談先張法空心板梁預(yù)制的生產(chǎn)組織

劉 彥

(內(nèi)蒙古有色地質(zhì)勘查局五隊(duì)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010)

1 概述

隨著施工技術(shù)的不斷完善，先張法空心板梁在我國(guó)高等級(jí)公路橋梁中得到了廣泛應(yīng)用。科學(xué)合理地組織其預(yù)制生產(chǎn)過(guò)程，使生產(chǎn)過(guò)程始終處于最佳狀態(tài)，將有利于縮短預(yù)制廠的建設(shè)周期，節(jié)省建設(shè)投資，并為梁板預(yù)制過(guò)程中的安全生產(chǎn)，文明施工創(chuàng)造有利條件。

2 廠址的選擇

2.1 從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度考慮

不僅要有利于降低籌建過(guò)程中的投資，還要有利于預(yù)制生產(chǎn)過(guò)程中的成本控制，甚至要考慮完工后清場(chǎng)恢復(fù)費(fèi)用能否降低。

1)廠址地形條件要好。地面無(wú)深坑，大塘或大的起伏，以降低平整場(chǎng)地的工程量。

2)廠址要盡量少占農(nóng)田、經(jīng)濟(jì)林等高價(jià)值土地，且盡量利用荒地。這樣可以有效降低青苗補(bǔ)償，土地租金等費(fèi)用，同時(shí)工程完工后的清場(chǎng)恢復(fù)工作也要簡(jiǎn)單許多。

3)水、電、交通便利，預(yù)制廠的建設(shè)及日后的預(yù)制生產(chǎn)過(guò)程中都需要有大量的水、電、材料供應(yīng)，如果選址靠近水源電源，可以使施工中的水電費(fèi)開支大幅度降低。而廠址靠近交通要道或水運(yùn)碼頭，可以有效降低材料進(jìn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，減少轉(zhuǎn)運(yùn)損耗。

4)考慮全線橋梁的分布，降低大梁上橋的運(yùn)輸難度，減少運(yùn)輸費(fèi)用。由于工地施工便道、便橋的修建受條件限制，其線形、承載力指標(biāo)不可能很高，梁板稍長(zhǎng)，噸位稍重，運(yùn)輸起來(lái)就有困難，運(yùn)輸費(fèi)用就要相應(yīng)提高。因此對(duì)于大跨徑，大噸位梁板(20 m以上)就要盡量靠近橋頭設(shè)廠預(yù)制。有些項(xiàng)目沒(méi)有大跨徑梁板，但有長(zhǎng)橋，梁板相對(duì)集中，此時(shí)就要找到全線梁板分布的重心設(shè)廠，從而有效降低全線梁板的運(yùn)輸工作總量，節(jié)約運(yùn)輸成本。

5)現(xiàn)實(shí)情況中，以上條件全部滿足的情況往往很少，這就要結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮，進(jìn)行取舍。必要時(shí)可建立數(shù)學(xué)模型，用線性規(guī)劃等數(shù)學(xué)分析的手段來(lái)選出一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的廠址。

2.2 從安全的角度考慮

從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，橋位附近的河灘及河流兩岸臺(tái)地地形平整，地質(zhì)條件好，場(chǎng)地開闊，原材料成品運(yùn)輸費(fèi)用少，往往是布設(shè)預(yù)制廠的最佳選擇。但選擇不好往往帶來(lái)安全隱患。尤其南方山區(qū)河流，容易發(fā)生洪水、泥石流等自然災(zāi)害。此時(shí)就應(yīng)展開詳細(xì)的水文調(diào)查，將廠址設(shè)在相對(duì)安全的位置。在南方水網(wǎng)稻田地區(qū)，還應(yīng)對(duì)廠址地質(zhì)情況進(jìn)行分析，對(duì)可能存在的軟弱下臥層作出相應(yīng)的預(yù)防加固措施，防止地基不均勻沉降對(duì)廠內(nèi)設(shè)施可能產(chǎn)生的不利影響。

2.3 有利于協(xié)調(diào)與地方關(guān)系

由于預(yù)制廠施工期間對(duì)周圍環(huán)境不可避免地要產(chǎn)生一些不利的影響，比如粉塵、噪聲、建筑垃圾，因此預(yù)制廠應(yīng)離開村鎮(zhèn)一定距離。

