以供需平衡关系确定梁场制存梁台座配置

・６０・　铁路：亡程技术与经济　以供需平衡关系确定梁场制存梁台座配置　韩　涛　（中铁第四勘察设计院集团有限公司工经处，湖北武汉４３００６３）　摘　要：随着高速铁路的发展，“以桥代路”的比例越来越高，为满足桥梁建设的需要，需在现场修建预制梁　场。为在满足架梁需求的条件下，合理确定所建梁场的制存梁台座数。此文针对传统计算方法存在　的不足，就如何以供需平衡关系，利用推导的公式来确定梁场制存梁台座数进行论述，并通过实例计　算，验证所述方法的可行性。　关键词：现场修建；制存梁场；供需平衡；台座配置　中图分类号：Ｕ４４５．８　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００７—９８９０（２０１７】０２—０００１一Ｏ０　Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｏｆ　Ｂｅａｒｎ　Ｅｎｔａｂｌｅｍｅｎｔ　Ｃ０ｎｆｉｇｕｒａｔｉＯｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｏ——ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　Ｄｅｍａｎｄ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｉｌｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ．ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ“ｂｒｉｄｇｅ　ｒｅｐｌａｃｅ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ’’ｉｓ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｈｉｇｈ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｙａｒｄ　ｆｏｒ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｉｓ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｂｕｉｌｔ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｂｅａｍ　ｅｎｔａｂｌｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｅｒｅｃｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ　ｗａｙ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｂｅａｍ　ｅｎｔａｂｌｅｍｅｎｔ　ｎｕｍｂｅｒ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｂｙ　ｄｅｄｕｃｅｄ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＣＯ——ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　ｄｅｍａｎｄ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃｅｎｅ；Ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ａｎｄ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｙａｒｄ；Ｃｏ—ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　ｄｅｍａｎｄ；Ｅｎｔａｂｌｅ－　ｍｅｎｔ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　２０１６年７月，国家发展改革委、交通运输部、中　国铁路总公司以发改基础［２０１６］１５３６号文印发了　《中长期铁路网规划（２０１６版）》的通知，这标志着　建设以“八纵八横”主通道为骨架的国家铁路网正　式提上议事日程。