中铁大桥局集团第一工程有限公司 河南省郑州市 450000
摘要：对于铁路工程施工企业来说，施工方案优化不仅是施工项目管理的重要内容之一，而且对施工企业加强施工成本的控制具有积极的作用。施工企业应不断进行施工方案优化，从而达到满足质量工期、降低安全风险及节约成本的目的。本文以成贵铁路5标为例，从指导性施组、实施性施组、施工组织设计方案具体实施阶段可行性研究等几个阶段、逐步优化简支箱梁施工方案，最终通过施工组织、安全风险、质量控制、施工进度及成本投入等多方面对比分析，从支架现浇变更为预制架设，从而达到施工方案最优化。
关键词：高速铁路工程 简支箱梁 施工方案
一、工程概述
新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段西起四川省的乐山市，向东经四川省的犍为县、宜宾市、长宁县、兴文县，云南省的威信县、镇雄县，贵州省的毕节市、大方县、黔西县，东至贵阳市。乐山（含）至贵阳东（不含），正线长515.02km，其中四川省境内258.577km，云南省境内79.299km，贵州省境内177.144km 。
本标段为新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段站前工程CGZQSG5标，标段起讫里程为DK131+887.05～DK142+381.5（长链7.408m）和DK472+050.6～DK473+021.6，全长11.473km。
工程主要项目由3座特大桥及1个综合工程区间组成：宜宾金沙江公铁两用桥、菜坝岷江特大桥、贵州鸭池河特大桥，DK133+066.49～DK140+506.6综合工程区间。
D1K133+066.49～DK140+506.6综合工程区间含9座隧道，合计总长4.616km；其他桥梁6座，合计总长1.182km，路基综合工程1.641km，Ⅲ型无砟道板14.46铺轨公里。
合同工期：
自2014年1月1日至2017年12月31日，共48个月。
工程特点：
（1）地理环境复杂，施工条件困难
线路位于“四川盆地南缘丘陵区”，线路穿行于岷江两岸，虽以低矮缓丘为主，但延绵起伏，植被发育，沟壑遍布，交通运输条件极为困难；
（2）气候湿润多雨，施工影响较大
本标段气候属亚热带湿润季风气候，降雨频次高、持续时间长、降雨量大；
（3）工期紧张、风险极高
本标段深水、高墩、大跨特殊桥梁结构型式多，施工技术要求高；且现浇桥梁数量较多，施工组织难度大，安全风险程度高。
二、案例背景
本标段范围内菜坝岷江特大桥和D1K133+066.49～DK140+506.6综合工程区间其他6座桥梁共设计简支箱梁36孔，其中32m梁33孔和24m梁3孔。设计概况详见下表。
简支箱梁概况一览表
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1、业主指导性施工组织设计方案
成贵铁路有限责任公司本项目《指导性施工组织设计（2013年12月）有关简支箱梁施工方案指导性施组设计要求如下：
对于架桥机难以到达的隧道间的桥梁、特殊梁型的桥梁、距离梁场较远桥梁、由于受地形限制不宜采用满堂支架法的现浇箱梁，采用移动模架现浇法施工。当墩身高度较低时可采用下行式移动模架施工，当墩身高度较高时采用上行式移动模架施工。
对于高度不大、分散零星且孔数较少的桥梁，采用支架现浇法施工。对跨越既有道路处采用墩梁式支架，墩梁式支架须满足净空要求，同时做好安全防护。支架基底须进行处理，支架必须保证足够的刚度、强度和稳定性。支架在浇筑混凝土前必须进行等载预压和沉降观测，以消除非弹性变形、地基沉降的影响。