3 廠內(nèi)布局規(guī)劃

為滿足布設(shè)長(zhǎng)線型生產(chǎn)臺(tái)座及存梁區(qū)的要求，先張法空心板梁預(yù)制廠平面上多規(guī)劃為細(xì)長(zhǎng)條形。廠區(qū)按不同功能劃分為辦公區(qū)、生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)。在總體布局上，倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)應(yīng)毗鄰生產(chǎn)區(qū)以減少材料在廠內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)距離，而辦公生活區(qū)則應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)以減少其間的相互干擾。各建筑、構(gòu)筑物之間應(yīng)留有足夠的安全距離，滿足《公路橋涵施工安全技術(shù)規(guī)范》的要求。

3.1 生產(chǎn)區(qū)的布置規(guī)劃

生產(chǎn)區(qū)內(nèi)主要設(shè)施包括:預(yù)制臺(tái)座及預(yù)應(yīng)力設(shè)備，鋼筋加工棚，木工棚，混凝土拌合站，大梁堆放場(chǎng)。各設(shè)施的布局應(yīng)滿足工藝流程的需要，減少相互干擾，同時(shí)盡量縮短材料在場(chǎng)內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)距離。各設(shè)施的布局還要滿足開展安全生產(chǎn)和文明施工的需要。

3.1.1 預(yù)制臺(tái)座的設(shè)計(jì)施工

臺(tái)座各部分在預(yù)制生產(chǎn)過(guò)程中承受著強(qiáng)大的外力，因此其強(qiáng)度，剛度都必須通過(guò)計(jì)算分析予以保證。臺(tái)座抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)不小于1.5，抗滑系數(shù)應(yīng)不小于1.3。橫梁在受力后要求撓度不大于2 mm。在結(jié)構(gòu)上，臺(tái)座橫梁、壓柱應(yīng)固接以形成超靜定體系。

臺(tái)座同時(shí)又是預(yù)制大梁的底模，作為預(yù)制底模的底板部分必須寬度準(zhǔn)確，表面平整，光潔。為滿足以上要求通常采取以下措施:

1)臺(tái)座地基采用3%水泥或6%石灰穩(wěn)定處理。處理厚度不小于50 cm，壓實(shí)度不低于90%。

2)臺(tái)座承壓柱下每隔10 m～15 m設(shè)置鋼筋混凝土橫梁，橫梁截面高度不小于60 cm，橫梁與承壓柱固接。

3)臺(tái)座底模采用型鋼包邊，頂面整平拋光后上覆A3鋼板。底模包邊型鋼通常用63號(hào)角鋼，底模上覆鋼板厚度不小于5 mm，并與底模包邊型鋼焊接牢固。

臺(tái)座長(zhǎng)度可依據(jù)每片梁占用的長(zhǎng)度和每槽預(yù)制的梁數(shù)確定。每片梁占用的長(zhǎng)度可簡(jiǎn)單地用公式表示為:

其中，l1為每片梁的長(zhǎng)度，由設(shè)計(jì)文件確定;l2為梁端作業(yè)空間，主要滿足拆裝端模和安放的需要，一般情況下不小于70 cm，也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免造成預(yù)應(yīng)力鋼材的浪費(fèi)。

若每槽生產(chǎn)n片梁，則臺(tái)座長(zhǎng)度可表示為:

臺(tái)座長(zhǎng)度宜控制在80 m～120 m范圍內(nèi)。臺(tái)座太短，每次生產(chǎn)梁數(shù)太少，各種生產(chǎn)要素得不到充分發(fā)揮，容易造成窩工、浪費(fèi);臺(tái)座過(guò)長(zhǎng)，若每槽梁的混凝土澆筑工作不能在6 h～8 h內(nèi)結(jié)束，將影響梁板的正常放張，從而降低臺(tái)座周轉(zhuǎn)速度，也會(huì)造成窩工浪費(fèi)。

