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U型梁在城市轨道交通中的应用及预制技术

2018-02-06王阿明

建材与装饰 2018年5期
关键词:高架腹板张拉

王阿明

(北京铁城建设监理有限责任公司青岛分公司 山东青岛 266000)

1 引言

21世纪,城市轨道交通的发展成为缓解道路拥堵问题的重要途径,也是我国经济发展的重要增长点。U型梁结构是在槽型梁结构基础上发展而来的,其生产方式以预制法为主,当前该技术在我国尚处于推广应用环节,故在U型梁预制、架设等方面施工经验较为缺乏,为进一步完善施工建设体系,需从施工角度为出发点,通过全方位总结、策划来确定合理、可行的施工方案,最终实现施工质量提升的目的。

2 U型梁的概况

近几年,轨道交通因其较快的运行速度、较大的载客量、较高的安全舒适性,且受气候环境影响小等优势,在我国许多城市获得了持续发展。据统计,未来几年我国轨道交通事业将迎来建设高峰,预计2020年运营里程将超8000km。

高架线路和地下线路作为城市轨道交通两种不同的线路敷设方式,前者相较于后者其建设成本和运营成本相对节省,是目前我国大中城市市郊轨道交通的重要规划方向。此外,高架线路桥梁上部结构形式选择对整个线路外形、结构安全、施工工艺、节能环保等方面具有非常重要的意义。近年来,一种造型美观的新型U梁在降低上部结构建筑高度、解决腹板与底板相交处应力集中问题的同时,提高了断面空间利用率,有效阻隔轮轨噪声,在我国城市交通轨道架设施工中得到广泛应用。

另外,在U型梁施工过程中还有必要掌握以下难点:

(1)U型梁中最常用的类型为断面形式、渐变截面形式;

(2)相比其他预制梁,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,这就要严格重视混凝土材料的选用、钢筋焊接、绑扎等施工工序;

(3)预应力是U型梁纵向荷载的主要承担载体,由于U型梁自身为薄开口结构,具有不均匀梁体受力情况,极易发生开裂问题,故要提高后张预应力施工质量,严格控制所有预应力索应力。

3 工程概况

某轨道工程高架线路总长度为4522km,车站共设置11座;其中2座为地下站,9座为高架站;25m、30m、35m分别为高架区间标准跨跨径,其中最主要的为30m;单线U型梁为其结构,选取先张法预应力用于轨道结构30m及以下桥跨,选取先张、后张预应力用于30m以上桥跨施工。全段U型梁具体量如表1所示。

4 城市轨道交通U型梁标准施工技术的应用

4.1 模板施工

4.1.1 底模施工

支座段(2端)、梁身段(中间)为标准底模3段,在基础地梁上进行安装;在底模施工中,要合理确定分段方式、充分考虑梁长等影响因素;底模制作时应根据台座所需生产最大梁长设计,并在梁身底模侧面安装及固定。

4.1.2 外模施工

按照U型梁特征,可分为外腹板、内腹板两种外模形式,且在模板外侧安装外腹板,在模板内侧安装内腹板;模板为标准梁长时,各侧外模需分为2段(支座段、梁身段),并用中间法兰联接;在非标准梁长的情况下,如将变化段设置到梁身段,各段选取法兰联接,且做好配置工作。

表1 全段U型梁具体量

4.1.3 内模施工

因U型梁截面具有不同内外侧,可分为外腹板内模与内腹板内模两种;在具体的施工过程中,内部板拆除、安装需选取液压机械施工。

4.1.4 端模施工

作为嵌入式结构,端模在内外模间镶嵌,通过端模位置对梁长进行有效控制;相比U型梁腹板,两侧端模形状、大小应与其一致,且配合好内外模,避免浇捣过程中出现漏浆问题;完成组装模板施工作业后,需检查其各项参数,如顶部标高等,且在允许偏差以内控制模板误差。

4.2 钢筋施工

清理干净钢筋表面,如表面油渍、锈蚀等,且保证钢筋平直,局部无弯折,并调直成盘钢筋、弯曲钢筋;钢筋调直以冷拉方式为主,需在2%以内控制钢筋冷拉率。为确保U型梁施工质量,需选取专用高精度胎膜绑扎钢筋;在胎膜架上固定外皮钢管,且拆除内皮钢管;根据施工图,在钢筋绑扎前合理设置钢筋排列间距标尺,做好标记工作。

4.3 混凝土施工

在确保预埋件、钢筋骨架及混凝土垫块等数量、位置正确的前提下,即可浇筑混凝土;根据施工现场实际情况,需分层分段浇筑混凝土,每段浇筑长度6m,对称浇筑两侧腹板;振捣施工时,则主要以插入式振动棒施工,辅以附着式振动棒施工;为防止层间混凝土相互分布不均,产生色差,需对层间混凝土布料间隔时间加以严控,确保在5h内完成浇筑。

通过分区浇筑U型梁混凝土施工,可大大降低腹板模板、基面等污染程度,缩短浇筑间隔时间,降低各段浇筑距离,有效提高U型梁预制质量。

4.4 预应力施工

张拉时应同时对称张拉两端两侧;当梁体混凝土强度与设计强度80%相符后,即可实施U型梁初张拉施工,随后向存梁区吊运梁体;当梁体混凝土强度、弹性模量与设计值相符,同时龄期在7d以上的情况下,可进行终张拉施工。

按照应力应变双控原则进行张拉施工,要求在-6~+6%之间控制实际、理论张拉伸长值误差,如误差超出这一范围,应及时松开钢绞线,再次进行张拉施工;完成终张拉作业后,需进行5min持荷作业,且对油压、钢绞线伸长量加以重视,在6mm以内控制各端钢绞线回缩量。同时,对预应力张拉施工质量进行严格控制,禁止出现钢绞线超张拉问题,且在预应力钢丝总量的0.5%以内控制全梁断丝、滑丝总数。

完成预应力钢绞线终张拉作业后,需在2d内开始管道真空压浆作业;为确保管道压浆料质量,应在42.5级以上控制普通硅酸盐水泥强度等级,且在0.34以上控制拌和后的水泥浆水胶比,避免泌水。

压浆前,将管道内杂物清理干净,在-006~0.10MPa之间控制管道真空度;压浆过程中,需在0.60MPa以内控制水泥浆压力,通过滤网(2.5mm×2.5mm)向管道内压入;当浆体向管道内注满后,需在0.50~0.60mPa压力下保持2min,且在1%以下控制水泥浆体积收缩率,保证浆体饱满密实。

5 结语

随着社会经济逐步发展,自然环境及社会资源不能再满足传统建设方法的需求时,工厂标准化、批量化预制,现场组装完成工程成为趋势。U型梁作为城市轨道交通施工重点,其不仅能够降低工程成本,还具备节能减噪的优势,因此被广泛应用到城市轨道交通施工中,故要高度重视U型梁施工,不断提高施工技术水平,规范施工流程,提高工程整体质量。

[1]杨秀仁.城市轨道交通U型梁高架系统关键技术研究及创新[J].都市快轨交通,2015,28(5):27~30.

[2]张波,张涛.城市轨道交通工程聚氨酯浮置板减振道床技术应用研究[J].铁道标准设计,2014,58(7):45~48.

[3]汪振国,雷晓燕,罗锟,等.城市轨道交通高架U型梁车-轨-桥耦合振动分析[J].噪声与振动控制,2017,37(4):132~137.

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