摘要：结合郑州市107辅道（东三环）快速化工程PPP项目第一、二标段预制梁场建设情况，从预制箱梁梁场选址、规划、建厂，到生产、存储、运输等各方面进行技术总结，对相关技术因素、关注重点进行分析、研究，形成具有实际价值的控制点，以便对其他类似工程建设提供依据和参考。
关键词：预制梁场；规划；建设；控制点
1.前言
在城市化进程大发展时代，建筑行业也在迅猛发展，施工工期要求越来越快，装配式结构应运而生，并很开广泛推广开来，越来越多的应用于城市市政桥梁工程。其中预制小箱梁便是其中最为普遍，且工程量最为庞大的一项。本文即围绕梁场建设相关控制重点进行分析研究。
制梁场建设总体思路：首先熟悉图纸，明确预制梁设计情况及工程量；其次考虑工程工期要求，确定梁场建设规模；然后结合实地情况进行梁场选址，总体要场地平整，长矩形为主，运输方便；确定场地后开始梁场规划设计、运输线路设计、生产机械设备配置；然后进行梁场实体建设，重点控制台座质量；最后进行预制梁生产，重点做好预制梁吊装及预制计划，确保预制的箱梁及时架设，避免预制梁长时间积压，占用存量台座。
2.工程概况
郑州市107辅道快速化工程PPP项目北起北四环南至南四环段，全长约20公里，分为高架桥梁及下穿隧道两部分。其中第一标段均为高架桥梁段，工程起点北接现状北四环立交，南至杨金路以南，高架桥梁全长2044.748m。主线桥梁标准段宽32.5m，为双向八车道，道路等级为城市快速路；平行匝道桥宽8m。第一标段因与北四环立交顺接，整体呈弧线形。
2.1 预制梁设计概况
郑州107一标共设计预制梁912榀，梁高分为1.6m和1.8m高两种，标准梁长为29.58m。箱梁平均重量约110t，最大重量为130t；其中箱梁钢筋骨架重量一般在9t左右。因107一标整体线型成弧线形，因此预制梁设计多为斜交梁，斜交角度从60°~107°不等。箱梁的宽度整体上较为一致，底宽均为1m（扣除两边50mm倒角，有效宽度为900mm，见下图），顶宽中梁为2.4m，边梁为2.75m左右（边梁部分存在渐变，但变化值不大），底板水平，顶板横坡2%。
标准箱梁断面图
2.2 工程工期要求
本工程于2016年2月25日举行开工仪式，要求于2016年12月31日实现桥梁全线贯通，即箱梁全部架设完成。根据总体施工计划，小箱梁于2016年7月中旬开始架设，12月底完成箱梁架设，考虑外界因素影响，实际有效施工天数120天，平均每天架设箱梁7.6榀。梁场建设周期1个半月，4月中旬开始预制梁生产，于10月底全部预制完毕（根据相关规范要求：预制梁存放时间不得大于3个月），实际可利用有效施工天数142天，平均每天需预制箱梁6.5榀。
3.梁场规划及建设控制重点
3.1 梁场规划考虑因素
在进行梁场占地时，优先考虑以长矩形为主[1]，同时场地整体必须平整，确保龙门吊的轨道必须水平（坡度较大龙门吊行走较为困难，且安全风险较大）。梁场位置距离施工现场越近越好，减少运梁路程时间。另外梁场占地应了解清楚用途，及时向相关管理部门报备，避免违反相关规定造成罚款。确定梁场占地后，开始进行预制梁场的规划设计，梁场规划设计主要考虑因素如下：
（1）生产能力要求
根据工期计划，要求平均每天需预制箱梁6.5榀，即要求梁场生产能力要达到每天6.5榀。
（2）箱梁预制周期
每榀梁从浇筑到养护、张拉、封锚周期一般为10天，即表示预制梁生产过程需占用制梁台座10天。
（3）制梁台座数量[2]
每榀梁预制占用台座10天，即第11天才能开始预制新的箱梁；至少共需要6.5*11=72个制梁台座。
（4）确定生产线台座方向[3]
因本工程梁场占地长度较短，制梁台座适合垂直于长度方向（龙门吊轨道方向）设置；如梁场占地足够长，制梁台座可平行于长度方向设置。
（5）制梁施工设备确定
采用龙门吊配合进行模板安装、钢筋骨架吊装、混凝土浇筑、移梁存储，每条生产线配置12t龙门吊2台和120t（160t）龙门吊1台，龙门吊设置双钩，进行抬吊。龙门吊的跨度根据箱梁长度进行确定，本工程为40m跨。
（6）制梁台座间距
箱梁顶宽为2.4m和2.75m，考虑箱梁模板安装、拆除及其他施工作业空间，故制梁台座中心距设置为5m。