依据上述指导性施组设计要求，考虑到本标段简支桥梁分散零星且孔数较少，本标段未设置梁场，并且桥梁均位于隧道间，常规架桥机难以到达且距离临近梁场较远，36孔简支箱梁指导性施工方案为移动模架和支架法现浇箱梁施工；其中菜坝岷江特大桥2孔简支箱梁，墩高不大，并上跨既有菜（坝镇）喜（捷镇）路乡级道路改移后道路，拟采取墩梁式支架方案；综合工程区间其他6座桥梁34孔简支箱梁由于受地形限制不宜采用满堂支架法，拟采用移动模架现浇法施工。
2、标段实施性施工组织设计方案
进场初期，通过初步施工调查，结合现场的地形地貌以及公司自有资源储备情况，本标段经业主批复的《实施性施工组织设计（2014年3月）》计划36孔简支箱梁全部采用钢管桩+贝雷梁现浇支架方案施工，支架现浇施工工序如下: 支架基础处理→支架搭设→铺设底模→超载预压→卸载→模板、钢筋、混凝土灌注及养护、张拉及压浆→支架及模板拆除。
因现浇支架荷载较大，基础采用钻（挖）孔桩基础，上接小型承台，承台上预埋法兰盘与钢管桩连接；由于支架较高，钢管桩接高过程中，同步设置钢管桩之间连接系以保证管桩垂直度、增强横向稳定性；然后拼装分配梁、贝雷梁及型钢形成现浇平台；上跨既有道路地段，采用增加搭设防护支架，防护支架采用钢管桩作为下构，上铺型钢及钢板形成高空封闭，以保证下方的行车安全。
3、施工组织设计方案具体实施阶段可行性研究
随着工程的开工推进，对施工现场周边环境、地形地貌、交通条件、进度目标、临近资源等的调查研究更加的深入，发现诸多因素将严重制约既定现浇支架施工方案的具体实施，需进一步对简支箱梁施工方案进行技术经济综合比选，进行方案优化变更设计。主要制约因素如下：
（1）施工组织难：区间桥梁周边施工环境恶劣，施工场地及便道用地甚至桥址红线用地征用困难重重、严重滞后，也基本无可用既有进场道路，现浇施工所需的大型吊装设备、移动模架、钢管桩、贝雷梁等无法组织进场；
（2）安全风险高：区间桥梁大多处于隧道之间，地势延绵起伏、沟壑遍布、植被茂密，无论是机械设备、周转物资进场，还是模架支架拼装拆除及转场，安全风险都极高；
（3）质量控制差：周边环境及地质地貌限制，支架基础处理、支架预压等控制困难，质量风险较高；
（4）施工进度慢：前期征拆滞后，加上施工环境恶劣，下部结构施工一度滞后，后期若采用现浇方案，施工准备周期长、措施施工及周转慢、野外作业受频繁降雨影响大，制约施工进度的不可预见因素太多；
（5）成本投入大：经估算进场施工便道、支架地基处理、支架防护及模板体系安拆及占用、地方关系协调等成本投入较大并且不可预控。
三、主要做法
首先，通过调查研究，大胆提出预制架设方案设想。
菜坝岷江特大桥0#台至13#墩13孔简支箱梁分标在成贵铁路四标范围内，并且采取由四标屏山梁场预制、架桥机架设就位方案，因此，经研究，大胆提出了我标段其他36孔简支箱梁能否也采取委托四标预制架设方案的设想。同时就四标屏山梁场的设置规模、生产能力及进度安排等，架桥机的型号参数、运输距离及效率、钢梁及隧道的通过限制，等等进行了初步沟通调查；通过初步了解，具备委托四标进行预制架设条件。
其次，详细进行支架现浇和预制架设两种方案的技术经济综合比选。
1、施组难易程度对比
支架现浇方案施工所需的大型设备物资无法进场、组织难度巨大，并且工点多而散，管理跨度难度压力大；而预制架设方案拟采取委托四标既有屏山梁场进行预制、现有运架一体架桥机进行运梁架设的专业分包模式，而四标承包方为中交二航局，为国家大型施工企业，近年来在桥梁建设领域尤其是跨江跨河大型桥梁建设、高速铁路箱梁预制架设等方面综合实力较强，若专业分包协议达成，施工组织和管理压力将大大降低；
2、安全风险大小对比
现浇支架方案机械物资进转场、模架支架拼装拆除等安全风险极高；而预制架设方案预制阶段为工厂化生产，安全有保证，但箱梁移提运架、体系转换调整、跨越既有道路等过程中，也有一定安全风险。
3、质量控制优劣对比
