简论轨道交通高架区间U形梁施工

摘要：轨道交通高架线以其运行节能、工程经济的优点成为城市快轨交通高架线建设的首选形势。除满足其功能要求外，高架桥结构也是城市的重要建筑，是城市环境的重要组成部分。选择外形美观、结构经济、施工方便、环境和谐的桥梁结构是经济建设的需要，也是设计、施工技术发展的需要。U形断面的新型桥梁结构，就体现了桥梁结构追求环保、经济、美观的终极目标。本文以上海轨道交通8号线南延段高架区间采用的薄壁U形梁为例，介绍其预制工艺和安装施工技术。具体叙述了台座地坪、模板工程、钢筋工程、运输安装中的关键问题，以及对技术的优化和对质量控制的要求、措施。

关键词:轨道交通;U形梁;施工；预制;运输;吊装

中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

U形梁是基于适应轨道交通荷载并针对断面的特点，采用整体受力的设计方法，以形成工程经济、施工方便的槽形梁结构。特别是单线单槽的U形梁，其整体板的厚度控制在250 mm左右，预应力集中于底板布置并锚固于梁端部，横向不设预应力，使其梁重适合于整梁预制安装施工。上海市轨道交通8号线南延段区间高架上部结构采用结构新颖的薄壁U形梁(下称U梁)，为国内首次采用的结构形式。工程全长14.23 km。区间正线采用小U结构标准跨径为30 m，梁长29.94 m混凝土强度等级C55。该结构壁薄，断面复杂，桥面板采用双线坡，外侧横坡为0.5 %，内侧横坡为0.6%，桥面板最薄处为230 mm;腹板为弧线设计，厚度为240 mm;近支点1150 m处U梁采用了加厚底板的设计.最薄处为310 mm。

2施工方案

1)预制场地。根据现场条件及施工进度，U梁预制场地选在12号—23号墩。

2)U型梁的制作。U梁预制模具分为底模、侧模和端模。钢筋在加工厂加工后运到预制现场，在底模上绑扎钢筋骨架。腹板利用专门制作的靠模台架固绑扎成型后撤去台架，侧模整体移动至钢筋骨架合模浇灌混凝土。

3)U梁运输及安装。采用九轴液压平板车将U梁从预制场地运至高架墩台位置，再逐跨进行吊装。

3施工特点

U形梁为薄壁构件，从预制到运输吊装的整个施工过程具有以下特点:(1)U形梁钢筋绑扎、定位的精度要求高，因此，混凝土浇筑属于薄壁精细构件。(2)U形梁抗扭较弱，因此对运输安装要求高，运输过程中必须保证受力均匀，安装就位时梁体需要采用特殊的施工工艺落架，以确保支撑点反力一致。

4 U梁施工工艺及质量控制

4.1台座地坪

台座地基处理采用回填土分层压实，再铺15～20 cm道渣振动压实。每块台座地坪尺寸为33m*7.6 m ,混凝土厚15 cm。台座地坪支座区配筋要保证场地地基不沉降。

4.2模板工程

采用专业厂的定型组合钢模，确保板面光滑平整，接缝严密，尺寸精确，安拆容易。U梁模具主要由门架、内模、外模和底模组成。

1)门架。门架作模具整体纵向移动之用。每套模具配4个门架，每门架脚下安装专用履带链轮以实现门架整体的移动。

2)内模。内模竖直方向分压板段和主体段。开模时，压板段先绕绞支点旋转收起，然后内模整体绕上部绞支点整体旋转与产品脱离。

3)外模。外模采用常规框架式结构，横向进出用外模下加装的专用履带链轮完成，纵向随门架移动。

4)端模。端模采用分体式设计，以便于端模的装拆及产品端面转角的制作。

5)底模。底模采用钢结构，共分3段。包括1段梁身段底模和2段支座段底模。

6)合模工艺流程。模具整体纵向移动至生产台座就位；放松门架上顶升外模的千斤顶，使外模落于地面；外模横向向内侧移动就位，利用专用调节支撑工装调节外模高度和垂直度，调节完成并支撑牢靠后，拆除履带链轮；放松内模吊索，使内模绕绞支点向下旋转就位，安装内模水平支撑及斜支撑；安装上、下拉杆；组模完成；模具组装质量验收。

