重庆轨道交通U型梁预制质量控制

何紫薇，郭小宏

（1重庆交通大学，重庆400074；2重庆市轨道交通(集团)有限公司，重庆400042）

重庆轨道交通U型梁预制质量控制

何紫薇1，2，郭小宏1

（1重庆交通大学，重庆400074；2重庆市轨道交通(集团)有限公司，重庆400042）

截至2012年底，U型梁在国内的运用尚在起步。结合重庆轨道交通一号线工程中梁山以西高架区间国内首次建设并应用的实例，详细阐述了U型梁预制质量控制要点，对于地铁及类似工程的施工有一定的借鉴意义。

轨道交通；U型梁；连续盆式梁；大U型梁；质量控制；整孔预制后张法施工

1 工程概况

重庆市轨道交通一号线（朝天门-大学城）工程为重庆市轨道交通线网中的一条骨干线路，线路整体呈东西走向，线路全长36.08km，其中U型梁段6.91km[1]。目前，该线路已经从小什字通至大学城，朝天门车站因拆迁问题缓建。

重庆轨道交通一号线工程在中梁山以西高架区间在国内首次建设并应用30m跨U型梁、连续盆式梁、大U型梁等U型结构形式。简支U梁线路长约6.91km，包含202跨共404片简支U型梁，最小曲线半径800m(见图1)。

图1 一号线工程线路走向示意图

2 U型梁结构特点

目前，国内高架轨道交通上部结构大部采用箱梁形式，此种形式技术成熟，工艺稳定，但同时也存在着外观不够美观、结构高度过大、建设费用较高等弊端。而U型梁是被世界公认可取代传统箱梁的一项新技术，但国内尚处于起步阶段。U型梁具有建筑高度低、降噪效果好、断面空间利用率高、行车安全以及外观美观、视觉效果好的特点，但由于自身较大，吊装需要履带吊车，且在吊装时整段交通必须隔断，所以不适合在主城区重要的交通节点安装。中梁山以西为非主城区，故重庆轨道交通一号线中梁山以西采用了U型梁。

U型梁（标准断面及限界见图2）是一种新型整孔预应力混凝土轨道梁，梁体为薄壁结构，横断面呈U型，跨中底板厚度只有26cm。

图2 U型梁标准断面及限界图

3 U型梁预制质量控制

U型梁为整孔预制后张法施工，底模采用固定底模；梁体底板掺有聚丙烯纤维，腹板未掺；采用自拌C55混凝土。鉴于U型简支梁为开口薄壁截面，属梁板组合的整体结构，受力复杂，故U型梁的预制阶段质量控制更显重要，尤其是预制场地的控制、原材料的控制、模板工程、混凝土工程以及预应力张拉等工序的质量控制尤为重要。U型梁预制施工工艺流程见图3。

图3 U型梁预制施工工艺框图

3.1 U型梁预制场地质量控制

本工程U型梁预制场设置3个区，即生产存梁区、生产辅助区及生活办公区。为了保证U型梁预制的质量，保证模板组合精度，预制场地必须进行精平，反复碾压达到规范要求，同时考虑到模板及梁体吊装等对场地地基承载力的要求，减小不均匀沉降，生产台、存梁台以及龙门吊基础还必须采用钢筋混凝土基础。

3.2 原材料质量控制

3.2.1 钢筋工序控制

（1）原材料进场。U型梁所需要的原材料如钢筋、水泥、河砂、石子以及水须由现场监理严格按照相关国家规范进行见证取样送检工作，试验合格方可用于本预制工程。

（2）由于U型梁钢筋种类繁多，形状复杂，钢筋下料及绑扎应符合国家相关规范及设计图纸要求，并设置保护层垫块，以保证钢筋安装后垫块不因挤压而变形为宜。垫块应绑扎在钢筋交叉点处，并安排专人进行重复性检查，防止垫块转动或脱落。

3.2.2 混凝土工序控制

（1）控制混凝土混合比。现场使用的C55混凝土配合比需进行反复试配，进行优化。在正式拌制混凝土时，严格按签发的混凝土级配通知单配料，不得随意变更。混凝土拌和物应拌和均匀，颜色一致。确保同一视觉的U型梁的混凝土无明显色差。

（2）控制混凝土的运输。混凝土拌合物的运输采用两台搅拌运输车，途中应以2～4r／min的慢速进行搅动，混凝土的装载量约为搅拌筒几何容量的2／3。混凝土拌合物从搅拌结束到入模浇筑的时间间隔一般不宜超过120min，浇筑过程中严禁添加配合比外用水。

3.3 模板工程质量控制

3.3.1 模板设计

由于模板及支撑体系在各种施工荷载作用下，应分别验算强度、刚度和稳定性。除应计算竖向荷载、水平荷载和模板的挠度外，尚应计算吊装、拆模等荷载，并应注明吊装支点、吊点位置，其吊环应经计算确定。模板结构形式如图4所示。

图4 U型梁模板支撑断面示意图

3.3.2 模板的制作与安装

模板应严格按照设计进行加工，严格控制加工精度，保证模板表面平整、方正，接缝严密；对已经处理的钢面板表面，应及时涂刷防水涂料以防锈蚀；加工的模板进场时，应按设计要求对其模板尺寸、方正、拼缝、企口和板面平整度等进行验收；模板在安装前应先进行试验组拼，并对其面板平整度、相邻面板高低差及对拉螺栓的组合安装进行校核，拼装式大模板组拼允许偏差见表1，经组拼合格的模板应在背面进行编号。模板面板间拼缝力求严密平整，无错台，无漏浆，在模板接缝处均垫5mm厚高压缩海棉。模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，确认后方可浇筑混凝土。

