U型梁在城市軌道交通中的應用及預制技術

王阿明

（北京鐵城建設監理有限責任公司青島分公司 山東青島 266000）

1 引言

21世紀，城市軌道交通的發展成為緩解道路擁堵問題的重要途徑，也是我國經濟發展的重要增長點。U型梁結構是在槽型梁結構基礎上發展而來的，其生產方式以預制法為主，當前該技術在我國尚處于推廣應用環節，故在U型梁預制、架設等方面施工經驗較為缺乏，為進一步完善施工建設體系，需從施工角度為出發點，通過全方位總結、策劃來確定合理、可行的施工方案，最終實現施工質量提升的目的。

2 U型梁的概況

近幾年，軌道交通因其較快的運行速度、較大的載客量、較高的安全舒適性，且受氣候環境影響小等優勢，在我國許多城市獲得了持續發展。據統計，未來幾年我國軌道交通事業將迎來建設高峰，預計2020年運營里程將超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方式，前者相較于后者其建設成本和運營成本相對節省，是目前我國大中城市市郊軌道交通的重要規劃方向。此外，高架線路橋梁上部結構形式選擇對整個線路外形、結構安全、施工工藝、節能環保等方面具有非常重要的意義。近年來，一種造型美觀的新型U梁在降低上部結構建筑高度、解決腹板與底板相交處應力集中問題的同時，提高了斷面空間利用率，有效阻隔輪軌噪聲，在我國城市交通軌道架設施工中得到廣泛應用。

另外，在U型梁施工過程中還有必要掌握以下難點：

（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，這就要嚴格重視混凝土材料的選用、鋼筋焊接、綁扎等施工工序；

（3）預應力是U型梁縱向荷載的主要承擔載體，由于U型梁自身為薄開口結構，具有不均勻梁體受力情況，極易發生開裂問題，故要提高后張預應力施工質量，嚴格控制所有預應力索應力。

3 工程概況

某軌道工程高架線路總長度為4522km，車站共設置11座；其中2座為地下站，9座為高架站；25m、30m、35m分別為高架區間標準跨跨徑，其中最主要的為30m；單線U型梁為其結構，選取先張法預應力用于軌道結構30m及以下橋跨，選取先張、后張預應力用于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型梁標準施工技術的應用

4.1 模板施工

4.1.1 底模施工

支座段（2端）、梁身段（中間）為標準底模3段，在基礎地梁上進行安裝；在底模施工中，要合理確定分段方式、充分考慮梁長等影響因素；底模制作時應根據臺座所需生產最大梁長設計，并在梁身底模側面安裝及固定。

4.1.2 外模施工

按照U型梁特征，可分為外腹板、內腹板兩種外模形式，且在模板外側安裝外腹板，在模板內側安裝內腹板；模板為標準梁長時，各側外模需分為2段（支座段、梁身段），并用中間法蘭聯接；在非標準梁長的情況下，如將變化段設置到梁身段，各段選取法蘭聯接，且做好配置工作。

表1 全段U型梁具體量

4.1.3 內模施工

因U型梁截面具有不同內外側，可分為外腹板內模與內腹板內模兩種；在具體的施工過程中，內部板拆除、安裝需選取液壓機械施工。

4.1.4 端模施工

作為嵌入式結構，端模在內外模間鑲嵌，通過端模位置對梁長進行有效控制；相比U型梁腹板，兩側端模形狀、大小應與其一致，且配合好內外模，避免澆搗過程中出現漏漿問題；完成組裝模板施工作業后，需檢查其各項參數，如頂部標高等，且在允許偏差以內控制模板誤差。

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，局部無彎折，并調直成盤鋼筋、彎曲鋼筋；鋼筋調直以冷拉方式為主，需在2%以內控制鋼筋冷拉率。為確保U型梁施工質量，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，且拆除內皮鋼管；根據施工圖，在鋼筋綁扎前合理設置鋼筋排列間距標尺，做好標記工作。

4.3 混凝土施工

在確保預埋件、鋼筋骨架及混凝土墊塊等數量、位置正確的前提下，即可澆筑混凝土；根據施工現場實際情況，需分層分段澆筑混凝土，每段澆筑長度6m，對稱澆筑兩側腹板；振搗施工時，則主要以插入式振動棒施工，輔以附著式振動棒施工；為防止層間混凝土相互分布不均，產生色差，需對層間混凝土布料間隔時間加以嚴控，確保在5h內完成澆筑。

通過分區澆筑U型梁混凝土施工，可大大降低腹板模板、基面等污染程度，縮短澆筑間隔時間，降低各段澆筑距離，有效提高U型梁預制質量。

4.4 預應力施工

張拉時應同時對稱張拉兩端兩側；當梁體混凝土強度與設計強度80%相符后，即可實施U型梁初張拉施工，隨后向存梁區吊運梁體；當梁體混凝土強度、彈性模量與設計值相符，同時齡期在7d以上的情況下，可進行終張拉施工。

按照應力應變雙控原則進行張拉施工，要求在-6～+6%之間控制實際、理論張拉伸長值誤差，如誤差超出這一范圍，應及時松開鋼絞線，再次進行張拉施工；完成終張拉作業后，需進行5min持荷作業，且對油壓、鋼絞線伸長量加以重視，在6mm以內控制各端鋼絞線回縮量。同時，對預應力張拉施工質量進行嚴格控制，禁止出現鋼絞線超張拉問題，且在預應力鋼絲總量的0.5%以內控制全梁斷絲、滑絲總數。

完成預應力鋼絞線終張拉作業后，需在2d內開始管道真空壓漿作業；為確保管道壓漿料質量，應在42.5級以上控制普通硅酸鹽水泥強度等級，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，將管道內雜物清理干凈，在-006～0.10MPa之間控制管道真空度；壓漿過程中，需在0.60MPa以內控制水泥漿壓力，通過濾網（2.5mm×2.5mm）向管道內壓入；當漿體向管道內注滿后，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。

5 結語

隨著社會經濟逐步發展，自然環境及社會資源不能再滿足傳統建設方法的需求時，工廠標準化、批量化預制，現場組裝完成工程成為趨勢。U型梁作為城市軌道交通施工重點，其不僅能夠降低工程成本，還具備節能減噪的優勢，因此被廣泛應用到城市軌道交通施工中，故要高度重視U型梁施工，不斷提高施工技術水平，規范施工流程，提高工程整體質量。

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