预制梁场的规划设计

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摘要：本文以111国道（汤河口～市界段）改建工程第一合同T梁预制场建设为例，简要介绍了预制梁场的规划设计原则和方法，总结在建场过程中的思考和梁场投入运营后发现的不足，供同行规划设计梁场时参考。

关键词：预制梁场 规划设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

工程概述

111国道（汤河口～市界段）改建工程第一合同，起终点桩号为K0+000～K25+440，全长25.44km。本标段共有桥梁27座，其中23座为预制预应力混凝土T梁桥，分别有30米梁960片、20米梁172片、16米梁140片、13米梁84片，共计1356片T梁。

表1 预制T梁数量汇总表

图130mT梁截面图（单位：cm）

梁场选址

梁场建设位置的选择原则是安全、经济、便捷，要考虑的因素比较多，主要有技术因素和经济因素。一、征地拆迁少的区域。预制梁场的位置要在满足制梁工期和存梁的前提下，少占用耕地，减少拆迁量，应尽量利用红线以内区域设置梁场。在条件允许的情况下，路基位置设置梁场是一个不错的选择。二、地势地质安全的区域。首先应避免在河滩和沟谷等危险地质区域设置预制场区。另外预制梁场的位置应选在地质条件好的地方，减少土石方工程和基础加固工程量，有效降低建设工程费用。三、交通便利的区域。预制梁场的位置应尽量与既有公路或施工便道相连，利于大型制梁设备和大量制梁材料运输进场。同时，从经济角度来说也能够减少施工便道的工程量，并且能降低运输成本。四、靠近桥群的区域。一般预制梁场应选择在桥群重心或靠近大型桥梁区域附近。一方面能缩短运输距离，确保运梁安全，一方面还能提高架梁速度，节省费用。

本标段考虑到长哨营2#桥需预制T梁数量多，为桥群重心，且位于标段沿线中心，因此首先拟定在此范围附近寻找合适区域进行梁场建设。为减少征地拆迁量，目标确定在红线范围内K11+600～K12+050路基填方段，该区域现况为旱地，场区地势平坦、地质较好，并且与现况道路相通。根据工程特点和工程所处的地理位置，综合考虑施工的方便及临建费用，

预制场拟设在该路基填方区段，也即是长哨营1#桥和长哨营2#桥两座大桥之间的路基上。该段区域长约450m，占地红线宽度约为45m，大堤路与灌溉沟渠最小距离约为70m，周边还有旱地可供征用，基本具备建场条件。

图2 预制梁场位置示意图

图3 预制梁场选址周边情况平面图

场内布局

1、功能区域[2]

梁场部署应根据场地形状进行安排，做到区域功能分明，一般分为生活区、办公区和生产区三大区域。其中生产区又分为预制梁区、存梁区、材料加工区。总体部署时在确保施工安全、合理用地的前提下，场区布置要有利于形成流水作业，减少场内运输次数和缩短运输距离。

图4预制梁场功能区域划分示意图

2、台座布置

在场区部署规划方面重点是预制梁区台座的布置。总体来说，制梁台座有纵列式和横列式两种布置方式。纵列式布置方式是台座的长度方向顺线路走向，而横列式台座的长度方向则垂直于线路走向。两种布置方式的选择主要受场地长宽尺寸和出梁方式的影响。目前，出梁方式有两种：龙门吊机出梁和滑移台车出梁，龙门吊机又分轮胎式的和轮轨式的两种。另外，横列式布置的梁体上桥前需水平旋转90°，运梁车需调头，因此这种布置方式比较适合于梁场远离线路的情况，而纵列式比较适合于梁场靠近线路的情况。

台座数量需要根据施工计划和拟设生产能力来确定，台座间距的确定则需考虑预制梁体宽度和安装模板操作和停放空间的要求。一般预制台座间距应大于2倍模板宽度。特别要注意的是，预制梁体宽度不仅仅只考虑混凝土结构部分，还应包括顶板预埋钢筋的伸长部分，以免台座间距过小，安装钢筋时发生冲突。