（7）生产线数量
生产线数量的确定，主要从龙门吊运行利用率来考虑。120t龙门吊吊重物后行走速度一般为6m/min，当生产线至存梁区行走距离过长时，龙门吊使用率将大大降低。同时还要结合8~13项存梁区等各区域情况进行确定。
本工程共设置生产线3条，平均每条生产线每天可预制箱梁2.4榀，共设置制梁台座24个，制梁区长120m，存梁区长210m，考虑材料存放区、钢筋加工区、钢筋骨架绑扎区和箱梁装车运输区共40m，每条生产线共计370m。
同时在考虑生产线时，还要做好各生产线生产预制梁生产范围的划分，比如某一条生产线专门用来生产1.8m高箱梁的生产，其对应的龙门吊应配备160t；某一条生产线专门用来生产梁长为27~31m的箱梁，则其对应的制梁台座应按照该箱梁长度进行设置，避免造成施工的浪费。
（8）存梁高度
箱梁张拉、封锚后，可以移梁至存梁区进行存放，存梁区设置地梁，两端垫设枕木或垫块存放（张拉后箱梁不得直接放于平地上存放）。一般预制梁存放采用双层叠放，如采用三层叠放，需单独进行验算，加大地梁尺寸，同时抬高龙门吊的可吊装净高，确保龙门吊吊梁后正常通行。本工程按照双层叠放设计。
（9）总存梁数量确定
根据箱梁预制和吊梁计划，箱梁开始预制后3个月开始箱梁架设，即预制梁需存放3个月，每天预制箱梁6.5榀，存梁区+制梁台座累计需满足最小存梁418榀。
（10）预制梁存放间距
预制梁宽2.4m和2.75m，考虑吊装作业时人员作业空间，预制梁存放中心间距为3m。
（11）存梁区长度
为不影响制梁区正常生产，按照制梁台座可存放72榀梁考虑，存梁区总需最小长度（418-72）/2*3=519m（存梁区非集中设置，每条生产线单独配置存梁区），存梁区尽量与制梁区在同一条线上，可直接采用龙门吊调运，减少二次倒运。
（12）材料存放区、钢筋加工区、钢筋骨架绑扎区
尽量设置在生产线上，且设置在制梁区一侧，便于龙门吊配合吊装，同时应避免该区域穿越存梁区，避免2台龙门吊行走期间存在交叉。材料存放区和钢筋加工区宜设置防护棚。
（13）箱梁装车运输区
箱梁架设前要进行装车，通过预制梁运输车运输至施工现场进行架设。箱梁装车运输区宜设置在存梁区中间，避免龙门吊行走线路过长，降低使用效率。
同时装车运输区应设置检梁台，在箱梁装车架设前，应对箱梁进行一次全方面的检测，避免存在质量缺陷的箱梁架设至桥上。
（14）运输线路确定
运输线路的确定要结合梁场场地、箱梁装车运输区及转弯半径来确定，一般运输道路宽度为7米宽，满足运梁车双向两车道通行。运梁车装梁后长度一般在36m左右，故运梁道路转弯半径不得小于40m。
如场地条件具备，应考虑设置运辆车调头区，或在现场设置运梁车调头区，否则必须提前策划好箱梁预制时的大小端，避免影响箱梁架设。
（15）制梁台座的设计
制梁台座的宽度按照90cm进行设置，台座的尺寸及扩大基础尺寸根据预制梁尺寸及重量进行设计，台座的配筋根据计算和相关规范构造要求进行设置。
台座的设计需要注意箱梁吊装穿线槽的设置、模板拉杆孔的设置、两侧密封橡胶管的设置、箱梁梁底钢板的设置以及台座反拱的设置。
因箱梁长度不一，制梁台座箱梁吊装穿线槽应根据相应梁场设置多个，可设置其中一端为固定端，另一端为可调节端。台座端距离穿线槽的长度根据箱梁支座中心线距离梁端的长度来定，当有斜交梁时，应考虑梁端的斜长，适当调整穿线槽的位置。
模板拉杆孔的设置根据箱梁模板拉杆孔的间距和高度进行留设。
两侧密封橡胶管应嵌在[5槽钢内，橡胶管采用直径32mm，壁厚5mm的厚壁止浆管，确保钢模板与台座贴合严密，避免漏浆。
台座钢板是作为箱梁梁底钢板进行设置，必须确保安装牢固，拼缝平整无错台，且达到一定厚度（至少5mm厚），避免吊装时粘结变形。
台座的反拱根据箱梁的设计要求进行设置，本工程设计要求跨中设置1cm的反拱，避免箱梁张拉后起拱。（同时箱梁模板定做时也应考虑一定的反拱斜率，否则钢模板与台座无法紧密贴合）
（16）龙门吊轨道基础及地梁设计
龙门吊轨道基础根据箱梁重量进行设计，地梁尺寸根据箱梁存放层数进行设计，确保基础牢固可靠，不发生沉降变形。
