城市軌道交通工程中U型梁施工方法探討與分析

和堂 馬健博 肖恒

摘 ?要：U型梁（槽型梁）作為軌道交通工程雙軌高架橋梁中的新式梁型結構，其在國內越來越多的軌道交通線路建設中都采用這一梁型。本文主要對寧句線工程U型梁的不同施工方法進行簡要介紹，比較該工程中現澆法和預制法在施工順序、施工條件、施工難度、環境影響及經濟性方面的優劣，從而得出各自的適用范圍，為以后軌道交通工程中U型梁的設計選型和施工方法選擇提供參考。

關鍵詞：U型梁;施工方法;現澆;預制;對比分析

中圖分類號： U445.4??文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）04-0000-00

0引言

U型梁是一種下承式橋梁結構，橫斷面為一上部開口的槽型，類似于無頂板及翼緣板的箱梁。具有建筑高度低、降噪效果好、斷面空間利用率高、安全可靠、外型美觀等優點，在國內外被廣泛應用于軌道交通工程城市高架橋梁上。

1施工方法簡介

U型梁在設計階段主要分為單線U型梁和雙線U型梁（山型梁），在施工方法上主要分為預制和現澆兩種，本文結合南京至句容城際軌道交通二標段一工區的高架橋U型梁施工方法進行分析、探討。

1.1工程概況

本工程高架橋U型梁主要分為預制U梁及現澆U梁兩種形式，基本構造如圖1，圖2所示。

根據現場實際，簡支U梁在梁場預制后用運梁板車運至蓋梁底部，再利用架橋機吊梁安裝;現澆U梁在本工程中包含兩跨共計56m的“山”型梁和三座跨徑分別為130m（40+50+40）、150m（30+45+45+30）、106m（31+45+30）的連續U梁，均采用現澆法施工。

1.2預制U梁施工

預制U梁的寬度主要包括5.21m、5.41m、5.61m和漸變寬度等多種類型。預制架設的主要特點分為以下三個方面。

第一、梁場預制。在線路周邊空曠地段設置預制梁場，制梁施工主要包括底模和側模拼裝、預埋件布置、鋼筋籠綁扎、端模拼裝、預應力張拉、鋼筋骨架位置調整、混凝土澆筑、混凝土養護、拆除模板、預應力放張、封錨等步驟。

第二、預制梁運輸。在梁場內部采用TTB280型移梁機進行移梁、裝車。梁場至架梁現場運輸設備采用奔馳2548/480馬力牽引車及陜汽德龍F3000/460馬力牽引車，平板車選擇重型組合式全掛液壓平板加200噸級重型轉盤組裝車組進行運輸。

第三、預制梁架設。預制U梁運輸至提梁點，提梁點設置兩臺龍門吊進行提梁，預制梁采用DFH型35m300t架橋機架設，其架梁過程主要包括前后天車提梁、運梁至橋跨上方、架梁三大步驟。

1.3現澆梁施工

本工程中現澆梁主要包含現澆連續梁和現澆簡支梁兩種類型，采用滿堂支架施工。其施工步驟主要包括地基處理、支架搭設、底模安裝、支架預壓、鋼筋綁扎、波紋管安裝、側模與內模安裝、混凝土澆筑、混凝土養護、預應力張拉、壓漿、封錨、模板拆除、支架拆除等。

2 預制法與現澆法比較分析

2.1施工條件的比較分析

2.1.1施工場地

預制澆筑時占用場地大，需要專門租用場地;架梁之前需要規劃運輸路線，對運輸路線要求較高，且影響現有交通，因此適用于場地狹小或地基軟弱的城市軌道交通。相反，支架現澆只需要占用高架橋下部的投影面積，不需要單獨租用場地，占用空間相對較少。

2.1.2地基處理

預制場地地基處理要求相對較高，但制存梁臺座可以多次重復使用;此外預制梁架設時僅對蓋梁周邊及橋墩下部位置進行地基處理，處理面積小且只作為臨時加固，滿足架梁起重設備和運輸設備的移動和轉位即可，費用相對較低。但支架現澆法占用橋下全部投影面積，為保證支架不產生沉降和變形，對地基處理有較高要求，且不能重復利用。因此支架現澆費用較高。

2.1.3施工便道

支架現澆對施工便道的要求較低，可以直接采用已有道路，必要時需進行加固，不需要另行修筑便道。預制架設中單片梁長度為30m，重220t，其最大尺寸為（長×寬×高）30m×5.61m×1.94m，在運輸過程中對道路要求高，當已有道路不滿足荷載要求時，需修筑便道，這不僅會增加施工成本還會影響工期，因此對工程建設十分不利。

2.2施工難度的比較分析

2.2.1鋼筋工程

U型梁為薄壁構件，雖然鋼筋受力復雜，但是有利于鋼筋籠的布置。預制梁鋼筋工程是將鋼筋綁扎好后直接吊裝到預制梁臺座上固定，然后即可開始澆筑混凝土。對于現澆梁，鋼筋籠在項目的鋼筋加工廠內制成半成品后運至施工現場進行拼裝，受運輸及施工現場環境影響，施工質量難以控制。

