市政工程制存梁場設計及投資分析

谷 健

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600)

1 工程概況

濱北線市政接線工程是松花江公鐵兩用橋改建工程的相關配套工程，位于哈爾濱市東部，連接哈市松北區與主城區，其建設主要是起到增加過江聯系通道、加強區域之間交通聯系的目的。本項目以松花江為界，主要劃分為江北、江南市政段橋梁工程，共涉及30 m預制小箱梁200片，32.7 m預制小箱梁326片。通過對比江南、江北預制梁片數量，考慮現狀市政道路繞行5 km即可達到兩岸通行的條件，并結合現狀場地情況，本項目擬在江北既有濱北線與規劃市政道路之間狹長空地處設置1處制存梁場，以滿足本項目的供梁需求。

2 制存梁場設計

2.1 基本設計原則

制存梁場根據地形條件采用橫列式及縱列式布置，通常梁場設計為狹長且采用軌道式龍門吊提梁時，存梁臺座宜設置為縱列式;當采用輪胎式提梁機提梁時，存梁臺座宜設置為橫列式。本項目結合現狀場地現狀，采用縱列式的布置形式。

2.2 關鍵參數的確定

1)確定架梁工期。根據總的工期要求，并考慮冬季不施工，本項目制梁工期確定為6個月。為方便計算，本項目均按照32.7 m小箱梁進行計算。

2)計算制梁臺座數量。制梁臺座的確定可依據以下公式計算:

其中，N1為制梁臺座數量，個;η為每日預制箱梁數量，片/d;T1為預制每片箱梁占用單個制梁臺座時間，個·d/片。

根據本項目確定的制梁工期，η=526/(6×30)=2.92片/d;結合類似項目，每片箱梁占用單個制梁臺座的時間為5 d～7 d，結合本項目的梁型情況，T1=5 d。計算制梁臺座 N1=2.92×5=14.6個，取整為15個。

3)計算存梁臺座數量(長度)。存梁臺座計算可依據以下公式計算:

其中，N2為控制梁速度確定的存梁臺座長度，m;η為每日預制箱梁數量，片/d;T2為每片箱梁占用存梁臺座時間，d/片;B為每片箱梁單層存放占用存梁臺座長度，m;K1為存梁系數，單層存梁時取1.0，雙層存梁時取0.6 ～0.7。

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箱梁混凝土強度達到100%，梁體應力持恒需要30 d～40 d，結合本項目梁型情況，K1=35 d;32.7 m小箱梁梁高1.8 m，上頂面寬2.4 m，下底面寬1 m，存梁間距按照0.3 m考慮，則每片箱梁單層存放占用存梁臺座長度B=(2.4+0.3)×2=5.4 m;按照雙層存梁考慮，K取0.6。

計算存梁臺座數量 N2=2.92 ×35 ×5.4 ×0.6=331.1 m，取整為332 m。

存梁臺座長度計算完成后尚需采用以下公式進行校核:

其中，N3為按照運架梁計劃確定的存梁臺座長度，m;θ為累計存儲的箱梁片數，θ=max(∑預制梁場分月累計預制梁數－∑制梁場分月累計供應梁數)。

按照箱梁預制與架設能力相匹配的原則，存梁數量以1個～2個月的架梁數量為宜。本項目制梁與架梁進度保持一致，1個～2個月的制梁數量為87.6片～175.2片，考慮梁場經濟性，θ取88片進行校核。

根據校核結果，N3＜N2，因此制梁臺座長度仍取N2=332 m。

2.3 制存梁臺座截面設計

1)制梁臺座截面設計。32.7 m小箱梁梁高1.8 m，上頂面寬2.4 m，下底面寬1 m。考慮模板寬度及作業面，制梁臺座頂面寬度設計為1 m，長度為33.7 m，臺身選用C30鋼筋混凝土，高度0.3 m，臺座基礎選用C20 素混凝土，高度0.3 m，寬度為2.0 m，基礎下采用30 cm戧生石灰10%進行處理。制梁臺座截面見圖1。

圖1 制梁臺座（單位：cm）

2)存梁臺座截面設計。存梁臺座頂面寬度設計為0.5 m，臺身選用C30鋼筋混凝土，高度0.3 m，臺座基礎選用C20素混凝土，高度1.0 m，寬度2.5 m，基礎下采用30 cm戧生石灰10%進行處理。存梁臺座截面見圖2。

圖2 存梁臺座（單位：cm）

2.4 制存梁場平面設計

制存梁場主要由制梁區、存梁區、保障區、裝車區組成。其總平面布置應綜合考慮生產規模、工藝及設備等因素，力求工藝流程明晰，結構緊湊，經濟合理。制存梁場平面圖見圖3。

圖3 制存梁場平面圖（單位：m）

3 投資分析

3.1 制存梁場土建工程投資估算

預存梁場使用完成后考慮拆除恢復費用，并依據制存梁場平面布置、《黑龍江省建設工程計價依據(市政工程計價定額)》及費用標準，就本項目制存梁場相關費用編制投資估算，各項目及估算指標見表1。

3.2 與購買成品梁對比分析

根據現場調查，購買成品小箱梁的單價為1 430元/m3(出場價，不含運輸費用)。結合預算費用組成，計算與購買成品小箱梁價格對應的現場預制小箱梁價格:

1)制存梁場土建費用:243.80萬元;2)臨時用地(參考地方臨時用地標準3.16 萬元/畝):27 ×3.16=85.32 萬元;3)160 t龍門吊租用費用(租賃價格參照市場價格):2×40=80萬元;4)20 t龍門吊租用費用(租賃價格參照市場價格):2×10=20萬元;5)根據施工經驗及工序要求，小箱梁模板按照4 d循環一次計算，需配置模板為2.92/(1/4)=11.68套，取整為12套。每套重量為35 t，鋼模板市場價格為7 000元/t，考慮殘值為2 000元/t，鋼模板費用合計:12×35×5 000=210萬元;6)套用《黑龍江省建設工程計價依據(市政工程計價定額)》中預制小箱梁制作定額3-348，箱梁制作單價為902元/m3。

本次預制梁規模為526片，均按32.7 m小箱梁計算，其預制總方量為24 090.8 m3，計算采用現場預制小箱梁單價:(243.80+85.32+80+20+210)×1 000/24 090.8+902=1 167 元/m3。

表1 制存梁場土建工程投資估算表

在不考慮外購成品梁與現場預制梁運距差異的情況下，采用現場預制梁可節約投資:(1 430－1 167)×24 090.8=634萬元，因此采用現場預制梁方式更為經濟合理。

4 結語

本文對制存梁場的設計問題進行了論述，并在此基礎上對外購成品梁與現場制梁兩種方式的經濟合理性進行了分析，達到了提供設計思路、優化制存梁場配置、提升經濟效益的效果。

［1］鐵建設［2008］189號，鐵路大型臨時工程和過渡工程設計暫行規定［S］.

［2］張立青.重載鐵路簡支T梁制梁場建場技術研究［J］.路基工程，2011(6)：45.

［3］嚴 松.軌道交通預制梁場設計施工方法［J］.市政技術，2013(S1)：96-97.