預(yù)制蓋梁在城市軌道交通高架線中的應(yīng)用

王響

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司重慶分院，重慶 401147）

0 引言

近年來我國城市軌道交通發(fā)展迅猛，軌道高架橋的建設(shè)需求有了較高的增長。城市軌道交通高架線具有造價低、工期較短、運(yùn)營成本低及乘坐觀景效果好等顯著優(yōu)勢，在國內(nèi)外均有較為成熟的應(yīng)用。尤其是對于連接中心城區(qū)與外圍的郊區(qū)線或市域線，高架線無疑是一種比較經(jīng)濟(jì)合理的敷設(shè)方式[1]。

由于軌道交通高架線大部分線路沿既有城市道路路中敷設(shè)，相比地下線而言，高架線的施工將不同程度地侵占道路較長的時間，勢必影響本身就不堪重負(fù)的城市道路交通，造成較大的社會負(fù)面影響。為解決這個的問題，預(yù)制安裝的施工方法因其質(zhì)量控制好、經(jīng)濟(jì)成本較低、施工工期較短及經(jīng)濟(jì)及社會效益好等多方面優(yōu)點(diǎn)，正越來越多地應(yīng)用于城市軌道交通高架線的建設(shè)中[2-3]。然而從國內(nèi)建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)狀看，目前的預(yù)制安裝工法只局限于高架橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工中，而下部結(jié)構(gòu)的預(yù)制安裝應(yīng)用嘗試較少。本文以重慶軌道交通一號線大學(xué)城段節(jié)點(diǎn)工程預(yù)制蓋梁試驗(yàn)段為工程背景，對建設(shè)在既有城市道路路中高架線的T形墩預(yù)制蓋梁工程應(yīng)用進(jìn)行了概況分析，認(rèn)為預(yù)制蓋梁在城市軌道交通高架線建設(shè)中具有較為廣闊的發(fā)展前景。

1 工程背景

重慶軌道交通一號線大學(xué)城段節(jié)點(diǎn)工程為全長約1.9km的高架線，線路沿科技大道北線路中敷設(shè)。科技大道北線標(biāo)準(zhǔn)段道路紅線寬度32m，雙向四車道布置，車道寬度3.6m，中央綠化隔離帶4.3m，道路兩側(cè)主要為教育用地和居住用地。

此段高架橋梁沿用一號線高架橋型預(yù)制U型梁，采用整孔預(yù)制吊裝工法施工。墩柱采用T型墩，蓋梁為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長度為10.6m。如圖1。

圖1 科技大道北線路中高架線標(biāo)準(zhǔn)道路斷面示意圖

圖2 現(xiàn)澆蓋梁支架占道施工實(shí)景照片

由于T型墩蓋梁懸臂較長，支架現(xiàn)澆施工時蓋梁現(xiàn)澆和預(yù)應(yīng)力張拉時需要占用的道路寬度為11.8m左右，須占用兩側(cè)道路至少各一個車道，如圖2。占道時間較長，包括支架施工、模板安裝、鋼筋及預(yù)埋件安裝、混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)、蓋梁預(yù)應(yīng)力初張拉及支架拆除六個工序，占用時間約為20～30d左右，將對道路交通通行造成極大影響。為適應(yīng)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展需要，該工程部分墩采用了預(yù)制蓋梁設(shè)計(jì)，對預(yù)制蓋梁的工程應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了探索。

2 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

目前國外軌道交通高架橋已有預(yù)制蓋梁方面的工程實(shí)踐，如阿聯(lián)酋迪拜軌道交通高架橋[4-5]，以及我國臺灣臺北市內(nèi)湖線軌道交通工程中也運(yùn)用了預(yù)制蓋梁，如圖3。而我國大陸城市軌道交通高架區(qū)間目前尚無運(yùn)用的工程實(shí)例，在市政橋梁工程方面對預(yù)制蓋梁也研究的很少。

圖3 迪拜（左）及臺北市內(nèi)湖線（右）預(yù)制蓋梁工程應(yīng)用照片

3 預(yù)制蓋梁工程應(yīng)用

為確保工程梁施工工藝可行、質(zhì)量可控、結(jié)構(gòu)安全可靠，該工程開展了預(yù)制蓋梁專項(xiàng)研究，重點(diǎn)研究以下三個方面：

