U型梁在城市軌道交通中的應(yīng)用及預(yù)制技術(shù)

王阿明

（北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司青島分公司 山東青島 266000）

1 引言

21世紀(jì)，城市軌道交通的發(fā)展成為緩解道路擁堵問(wèn)題的重要途徑，也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。U型梁結(jié)構(gòu)是在槽型梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其生產(chǎn)方式以預(yù)制法為主，當(dāng)前該技術(shù)在我國(guó)尚處于推廣應(yīng)用環(huán)節(jié)，故在U型梁預(yù)制、架設(shè)等方面施工經(jīng)驗(yàn)較為缺乏，為進(jìn)一步完善施工建設(shè)體系，需從施工角度為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)全方位總結(jié)、策劃來(lái)確定合理、可行的施工方案，最終實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量提升的目的。

2 U型梁的概況

近幾年，軌道交通因其較快的運(yùn)行速度、較大的載客量、較高的安全舒適性，且受氣候環(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)許多城市獲得了持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，未來(lái)幾年我國(guó)軌道交通事業(yè)將迎來(lái)建設(shè)高峰，預(yù)計(jì)2020年運(yùn)營(yíng)里程將超8000km。

高架線路和地下線路作為城市軌道交通兩種不同的線路敷設(shè)方式，前者相較于后者其建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)節(jié)省，是目前我國(guó)大中城市市郊軌道交通的重要規(guī)劃方向。此外，高架線路橋梁上部結(jié)構(gòu)形式選擇對(duì)整個(gè)線路外形、結(jié)構(gòu)安全、施工工藝、節(jié)能環(huán)保等方面具有非常重要的意義。近年來(lái)，一種造型美觀的新型U梁在降低上部結(jié)構(gòu)建筑高度、解決腹板與底板相交處應(yīng)力集中問(wèn)題的同時(shí)，提高了斷面空間利用率，有效阻隔輪軌噪聲，在我國(guó)城市交通軌道架設(shè)施工中得到廣泛應(yīng)用。

另外，在U型梁施工過(guò)程中還有必要掌握以下難點(diǎn)：

（1）U型梁中最常用的類型為斷面形式、漸變截面形式；

（2）相比其他預(yù)制梁，在安全性、耐久性方面，U型梁在安全性、耐久性方面的要求更高，這就要嚴(yán)格重視混凝土材料的選用、鋼筋焊接、綁扎等施工工序；

（3）預(yù)應(yīng)力是U型梁縱向荷載的主要承擔(dān)載體，由于U型梁自身為薄開(kāi)口結(jié)構(gòu)，具有不均勻梁體受力情況，極易發(fā)生開(kāi)裂問(wèn)題，故要提高后張預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制所有預(yù)應(yīng)力索應(yīng)力。

3 工程概況

某軌道工程高架線路總長(zhǎng)度為4522km，車站共設(shè)置11座；其中2座為地下站，9座為高架站；25m、30m、35m分別為高架區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)跨跨徑，其中最主要的為30m；單線U型梁為其結(jié)構(gòu)，選取先張法預(yù)應(yīng)力用于軌道結(jié)構(gòu)30m及以下橋跨，選取先張、后張預(yù)應(yīng)力用于30m以上橋跨施工。全段U型梁具體量如表1所示。

4 城市軌道交通U型梁標(biāo)準(zhǔn)施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 模板施工

4.1.1 底模施工

支座段（2端）、梁身段（中間）為標(biāo)準(zhǔn)底模3段，在基礎(chǔ)地梁上進(jìn)行安裝；在底模施工中，要合理確定分段方式、充分考慮梁長(zhǎng)等影響因素；底模制作時(shí)應(yīng)根據(jù)臺(tái)座所需生產(chǎn)最大梁長(zhǎng)設(shè)計(jì)，并在梁身底模側(cè)面安裝及固定。

4.1.2 外模施工

按照U型梁特征，可分為外腹板、內(nèi)腹板兩種外模形式，且在模板外側(cè)安裝外腹板，在模板內(nèi)側(cè)安裝內(nèi)腹板；模板為標(biāo)準(zhǔn)梁長(zhǎng)時(shí)，各側(cè)外模需分為2段（支座段、梁身段），并用中間法蘭聯(lián)接；在非標(biāo)準(zhǔn)梁長(zhǎng)的情況下，如將變化段設(shè)置到梁身段，各段選取法蘭聯(lián)接，且做好配置工作。

表1 全段U型梁具體量

4.1.3 內(nèi)模施工

因U型梁截面具有不同內(nèi)外側(cè)，可分為外腹板內(nèi)模與內(nèi)腹板內(nèi)模兩種；在具體的施工過(guò)程中，內(nèi)部板拆除、安裝需選取液壓機(jī)械施工。

