重慶軌道交通U型梁預制質量控制

何紫薇，郭小宏

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

重慶軌道交通U型梁預制質量控制

何紫薇1，2，郭小宏1

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

截至2012年底，U型梁在國內的運用尚在起步。結合重慶軌道交通一號線工程中梁山以西高架區間國內首次建設并應用的實例，詳細闡述了U型梁預制質量控制要點，對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；連續盆式梁；大U型梁；質量控制；整孔預制后張法施工

1 工程概況

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

重慶軌道交通一號線工程在中梁山以西高架區間在國內首次建設并應用30m跨U型梁、連續盆式梁、大U型梁等U型結構形式。簡支U梁線路長約6.91km，包含202跨共404片簡支U型梁，最小曲線半徑800m(見圖1)。

圖1 一號線工程線路走向示意圖

2 U型梁結構特點

目前，國內高架軌道交通上部結構大部采用箱梁形式，此種形式技術成熟，工藝穩定，但同時也存在著外觀不夠美觀、結構高度過大、建設費用較高等弊端。而U型梁是被世界公認可取代傳統箱梁的一項新技術，但國內尚處于起步階段。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，但由于自身較大，吊裝需要履帶吊車，且在吊裝時整段交通必須隔斷，所以不適合在主城區重要的交通節點安裝。中梁山以西為非主城區，故重慶軌道交通一號線中梁山以西采用了U型梁。

U型梁（標準斷面及限界見圖2）是一種新型整孔預應力混凝土軌道梁，梁體為薄壁結構，橫斷面呈U型，跨中底板厚度只有26cm。

圖2 U型梁標準斷面及限界圖

3 U型梁預制質量控制

U型梁為整孔預制后張法施工，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型簡支梁為開口薄壁截面，屬梁板組合的整體結構，受力復雜，故U型梁的預制階段質量控制更顯重要，尤其是預制場地的控制、原材料的控制、模板工程、混凝土工程以及預應力張拉等工序的質量控制尤為重要。U型梁預制施工工藝流程見圖3。

圖3 U型梁預制施工工藝框圖

3.1 U型梁預制場地質量控制

本工程U型梁預制場設置3個區，即生產存梁區、生產輔助區及生活辦公區。為了保證U型梁預制的質量，保證模板組合精度，預制場地必須進行精平，反復碾壓達到規范要求，同時考慮到模板及梁體吊裝等對場地地基承載力的要求，減小不均勻沉降，生產臺、存梁臺以及龍門吊基礎還必須采用鋼筋混凝土基礎。

3.2 原材料質量控制

3.2.1 鋼筋工序控制

（1）原材料進場。U型梁所需要的原材料如鋼筋、水泥、河砂、石子以及水須由現場監理嚴格按照相關國家規范進行見證取樣送檢工作，試驗合格方可用于本預制工程。

（2）由于U型梁鋼筋種類繁多，形狀復雜，鋼筋下料及綁扎應符合國家相關規范及設計圖紙要求，并設置保護層墊塊，以保證鋼筋安裝后墊塊不因擠壓而變形為宜。墊塊應綁扎在鋼筋交叉點處，并安排專人進行重復性檢查，防止墊塊轉動或脫落。

3.2.2 混凝土工序控制

（1）控制混凝土混合比。現場使用的C55混凝土配合比需進行反復試配，進行優化。在正式拌制混凝土時，嚴格按簽發的混凝土級配通知單配料，不得隨意變更。混凝土拌和物應拌和均勻，顏色一致。確保同一視覺的U型梁的混凝土無明顯色差。

（2）控制混凝土的運輸。混凝土拌合物的運輸采用兩臺攪拌運輸車，途中應以2～4r／min的慢速進行攪動，混凝土的裝載量約為攪拌筒幾何容量的2／3。混凝土拌合物從攪拌結束到入模澆筑的時間間隔一般不宜超過120min，澆筑過程中嚴禁添加配合比外用水。

3.3 模板工程質量控制

3.3.1 模板設計

由于模板及支撐體系在各種施工荷載作用下，應分別驗算強度、剛度和穩定性。除應計算豎向荷載、水平荷載和模板的撓度外，尚應計算吊裝、拆模等荷載，并應注明吊裝支點、吊點位置，其吊環應經計算確定。模板結構形式如圖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

模板應嚴格按照設計進行加工，嚴格控制加工精度，保證模板表面平整、方正，接縫嚴密；對已經處理的鋼面板表面，應及時涂刷防水涂料以防銹蝕；加工的模板進場時，應按設計要求對其模板尺寸、方正、拼縫、企口和板面平整度等進行驗收；模板在安裝前應先進行試驗組拼，并對其面板平整度、相鄰面板高低差及對拉螺栓的組合安裝進行校核，拼裝式大模板組拼允許偏差見表1，經組拼合格的模板應在背面進行編號。模板面板間拼縫力求嚴密平整，無錯臺，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，應對其平面位置、頂部標高、節點聯系及縱橫向穩定性進行檢查，確認后方可澆筑混凝土。

澆筑時，發現模板有超過允許偏差變形值的可能時，應及時糾正。

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→安裝外側模、端模板及內模板→調整模板，緊固對拉螺栓→驗收→分層對稱澆筑混凝土→拆模→整修清理→保養。

3.3.4 脫模劑的選型

U型梁內外模型面積大，梁體上倒角多，且對梁體外觀質量要求嚴格，采用根據現場試驗結果，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

