预制装配式桥梁作为装配式建筑的一个分支，现阶段也得到加速推广，截至2018年底，对于跨径100m以下的桥梁工程，装配率应达到65%。相比于传统现浇的钢筋混凝土桥梁，装配式桥梁具有节能减排、快速施工及提高质量等优势。考虑到桥梁预制构件的尺寸、质量大问题，通常会在项目规划阶段将预制构件厂选址于项目附近，以降低运输成本。该临时厂也可称为游牧式构件厂，由于城市内的施工场地往往十分狭窄，因此对场地内规划布置是项目前期需重点关注的问题。
芳村大道南快捷化改造工程位于广州市荔湾区西部，全长约5km，为广东省首例全预制装配式市政桥梁工程（见图1）。桥梁体系包括预制桥墩、预制盖梁、预制桥面板和防撞墙等预制构件（见图2）。
图1 项目整体效果
图2 预制构件拆分
不同于装配式房屋建筑，市政桥梁的预制构件因其体积大、质量大，预制构件厂选址通常采用游牧式，租赁场地选址于项目附近，有利于降低运输成本。本项目的游牧式预制构件厂如图3所示，占地面积约13 938m 2 ，距离项目的东新高架桥22号墩柱约160m。
图3 游牧式预制构件厂选址
本游牧式预制厂的生产场区布置主要考虑预制桥墩、预制盖梁及预制桥面板3类。由于预制防撞墙属于后期的桥面系施工阶段，进度和场区计划不与上述三者有冲突，在前期规划中暂不考虑。
如图4所示，将场区分成7个部分，由于场地形状方正规整，预制构件的生产和堆放自然相邻设置有利于现场组织，因此合并为同项。对于生活区和办公区，同理合并，且与生产区之间设置绿化带，符合分开原则。此外，还包括混凝土实验室和废料存放区。
图4 作业单位物流关系
物流关系分析
考虑游牧式构件厂“人、材、机”三者的流动关系，对各作业单元之间的物流关系展开分析。物流强度采用A/E/I/O/U进行表征，相应取值为4/3/2/1/0，如表1所示。
表1 作业单元关系等级分类
非物流关系分析
在场区布置中，除物流关系外，还涉及考虑人员沟通、吊重设备占用、与运输动线的距离等非物流关系。与传统现浇混凝土结构不同，游牧式预制构件生产模式下，对运输动线和吊重设备的依赖程度更高，使用频率更高。如图5所示，建立各作业区之间的非物流关系图。
图5 作业单位非物流关系
注：1-与动线的距离；2-与吊重设备的密切强度；
3-管理便利；4-人员联系。
综合关系分析
将上述作业单位的物流与非物流强度按1:1比例进行加权，量化得到各作业单元的综合相互关系图（见图6）。
图6 作业单位综合相互关系
作业单元的位置关系
根据上述综合相互关系图，对场区作业单元进行布置。如图7所示，主要考虑强度较高的3个等级，即A/E/I，分别采用粗实线、细实线和虚线表示。7个作业单元采用序号进行表示。
图7 作业单位位置相关性
在预购构件生产方面，涉及混凝土泵车现场浇筑和构件出厂，相比于传统施工现场体现了强物流依赖性这一特点。因此，场内运输动线是需考虑的重要因素。基于作业区相对位置关系中的强物流关系（A级）进行分析和规划，得出2条最优运输路线。
对构件生产工期、场地面积等外部约束信息归纳为：工期为2018-12-25—2019-03-10，共计75d，扣除春节假期后为60~65d；预制墩柱（1.9m×1.9m×10m）和盖梁（13.5m×2.2m×2.48m）各24根，桥面板（2.9m×3.2m×3.0m）共1 925片；预制构件厂场地长约138m、宽约101m，考虑绿化区域和施工道路等，场内有效使用面积按10 000m 2 进行布置。
为适应上述约束条件，现场管理人员（除构件生产方，还包括业主、设计方和监理方等驻场代表）和施工人员分别设置40名和100名；针对墩柱和盖梁的生产，各配置6套模具台座，桥面板10套（每套可生产6片），按2d一模刚好满足工期需求（1 925÷10÷6×2=64.17d）。为避免意外因素造成工期延误，采用蒸汽养护，实现1.5d一模（1 925÷10÷6 ×1.5=48.13d，工期冗余11d）。
作业区面积计算与初步规划方案
根据计算可得，墩柱、盖梁、桥面板的Api值分别为285，445.5，1 392m 2 。堆放区面积按生产区的取值，即A si = A pi ，其中桥面板构件数量较多，因此堆放区面积A s4 取值为1.25A p4 。办公区和生活区面积则根据项目体量和人员配置，按企业标准化和相关定额进行确定，各按2 000m 2 。综上所述，可得各单元位置初步规划方案（见图8）。
图8 各单元位置初步规划方案
卧式与立式墩柱浇筑方案对比
关于上述初步方案的优化，主要从构件的生产工艺和堆放层数两方面着手，因其为影响单元面积的重要因素（见图9）。
1)在堆放区构件层数方面，由于墩柱和盖梁质量较大，单个构件均达约100t，无法多层堆叠；而桥面板成品按15片堆叠，其高度接近6m，继续增加层数会明显提高其不稳定性和地基承载力需求。
2)在构件生产工艺方面，则考虑将墩柱的生产模式由卧式转为立式浇筑与堆放（上节中墩柱生产区的面积计算按卧式方案）。由此，原计算结果A p2 由285m 2 大幅度降至54.15m 2 ，加上堆放区面积A s2 后，合计共可减少461.7m 2 （>400m 2 ），满足总平面的布置面积。
图9 各单元位置关系的优化方案
其他配套设施的参数确定
根据构件最大质量（墩柱83t、盖梁130t、桥面板堆放15层共54t），计算局部地基所受压强分别为53.48，51.7，115.29kPa，以120kPa作为地基设计承载力。场地硬化采用15cm厚C15混凝土，道路采用20cm厚C20混凝土。材料与构件周转采用1台200t起重机及1台20t门式起重机（净跨30m）。
构件厂设置1个出入门口，如图10所示，设置于预制场东侧，宽8m。
图10 各单元位置分布
对于立式浇筑方式，设计专用的翻转台实现大刚度模板带钢筋笼整体翻转，保证横向至竖向工况的顺利转换（见图11）。
图11 预制墩柱生产工艺
预制墩柱工艺流程为：模具底座加工→灌浆套筒安装→钢筋加工→定位板和定位框架加工→钢筋笼胎架制作→钢筋笼绑扎→预埋件安装（柱顶钢绞线吊点、保护层垫块、防雷接地、排水管）→钢筋笼转运、入模、翻转及固定→混凝土立式浇筑→拆模及养护。
