杨继光，罗圣明 ，雷文斌

（1.中国铁路上海局集团有限公司徐州铁路枢纽工程建设指挥部，江苏 徐州 221000；2.广州瀚阳工程咨询有限公司，广东 广州 510220）

近年来，随着中国铁路建设业的快速发展，高速、高标准、高安全性的高速铁路建设正在全面展开。其中，箱梁预制已成为高速铁路建设技术含量高、设备投资大、质量要求严格的单项工程之一[1]。桥梁预制装配技术作为绿色建设的工法代表，是未来桥梁建造的主流技术，而在节段预制项目中，目前国内桥梁施工多采用长线法预制工艺。长线法比较成熟，经验比较丰富，线性控制比较简单，但由于长线法的底模是固定的，不能在水平和垂直方向上调整，因此通常只适用于无平曲线的直桥，而且预制场规模较大，涉及大量临时用地及临建工程，建设工期长、成本高。采用短线法预制工艺预制占用场地小、质量更好、施工工法适用性更强、对自然环境破坏更小、建设周期更短，社会效益显著等[2]。然而，大多数人不熟悉短线法施工过程，并认为其预制的精度要求非常高。因此，目前国内针对短线法节段预制技术的研究很少，针对高速铁路短线法节段预制梁场选址和规划技术研究少之又少。

目前国内外对桥梁预制场选址的研究大多数是针对高速公路、市政工程预制场，而且多数为新建预制场，占地面积大，交通便利。而高速铁路桥梁大多位于偏远乡村地区，不具备满足节段梁运输条件。连续梁相对于简支梁来说工期较长，且大多数位于运架梁通道上，成为运架梁推进顺利与否的控制工点。

鉴于此，文章结合铁路工程线路长工点多、连续梁在整条线路较为零散等特点，通过统筹规划、对比分析等研究整孔箱梁预制场与节段箱梁预制场合建或改建的方式。在合理安排工期的基础上，通过对原简支梁梁场部分流水线进行改造的方式，并且考虑短线法施工工序与施工节奏，研究并实施了预制场的标准布局。这样既可以避免再新征用地用于新建梁场，又可以最大限度地利用梁场既有设备，减少新的投入，而且能够有效控制工程的工期。

1 预制场选址

1.1 预制场选址原则

（1）运梁距离较短。预制场尽可能位于施工区域内或其边缘，这样可以缩短运梁距离，保证节段梁运输的安全性。（2）考虑防洪排涝。尽量避免低洼地区和频繁的洪水或洪水排放区域，现场应确保在雨季安全施工。（3）临时工程量较小。尽可能选择在具有良好地质条件和平坦地形的区域，这样可以减少土石方和地基加固工程量，降低工程造价。（4）交通方便。尽可能连接现有道路和施工道路，以便于大型设备和大宗材料的运输[3]。

1.2 预制场选址技术

结合铁路工程特点，连续梁在整条线路中较为零散，因此采用与运输较为便利的简支梁场合建或改建梁场较为适宜。根据利用既有梁场资源、临近工程量较小、交通便利、征地拆迁少等预制场选址原则，再结合现场实际情况，连徐Ⅱ标已有建好的简支箱梁预制场，具备一定的运输条件，但现场地基较差不适合做现场预制梁场，最终选择在新沂制梁场提梁上桥区东侧存梁区改造成连续梁节段预制场。其优点是最大限度利用梁场既有场地及设备，利用原预制场台座基础及吊装设备，减少新的投入，但缺点是需新增运输设备、便道改建费用。

连徐Ⅱ标东海特大桥跨大沙河（32+48+32）m连续梁拼装现场如图1所示。

图1 东海特大桥跨大沙河（32+48+32）m连续梁拼装现场

2 预制场规划布置

2.1 工程概况

连徐铁路东海特大962#～965#墩跨大沙河采用（32+48+32）m预应力混凝土连续梁，设计时速350km/h，线间距5m，位于直线上。采用CRTS-Ⅲ型板式无砟轨道，轨道结构高度738mm，环境类别为碳化环境，作用等级T2，桥位处地震烈度8度，地震动峰值加速度0.2g。

桥梁宽12.6m，全长113.5m，截面中心线处梁高3.035m；梁体混凝土采用C55混凝土；采用节段预制装配施工工艺，连续梁需预制40节段，中跨合龙处设湿接头；边跨不设湿接缝。

2.2 预制场的总体规划

选择箱梁预制场的位置后，应对预制场地进行总体规划。节段箱梁预制场根据功能需要划分为节段生产区、修饰养生区、节段存储区、钢筋加工区、混凝土拌合区，仓储区、试验室、项目办公生活区、工人生活区等功能区[4]。

