浅析城市轨道交通中U型梁施工技术的应用

朱 立

(郑州市轨道交通有限公司)

浅析城市轨道交通中U型梁施工技术的应用

朱 立

(郑州市轨道交通有限公司)

近年来，随着我国经济的快速发展，我国工业化和城市化进程的加快，城市交通状况日益严重，为了谋求城市经济的又好又快发展，城市轨道交通应运而生。在城市轨道交通的建设过程中，U型梁的施工安装相当重要。U型梁具有节省施工成本和节能降低噪音的优点，在城市轨道交通中应用运来越广泛。但是U型梁的抗扭刚度很低，传统的架桥机不能直接应用现代U型梁的架设中，对吊装设备的性能提出来较高要求，目前国内 U型梁的安装主要是采用架桥机、龙门吊和汽车吊进行安装，但距离实际要求还有一定差距。本文笔者根据工程实践经验对城市轨道交通中的U型梁施工技术，简要的谈谈自己的理解和看法。

城市轨道交通；U型梁；施工技术

一、U型梁在地铁施工建设中的作用

近年来，我国国家倡导可持续发展的理念，这种理念不仅体现在经济、资源环境和社会的发展上，还体现在我国城市轨道交通上来。我国特殊的国情决定了我国城市轨道必须走可持续发展的道路。城市轨道的交通的建设，不仅可以缓解城市日益严重的交通状况，促进城市的繁荣发展，还可以缓解城市密集的人口以及住房紧张的局面，在一定程度上提高居民的生活质量。目前，我国城市轨道交通正在如火如荼的进展当中，城市用地紧张，在地面开展交通不仅会加重城市交通拥挤的状况，还会对环境和周边环境造成影响。因此，在地下开展交通线已经被越来越多大中城市所接受。但是，随着城市轨道交通的持续进展，出现了各种各样的问题。首先就是城市轨道交通的建设成本很高，一般为地面建设的两到三倍，而且施工难度很大、施工周期很长，再加上城市轨道交通需要持续的通风和照明在一定程度上也提高了城市轨道交通的建设成本及后期的运营成本，不利于节能减排。而且，如果在城市轨道交通中出现意外事故，人员的疏导和营救难度很大，将会带来不可挽回的损失。因此，我们需要从多个方面、多个角度对城市轨道交通进行综合规划。

而与传统的T型梁和箱梁相比较，U型梁可以很大程度上降低线路标准高度和结构高度，城市轨道交通的结构高度受到高架结构下方的道路净空要求的影响。而U型结构巧妙地解决了这一问题，U型梁不仅降低了路线的高度和车站高度，在一定程度上避免了乘客爬过高的楼梯，而且降低了城市轨道的建设成本以及后期的运营费用。减少了传统的高架结构对现代城市景观的视觉上的冲击和影响。此外，U型梁可以更好的与城市轨道交通设计相融合，在贯穿整个车站的同时，最大限度地采用标准的结构断面。大大减少钢筋混凝土的用量，降低城市轨道交通的工程造价。最重要的是如果在施工或者是行车过程中出现地震等自然灾害，U型梁可以提供安全保证，这是普通的箱梁结构所没有的功能。

二、U型梁的发展现状

在国际的发展历史上来看，U型梁结构最早出现在1952年英国建造的罗什尔汉桥，后来逐渐应用在日本、德国等的铁路和桥梁结构中，其中日本对U型梁做了大量的研究工作，对U型梁的标准设计进行研究和制定。我国U型梁在很多铁路和桥梁中得以应用，如北京的京承线和秦皇岛站的铁路斜拉桥等均使用U型梁结构。如今在我国城市的轨道交通中U型梁得到了一定推广和应用，如上海轨道交通的六号线、南京地铁二号线东延线、郑州地铁城郊铁路等都采用了U型梁的结构形式。从目前U型梁在城市地铁轨道交通的应用现状上来看，U型梁的优势逐渐得以显现，但是由于我国在U型梁的设计和施工方面均处于初步应用阶段，在U型梁的施工技术上还存在着一些问题;

