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山区公路大纵坡路基段非等跨T梁预制梁场规划与台座设计施工

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：刘桥1 彭云涌2 聂海柱3 谈超4 康顺5

[导读] 摘要：预制T梁能够工厂化生产，具有操作简单、安全性高、成本低等优点，被广泛应用于多跨梁式桥建设中。

        中建五局土木工程有限公司湖南长沙 410000
        摘要：预制T梁能够工厂化生产，具有操作简单、安全性高、成本低等优点，被广泛应用于多跨梁式桥建设中。受山区地形条件以及场地限制，如何在大纵坡路基段狭小场地，针对不同跨度异底宽T梁预制梁场规划设计，关系到项目成本投入和工期计划。本文结合河南国道310南移新建工程第四标段预制梁场施工，介绍了山区公路大纵坡路基段狭小场地预制梁场规划以及非等跨异底宽预制T梁台座设计和施工，满足安全、进度、效益等要求，为后续类似工程提供一些参考。
        关键词：预制梁场；大纵坡；规划；非等跨；台座设计
        1工程概况
        河南省国道310洛三界至三门峡西段南移新建工程第四合同段起讫桩号为K77+968～YK88+376，全长10.8公里，为一级公路，包含青龙涧河特大桥、桥南大桥、周家窊大桥以及6公里路基等。项目处于“关中黄土”的东部区域，是河南省黄土分布最广，湿陷性强，典型的黄土塬地貌。其中桥位区位于沟壑纵横的沟谷里，路基处于黄土塬顶面较为平坦，原地面坡度为3%～5%，路基平均红线宽度为30米。本标段预制T梁有两种，分别为40米T梁435片、50米T梁90片。
        2 预制梁场总体规划
        2.1 预制梁场选址
        本梁场根据因地制宜、减少征地、节能环保、交通便利、便于架梁等原则，预制梁场建设在青龙涧河特大桥尾K79+960-K80+460路基上。该处位于永久红线范围内，紧靠S249省道和青龙涧河交通便利水源丰富，并且紧靠青龙涧河特大桥，该桥共有390片预制T梁，架梁方便，该梁场远离村庄，对周边居民影响较小。
        2.2 梁场总体布局
        梁场全长500米，场地宽度30米。根据总工期计划安排每个月需要生产60片梁，每个台座大约10天产一片梁，则本梁场至少需要20个台座。结合梁场实际场地和总工期计划，梁场总体布局为1个架桥机拼装区、5个制梁区、1个存梁区、1个钢筋加工区、1个生活区、2台100t龙门吊、2台10t龙门吊以及其他辅助生产设施，其中有21个制梁台座，4个钢筋绑扎胎架，龙门吊跨径为27米。

图1 梁场总体布局效果图
本标段梁场坐落于青龙涧河特大桥尾路基上，全长500米，路基平均宽度30米，路面设计纵坡2～4%，原地面纵坡3%，前后高差达15米。如果按照原地形施做台座，3%纵坡过大，50米T梁前后高差1.5米，T梁预应力张拉施工会对地基产生偏心压力。考虑到台座顶面纵坡不宜大于2.5%、50米T梁自重180t，龙门吊轨道纵坡不宜大于1.5%。为此，梁场场地纵坡、龙门吊纵坡的选择很关键，关系到预制T梁施工的安全以及梁场场地平整的土方量以及后期路基施工恢复工程量。项目初步拟定了4个关于梁场纵坡方案如下表