2.2.2模板工程

預制梁模板在梁場統一存放，模板架設時離地面距離較小。而現澆梁施工時模板存放條件較差，模板拼裝時離地面較高，施工難度高，質量不易控制。

2.2.3混凝土工程

預制梁在固定的臺座上澆筑混凝土，沉降和變形較小，因此混凝土不需要進行特殊配合比設計，且澆筑完成后混凝土的養護條件可控。現澆梁滿堂支架容易產生不均勻沉降和變形，使梁體混凝土產生裂縫，因此混凝土需要進行特殊配合比設計;澆筑完成之后養護條件較差，質量難以控制。

2.2.4預應力工程

本工程中預制澆筑的U梁預應力都采用先張法施工，其張拉順序、張拉工藝及張拉端選擇都較為簡單、明確;預制梁的預應力張拉空間充足，張拉條件較好。現澆梁預應力張拉采用后張法，其張拉順序、張拉工藝以及張拉空間都受到現場施工條件的制約，且張拉質量不易控制。

2.3對施工環境影響的比較分析

2.3.1環境污染

U梁預制在預制場內施工，預制場地點固定，可設在相對偏僻地段，對周邊環境影響較小。支架現澆法施工周期較長，位于線路上，施工產生的建筑垃圾、廢水、光、噪聲等對環境的影響不能很好控制，因此現澆法對周邊環境影響較大。

2.3.2交通影響

U梁預制位于預制場內，因此在澆筑時對周邊交通無影響;但從預制場內運輸至架梁點時，U梁的最小寬度為5.21m，因此在運輸過程中需要占用兩車道，對沿線的交通通行能力和安全影響非常大，且對周邊的交通組織、協調和配合措施要求非常高。支架現澆梁，除搭設支架和材料運輸外，對周邊交通影響很小。

2.4工期及經濟性比較分析

2.4.1施工工期

預制澆筑可以和下部結構同步施工，且可大規模、工廠化生產，澆筑時間靈活，后期架梁速度快，能夠很好的安排工期。但現澆梁只能在下部結構澆筑好并且達到規定強度之后才能進行澆筑，不易于控制工期。因此，預制法在施工工期上更有利。

2.4.2施工經濟性

預制架設的前期梁場修建投入資金較大，但避免了現澆梁所需要進行的大面積地基加固，同時節約了支架搭設費用;另外，梁場內機械化程度較高，可節約大量勞動力成本且施工速度快，節約工期。

3結論與展望

（1）通過本工程及其他工程案例，在橋跨較多且梁型單一的情況下，采用梁場預制能夠有效節約成本，縮短工期，保證施工質量。當橋跨較少且梁型變化時采用現澆法施工更為有利。

（2）為消除預制梁運輸過程中對現有交通的影響，本工程除在深夜或者凌晨人、車稀少的時間段運梁外，還需采用“線上運梁”，即采用架運梁一體機將運梁線路由地面道路改為已經架好的梁上，因此能有效減少運梁過程中對地面交通的不利影響。

（3）現澆U梁除用在現澆連續梁上外，在本工程還采用現澆簡支“山”型梁，來解決高壓線下施工難的問題。本工程線路下穿220kv高壓線，U梁預制架設無法滿足安全距離要求，因此在高壓線下采用現澆簡支梁的方法進行施工，一方面安全問題得到保障，另一方面相較于現澆連續梁減少了施工成本，為類似工程施工提供了一種新思路。

參考文獻

[1]施曙東.輕軌工程槽型梁主要施工方法比較及分析 [J].施工技術，2011.4（9）：89-93.

[2]張明儉，劉剛.軌道交通槽型梁平面與空間受力分析比較[J].路基工程，2011（3）：140-143.

收稿日期：2019-07-04

作者簡介：和堂（1988—），男，云南香格里拉人，本科，工程師，從事市政工程施工技術管理工作。

Discussion and Analysis of U-Beam Construction Methods in Urban Rail Transit Engineering

HE Tang，MA Jianbo，XIAO Heng

（China Construction Railway Investment and Construction Group Co. Ltd. East China Company， Nanjing， Jiangsu ?210000）

Abstract：??U-shaped beam （groove beam） is a new type of beam structure in double-track viaducts in rail transit engineering. It is used in more and more rail transit lines in China. This article mainly introduces the different construction methods of the U-beam of the Ningju line project， and compares the pros and cons of the cast-in-place method and the precast method in this project in terms of construction sequence， construction conditions， construction difficulty， environmental impact， and economics. The respective scope of application is provided， which provides a reference for the design and selection of U-beams and construction methods in future rail transit projects.

Keywords：?U-beam; construction method; cast-in-situ; prefabrication; comparative analysis