實(shí)際工作中，一條臺(tái)座往往要預(yù)制兩種以上不同跨徑的梁板。這時(shí)就要首先考慮大跨徑的需要，再兼顧稍短跨徑的需要，避免槽內(nèi)出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)空閑長(zhǎng)度，造成臺(tái)座和預(yù)應(yīng)力鋼材的無(wú)謂浪費(fèi)。例如要預(yù)制13 m，16 m，20 m三種梁，臺(tái)座長(zhǎng)度可做成83.5 m，每槽可生產(chǎn)20 m梁4片，兩片梁間作業(yè)空間留87 cm;或16 m梁5片，作業(yè)空間留70 m;或13 m梁6片，作業(yè)空間留90 cm。若預(yù)制梁板有斜角α，則臺(tái)座應(yīng)加長(zhǎng)一個(gè)長(zhǎng)度Δ=B·ctgα。其中，B為梁板寬度，可由設(shè)計(jì)文件查得。

每條生產(chǎn)線的寬度依梁板寬度而定。先張法空心板梁中梁寬度多為99 cm，邊梁寬度為125 cm～145 cm。兩條生產(chǎn)線間應(yīng)留有100 cm～150 cm的距離以滿足支拆側(cè)模以及作業(yè)人員往來(lái)的需要。

在修建臺(tái)座過(guò)程中，底模及錨固板的高程與相對(duì)位置應(yīng)嚴(yán)格控制，以確保預(yù)制施工中預(yù)應(yīng)力鋼材的豎向及平面位置誤差滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求。

3.1.2 預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的配置

先張法預(yù)應(yīng)力施工工藝有單向、雙向之分，其機(jī)具配備也不相同。其中雙向張拉工藝具有張拉速度快，力筋拉力均勻的特點(diǎn)。其機(jī)具配備為:230 kN穿心式千斤頂1臺(tái)及配套ZB-50型油泵1臺(tái)，用于逐根調(diào)整鋼絞線的初應(yīng)力，使每根鋼絞線受力均勻;2臺(tái)YC-300型千斤頂油路串通，并用1臺(tái)800B型油泵同步頂進(jìn)，通過(guò)鋼制活動(dòng)橫梁整體張拉鋼絞線至控制應(yīng)力。

3.1.3 鋼材加工制作場(chǎng)院內(nèi)布置

由于鋼筋半成品主要靠人工手抬肩扛運(yùn)到綁扎現(xiàn)場(chǎng)，因此鋼筋加工場(chǎng)地應(yīng)盡量靠近臺(tái)座布置以降低工人搬運(yùn)距離，提高勞動(dòng)效率。為了減少雨、雪等不良天氣對(duì)加工進(jìn)度、質(zhì)量的影響，鋼筋加工制作場(chǎng)地應(yīng)搭設(shè)工棚。工棚室內(nèi)地面應(yīng)高出室外20 cm～30 cm以利排水。工棚面積200 m2～250 m2，室內(nèi)配置鋼筋調(diào)直機(jī)、切斷機(jī)、彎曲機(jī)、電焊機(jī)等機(jī)具，并搭設(shè)相應(yīng)的作業(yè)平臺(tái)，以保證作業(yè)質(zhì)量。鋼筋棚內(nèi)半成品應(yīng)分區(qū)分類堆放整齊，并在底層墊方木以防生銹。

3.1.4 木工棚的布置

由于先張法預(yù)制的模板大多使用鋼模，木工平時(shí)只需制作一些木楔或截?cái)嘁恍┠痉剑虼藱C(jī)具相對(duì)簡(jiǎn)單，只需配一臺(tái)圓盤鋸和一臺(tái)電刨即可。木工棚面積也只要15 m2～20 m2。

3.1.5 混凝土拌和站的配置

為了節(jié)約混凝土運(yùn)輸成本，預(yù)制廠內(nèi)混凝土運(yùn)輸工具選用臺(tái)班費(fèi)用較低的1 t級(jí)前翻斗工程車。這類車的斗容量為0.3 m3。對(duì)于預(yù)制梁板用的干硬性混凝土，裝載量可達(dá)0.5 m3。

由于此類車裝載量小，車速慢，混凝土拌和站應(yīng)緊鄰生產(chǎn)臺(tái)座，將最長(zhǎng)運(yùn)距控制在150 m以內(nèi)。為保證混凝土攪拌質(zhì)量，應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。攪拌機(jī)斗容量不小于0.5 m3，并采用電子控制自動(dòng)配料系統(tǒng)。為保證大梁混凝土澆筑能連續(xù)進(jìn)行，拌和機(jī)、翻斗車均不應(yīng)少于2臺(tái)，其中1臺(tái)備用。