（17）生产线及场区排水设计
梁场的建设还应考虑场区的排水和生产线的排水，一般沿轨道两侧设置排水沟或埋设排水管，每隔一定距离设置收水井，同时每两个台座之间设置排水明沟，坡度1%，使雨水或养护用水能够及时排入排水系统。
（18）生产、生活及养护用水设计
梁场的生产、生活及养护用水视场地情况，沿线布设供水管线，水源可采用市政管网供水或自行打井供水，自行打井要确保合法合规，水质应进行专业检测，确保满足要求。
（19）职工生活办公区设计
根据施工生产线和施工人员配置，应就近设置职工生活区，便于梁场生产和管理。包括住宿、办公、餐厅、洗手间、娱乐等配套设施设置。
（20）其他配套设施考虑
指围挡、照明、监控、大门、宣传展示区等的设置，应全面考虑，避免出现遗漏，为后期施工带来麻烦。
最终形成完整可行的梁场规划设计方案。
3.2 箱梁模板制作考虑因素
在确定梁场建设方案、施工强度及生产线数量后，可开始进行箱梁模板的定做。预制箱梁钢模板设计形式一般有抽拉式、拼装式、液压式三种类型，具体选用何种模板形式应结合场地条件和施工成本综合考虑确定。拼装式模板安装和拆除均较为方便，对场地条件要求最小，且成本最经济，但拼装严密性和平整度受工人技术水平影响较大；抽拉式模板安装和拆除较为方便，但成本较高一点，且需设置抽拉滑轮，有足够的抽拉空间，对场地要求比较高；液压式模板成本最高，据了解每套模板需增加成本10万元左右，但安装、拆除具有一定机械化，较为省时省力。
除了模板形式，箱梁模板的定做还要考虑以下因素：
（1）模板周转使用效率
一般情况下，箱梁内模拆除时间较早，在浇筑后10h左右（具体视温湿度情况），外模拆除时间在24h左右。故每套模板在浇筑完1榀箱梁后，可用于第3天的箱梁预制，无法直接周转用于第2天的预制。
按照每条生产线每天生产箱梁2榀，正常情况下需配置箱梁模板4套；每天生产箱梁3榀，需配置箱梁模板6套，周转利用效率高的可配置5套。
（2）箱梁梁高、梁长、梁宽、斜交角度情况
据统计本工程1.8米高预制梁有138榀，1.6米梁高为1404榀，其中1.8米梁高的箱梁斜交角度有39种，1.6米梁高的预制小箱梁斜交角度有96种，而且箱梁的宽度也在不断变化。
（3）箱梁模板标准节
结合本工程箱梁设计情况，同时考虑模板安拆方便，确定箱梁模板标准节为3m，同时配有部分2m和1.5m的标准节，以便于不同梁长的组合。
（4）箱梁模板调节节
另外为进行梁长的准确调整，还必须定做相应的调节节，调节节的宽度为10cm、15cm等。箱梁的梁长必须确保，且中横梁和端横梁位置必须一致，否则箱梁架设后无法准确对接，梁端缝隙无法确保，且极不美观。
（5）中梁、边梁
因中梁和边梁翼缘板宽度不一致，因此中梁和边梁外模必须分开定做，不能够混用。
（6）箱梁梳齿板位置
因箱梁宽度存在渐变（主要指边梁），箱梁模板梳齿板的位置必须可调。
4.总结
梁场规划、建设除应考虑上述各方面因素外，施工还需要考虑其他附属内容，如：场地清表、场地平整、围挡及大门施工、台座施工、门机轨道基础施工及安装、地梁施工、场内道路施工、排水系统施工、生活生产区建设、供水系统施工、用电线路敷设、门机安装、场地硬化、照明系统及监控系统安装等施工内容，具体施工工艺可以详见相关专项施工方案。但建设过程中，重点必须做好台座施工质量控制和龙门吊轨道平整度控制。
参考文献
[1]贺帮锋.桥梁施工现场预制梁场选址原则及影响因素研究.《科技信息》2010年第2期.
[2]张阿龙，樊燕燕.多品种预制梁场需求不均衡状态下制梁台座规模优化算法.《价值工程》2017年第6期.
[3]邓子仪，佘志勇.高速公路小箱梁预制场布置形式的探讨.《山西建筑》2015年第4期.
论文作者:赵向辉,李庆超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：台座论文; 龙门吊论文; 模板论文; 生产线论文; 场地论文; 长度论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第16期论文;