虽然目前支架法现浇工艺比较成熟，质量也有保证，但受支架基础处理、支架预压、野外天气环境等影响较大；而预制架设方案最大优点是采用工厂化集中预制，系列化生产，梁体实体和外观质量都好控制。
4、施工进度是否可控
支架法现浇每孔箱梁可平行作业和流水线施工，初步计划安排3套现浇支架，每套支架分别配置2跨管桩支架及底模、1套内外模。其中大官桥溪大桥和岷江大堰桥（15孔）共用1套，龙方沟大桥和胜利水利1号桥（11孔）共用1套，岷江特大桥和胜利水库2/3号桥（10孔）共用1套。3个施工班组可同步施工，基础处理工期无法预计，首套支架拼装25天、试压平均10天/孔、每孔正常周期预计20天，则施工周期最长的第一套支架有效施工时间需要约330天，施工周期慢长，再考虑天气和其他各种不利因素，施工进度无法预计控制。
预制架设方案由于是工厂化集中预制，而四标屏山梁场建设规模是按照1021孔设置的，我标段36孔梁预制工期基本不受影响；架设按照1孔/天考虑，即使考虑进入我标段后运距增加、基本达到极限、并且跨越路基、连续梁、钢梁、隧道、既有道路等因素，架设60天时间基本可以保证。
5、经济效益比选
经测算，采用支架现浇方案施工，包含施工便道及涵管便桥、挖孔桩及扩大基础、钢管桩立柱、贝雷梁及分配梁、底板及翼缘碗扣支架、模板体系、支架预压、防护棚架、地方协调、梁体等费用，36孔箱梁共计需投入4680万元，折合每孔130万元；采用预制架设方案施工，包含梁场摊销、预制、运输及超运、架设等费用，36孔箱梁共计需投入3780万元，折合每孔105万元；每孔差异25万元，共计差异900万元；另外支架现浇方案成本投入不可预见因素很多，而预制架设方案成本基本可控。
纵上所述，简支箱梁施工方案优化变更为预制架设方案可行。
最后，积极协调监理、设计、业主、四标等关系，最终实现箱梁现浇改为预制架设变更设计立项
通过和监理、设计、业主、四标等各方面提前充分的交流沟通后，于2014年11月15日，我标段提交箱梁现浇改为预制架设变更设计建议书，并于2014年11月25日召集监理、设计、业主、四标等各方面召开了变更设计会审会议，会上我标段就此项变更设计相关的运架梁通道线路详细参数、运架梁一体设备型号参数及通过空间要求、钢梁及连续梁荷载检算要求、架梁通道主要节点工期安排、架梁计划等事项进行了逐项汇报和研究讨论落实，最终形成一致意见，签署变更设计会审纪要。
四、主要成效
本标段箱梁支架现浇改为预制架设施工方案优化变更设计的实现，首先大大降低了施工组织难度和安全风险系数，另外，规避了诸多施工进度不可预见因素，使施工进展有序可控。最终，我标段包含变更增加的黄桷槽中桥1孔24米箱梁在内的37孔梁，于2016年11月份开始预制，于2017年1月中旬安全架设完成。
同时，现浇箱梁合同清单收入合每孔97.09万元、36孔共计3495万元；若采用现浇支架方案成本将达4680万元，预计亏损1185万元；采用预制架设方案后，最终与四标签署的专业分包合同清单合每孔94万元、36孔共计3384万元，预计盈利111万元，实现扭亏为盈，取得经济效益约1300万元。
结束语：
采取最优的施工技术方案可以使得各方面的设计需求都得到极大的满足，促使最终的施工结果获得优良工程的评价，不光施工的安全性得到了保障，而且实现了利润的最大化，在充分利用施工技术的先进性与合理的性的同时，降低了施工的成本，从利润的增加和成本的降低两个角度为施工企业的生存和发展提供了机遇。
参考文献：
[1]优化施工技术方案 降低工程成本-信息周刊-河南-许建泽
[2]TJ1213简支预制箱梁架设方案
[3]移动模架现浇简支箱梁施工技术-常晓义
论文作者:卢警信
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/9
标签：支架论文; 标段论文; 万元论文; 现浇论文; 方案论文; 岷江论文; 桥梁论文; 《防护工程》2019年第2期论文;