                                                                           图2 梁场场地平整
        根据梁场原地面纵坡和梁场场地平整纵坡要求，通过方案比选，选用场地平整纵坡2%、龙门吊轨道基础纵坡1.5%，其中龙门吊基础相对于场平地面高差为2m，由两端分担，按照一端高于地面1m、一端低于地面1m设置。该方案最适合梁场实际地形，在保证T梁施工安全的前提下，场地平整开挖量小，后期恢复路基施工方便。
        3 台座设计及施工
        3.1 场地处理
        本段梁场路基范围K79+960-K80+460，根据实际地形以及预制梁场建设规范要求，本段路基施工设计纵坡为2%，不设横坡。路基施工前，先清除表层耕植土、腐殖土等，清表厚度按照30cm计，清表后夯实基底。低填区和挖方区基底采用冲击碾压处理。分层填筑，路床0-0.8米处压实度不得小于96%。本梁场实测地基承载力大于500kpa，可以满足T梁台座施工地基承载力要求，可不做地基特殊处理。预制场内使用10cm厚C25混凝土硬化，场区便道采用20cm厚C30混凝土硬化并凿毛防滑处理。
        3.2 台座设计
        本项目预制T梁有两种，分别为40米长、底宽0.6米的T梁和50米长、底宽0.7米的T梁。考虑到梁场场地只能建设21个制梁台座以及本标段有两种长度异底宽度的梁，项目初步拟定了一种制梁台座方案为：先分别设置11个40米T梁台座、10个50米T梁台座以及4个钢筋绑扎胎架。待50米T梁全部生产完成后，再凿除该台座，在此基础上重新制作40米T梁台座以满足产梁需求。受场地限制，该方案中40米、50米T梁台座分开制作，不能大批量生产同一跨度的T梁，因50米T梁较少，后期凿除50米T梁台座重新制作40米T梁台座不仅浪费各种资源而且会耽误工期。为避免这些问题，项目决定分别设置11个40米T梁台座和10个40米/50米T梁共用一种非等跨异底宽可调预制梁台座，这样可以解决场地受限情况下预制不同跨度的T梁，降低了台座占地面积，在不增加台座数量的基础上，可以预制不同尺寸的T梁，满足生产进度的要求。

            图3 40m/50m共用台座效果图
        3.3 台座施工
        40米预制T梁台座施工各大预制梁场建设文献都已详细说明，本文就不在赘述了，本文重点介绍40米/50米两种不同跨度异底宽T梁共用一种制梁台座的施工方法。
        40米/50米不同跨度异底宽可调T梁共用台座，台座长度按所需要预制长50米的T梁长度进行设置，宽度按照窄边即梁长40米的T梁底面宽度0.6米设置。台座两端设有扩大基础，扩大基础尺寸均为2.5m（宽）×2.5m（长）×0.8m（高），扩大基础包括放置50米T梁的第一扩大基础和放置40米T梁的第二扩大基础，扩大基础中间设置1.2m（宽）×0.3m（高）底座基础。每个扩大基础铺设两层15cm×*15cm的φ16钢筋网片，底座基础铺设一层20cm×20cm的φ16钢筋网片，一方面加固T梁预制台座，另一方面，防止浇筑成型后开裂。为便于混凝土浇筑和场地平整美观，扩大基础、底座基础和地坪采用C25砼一起浇筑。

        图4 扩大基础、底座基础和地坪浇筑完成
        扩大基础和底座基础不用预留钢筋，浇筑完成后台身竖向钢筋采用钻孔植筋，并注入植筋胶。竖向钢筋与纵向钢筋采用焊接，沿台身纵向每隔0.5米预留φ40mm的PVC管对拉螺栓孔，预埋在台身顶面往下10㎝处，以方便模板加固之用。在台座顶往下5cm处预留槽钢对拉孔，孔径为10mm，间距为30cm，合理的预留槽钢对拉孔，利用槽钢对拉钢筋把10#槽钢通过M20高强度螺栓连接固定在台身两侧，完成台座平面从0.6米加宽到0.7米。当50米T梁预制完成后，需要将台座平面宽度改回基础宽度，直接卸下台座两侧槽钢，就可以适应40米T梁预制需要。

                       图5 台身基础钢筋
        4 结语
        本项目预制梁场规划结合路基实际地形地貌，根据因地制宜、节能环保、减少成本等原则，制梁台座、龙门吊轨道设计不同坡度，在满足安全生产需求下，减少场地平整开挖量便于后期路基恢复。针对两种不同跨度异底宽T梁，设计出一种非等跨异底宽可调共用台座，解决了在场地受限情况下，满足了不同跨度T梁预制生产需求，加快了预制T梁产梁进度。该方法为今后同类预制梁场建设提供了一些参考。
        参考文献：
        [1]王强.高速公路预制梁场的建设规划和施工研究[J].工程建设与设计，2017（2）：112-114.
        [2]董莉.山区高速公路预制梁场的施工[J].铁道建筑技术，2008（S1）：84-85.