4.1.4 端模施工

作為嵌入式結(jié)構(gòu)，端模在內(nèi)外模間鑲嵌，通過(guò)端模位置對(duì)梁長(zhǎng)進(jìn)行有效控制；相比U型梁腹板，兩側(cè)端模形狀、大小應(yīng)與其一致，且配合好內(nèi)外模，避免澆搗過(guò)程中出現(xiàn)漏漿問(wèn)題；完成組裝模板施工作業(yè)后，需檢查其各項(xiàng)參數(shù)，如頂部標(biāo)高等，且在允許偏差以內(nèi)控制模板誤差。

4.2 鋼筋施工

清理干凈鋼筋表面，如表面油漬、銹蝕等，且保證鋼筋平直，局部無(wú)彎折，并調(diào)直成盤(pán)鋼筋、彎曲鋼筋；鋼筋調(diào)直以冷拉方式為主，需在2%以內(nèi)控制鋼筋冷拉率。為確保U型梁施工質(zhì)量，需選取專用高精度胎膜綁扎鋼筋；在胎膜架上固定外皮鋼管，且拆除內(nèi)皮鋼管；根據(jù)施工圖，在鋼筋綁扎前合理設(shè)置鋼筋排列間距標(biāo)尺，做好標(biāo)記工作。

4.3 混凝土施工

在確保預(yù)埋件、鋼筋骨架及混凝土墊塊等數(shù)量、位置正確的前提下，即可澆筑混凝土；根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，需分層分段澆筑混凝土，每段澆筑長(zhǎng)度6m，對(duì)稱澆筑兩側(cè)腹板；振搗施工時(shí)，則主要以插入式振動(dòng)棒施工，輔以附著式振動(dòng)棒施工；為防止層間混凝土相互分布不均，產(chǎn)生色差，需對(duì)層間混凝土布料間隔時(shí)間加以嚴(yán)控，確保在5h內(nèi)完成澆筑。

通過(guò)分區(qū)澆筑U型梁混凝土施工，可大大降低腹板模板、基面等污染程度，縮短澆筑間隔時(shí)間，降低各段澆筑距離，有效提高U型梁預(yù)制質(zhì)量。

4.4 預(yù)應(yīng)力施工

張拉時(shí)應(yīng)同時(shí)對(duì)稱張拉兩端兩側(cè)；當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%相符后，即可實(shí)施U型梁初張拉施工，隨后向存梁區(qū)吊運(yùn)梁體；當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度、彈性模量與設(shè)計(jì)值相符，同時(shí)齡期在7d以上的情況下，可進(jìn)行終張拉施工。

按照應(yīng)力應(yīng)變雙控原則進(jìn)行張拉施工，要求在-6～+6%之間控制實(shí)際、理論張拉伸長(zhǎng)值誤差，如誤差超出這一范圍，應(yīng)及時(shí)松開(kāi)鋼絞線，再次進(jìn)行張拉施工；完成終張拉作業(yè)后，需進(jìn)行5min持荷作業(yè)，且對(duì)油壓、鋼絞線伸長(zhǎng)量加以重視，在6mm以內(nèi)控制各端鋼絞線回縮量。同時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，禁止出現(xiàn)鋼絞線超張拉問(wèn)題，且在預(yù)應(yīng)力鋼絲總量的0.5%以內(nèi)控制全梁斷絲、滑絲總數(shù)。

完成預(yù)應(yīng)力鋼絞線終張拉作業(yè)后，需在2d內(nèi)開(kāi)始管道真空壓漿作業(yè)；為確保管道壓漿料質(zhì)量，應(yīng)在42.5級(jí)以上控制普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)，且在0.34以上控制拌和后的水泥漿水膠比，避免泌水。

壓漿前，將管道內(nèi)雜物清理干凈，在-006～0.10MPa之間控制管道真空度；壓漿過(guò)程中，需在0.60MPa以內(nèi)控制水泥漿壓力，通過(guò)濾網(wǎng)（2.5mm×2.5mm）向管道內(nèi)壓入；當(dāng)漿體向管道內(nèi)注滿后，需在0.50～0.60mPa壓力下保持2min，且在1%以下控制水泥漿體積收縮率，保證漿體飽滿密實(shí)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)逐步發(fā)展，自然環(huán)境及社會(huì)資源不能再滿足傳統(tǒng)建設(shè)方法的需求時(shí)，工廠標(biāo)準(zhǔn)化、批量化預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)組裝完成工程成為趨勢(shì)。U型梁作為城市軌道交通施工重點(diǎn)，其不僅能夠降低工程成本，還具備節(jié)能減噪的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用到城市軌道交通施工中，故要高度重視U型梁施工，不斷提高施工技術(shù)水平，規(guī)范施工流程，提高工程整體質(zhì)量。

[1]楊秀仁.城市軌道交通U型梁高架系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及創(chuàng)新[J].都市快軌交通，2015，28（5）：27～30.

[2]張波，張濤.城市軌道交通工程聚氨酯浮置板減振道床技術(shù)應(yīng)用研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014，58（7）：45～48.

[3]汪振國(guó)，雷曉燕，羅錕，等.城市軌道交通高架U型梁車-軌-橋耦合振動(dòng)分析[J].噪聲與振動(dòng)控制，2017，37（4）：132～137.