4.3钢筋工程

1)钢筋施工质量控制要求。U梁作为开口薄壁形结构，主要受力筋直径为HRB 10、12、14 mm。钢筋接头不允许焊接。本工程设计对钢筋绑扎成型质量要求高于现行规范，两者允许偏差值的比较。

2)预制梁体采用在底模上定位靠模进行钢筋整体绑扎，先底板及腹板钢筋的绑扎，后进行顶板钢筋的绑扎，要确保预应力管道的平顺。

在底模两侧面下拉杆孔用螺栓将门架定位固定，钢筋骨架依靠门架成型。纵向按U梁断面外框钢筋形状放置直径35 mm无缝钢管，钢管用螺栓或销钉固定在门架上，钢管既保证钢筋绑扎形状，又保证钢筋保护层厚度。钢筋保护层垫块采用与梁体混凝土强度同等级特制垫块。

3)钢筋骨架绑扎顺序:底板下层钢筋绑扎；腹板外层钢筋定位绑扎；底板上层钢筋、腹板内层钢筋定位绑扎；500 mm宽顶板钢筋绑扎；700 mm宽顶板钢筋绑扎；两支承端及其他钢筋绑扎；安放波纹管、定位钢筋预绑；绑扎保护层垫块；钢筋骨架验收。

4)钢筋施工中的质量控制:按设计间距特制木质凹槽卡尺固定在底模和靠模台架上，钢筋笼绑扎完毕后再撤去卡尺，并确保钢筋骨架稳定牢固。用特制垫块，做钢筋保护层垫块按60～80cm间距绑扎在钢筋笼上，保证保护层控制在35 mm。

4.4U梁预埋件

U梁预埋件有支座埋件、吊点埋件、电缆支架埋件、触网支柱埋件、锚环、声屏障埋件、连接端子、流出端子和接地埋件9种。埋件委托有相应资质的企业。严格按照设计要求进行加工。预埋件埋设精度必须符合规范和设计要求。

4.5 U梁混凝土

1)混凝土配比。采用低收缩、低徐变，高强度，并有明确耐久性指标的混凝土。集料的碱——硅酸反应砂浆棒或碱——碳反应岩石柱膨胀率应

2)混凝土浇筑顺序。梁体浇筑从一端向另一端进行。浇筑底板后停顿1h，再浇筑两侧腹板、翼板。浇注下料要均匀，腹板浇筑厚度不超过50cm。

3)混凝土振捣工艺及养护。振动底板时采用直径70 mm插入式振动棒梅花形布点，相隔300～400 mm，快插慢拔的方法进行。振动上层混凝土时需深入下层混凝土约100 mm，还可通过使用附着式振动器振动模板方法确保混凝土的振捣密实。钢筋密集处采用直径25 mm插入式振动棒二次振动密实。底板养护采用蓄水养护，腹板采用无纺布覆盖洒水养护。

4.6预应力张拉及压浆

1)采用直径15.20 mm高强度低松弛预应力钢绞线，梁体内共设10束(底板直线型8束，腹板曲线形2束)。预应力筋的张拉顺序:当混凝土达到50%设计强度，第一批4根钢束，张拉控制应力为至700 MPa,混凝土强度达到100%设计强度，弹性模量达到80%设计值。2次张拉全部钢束到设计值。

2)U梁用真空辅助压浆，真空度控制在-0.06～-0.1 MPa。及时按要求做好70.7 mm * 70.7 mm *70.7 mm立方体试块，标准养护28 d，进行抗压强度试验，作为评定水泥浆质量的依据。

3)封锚。先将锚槽周边混凝土冲洗干净，根据设计要求绑扎锚槽钢筋，封锚混凝土采用补偿收缩性混凝土，与梁体混凝土颜色须接近。

5结语

本工程对U梁台座和模板的设计、混凝土施工和养护等技术进行了优化，使底板、腹板整体一次浇筑，各种预埋件一次施工到位，混凝土外观及整体性好，结构受力性能好，梁体质量有保证。因施工工艺合理，本工程211片U梁从预制至安装完成仅用7个月，节约了施工成本。

参考文献

[1]GB 50157-2003地铁设计规范[S].

[2]施曙东.轻轨工程槽型梁主要施工方法比较及分析[J].城市轨道交通研究，2011