生产设备、材料存放需要。

3 结束语

通过对雅万高铁项目大型预制梁场设计研究，在对海外梁场建设场址选择，各功能区的规划设计与梁场的设备配置，综合描述了海外大型梁场的设计研究思路，给今后海外大型梁场架设积累了可供参考的经验，同时，如何在海外梁场设计过程中充分地将当地资源与本土化设备运用到梁场预制中来，为今后海外梁场的建设继续深入研究的课题之一。