铁路建设点多线长，为最大限度　ｌ　制存梁场台座的传统计算方法　后张法预应力预制箱梁的施工工序为：底模铺　设——钢筋绑扎——波纹管预埋——侧模、端模安　装——内模安装——混凝土浇筑——制作试件——　混凝土养护——模板拆除——钢绞线穿束——预应　力张拉、压浆封锚——起吊运至存梁区。　节省用地，保证线路平直、减少线路沉降及保护环境　等，“以桥代路”的比例越来越高。建设桥梁，为节　约运梁费用，大多在现场修建预制梁场，采用运架一　采用该工序完成一片成品梁的预制一般需要　４５　ｄ，其中制梁要７ｄ，模具周转１　ｄ，在存梁台座上　存放养护３８　ｄ。　１．１　制存梁台座的传统计算方法　体机架设桥梁。目前，在现场修建预制梁场，所需的　制存梁台座数主要根据施工经验确定，往往造成供　需梁关系不匹配。制存梁多于定期的供应数，造成　库存积压，增加存梁成本；制存梁少于定期的供应　数，影响施工的进展，同样增加项目成本。为解决这　一目前，在现场修建制存梁场，其台座数量是根据　《铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定》（铁　建设［２００８］１８９号）、《铁路工程施工组织设计规　问题，本文针对在现场修建预制梁场，分析制存梁　台座传统计算方法存在的不足，探讨在供需平衡条　件下，如何确定预制梁场制存梁台座数量。　范》（铁总建设［２０１５］７９号）和设计单位自定的外　业勘测补充细则要求及实地踏勘情况确定的。这种　传统计算方法，是采用大家认同的计算公式计算制　第３２卷第３期　韩涛：以供需平衡关系确定梁场制存梁台座配置　・６ｌ・　存梁场台座数量。　针对拟建桥梁分布，修建制、存梁场，根据预制　单孔箱梁所占用制梁台座和存梁台座的时间，架梁　进度和工期要求，分别按式（１）、式（２）估算制梁台　座数和存梁台位数。　Ｎ　＝卵・Ｔ１　（１）　Ｎ２＝ｒ／・　・Ｋｌ　（２）　式中：　卵——一天预制箱梁数量（片／ｄ）；　——预制每片箱梁占用一个制梁台座的时　间（个．ｄ／片）；　——一片箱梁占用一个存梁台位的时间　（个．ｄ／片）；　．——存梁系数，单层存梁时取１，双层存梁　时取０．６～０．７。　根据《铁路工程施工组织设计指南》的相关规　定：　制梁台座数量＝预制总梁数／（制梁工期×单　台月生产能力）　（３）　存梁台位数量＝存梁周期（月）×制梁台座数　量×单台月生产能力×存梁台位系数×放大比例　（４）　１．２传统计算方法存在的问题　（１）根据预制总梁数和总工期计算制存梁台座　数，只适用于施工工期内单位时间需求均衡的情况，　对施工工期内某个时段需求梁数多而不均衡的情　况，制梁能力则满足不了该时段架梁的需要，从而造　成供梁不足，影响施工进程。　（２）没有考虑到某个时段末再制梁对下一时段　供梁能力的影响。由于计算的制梁天数存在误差，　造成计算的制梁台座数不准确。　（３）没有根据计算的制梁台座数分析制梁能力　能否满足每个时段的架梁需求，是否满足存梁台座　的存梁要求，从而导致供需不平衡。　２　以供需平衡关系确定制存梁台座数量　这种方法的思路是，根据桥梁建设工期和施：［　进度计划，在满足架梁进度要求的前提下，优化确定　梁场制梁台座数和存梁台座数，使所建制存梁场规　模最小、效益最大。　假设某铁路桥梁工程需修建一处制存梁场，需　预制Ｄ片箱梁，架梁总工期为　天，分为ｎ次架梁，　第ｉ次架梁数为ｄ　，第ｉ一１次架梁与第ｉ次架梁的　时间相隔ｔ　天。每片梁的预制时间为　，存梁时间　为　，模具周转时间为　。以此优化确定制梁台座　数和存梁台座数及模具数量。　另外，分ｎ次架梁可以看作分／７，个时段预制箱　梁，第ｉ次架粱数及第ｉ个时段的需求量，将时长设　为ｔ　。