何紫薇，郭小宏

（1重慶交通大學(xué)，重慶400074；2重慶市軌道交通(集團(tuán))有限公司，重慶400042）

重慶軌道交通U型梁預(yù)制質(zhì)量控制

何紫薇1，2，郭小宏1

（1重慶交通大學(xué)，重慶400074；2重慶市軌道交通(集團(tuán))有限公司，重慶400042）

截至2012年底，U型梁在國(guó)內(nèi)的運(yùn)用尚在起步。結(jié)合重慶軌道交通一號(hào)線工程中梁山以西高架區(qū)間國(guó)內(nèi)首次建設(shè)并應(yīng)用的實(shí)例，詳細(xì)闡述了U型梁預(yù)制質(zhì)量控制要點(diǎn)，對(duì)于地鐵及類似工程的施工有一定的借鑒意義。

軌道交通；U型梁；連續(xù)盆式梁；大U型梁；質(zhì)量控制；整孔預(yù)制后張法施工

1 工程概況

重慶市軌道交通一號(hào)線（朝天門-大學(xué)城）工程為重慶市軌道交通線網(wǎng)中的一條骨干線路，線路整體呈東西走向，線路全長(zhǎng)36.08km，其中U型梁段6.91km[1]。目前，該線路已經(jīng)從小什字通至大學(xué)城，朝天門車站因拆遷問題緩建。

重慶軌道交通一號(hào)線工程在中梁山以西高架區(qū)間在國(guó)內(nèi)首次建設(shè)并應(yīng)用30m跨U型梁、連續(xù)盆式梁、大U型梁等U型結(jié)構(gòu)形式。簡(jiǎn)支U梁線路長(zhǎng)約6.91km，包含202跨共404片簡(jiǎn)支U型梁，最小曲線半徑800m(見圖1)。

圖1 一號(hào)線工程線路走向示意圖

2 U型梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

目前，國(guó)內(nèi)高架軌道交通上部結(jié)構(gòu)大部采用箱梁形式，此種形式技術(shù)成熟，工藝穩(wěn)定，但同時(shí)也存在著外觀不夠美觀、結(jié)構(gòu)高度過大、建設(shè)費(fèi)用較高等弊端。而U型梁是被世界公認(rèn)可取代傳統(tǒng)箱梁的一項(xiàng)新技術(shù)，但國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。U型梁具有建筑高度低、降噪效果好、斷面空間利用率高、行車安全以及外觀美觀、視覺效果好的特點(diǎn)，但由于自身較大，吊裝需要履帶吊車，且在吊裝時(shí)整段交通必須隔斷，所以不適合在主城區(qū)重要的交通節(jié)點(diǎn)安裝。中梁山以西為非主城區(qū)，故重慶軌道交通一號(hào)線中梁山以西采用了U型梁。

U型梁（標(biāo)準(zhǔn)斷面及限界見圖2）是一種新型整孔預(yù)應(yīng)力混凝土軌道梁，梁體為薄壁結(jié)構(gòu)，橫斷面呈U型，跨中底板厚度只有26cm。

圖2 U型梁標(biāo)準(zhǔn)斷面及限界圖

3 U型梁預(yù)制質(zhì)量控制

U型梁為整孔預(yù)制后張法施工，底模采用固定底模；梁體底板摻有聚丙烯纖維，腹板未摻；采用自拌C55混凝土。鑒于U型簡(jiǎn)支梁為開口薄壁截面，屬梁板組合的整體結(jié)構(gòu)，受力復(fù)雜，故U型梁的預(yù)制階段質(zhì)量控制更顯重要，尤其是預(yù)制場(chǎng)地的控制、原材料的控制、模板工程、混凝土工程以及預(yù)應(yīng)力張拉等工序的質(zhì)量控制尤為重要。U型梁預(yù)制施工工藝流程見圖3。

圖3 U型梁預(yù)制施工工藝框圖

3.1 U型梁預(yù)制場(chǎng)地質(zhì)量控制

本工程U型梁預(yù)制場(chǎng)設(shè)置3個(gè)區(qū)，即生產(chǎn)存梁區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)及生活辦公區(qū)。為了保證U型梁預(yù)制的質(zhì)量，保證模板組合精度，預(yù)制場(chǎng)地必須進(jìn)行精平，反復(fù)碾壓達(dá)到規(guī)范要求，同時(shí)考慮到模板及梁體吊裝等對(duì)場(chǎng)地地基承載力的要求，減小不均勻沉降，生產(chǎn)臺(tái)、存梁臺(tái)以及龍門吊基礎(chǔ)還必須采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。