應對模板和模板支撐系統進行預檢，重點加強模板拼縫的檢查，使拼縫嚴密、平整、不漏漿；對梁體內埋設的規格繁多的預留筋和預埋件，應組織專項驗收，使其符合設計要求，避免錯漏；清理模板內的垃圾，保持模板內清潔，無積水。

3.4.2 混凝土澆筑時的控制

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振動器結合振搗方式。對每一振動部位，必須振動到該部位混凝土密實為止，一般為20～30s，密實的標志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現平坦、泛漿，尤其應加強梁端錨墊板位置和吊點處的混凝土振搗。振搗過程中應避免翹振模板、鋼筋、預應力管道和預埋件。在確保混凝土密實的同時，應避免發生混凝土過振而產生離析。腹板澆筑時，更應注意仔細觀察混凝土表面情況，合理控制附著式振動器的開啟時間和插入式振動器的插入深度，避免因過振引起腹板下部內側與底板連接處產生蜂窩、麻面和流掛等現象。一次性連續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

U型梁混凝土應一次澆筑，連續進行，梁體混凝土澆筑完成后，對底板和腹板頂面應及時修整、抹平。若此時遇不良氣候，應用彩條布或無紡布及時將外露面加蓋防護，但在開始養護前，覆蓋物不得接觸混凝土面。

3.4.4 混凝土的養護

U型梁養護主要有兩種方式，第一種是從灌注結束至養護結束全部采用的是自然養護；第二種是灌注結束后采用蒸汽養護，待強度增長到一定程度后采用自然養護。當需要加快制梁進度，縮短工期時采用第二種養護方式，當夏季溫度較高時，U型梁養護只采用自然養護。

3.5 預應力張拉質量控制

3.5.1 預應力制作與安裝

U型梁采用后張法預應力施工，嚴格根據設計圖紙選用預應力筋、錨夾具和張拉千斤項。張拉前需控制預應力筋下料長度，觀測波紋管是否有破裂，彎起點位置和彎起角度。波紋管定位筋、曲線段防崩鋼筋和波紋管的線形按設計豎向坐標控制。孔道成型調整至符合設計要求后，應及時穿入塑料管，防止管道變形。

3.5.2 施加預應力注意事項

（1）施加預應力所用的機具設備及儀表應由專人使用和管理，并定期進行維護和校驗。張拉機具設備應與錨具配套使用，并應在進場時進行檢查和校驗。

（2）預應力施加采取強度和齡期雙控，梁體混凝土抗壓強度和齡期必須符合設計要求，抗壓強度以現場同條件養護的試塊為準。

（3）預應力施加前，應對梁體進行檢驗，外觀和尺寸應符合質量標準和設計要求。預應力筋的張拉順序和程序應嚴格按照設計規定的要求進行。預應力筋在張拉控制力達到穩定后方可錨固，錨固后的外露長度不宜小于30mm，預應力筋終張拉錨固完畢穩定后及時切割多余的鋼絞線工作長度并封錨頭，錨頭砂漿強度達到10MPa后在48h內完成壓漿。

3.5.3 張拉

初張拉應在梁體混凝土強度達到設計值75%（≥41.25MPa）后進行，內側模和外側模應松開，不得對梁體收縮造成阻礙；終張拉采用對稱張拉原則，從中間到兩邊對稱張拉（每次兩束）。張拉應緩慢進行，不得超過控制應力。

3.5.4 壓漿

預應筋終張拉錨固完畢穩定后應及時切割多余的鋼絞線工作長度和封錨頭，錨頭砂漿強度達到10MPa后在48h內完成壓漿。壓漿時及壓漿后3d內，梁體及環境溫度不得低于5℃。壓漿材料宜采用高性能無收縮防腐灌漿劑，其指標及施工工藝宜滿足相關規范要求的各項規定。

3.5.5 封錨

封錨槽前，將錨槽周邊混凝土沖洗干凈并鑿毛，根據設計要求綁扎錨槽鋼筋；因錨槽預留斷開的梁體鋼筋，在封錨封閉前，必須按要求進行焊接恢復。封錨混凝土強度須符合設計要求，與梁體混凝土顏色須接近。

3.5.6 成品梁保護

存梁區主要用于存放U型梁產品，任何單位不得擅自將其它物品堆放在存梁區內。存梁區內應作到場地整潔，存梁臺座完好，臺座間距必須符合要求。

古有“千里之堤毀于蟻穴”，外國有“海恩法則”，他們都講述了一個道理，即“每一起嚴重事故的背后，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，每一個工程技術人員有責任把事故控制在最小的工序單元，從最基層的作業人員、作業機械和原材料上抓起，通過所有作業人員的環環嚴格控制、環環交叉檢驗，我們才能最終完成出美好的作品。U型梁的空間效應顯著，作為替代箱梁，是改善城市景觀、降低工程造價的一道靚麗風景線，定會是工程領域的未來嬌子。

[1]重慶軌道交通一號線（朝天門-尖頂坡）工程可行性研究報告（征求意見稿）[R].北京城建設計研究總院有限責任公司，重慶市軌道交通設計研究院有限責任公司，2006，8:8.

責任編輯：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，主要研究方向為城市軌道交通。

郭小宏（1960-），男，重慶人，大學本科，教授，國務院政府特殊津貼專家，主要研究方向為路面結構設計與施工（養護）技術、公路工程項目管理。