第ｉ个时段的需求梁数ｄ　在第１～ｉ个时段内　预制完成。　２．１　最少制梁台座数计算方法　从第１时段开始到第ｋ（１≤　≤ｎ）时段结束，称　为制梁全过程的第ｋ个子过程。制梁过程为ｎ个，　就有ｎ个子过程。　每个制梁台座第ｋ个子过程内最少周转次数　Ｃ＾为：　ｋ　Ｃ　＝ｉｎｔ［（∑ｃｌ一　１一　＋Ｔ３）／Ｔ１］　（５）　第　个子过程内周转ｃ　次后剩余的天数Ｙ　为：　ｋ　Ｙ　＝（２　ｆ—ｌ一　ｔ　Ｔ　Ｔ２　＋　）Ｔ３　ｍｏｄＴ　　ｌ　（）６　第ｋ个子过程预制成品梁的天数　为：　ｋ　＝　￡　一（Ｔ　＋　一Ｔ３）　（７）　设制梁台座数为ｑ，模具数量（在一个周期内尽　量不闲置）ｇ为：　ｇ＝ｃｅｉｌｉｎｇ（ｑ／Ｔ１，１）　（８）　在第ｋ个子过程中，第Ｃ　个周期开始的Ｙ　天　能预制成品梁的数量ｈ　为：　ｈ　＝ｒａｉｎ｛ｇ・Ｙ　，ｑ｝　（９）　则ｋ个子过程预制的成品梁数量　为：　Ｈｋ＝Ｃ　ｑ＋ｈ　（１０）　ｋ个子过程的各时段需求梁之和为　，即：　ｋ　Ｄ　＝∑ｄ　（１１）　把ｋ个子过程中在　时间内单位时间制梁数　称为第ｋ个子过程成品梁的需求率５　，即：　Ｓ　＝Ｄ　／　（１２）　那么，把制梁全过程分成ｎ个时段，就有ｎ个子　过程、ｎ个需求率，则最大的需求率ｓ　为：　ｓ　＝ｍａｘ｛Ｓ　｝，（１≤ｉ≤／２）　（１３）　当．　个子过程预制的成品梁数　不小于需求　量之和Ｄ　时，就有：　／４ｊ＝Ｃ　・ｑ＋　Ｄ　（１４）　式（１４）即满足　个子过程的供需要求，其他子　过程的供需要求也能满足。　・６２・　铁路工程技术与经济　２．２最少存梁台座数计算方法　算分析生产５６８片梁需要配置的制存梁台座数。　３．１传统计算法　每片梁的预制、存放养护需要４５　ｄ，其中在制梁　存梁台座的配置，要满足按计划制梁存放养护　的需要，且数量少、费用低。　令第ｉ个时段计划供梁数为ｄｉ、余梁数为ｂ　、制　梁数为　、存梁数为　则存梁台座数Ｗ可表示为：　ｆ　＝ｍａｘ｛ｅ　｝（，≤ｉ≤ｎ一１）　ｄ，，　台座上７　ｄ、在存梁台座上３８　ｄ。也就是说，在施工　准备阶段至少要生产出４５　ｄ的架梁数。根据表１　的供梁需求，第１月份和第２月份需要分别供梁４８　片和４０片，所以在施工准备阶段就要生产出第１月　份和第２月份上半月的架梁数，即４８＋４０／２＝６８　片。１２个月的架梁工期为３６５　ｄ，在３６５—４５＝３２０　ｄ的时间内，要生产出５６８—６８＝５００片梁，平均每　天要生产５００÷３２０＝１．５６３片。　…　（１５）　，　Ｉ　ｅｉ＝６ｌ＋　。十ｌ　【　≤ｈ　３工程实例计算　某铁路桥梁工程建设需要成品梁５６８片，需在　将１．５６３分别代入式（１）和式（２），可计算出所　需的制梁台座数Ｎ．＝１．５６３×７＝１０．９４１个，取整　数为１１个；存梁台座数Ｎ２＝１．５６３×３８＝５９．３９４　个，取整数为６０个。　３．２供需平衡关系计算法　现场修建制、存梁场，制梁总工期为３６５　ｄ，预制的　５６８片梁分１２次架设。已知Ｔ　＝７　ｄ、　＝３８　ｄ、ｒ，３　＝ｌ　ｄ。在满足架梁进度的前提下，计算确定需要配　置的制存梁台座数。　１２个月需要供应的梁片数，如表１所示。　表１　１２个月需要供应的梁片数　根据第２章的分析和建立的公式，将相关数据　代入式（１１）、式（７）、式（５）、式（９）、式（１０）、式　（１２），可计算出中间参数变量Ｄ　、ｒｋ、Ｃ　、ｈ　、Ｈ　、Ｓ　的值，如表２所示。　采用传统计算法和供需平衡关系计算法分别计　表２供需平衡关系计算法中间参数变量计算值　表注：每片梁的最短生产Ｊ司期为４５　ｄ，第１月不产梁。第２月为２８　ｄ。　由表２可以看出，Ｓ　＝Ｓｍａｘ１．７０。将表２中对应　的数据代人式（１４）可得ｑ≥１１．８４，取ｑ＝１２，即需建　的制梁台座数。　表４　ｑ＝１２时最大存梁台座数供需情况　当ｑ＝１２（制梁台座）时，根据表２中的参数值，　可计算出每个时段（月）的最大产梁能力（　一　），数据如表３所示。　