本工程梁场预制30mT梁，中梁宽1.2m，边梁宽1.1m，顶板预埋钢筋伸长部分约30cm（中梁）/75cm（边梁外侧），模板宽约80cm，d=1.2+0.3+0.3+0.8=2.6m，因此中梁台座间距设为3m，同理边梁台座间距需设为3.5m。

台座设计时，还需注意以下几点：一、台座与施工主便道要有足够的安全距离。二、为确保预制梁台座强度满足张拉要求，需对台座基础进行加强，在台座两端设置C20 以上的混凝土扩大基础进行加固并视地基承载力情况适当配筋，以满足梁板张拉起拱后基础两端的承载力要求。加强基础建议通长设置，以增强整体性。

图5 预制梁场台座布置图

3、交通系统

功能区各区布置相对独立，但又通过施工便道互相联系。交通系统主要考虑的是常用机械设备行驶所需宽度和活动范围。一般场区内施工便道设为4.5m宽，即可满足物资设备运输的要求。

图6 预制梁场交通系统图

4、排水系统

排水系统主要是确保施工区不积水。本预制场的施工用水主要包括混凝土养护用水，清洗施工设备用水，另外还需考虑当地雨季降雨量情况布置排水设施。本工程为了保证施工区内的有序和干净，确保整个预制场内无积水现象，在预制场内设置主排水沟和辅助排水槽两种类型的排水沟。两种类型的排水沟相互接通，并设置一定的纵坡度，主排水沟接通场地外排水沟。

（1）主排水沟

在龙门吊轨道的外侧各布置一条30×30cm（宽×深）的主排水沟，排水沟设不小于1%的坡度，保证排水通畅。

（2）辅助排水槽

辅助排水槽与主排水沟垂直，布置在预制台座的之间，设坡度为1%的双向抹坡坡面排水，定时清除槽内的杂物，保证排水通畅。

图7 排水沟槽细节大样图

5、供水、供电和蒸汽养护系统

场地内必须根据梁片养生时间及台座数量设置足够的梁体养生用的供水设施，供水水压加压泵应能保证提供足够的水压，确保梁片的每个部位均能养护到位。本梁场沿预制梁区一侧布置供水主管道，再从供水主管上接D250的供水支管至各排的台座位置，最后用软管从供水支管接水至各梁置，并每隔5m～10m布置一个喷头。

变压器设置的安全距离要符合相关规范规定。所有的电器设备按安全生产的要求进行标准化安装，所有穿过施工便道的电线路采用从硬化地面下预埋管路穿过或架空穿越。本梁场施工现场布置一台315KVA变压器，确保施工及生活用电。生产区沿预制梁区一侧布置供电线路。

本工程施工现场还设有一台2T蒸汽锅炉，供预制梁体养生使用。锅炉房与其他临时房屋的距离一般不得小于10m，其中锅炉房应用非燃烧材料建造，并远离易燃物品，设在下风口，烟囱上安装防火帽。蒸汽养护线路沿预制梁区两侧布置在沟槽内，其管线外包裹防冻保温材料，在台座端头两侧各设两出口，确保T梁两侧蒸养到位。

所有供水管路、供电线路和蒸汽养护管线的布置以不影响T梁的预制为原则，线路布置要安全便捷。

图8预制梁场各种线路布置图

测定生产能力

预制场应根据施工计划和施工工艺来确定其生产能力，并计算所需人力物力。以预制30mT梁生产能力分析为例，计划预制梁施工工期为10个月，30mT梁共有960片，因此每个月需要生产96片梁。综合考虑，为确保预制梁场投入正常运营后能满足施工计划要求，所建预制梁场以每天生产至少4片梁为目标，即每个月生产120片梁。下面从施工工艺和存梁能力等方面进行分析。

1、施工工艺[1]

施工工艺：准备工作（0.5d）绑扎底腹板钢筋安装波纹管（1.5d）合侧模安装端模绑扎顶层钢筋检查验收（1d）浇筑混凝土（0.5d）拆模（1d）养生（4d）穿束一次张拉移梁（1d）二次张拉注浆、封锚