3.2 原材料質(zhì)量控制

3.2.1 鋼筋工序控制

（1）原材料進(jìn)場(chǎng)。U型梁所需要的原材料如鋼筋、水泥、河砂、石子以及水須由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理嚴(yán)格按照相關(guān)國(guó)家規(guī)范進(jìn)行見證取樣送檢工作，試驗(yàn)合格方可用于本預(yù)制工程。

（2）由于U型梁鋼筋種類繁多，形狀復(fù)雜，鋼筋下料及綁扎應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求，并設(shè)置保護(hù)層墊塊，以保證鋼筋安裝后墊塊不因擠壓而變形為宜。墊塊應(yīng)綁扎在鋼筋交叉點(diǎn)處，并安排專人進(jìn)行重復(fù)性檢查，防止墊塊轉(zhuǎn)動(dòng)或脫落。

3.2.2 混凝土工序控制

（1）控制混凝土混合比?，F(xiàn)場(chǎng)使用的C55混凝土配合比需進(jìn)行反復(fù)試配，進(jìn)行優(yōu)化。在正式拌制混凝土?xí)r，嚴(yán)格按簽發(fā)的混凝土級(jí)配通知單配料，不得隨意變更?；炷涟韬臀飸?yīng)拌和均勻，顏色一致。確保同一視覺的U型梁的混凝土無明顯色差。

（2）控制混凝土的運(yùn)輸。混凝土拌合物的運(yùn)輸采用兩臺(tái)攪拌運(yùn)輸車，途中應(yīng)以2～4r／min的慢速進(jìn)行攪動(dòng)，混凝土的裝載量約為攪拌筒幾何容量的2／3?；炷涟韬衔飶臄嚢杞Y(jié)束到入模澆筑的時(shí)間間隔一般不宜超過120min，澆筑過程中嚴(yán)禁添加配合比外用水。

3.3 模板工程質(zhì)量控制

3.3.1 模板設(shè)計(jì)

由于模板及支撐體系在各種施工荷載作用下，應(yīng)分別驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。除應(yīng)計(jì)算豎向荷載、水平荷載和模板的撓度外，尚應(yīng)計(jì)算吊裝、拆模等荷載，并應(yīng)注明吊裝支點(diǎn)、吊點(diǎn)位置，其吊環(huán)應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。模板結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。

圖4 U型梁模板支撐斷面示意圖

3.3.2 模板的制作與安裝

模板應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行加工，嚴(yán)格控制加工精度，保證模板表面平整、方正，接縫嚴(yán)密；對(duì)已經(jīng)處理的鋼面板表面，應(yīng)及時(shí)涂刷防水涂料以防銹蝕；加工的模板進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)其模板尺寸、方正、拼縫、企口和板面平整度等進(jìn)行驗(yàn)收；模板在安裝前應(yīng)先進(jìn)行試驗(yàn)組拼，并對(duì)其面板平整度、相鄰面板高低差及對(duì)拉螺栓的組合安裝進(jìn)行校核，拼裝式大模板組拼允許偏差見表1，經(jīng)組拼合格的模板應(yīng)在背面進(jìn)行編號(hào)。模板面板間拼縫力求嚴(yán)密平整，無錯(cuò)臺(tái)，無漏漿，在模板接縫處均墊5mm厚高壓縮海棉。模板安裝完畢后，應(yīng)對(duì)其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，確認(rèn)后方可澆筑混凝土。

澆筑時(shí)，發(fā)現(xiàn)模板有超過允許偏差變形值的可能時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾正。

3.3.3 模板施工工藝流程

表1 拼裝式模板組拼允許偏差表

定位放線→安放胎模具→編扎鋼筋籠→安裝外側(cè)模、端模板及內(nèi)模板→調(diào)整模板，緊固對(duì)拉螺栓→驗(yàn)收→分層對(duì)稱澆筑混凝土→拆模→整修清理→保養(yǎng)。

3.3.4 脫模劑的選型

U型梁內(nèi)外模型面積大，梁體上倒角多，且對(duì)梁體外觀質(zhì)量要求嚴(yán)格，采用根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，噴灑脫模劑的施工效果最佳。