（1）預(yù)制蓋梁接口構(gòu)造設(shè)計(jì)及受力特性分析；

（2）預(yù)制蓋梁預(yù)制安裝施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究；

（3）預(yù)制蓋梁接口構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗(yàn)。

充分考慮國內(nèi)施工技術(shù)條件，并參考國外工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，該工程預(yù)制蓋梁采用上下鋼板焊接接口，結(jié)合鋼質(zhì)凸榫增強(qiáng)施工臨時穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)抗剪能力，并設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力筋增強(qiáng)墩梁受力整體性。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用二次張拉，第一次在吊裝時進(jìn)行臨時鎖定，增加蓋梁吊裝施工的安全性；待鋼板圍焊施工完成后，再實(shí)施第二次張拉并封錨。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用PSB830（D=32mm）精軋螺紋鋼，錨下控制張拉應(yīng)力為600.7kN。

預(yù)制蓋梁采用整體預(yù)制吊裝施工，吊裝重量在110～120t左右，采用兩臺汽車吊進(jìn)行吊裝。

預(yù)制蓋梁吊裝施工步序如下（如圖4）：

圖4 預(yù)制蓋梁吊裝步序示意圖

（1）安裝臨時支架；

（2）上下鋼板接觸面處理，下鋼板表面涂抹環(huán)氧樹脂膠結(jié)劑；

（3）預(yù)制蓋梁吊裝，豎向預(yù)應(yīng)力筋及防雷接地鋼筋穿管；

（4）蓋梁安裝定位及調(diào)整，控制標(biāo)高、軸線角及橫橋向縱橋向水平偏差；

（5）豎向預(yù)應(yīng)力第一次張拉（對稱張拉）；

（6）上下鋼板圍焊，嚴(yán)格按照厚板焊接工藝方案及相關(guān)規(guī)范執(zhí)行；

（7）第二次張拉豎向預(yù)應(yīng)力并灌漿封錨，鋼結(jié)構(gòu)外露部分涂刷防腐材料；

（8）掛網(wǎng)封閉接口凹槽。

通過試驗(yàn)梁靜載結(jié)果表明，預(yù)制蓋梁構(gòu)件及接口構(gòu)件受力狀況及工作性能良好，各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，預(yù)制蓋梁的使用性能滿足設(shè)計(jì)要求。工程最終實(shí)施了三個預(yù)制蓋梁工程梁，目前線路已投入運(yùn)營，運(yùn)營狀況良好。

經(jīng)總結(jié)分析，預(yù)制蓋梁的工程應(yīng)用有如下特點(diǎn)：

（1）蓋梁預(yù)制及墩柱施工可同時進(jìn)行，利于縮短總工期；

（2）預(yù)制蓋梁工廠化生產(chǎn)，利于蓋梁成品質(zhì)量控制；

（3）施工墩柱及安裝臨時支架的臨時占道寬度減小，且占道時間大大縮短，合理選擇吊裝安裝時間，將大大降低對道路交通的影響，社會效益顯著；

（4）預(yù)制場地等初期投入較大，需在工程中進(jìn)行批量應(yīng)用以平衡經(jīng)濟(jì)性；

（5）構(gòu)件接口工藝復(fù)雜，對施工技術(shù)及質(zhì)量控制要求較高。

4 結(jié)語

重慶軌道交通一號線大學(xué)城段節(jié)點(diǎn)工程預(yù)制蓋梁的成功應(yīng)用具有極大的工程價值，填補(bǔ)了我國大陸城市軌道交通高架橋梁建設(shè)在此領(lǐng)域的空白。預(yù)制蓋梁是未來城市軌道交通高架線T型墩的優(yōu)先選擇方案，與傳統(tǒng)軌道交通高架結(jié)構(gòu)施工方法相比有環(huán)保、速度快、對交通干擾小等優(yōu)點(diǎn)，市場應(yīng)用范圍廣闊。

[1]張學(xué)軍，李文會，于雷，等.城市軌道交通高架線規(guī)劃體系構(gòu)建[J].都市快軌交通，2013（4）：1-5.

[2]樓朝偉.城市軌道交通高架標(biāo)準(zhǔn)梁施工方案比選[J].江蘇科技信息，2013（5）：82-83.

[3]胥民堯.城市軌道交通高架橋梁型及工法研究[J].重慶建筑，2014（5）：30-33.

[4]朱琛.迪拜地鐵線輕軌高架橋設(shè)計(jì)[J].世界橋梁，2011（2）：1-4.

[5]賈凡，闕孜.迪拜的地鐵系統(tǒng)[J].都市快軌交通，2010（8）：113-116.