模板占用时间：2.5d

台座占用时间：9.5d

台座和模板配套系数为：9.5/2.5=3.8

本梁场拟设40个台座，则40个台座需要配套模板：40/3.8=10.5套

实际配套中梁模板6套，边梁模板4套

根据施工工艺计算出了理论的模板和台座配套数量，其中的40个台座数量是如何确定的，其数量否合理呢？借用流水节拍计算方法，10套模板全部投入使用，40个台座，形成4个流水节拍，每个流水节拍工作内容是10个台座的工作量，10个台座占用模板2.5d，然后进入下一个节拍中使用，4个节拍形成10d的周期，基本符合台座占用时间9.5d，因此台座数量是合理的。根据流水作业所需时间计算，一个周期10d，可生产40片预制梁，平均每天生产4片，满足预期目标要求。[3]

2、存梁能力

存梁能力应根据梁板数量和工期要求来确定，与生产能力配套，并要有一定的富余度。存梁区存梁时间一般不超过2个月，以两个月计算，生产出240片梁，再计算一定的富余，存梁区能满足300片梁存储较为合适。

投入人员设备

1、投入人员

考虑正常生产时所需配套人数，以10个台座同时施工并形成流水作业，确保建场后的生产能力能充分发挥，需配备下表工种和相应人数，总人数合计约98人，加上管理人员共计120人左右。

表3 投入人员数量统计表

2、机械设备

投入的主要大型机械设备为龙门吊。设备类型和数量与台座布置方式和出梁方式有很大关系，应结合实际来协调投入设备的类型和数量，或者根据已有设备调整布局。本工程在梁场内共布置3台的龙门吊，轨道均顺路基方向布置，轨道铺设范围为T梁预制区和存梁区的整个范围。其中1台120t龙门吊龙门轨距40.5m，高16m，净高12m，主要负责移梁装运作业；另外2台10t龙门吊，高6m，轨距35m，主要负责吊装拆除模板、调运混凝土和吊运预制场设备等作业。

梁场所需面积

预制场所需面积可根据前面计算生产能力和相应配套设施所需面积进行一个大体估计，其主要有如下几方面需要考虑。

表4 梁场面积统计表

桩号K11+600～K12+050占地红线宽约为45m，长度450m，可提供面积20250m2，根据建设梁场设定生产能力需要，征用少量临时用地即可满足建场要求。本工程预制梁场实际占用面积约为30000 m2。

图9 预制梁场总体平面示意图

总结

预制梁场在规划初期总是在反复思考各种影响因素，考虑不到的地方在所难免，采用上述的思路去规划设计梁场，从大体上基本能确保梁场的设计和布置合理。保证预制梁场按照预定生产能力进行生产还有很多因素决定，因此在建场设计时，可根据实际在规划和征地时保留一定的调整量。

预制场在投入使用半年多来，也发现不少不足之处。首先是存梁区面积预留富余量略显不足。另外受到灌溉沟渠影响，钢筋、钢绞线加工场地面积设置得较小，加工构件堆放显得拥挤，与施工便道未能有一定距离，施工时显得场面较乱。因此在以后规划时，加工场布置也是需要进一步考虑的因素。建议将存料区和加工区形成流水操作，并设置于预制区中间，便于往各台座处运输钢筋构件。在对梁场场地全面硬化时，为节省费用，设计铺设一层厚5cm的C15混凝土，在使用过程中发现，目前有多处已经严重损坏，因此，场地硬化厚度建议采用10cm厚的C15砼铺筑。另外优化工艺，提高台座利用率，也能提高梁场生产能力；做好施工计划，及时协调产梁计划，减少场内存梁，也能减小预制场建设占地。

参考文献：

[1] 《预制梁厂的规划和筹建》姜立贵、邓国才 《隧道建设》第25卷第2期2005年4月

[2] 《福建省高速公路工地建设标准化指南》福建省高速公路建设总指挥部2009年11月

[3]《简明施工计算手册》第三版 江正荣 朱国梁 编著 中国建筑工业出版社