3.4 混凝土工程控制

3.4.1 混凝土澆筑前的控制

應(yīng)對(duì)模板和模板支撐系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)檢，重點(diǎn)加強(qiáng)模板拼縫的檢查，使拼縫嚴(yán)密、平整、不漏漿；對(duì)梁體內(nèi)埋設(shè)的規(guī)格繁多的預(yù)留筋和預(yù)埋件，應(yīng)組織專項(xiàng)驗(yàn)收，使其符合設(shè)計(jì)要求，避免錯(cuò)漏；清理模板內(nèi)的垃圾，保持模板內(nèi)清潔，無積水。

3.4.2 混凝土澆筑時(shí)的控制

先底板后腹板，水平分層、縱向分段澆筑。插入式振搗棒和附著式氣動(dòng)振動(dòng)器結(jié)合振搗方式。對(duì)每一振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止，一般為20～30s，密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，尤其應(yīng)加強(qiáng)梁端錨墊板位置和吊點(diǎn)處的混凝土振搗。振搗過程中應(yīng)避免翹振模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)埋件。在確?；炷撩軐?shí)的同時(shí)，應(yīng)避免發(fā)生混凝土過振而產(chǎn)生離析。腹板澆筑時(shí)，更應(yīng)注意仔細(xì)觀察混凝土表面情況，合理控制附著式振動(dòng)器的開啟時(shí)間和插入式振動(dòng)器的插入深度，避免因過振引起腹板下部?jī)?nèi)側(cè)與底板連接處產(chǎn)生蜂窩、麻面和流掛等現(xiàn)象。一次性連續(xù)澆筑的混凝土水平分層高度不超過0.3m。

3.4.3 其他注意點(diǎn)

U型梁混凝土應(yīng)一次澆筑，連續(xù)進(jìn)行，梁體混凝土澆筑完成后，對(duì)底板和腹板頂面應(yīng)及時(shí)修整、抹平。若此時(shí)遇不良?xì)夂?，?yīng)用彩條布或無紡布及時(shí)將外露面加蓋防護(hù)，但在開始養(yǎng)護(hù)前，覆蓋物不得接觸混凝土面。

3.4.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

U型梁養(yǎng)護(hù)主要有兩種方式，第一種是從灌注結(jié)束至養(yǎng)護(hù)結(jié)束全部采用的是自然養(yǎng)護(hù)；第二種是灌注結(jié)束后采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，待強(qiáng)度增長(zhǎng)到一定程度后采用自然養(yǎng)護(hù)。當(dāng)需要加快制梁進(jìn)度，縮短工期時(shí)采用第二種養(yǎng)護(hù)方式，當(dāng)夏季溫度較高時(shí)，U型梁養(yǎng)護(hù)只采用自然養(yǎng)護(hù)。

3.5 預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制

3.5.1 預(yù)應(yīng)力制作與安裝

U型梁采用后張法預(yù)應(yīng)力施工，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙選用預(yù)應(yīng)力筋、錨夾具和張拉千斤項(xiàng)。張拉前需控制預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度，觀測(cè)波紋管是否有破裂，彎起點(diǎn)位置和彎起角度。波紋管定位筋、曲線段防崩鋼筋和波紋管的線形按設(shè)計(jì)豎向坐標(biāo)控制?？椎莱尚驼{(diào)整至符合設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)及時(shí)穿入塑料管，防止管道變形。

3.5.2 施加預(yù)應(yīng)力注意事項(xiàng)

（1）施加預(yù)應(yīng)力所用的機(jī)具設(shè)備及儀表應(yīng)由專人使用和管理，并定期進(jìn)行維護(hù)和校驗(yàn)。張拉機(jī)具設(shè)備應(yīng)與錨具配套使用，并應(yīng)在進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行檢查和校驗(yàn)。

（2）預(yù)應(yīng)力施加采取強(qiáng)度和齡期雙控，梁體混凝土抗壓強(qiáng)度和齡期必須符合設(shè)計(jì)要求，抗壓強(qiáng)度以現(xiàn)場(chǎng)同條件養(yǎng)護(hù)的試塊為準(zhǔn)。

