預制蓋梁在城市軌道交通高架線中的應用

王響

（北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司重慶分院，重慶 401147）

0 引言

近年來我國城市軌道交通發(fā)展迅猛，軌道高架橋的建設需求有了較高的增長。城市軌道交通高架線具有造價低、工期較短、運營成本低及乘坐觀景效果好等顯著優(yōu)勢，在國內外均有較為成熟的應用。尤其是對于連接中心城區(qū)與外圍的郊區(qū)線或市域線，高架線無疑是一種比較經濟合理的敷設方式[1]。

由于軌道交通高架線大部分線路沿既有城市道路路中敷設，相比地下線而言，高架線的施工將不同程度地侵占道路較長的時間，勢必影響本身就不堪重負的城市道路交通，造成較大的社會負面影響。為解決這個的問題，預制安裝的施工方法因其質量控制好、經濟成本較低、施工工期較短及經濟及社會效益好等多方面優(yōu)點，正越來越多地應用于城市軌道交通高架線的建設中[2-3]。然而從國內建設應用現(xiàn)狀看，目前的預制安裝工法只局限于高架橋上部結構的設計施工中，而下部結構的預制安裝應用嘗試較少。本文以重慶軌道交通一號線大學城段節(jié)點工程預制蓋梁試驗段為工程背景，對建設在既有城市道路路中高架線的T形墩預制蓋梁工程應用進行了概況分析，認為預制蓋梁在城市軌道交通高架線建設中具有較為廣闊的發(fā)展前景。

1 工程背景

重慶軌道交通一號線大學城段節(jié)點工程為全長約1.9km的高架線，線路沿科技大道北線路中敷設。科技大道北線標準段道路紅線寬度32m，雙向四車道布置，車道寬度3.6m，中央綠化隔離帶4.3m，道路兩側主要為教育用地和居住用地。

此段高架橋梁沿用一號線高架橋型預制U型梁，采用整孔預制吊裝工法施工。墩柱采用T型墩，蓋梁為預應力鋼筋混凝土結構，長度為10.6m。如圖1。

圖1 科技大道北線路中高架線標準道路斷面示意圖

圖2 現(xiàn)澆蓋梁支架占道施工實景照片

由于T型墩蓋梁懸臂較長，支架現(xiàn)澆施工時蓋梁現(xiàn)澆和預應力張拉時需要占用的道路寬度為11.8m左右，須占用兩側道路至少各一個車道，如圖2。占道時間較長，包括支架施工、模板安裝、鋼筋及預埋件安裝、混凝土澆筑養(yǎng)護、蓋梁預應力初張拉及支架拆除六個工序，占用時間約為20～30d左右，將對道路交通通行造成極大影響。為適應城市軌道交通建設發(fā)展需要，該工程部分墩采用了預制蓋梁設計，對預制蓋梁的工程應用實踐進行了探索。

2 國內外應用現(xiàn)狀

目前國外軌道交通高架橋已有預制蓋梁方面的工程實踐，如阿聯(lián)酋迪拜軌道交通高架橋[4-5]，以及我國臺灣臺北市內湖線軌道交通工程中也運用了預制蓋梁，如圖3。而我國大陸城市軌道交通高架區(qū)間目前尚無運用的工程實例，在市政橋梁工程方面對預制蓋梁也研究的很少。

圖3 迪拜（左）及臺北市內湖線（右）預制蓋梁工程應用照片

3 預制蓋梁工程應用

為確保工程梁施工工藝可行、質量可控、結構安全可靠，該工程開展了預制蓋梁專項研究，重點研究以下三個方面：

（1）預制蓋梁接口構造設計及受力特性分析；

（2）預制蓋梁預制安裝施工技術及質量控制研究；

（3）預制蓋梁接口構件及整體結構靜力荷載試驗。

充分考慮國內施工技術條件，并參考國外工程應用經驗，該工程預制蓋梁采用上下鋼板焊接接口，結合鋼質凸榫增強施工臨時穩(wěn)定性及結構抗剪能力，并設置豎向預應力筋增強墩梁受力整體性。豎向預應力筋采用二次張拉，第一次在吊裝時進行臨時鎖定，增加蓋梁吊裝施工的安全性；待鋼板圍焊施工完成后，再實施第二次張拉并封錨。豎向預應力筋采用PSB830（D=32mm）精軋螺紋鋼，錨下控制張拉應力為600.7kN。

預制蓋梁采用整體預制吊裝施工，吊裝重量在110～120t左右，采用兩臺汽車吊進行吊裝。

預制蓋梁吊裝施工步序如下（如圖4）：

圖4 預制蓋梁吊裝步序示意圖

（1）安裝臨時支架；

（2）上下鋼板接觸面處理，下鋼板表面涂抹環(huán)氧樹脂膠結劑；

（3）預制蓋梁吊裝，豎向預應力筋及防雷接地鋼筋穿管；

（4）蓋梁安裝定位及調整，控制標高、軸線角及橫橋向縱橋向水平偏差；

（5）豎向預應力第一次張拉（對稱張拉）；

（6）上下鋼板圍焊，嚴格按照厚板焊接工藝方案及相關規(guī)范執(zhí)行；

（7）第二次張拉豎向預應力并灌漿封錨，鋼結構外露部分涂刷防腐材料；

（8）掛網封閉接口凹槽。

通過試驗梁靜載結果表明，預制蓋梁構件及接口構件受力狀況及工作性能良好，各項指標滿足規(guī)范要求，預制蓋梁的使用性能滿足設計要求。工程最終實施了三個預制蓋梁工程梁，目前線路已投入運營，運營狀況良好。

經總結分析，預制蓋梁的工程應用有如下特點：

（1）蓋梁預制及墩柱施工可同時進行，利于縮短總工期；

（2）預制蓋梁工廠化生產，利于蓋梁成品質量控制；

（3）施工墩柱及安裝臨時支架的臨時占道寬度減小，且占道時間大大縮短，合理選擇吊裝安裝時間，將大大降低對道路交通的影響，社會效益顯著；

（4）預制場地等初期投入較大，需在工程中進行批量應用以平衡經濟性；

（5）構件接口工藝復雜，對施工技術及質量控制要求較高。

4 結語

重慶軌道交通一號線大學城段節(jié)點工程預制蓋梁的成功應用具有極大的工程價值，填補了我國大陸城市軌道交通高架橋梁建設在此領域的空白。預制蓋梁是未來城市軌道交通高架線T型墩的優(yōu)先選擇方案，與傳統(tǒng)軌道交通高架結構施工方法相比有環(huán)保、速度快、對交通干擾小等優(yōu)點，市場應用范圍廣闊。

[1]張學軍，李文會，于雷，等.城市軌道交通高架線規(guī)劃體系構建[J].都市快軌交通，2013（4）：1-5.

[2]樓朝偉.城市軌道交通高架標準梁施工方案比選[J].江蘇科技信息，2013（5）：82-83.

[3]胥民堯.城市軌道交通高架橋梁型及工法研究[J].重慶建筑，2014（5）：30-33.

[4]朱琛.迪拜地鐵線輕軌高架橋設計[J].世界橋梁，2011（2）：1-4.

[5]賈凡，闕孜.迪拜的地鐵系統(tǒng)[J].都市快軌交通，2010（8）：113-116.