（一）缺乏自主研发能力

目前我国使用的U型梁施工技术主要是从国外引进，我国国内对U型梁的研究与应用起步较晚，虽然也做了大量的实验和研究工作，但是还处于探索阶段，成效还不是很明显。在城市轨道交通中缺乏创新型的专业人才，使得我国自主研发能力很低。

（二）运梁空间不足

在城市轨道交通中U型梁的运输一直困扰着施工人员，除了城市运梁道路受限外，传统的运梁车运梁空间不足，且在运输过程中因受力不均匀极易发生扭曲的现象，在横向和纵向上无法满足现代U型梁的运输要求，对U型梁造成破坏性的影响。因此运梁装备必须有高精度自动控制平衡的性能，从而需要对运梁设备进行重新设计以满足实际需求。虽然随着装备技术的提高，一些运梁和架梁的设备开始使用，但距离实际要求还有一定距离。

（三）加强质量控制

除了前期设计阶段提高设计质量外，在其施工建设中，相关工作人员要认真贯彻落实国家和地方职能部门的质量方针、政策法规、施工图纸和规范，严格执行质量管理体系的规定。作业前必须组织全体施工人员和管理人员参加U型梁的培训、设计交底和作业交底，将U型梁的质量管理体系尤其是质量控制要点要深入人心，同时各个部门之间加强协同合作关系，明确职责，保证质量体系的有效开展。

（四）加强对U型梁的混凝土浇筑、养护管理

U型梁的混凝土浇筑施工是保证U型梁质量的重要施工步骤，在混凝土浇筑之前，对模板进行预先检查，重点是模板的几何尺寸符合设计要求，拼接缝的严密和平整度，外模的螺杆是否拧紧以及各种预埋件位置、数量是否符合设计要求。浇筑过程中要严格按照相关技术规范和技术交底，严格控制好混凝土的搅拌质量、混凝土的浇筑顺序以及混凝土的振捣质量尤其是梁体梁端钢筋加密区和腹板倒角处的振捣。浇筑完成之后，底板和腹板顶面必须及时修整，等到混凝土定浆之后再进行二次加工，如果遇上恶劣天气，必须对混凝土进行加盖防护，在收浆工作完成之后，就应该应用无纺布覆盖底板和腹板顶面，覆盖物不能接触到混凝土的表面，避免出现干缩裂缝的现象，可以采取喷淋等的洒水养护措施，冬季施工时采用蒸汽养护。最后组织专门人员进行验收，混凝土的浇筑必须符合相关的设计要求。加强对U型梁的浇筑和养护工作可以在根本上保证U型梁的质量，保证城市轨道交通建设的顺利进行。

（五）严格控制U型梁的吊装和运输

在U型梁的吊装前，钢筋混凝土的强度、弹模和预设应力有效应力荷载必须达到相关规定。在吊装时，龙门吊吊机需要进行满载试吊，在下钩时进行试刹车实验，在满载实验中确认吊车是否有较大范围的摆动。在起吊U型梁之前，必须将各个吊点的螺帽丝拧紧，检查好之后才可以进行起吊工作，吊机在运输的过程中，必须有专门的人员看管，一旦发生意外立即叫停。另外在地面道路运输时必须采用四点平衡轮胎式运输车辆进行运输，在采用桥面采用轨式运梁车运输时必须保证吊点的受力均匀，同时在运输过程中必须有专人防护，防止在运输中出现意外。U型梁的架设一般地段区间采用架桥机架设，在小曲线半径（如半径350m）以及出入线等单线时采用汽车吊进行吊装，作业人员必须经过培训合格后持证上岗，吊装过程中必须按照相关设备操作规程进行吊装作业，确保U型梁吊装的顺利进行。

结语：目前，我国城市轨道轨道交通中高架部分采用U型梁结构逐渐增多，U型梁与传统的梁型相比，不仅可以节省工程的成本、具有良好的降低噪音的效果之外，还在一定程度上起到节能减排的作用。在城市轨道中使用U型梁结构可以保证整个工程的施工质量，对现代城市的发展具有不可估量的作用。

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