（3）預(yù)應(yīng)力施加前，應(yīng)對(duì)梁體進(jìn)行檢驗(yàn)，外觀和尺寸應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序和程序應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)定的要求進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力筋在張拉控制力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固，錨固后的外露長(zhǎng)度不宜小于30mm，預(yù)應(yīng)力筋終張拉錨固完畢穩(wěn)定后及時(shí)切割多余的鋼絞線工作長(zhǎng)度并封錨頭，錨頭砂漿強(qiáng)度達(dá)到10MPa后在48h內(nèi)完成壓漿。

3.5.3 張拉

初張拉應(yīng)在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值75%（≥41.25MPa）后進(jìn)行，內(nèi)側(cè)模和外側(cè)模應(yīng)松開，不得對(duì)梁體收縮造成阻礙；終張拉采用對(duì)稱張拉原則，從中間到兩邊對(duì)稱張拉（每次兩束）。張拉應(yīng)緩慢進(jìn)行，不得超過控制應(yīng)力。

3.5.4 壓漿

預(yù)應(yīng)筋終張拉錨固完畢穩(wěn)定后應(yīng)及時(shí)切割多余的鋼絞線工作長(zhǎng)度和封錨頭，錨頭砂漿強(qiáng)度達(dá)到10MPa后在48h內(nèi)完成壓漿。壓漿時(shí)及壓漿后3d內(nèi)，梁體及環(huán)境溫度不得低于5℃。壓漿材料宜采用高性能無收縮防腐灌漿劑，其指標(biāo)及施工工藝宜滿足相關(guān)規(guī)范要求的各項(xiàng)規(guī)定。

3.5.5 封錨

封錨槽前，將錨槽周邊混凝土沖洗干凈并鑿毛，根據(jù)設(shè)計(jì)要求綁扎錨槽鋼筋；因錨槽預(yù)留斷開的梁體鋼筋，在封錨封閉前，必須按要求進(jìn)行焊接恢復(fù)。封錨混凝土強(qiáng)度須符合設(shè)計(jì)要求，與梁體混凝土顏色須接近。

3.5.6 成品梁保護(hù)

存梁區(qū)主要用于存放U型梁產(chǎn)品，任何單位不得擅自將其它物品堆放在存梁區(qū)內(nèi)。存梁區(qū)內(nèi)應(yīng)作到場(chǎng)地整潔，存梁臺(tái)座完好，臺(tái)座間距必須符合要求。

古有“千里之堤毀于蟻穴”，外國(guó)有“海恩法則”，他們都講述了一個(gè)道理，即“每一起嚴(yán)重事故的背后，必然有29次輕微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隱患”。所以，每一個(gè)工程技術(shù)人員有責(zé)任把事故控制在最小的工序單元，從最基層的作業(yè)人員、作業(yè)機(jī)械和原材料上抓起，通過所有作業(yè)人員的環(huán)環(huán)嚴(yán)格控制、環(huán)環(huán)交叉檢驗(yàn)，我們才能最終完成出美好的作品。U型梁的空間效應(yīng)顯著，作為替代箱梁，是改善城市景觀、降低工程造價(jià)的一道靚麗風(fēng)景線，定會(huì)是工程領(lǐng)域的未來嬌子。

[1]重慶軌道交通一號(hào)線（朝天門-尖頂坡）工程可行性研究報(bào)告（征求意見稿）[R].北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司，重慶市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，2006，8:8.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

Quality Controlof U-shaped PrecastBeam in Chongqing Rail Transit

By the end of 2012,U-shaped beam justbegan to be applied in China.Based on the firstdomestic construction and application of the elevated range in Western Zhongliang mountain in line one projectof railtransitin Chongqing.Key points of quality controlof U-shaped precastbeam are elaborated in detail.Itoffers some references forthe construction ofsubway and similarproject.

railtransit;U-shaped beam;continuous tub beam;large U-shaped beam;quality control;entire hole precastpost-tensioned construction

U239.3

A

1671-9107（2013）05-0045-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.05.045

2013-04-18

何紫薇（1981-），女，重慶人，在讀碩士研究生，工程師，主要研究方向?yàn)槌鞘熊壍澜煌ā?/p>

郭小宏（1960-），男，重慶人，大學(xué)本科，教授，國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家，主要研究方向?yàn)槁访娼Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工（養(yǎng)護(hù)）技術(shù)、公路工程項(xiàng)目管理。