凿除既有梁场3个存梁台座的支墩，征作节段梁制梁台座及存梁台座，对地基进行处理，节段预制区地面需全部硬化；利用既有钢筋加工场加工钢筋，半成品钢筋运至钢筋绑扎胎具；设置2台钢筋绑扎胎具，用于绑扎节段钢筋，硬化1条通道通往原有钢筋加工车间；利用梁场现有的450t跨线提梁机作为节段梁钢筋笼吊装入模及提梁之用，需将450t提梁机轨道向小里程方向延伸135m。

制梁区配置2个短线预制台座，台座轴线与桥梁线路平行，于2个制梁台座轴线延长线方向设置2座测量塔；存梁区与制梁台座同轴布置，存梁区设存梁台座18个，双层存梁，可存放36片节段梁；制梁台座与存梁台座之间设置节段整修台座2个，用于节段梁表面修饰、预应力孔道检修等；配备1台泵车，用于混凝土浇筑，在1#测量塔西面通往混凝土拌合站道路处设置装车区，作为节段梁出场道路。

连续梁节段预制平面布置图如图2所示，连续梁节段预制布置实景图如图3所示。节段预制生产线自西向东，在钢筋绑扎区绑扎钢筋笼，利用梁场现有450t跨线提梁机将节段梁钢筋笼吊装入模，预制节段自节段生产区移出至修饰养生区进行整修和继续养护，然后再吊运至存梁区存放，最后从存梁区出梁。梁段生产各个环节分别在不同分区独立完成，各区域间布置紧凑，各工序衔接紧密，由整个标准化生产线管理系统进行统一调配，形成流程化、工厂化作业条件。

图2 连续梁节段预制平面布置图

图3 连续梁节段预制布置实景图

2.3 预制场主要功能区规划布局

（1）钢筋绑扎区规划布局。钢筋绑扎台座设置在预制生产线的一端，采用先将梁段钢筋在绑扎台座上绑扎成整体骨架，用门式起重机整体吊放入模的施工工艺。设计2个钢筋绑扎台座，台座数量与制梁台座数量为1∶1。钢筋绑扎支架主要结构采用各类型钢及钢管制作，作为钢筋骨架整体绑扎的胎膜使用。胎架顶部考虑设置可移动式雨棚，区域内地面采用200mm厚的混凝土面层。在钢筋台座的实际安装过程中，必须仔细计算并检查顶板和底板之间的平面尺寸、对角线和高度差，以确保尺寸的准确和精确性。在钢筋加工区一端设有半成品存放区。钢筋胎架布置图如图4所示。

图4 钢筋胎架布置图

（2）节段生产区规划布局。节段生产区是整个预制场最为核心的功能区。按照短线匹配法工厂化流水生产，生产线上设置以下台位：钢筋绑扎台位、节段预制台位、测量塔区、模板存放区等。①制梁台座和模板的配置。节段预制台座的数量主要取决于预制场最大的日产能以及节段梁的架设速度。根据以往项目的经验总结出，节段梁从浇筑混凝土到脱模的时间是制梁的控制点，混凝土养护阶段在整个预制过程中占用比较长的时间。梁场最大生产能力主要取决于预制设备的配置、预制流程、预制作业班组的配置、预制效率以及预制周期等。②制梁台座的数量计算。台座数量M=N/η。其中，N为预制场预制效率，即预制场一天计划完成节段梁预制的数量，榀／d；η为单台座预制效率，榀／d。③制梁台座的布置形式。预制梁场的制梁台座一般有2种布置方式——横列式和纵列式。横列式制梁台座的长度方向与线路走向互相垂直，纵列式制梁台座的长度方向与线路走向互相平行。具体布置方式需要根据实际项目以及现场情况确定，横列式布置的箱梁通过运梁车转运、装卸到存储区和现场时，需要水平旋转90°[5]。④制梁区的面积参数。制梁台座所占的面积，节段预制箱梁宽度12.6m，距离模板两边各1m，因此宽度为15m。预制台座上布置预制模板系统，包括内模及台车、固定端模及支架、腹板及翼板模板、浇筑段底模、匹配段底模和养生等强段底模、底模台车及轨道等。按连徐高铁项目最长节段3.3m设计一个底模区域，单台座总长度为23m，因此单个制梁台座占地面积15×23=345m2，单个测量塔占地面积为2×2=4m2。模板系统距离外侧轨道龙门吊的安全距离和施工空间共取4m，纵列式台座之间预留距离2m，混凝土罐车和运梁车通道6m宽度。因此，每个制梁台座占地面积为（15+4+6）×（23+2+2）=675m2。⑤预制台座基础实施要点。制梁区按1排布置，一共设置2个预制台座。预制台座上布置短线法预制施工的核心设备——预制模板系统，包括内模及台车、固定端模及支架、腹板及翼板模板、浇筑段底模、匹配段底模和养生等强段底模、底模台车及轨道等。因此，为保证预制精度，要求预制台座基础要具备足够的强度、刚度和稳定性。