浇筑时，发现模板有超过允许偏差变形值的可能时，应及时纠正。

3.3.3 模板施工工艺流程

表1 拼装式模板组拼允许偏差表

定位放线→安放胎模具→编扎钢筋笼→安装外侧模、端模板及内模板→调整模板，紧固对拉螺栓→验收→分层对称浇筑混凝土→拆模→整修清理→保养。

3.3.4 脱模剂的选型

U型梁内外模型面积大，梁体上倒角多，且对梁体外观质量要求严格，采用根据现场试验结果，喷洒脱模剂的施工效果最佳。

3.4 混凝土工程控制

3.4.1 混凝土浇筑前的控制

应对模板和模板支撑系统进行预检，重点加强模板拼缝的检查，使拼缝严密、平整、不漏浆；对梁体内埋设的规格繁多的预留筋和预埋件，应组织专项验收，使其符合设计要求，避免错漏；清理模板内的垃圾，保持模板内清洁，无积水。

3.4.2 混凝土浇筑时的控制

先底板后腹板，水平分层、纵向分段浇筑。插入式振捣棒和附着式气动振动器结合振捣方式。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止，一般为20～30s，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，尤其应加强梁端锚垫板位置和吊点处的混凝土振捣。振捣过程中应避免翘振模板、钢筋、预应力管道和预埋件。在确保混凝土密实的同时，应避免发生混凝土过振而产生离析。腹板浇筑时，更应注意仔细观察混凝土表面情况，合理控制附着式振动器的开启时间和插入式振动器的插入深度，避免因过振引起腹板下部内侧与底板连接处产生蜂窝、麻面和流挂等现象。一次性连续浇筑的混凝土水平分层高度不超过0.3m。

3.4.3 其他注意点

U型梁混凝土应一次浇筑，连续进行，梁体混凝土浇筑完成后，对底板和腹板顶面应及时修整、抹平。若此时遇不良气候，应用彩条布或无纺布及时将外露面加盖防护，但在开始养护前，覆盖物不得接触混凝土面。

3.4.4 混凝土的养护

U型梁养护主要有两种方式，第一种是从灌注结束至养护结束全部采用的是自然养护；第二种是灌注结束后采用蒸汽养护，待强度增长到一定程度后采用自然养护。当需要加快制梁进度，缩短工期时采用第二种养护方式，当夏季温度较高时，U型梁养护只采用自然养护。

3.5 预应力张拉质量控制

3.5.1 预应力制作与安装

U型梁采用后张法预应力施工，严格根据设计图纸选用预应力筋、锚夹具和张拉千斤项。张拉前需控制预应力筋下料长度，观测波纹管是否有破裂，弯起点位置和弯起角度。波纹管定位筋、曲线段防崩钢筋和波纹管的线形按设计竖向坐标控制。孔道成型调整至符合设计要求后，应及时穿入塑料管，防止管道变形。

3.5.2 施加预应力注意事项

（1）施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理，并定期进行维护和校验。张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。

（2）预应力施加采取强度和龄期双控，梁体混凝土抗压强度和龄期必须符合设计要求，抗压强度以现场同条件养护的试块为准。

（3）预应力施加前，应对梁体进行检验，外观和尺寸应符合质量标准和设计要求。预应力筋的张拉顺序和程序应严格按照设计规定的要求进行。预应力筋在张拉控制力达到稳定后方可锚固，锚固后的外露长度不宜小于30mm，预应力筋终张拉锚固完毕稳定后及时切割多余的钢绞线工作长度并封锚头，锚头砂浆强度达到10MPa后在48h内完成压浆。

3.5.3 张拉

初张拉应在梁体混凝土强度达到设计值75%（≥41.25MPa）后进行，内侧模和外侧模应松开，不得对梁体收缩造成阻碍；终张拉采用对称张拉原则，从中间到两边对称张拉（每次两束）。张拉应缓慢进行，不得超过控制应力。

3.5.4 压浆

预应筋终张拉锚固完毕稳定后应及时切割多余的钢绞线工作长度和封锚头，锚头砂浆强度达到10MPa后在48h内完成压浆。压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于5℃。压浆材料宜采用高性能无收缩防腐灌浆剂，其指标及施工工艺宜满足相关规范要求的各项规定。

3.5.5 封锚

封锚槽前，将锚槽周边混凝土冲洗干净并凿毛，根据设计要求绑扎锚槽钢筋；因锚槽预留断开的梁体钢筋，在封锚封闭前，必须按要求进行焊接恢复。封锚混凝土强度须符合设计要求，与梁体混凝土颜色须接近。

3.5.6 成品梁保护

存梁区主要用于存放U型梁产品，任何单位不得擅自将其它物品堆放在存梁区内。存梁区内应作到场地整洁，存梁台座完好，台座间距必须符合要求。

古有“千里之堤毁于蚁穴”，外国有“海恩法则”，他们都讲述了一个道理，即“每一起严重事故的背后，必然有29次轻微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隐患”。所以，每一个工程技术人员有责任把事故控制在最小的工序单元，从最基层的作业人员、作业机械和原材料上抓起，通过所有作业人员的环环严格控制、环环交叉检验，我们才能最终完成出美好的作品。U型梁的空间效应显著，作为替代箱梁，是改善城市景观、降低工程造价的一道靓丽风景线，定会是工程领域的未来娇子。

[1]重庆轨道交通一号线（朝天门-尖顶坡）工程可行性研究报告（征求意见稿）[R].北京城建设计研究总院有限责任公司，重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司，2006，8:8.

责任编辑：孙苏，李红

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，重庆人，在读硕士研究生，工程师，主要研究方向为城市轨道交通。

郭小宏（1960-），男，重庆人，大学本科，教授，国务院政府特殊津贴专家，主要研究方向为路面结构设计与施工（养护）技术、公路工程项目管理。