表３　１２个制梁台座在１２个时段的最大产梁能力　在已知施工准备阶段的存梁数ｅ　＝ｄ　＋ｂ…　＝４８＋２０：６８片，ｅ　＝ｂ　＋　＋１，余梁数为ｂ　、制梁数　ｄ　ｂ　＋１　０　６８　６８　６８　４８　２Ｏ　２Ｏ　Ｏ　Ｏ　２３　２Ｏ　２３　２０　５７　４８　４７　５３　４３　６４　５７　３９　４０　３２　３　０　２　７　６　ｌ５　５　Ｏ　０　０　０　为　。、计划供梁数为ｄ　、产梁能力为ｈ　的情况下，根　据式（１５），可以计算出如表４和表５所示的供需关　系。　５４　５Ｏ　５２　５２　５２　５４　５２　３９　４０　３２　０　５７　５０　５４　５９　５８　６９　５７　３９　４０　３２　０　【ｆ１式（１５）和表５　ｌ叮以看　｛，在ｆ，＝１２（制梁台座　下面也｝殳Ⅳ＝ｌ　１，米做１　２个时段（月份）的制　梁、存梁和供需情况的进一步分析，　当（，＝１　１时，根据表２中的参数值，ＩＩ］‘计算…ｌ２　个时段（月）的最大产梁能力，数据如表６所示　表６　Ｉ　１个制梁台座在１２个时段的最大产梁能力　数）、满足供　平衡情况下，最小存梁台座数埘＝　１１１￣ｔＸ（　）＝６９个　３．３计算结果分析　通过以Ｉ　述计算呵以发现，采用传统计算法和　供需　衡关系汁算法得出的结果是存在差异的，即　采刚传统汁算法得¨｛的制仔梁台座Ｎ　＝１　１、　！＝　６０；采　供　衡火系计算法得出的制梁台座ｑ＝　表７　时段（，１份）　施Ｉ　准矫阶段　Ｉ　（）　６　４８　壁　！　！　丝　：：鲨堂　翌　！：　！　：　！Ｉ（】！ｌ　ｌ　！　兰苎　：　依据计算表４的相关参数值和式（Ｉ５），可以计　算出女¨表７所，Ｊ　的供需天系　ｌ２、“－＝ＩＩＩ［ｔＸ（ｆＪ．）＝６９　＝Ｉ】时最大存梁台座数供需情况　２（卜半Ｊ　Ｊ）　２（　２（】　（）　Ｊ）　Ｉ（）　ｌｌ　２０　４　５０　５４　３９　８　４８　４（）　ｌ６　４８　２０　（）　６８　６８　２４　２４　２０　５６　６４　Ｉｌ｛表７　ＩＩＪ．以看ｆＩＩ＇修建ｌ１个制梁台座制梁（产　很多，ｆｒｆ必须以不影响施工进度为原则　梁能　见表６），并　施工准备阶段生产出６８片梁　的情况下，　ｌ２个Ｈ寸段的供梁过程ｒＩ１，第３、６、８、９　所以，在编制施工组织没计时，应以蜓符合现场　实际为目的，来落实大Ｉｈｌｔ＿１．程建设和施　Ｉ　组织　‘案，　达到节约项日成本的目的　个月的余梁数（仔梁）　，出现ｒ负值．即１　１个制梁　台鹰制梁满足不＿ｒ架梁的需要　也就是说，采』玎传　统计　：法计算的，ｖ，＝ｌ　１个制梁台座，同样满足　了　架梁的需要　４　结束语　随着高速铁路的发展，“以桥代路”的比例越来　越高，为满足桥梁建设的需要。需在现场修建预，１ｉ４梁　场但在满足架梁需求的条件下，如何合理确定制　所以，心修建１２个制梁台座、６９个存梁台座　３．４　２种制存梁台座数所需费用分析　据以　１二程建场经验和数据及费用统计，修　建一个制梁　座约２５万元，修建一个存梁台座约　１ｏ万元，据此术计算比较２利，计算方法确定的制存　梁台　数所需的费　，经过计算具体数据如表８所　永　表８　１种计算方法确定的制存梁台座数所需费用　存梁台座数　本文论述了以供需平衡关系确定制存　梁台胜配置的　法，并１ｊ传统计算法进行＿『比较　通过］－程实例计算，验证了所述供需平衡计算法确　定制存梁台座眦置的町行性　参考文献　［１］　焕．陈泓旭琏于交通供　平衡的城ｆ　交通ｆＪｌｉｌ／，；：动态天系分析　．Ｉ］物流ｌ：　管雕，２０１０（６）．　［２　ＴＺ　３２１—２００９．铁路后张法混凝土梁．ｉ￣＇ＪｉＩｌｌ场建设技术指Ｉ柯　．　ｆ３］　５水杰．京津城际铁蹄铎运々线３２　ｍ　９００　ｌ符！；２顶制　Ｊｑ　的没　汁　ｊ施ｉ－＿Ｅ　Ｊ］．铁道标『ｆ｛　没汁．２００６（２）．　ｆ｛１表８¨，以看Ⅲ，在满足架梁需求的情况下，供　需平衡计算法确定的制梁台廊增加一个、存梁台座　增』ＪｌＪ　９个，费ＪｆＪ仅增加１　１５万元：这比供不应求，影　响施一Ｉ：进度或停工造成的损失要小得多。　铁路建没是一个复杂的系统Ｔ秤，不确定因素　［４］孙ｌ　新．客运　线制仃梁场没计的天跳问题研究Ｊ：．铁道１　棒　：报．２００５（４）．　责任编辑：李学林　收稿日期：２０ｌ６一Ｉ２—３０