预制台座顶面设计高程应高于周边道路、门吊轨道基础等设施，可防止预制台座积水，同时便于浇筑混凝土车辆及其他施工运输车辆通行。在天然地基承载力允许的情况下，设置刚度较大的扩大基础以减少因地基不均匀沉降造成的模板系统误差。短线法制梁要求节段预制期间地基累计沉降≤10mm，单榀梁预制期间地基变形＜2mm。节段制梁台座基础设计如图5所示。

图5 节段制梁台座基础设计图（单位：mm）

⑥测量塔实施要点。由于短线法要求很高的测量精度，测量塔作为短线法预制线型控制的关键设施，必须具有足够的刚度，满足“精度高，变形小、无明显沉降”的条件要求。场内共设置2个测量塔，设立在预制单元的两端，分别为测量塔和目标塔，两塔互相对视。2个测量塔的控制点之间的连接线与待浇梁的中心轴线重合。测量塔符合测量规则要求，都是从浇筑梁端到匹配梁端方向布置。为保证高程测量精度，测量角度在30～120°为最佳，极限情况不小于20°。

测量塔采用直径Φ600mm的混凝土灌注桩。桩基入土深度根据计算确定，根据该项目的地质条件应保证桩基入土深度不小于16m，桩端嵌入该岩层内深度不小于600mm。测量塔顶高度应高于节段梁的顶面1000mm，即节段梁顶面5000mm，测量塔顶标高为5000+1000=6000mm；应考虑蒸养棚或遮阳棚对视线遮挡的影响，控制蒸养棚棚顶到节段梁顶面的距离不要超过800mm。测量专业用强制对中基座为外购成品，需埋入桩顶面的混凝土内，基座中心与桩中心对齐，最大偏差不大于5mm。注意严格控制基座顶面的水平度，水平度不小于2%。测量塔塔身四周不接触其他任何物体，为降低周边振动对测量精度的影响，混凝土地坪与桩身需保持100mm间隙。测量塔顶部可设置雨棚，为测量创造良好的条件。测量塔及附属结构如图6所示。

（3）修饰养生区规划布局。修饰养生台座位于制梁台座与存梁台座中间，修饰养生台座数量需要考虑节块梁满足7d混凝土养护时间。一般情况下，要保证与制梁台座等数量设置。因此，该区共设置修整台座2个，修饰台座和循环水池。预制节段自节段生产区移出至修饰养生区后，利用450t提梁机吊装到修饰养生台座进行整修和继续养护，整修工作主要包括预应力孔道清理、混凝土表面清理、匹配面清理等。修饰养生区设置水喷淋系统，对预制节段继续喷淋养护直至设计要求的养护周期。修饰养生台座由底座与支墩两部分构成，分次浇注成型。修饰台座节段梁放置示意图如图7所示。

图6 测量塔及附属结构实景图

图7 修饰台座节段梁放置示意图（单位：mm）

（4）节段存储区规划布局。节段存储区（又称存梁区）设置存梁台座，用于成品预制节段存放，存梁区存梁能力应以设计要求的节段累计养护和存放周期确定。存梁台座为钢筋混凝土条形基础结构，区域周边设排水沟，台座范围以外地面采用碎石铺设。区域内布设电源和水源，满足节段横向预应力张拉、压浆、封锚施工作业以及后续节段的洒水养护作业需要。存梁台座数量的确定原则：存梁台座的数量n=N×K÷2[5]。其中，N为梁场制梁效率，榀/d；K为按设计要求节段梁在存梁台座上存梁养护的最短时间，d。无特殊要求时，K=30d。按双层存梁考虑。

根据预制场实际情况，为便于梁段的出运，存梁区设置在生产线小里程方向。存梁区与预制台座同轴布置，存梁区设存梁台座18个，双层存梁，可存放36片节段梁。在存梁台座建设前先对该区域的基础进行处理，清理平整原地面，并碾压密实。在硬化好的场地上，设置存梁台座，采用高强度混凝土砌筑，基础坚实，台座表面平整。在存梁台座顶面、上下层节段梁之间放置木板或橡胶板，双支点侧放置2块，单支点侧放置1块。台座纵向每隔22m断开，设置一个缝。节段梁存梁台座支点布置示意图如图8所示。

图8 节段梁存梁台座支点布置示意图（单位：mm）

3 结语

文章通过实际项目介绍了整孔箱梁预制场与节段箱梁预制场的合建，即通过对原简支梁梁场部分流水线进行改造的方式，并且结合合建梁场的选址特点，考虑短线法施工工序与施工节拍，研究并实施了预制场的标准布局。研究结果显示：与简支梁场合建或改建梁场适用于具备市政道路或便道运输条件；简支梁场有可利用的空余地方；简支梁场位置离架设现场较近等。这种合建预制场模式具有可利用原预制场台座基础及吊装设备，预制完毕后可恢复为简支梁场，无须另行投入拌合站、钢筋加工车间等辅助设施的优点；而且能够有效控制工程的工期，但需新增运输设备、便道改建费用。该合建预制场模式为短线法节段预制梁场的选址和规划布局提出了一种新的思路，具有一定的指导和借鉴作用。