3.1.6 梁板存放區(qū)的布置

由于梁板預(yù)制和吊裝很難保持同步，為了保證梁預(yù)制的正常進(jìn)行，規(guī)劃一個(gè)足夠大的大梁成品堆放場(chǎng)是非常必要的。為了防止梁板上拱值超標(biāo)，設(shè)計(jì)文件往往要求存梁期不超過(guò)60 d，因此存梁場(chǎng)地的容量應(yīng)不小于預(yù)制廠2個(gè)月的產(chǎn)量。

存梁區(qū)地基必須有足夠的承載力，以防地基下沉造成梁板跨中承受負(fù)彎矩而開裂。對(duì)于承載力不滿足要求的地基，應(yīng)采取換填加固措施予以處理。

存放梁板應(yīng)設(shè)置枕梁，枕梁支墊位置應(yīng)與梁板理論支座中心線重合。枕梁截面尺寸及配筋率應(yīng)結(jié)合地基承載力通過(guò)計(jì)算確定。梁板多層堆放時(shí)，堆放層數(shù)不超過(guò)3層。

3.2 倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的規(guī)劃

1)倉(cāng)儲(chǔ)的布置要有利于縮短材料的轉(zhuǎn)運(yùn)距離。鋼材倉(cāng)庫(kù)應(yīng)靠近鋼筋加工棚布置;砂石料場(chǎng)和水泥倉(cāng)庫(kù)應(yīng)環(huán)繞混凝土拌和站布置。

2)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮到文明施工的要求。砂石料場(chǎng)地應(yīng)硬化處理，并保證不同規(guī)格分倉(cāng)堆放。鋼材的存放應(yīng)做到不同規(guī)格分開堆放，還應(yīng)做到上蓋下墊以防生銹。水泥倉(cāng)庫(kù)要保證不同批次，不同標(biāo)號(hào)的水泥分開堆放，并且做好防雨防潮設(shè)施。油料倉(cāng)庫(kù)要相對(duì)獨(dú)立以策安全，同時(shí)避免油污對(duì)其他材料造成污染。

3)為了保證材料的正常供應(yīng)，規(guī)避市場(chǎng)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，各倉(cāng)庫(kù)應(yīng)有足夠的庫(kù)容。具體容量應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)中的材料使用計(jì)劃和當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)情況來(lái)定。

3.3 生活辦公區(qū)的規(guī)劃

由于生產(chǎn)區(qū)各種機(jī)械工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲和粉塵污染，為保證職工有一個(gè)良好的居住、辦公環(huán)境，生活辦公區(qū)應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)。為方便職工上下班，距離也不能太遠(yuǎn)，以5 min～10 min步程為宜。

生活辦公區(qū)的面積、規(guī)模應(yīng)綜合施工組織設(shè)計(jì)中的勞動(dòng)力使用計(jì)劃而定。各種設(shè)施的布置應(yīng)以安全衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)實(shí)用為原則。除住宿外，還應(yīng)充分考慮到職工洗浴衛(wèi)生、文化娛樂(lè)方面的需求。

預(yù)制廠居住辦公用房多為臨時(shí)搭建的活動(dòng)房屋，要求造價(jià)低，支拆方便，但同時(shí)應(yīng)考慮到安全，舒適方面的要求。南方地區(qū)應(yīng)能抵擋臺(tái)風(fēng)、暴雨的襲擊，北方地區(qū)則應(yīng)考慮采光、保暖的要求。

近年來(lái)出現(xiàn)了一種以小號(hào)型鋼為骨架，玻璃纖維復(fù)合材料做面板的活動(dòng)房屋，克服了以往活動(dòng)房屋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，材料耐久性差，隔熱保溫效果不理想的缺陷，受到野外施工單位的歡迎。

4 結(jié)語(yǔ)

先張法空心板梁預(yù)制廠的籌建有一定的規(guī)律可循，然而不同的項(xiàng)目在預(yù)制廠籌建時(shí)又有不同的著重點(diǎn)。在實(shí)際工作中應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析，抓住主要矛盾，在一些次要環(huán)節(jié)上作出必要的犧牲，力爭(zhēng)使預(yù)制廠的建設(shè)在總體上處于一個(gè)較高的水平，滿足項(xiàng)目的實(shí)際需要。

［1］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.