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摘要：随着城市轨道交通工程的快速发展,U型梁越来越多的用于高架桥线路,U型梁结构形式新颖,截面尺寸多变,施工工艺较为复杂。因建设项目相对较少,施工经验缺乏,U型梁的预制、运输及架设施工工艺,需进行专项研究,进一步完善提升。本文对U型梁在城市轨道施工中的应用及预制技术进行了探讨。
关键词：U型梁；城市轨道；施工应用
引言：U 型梁是由法国SYSTＲA( 赛事达) 公司首创，国内最早应用于上海轨道交通，因其防噪音、防脱轨、造价低廉、外形美观等特点，在经国内设计院改良后逐渐推广应用到南京、重庆、山东、郑州等城市轨道交通领域。
一、U型梁施工基本特点分析
在梁体预制方面，U型梁主要有如下特点，U型梁采用后张拉生产工艺生产，U型梁钢筋绑扎定位的精度要求高，混凝土浇筑属于薄壁精细构件，U型梁较弱，预制过程中必须保证受力均匀，且除防迷流筋外，其余钢筋均不要的焊接，因此对钢筋绑扎的位置、间距、保护层厚度控制极为严格，U型梁为薄壁开口结构，梁体抗扭刚度差，同时由于梁体荷载大部分由预应力承担，因此对后张拉预应力质量要求较高，从以上可以看见，U型梁预制工艺中的过程控制是保证质量合格的首要工作。防止裂纹、裂缝、气泡、蜂窝及麻面等病害的产生。
二、与传统箱梁方案的施工对比分析
U型梁与传统箱梁的施工差异是全方面的，首先从截面选择的角度分析，传统箱梁的截面设计以闭口薄壁截面设计为主，具有较高的抗扭刚度，并且与T形截面相比，其具截面效率指标也更高；其次，箱梁施工的地板面积和顶板面积较大，更有利于正负弯矩的有效承担，也更容易满足配筋设计的实际需要。鉴于箱梁施工结构性能优越的基本特性，其在桥梁工程设计中有着广泛的应用，是桥梁设计最为常见的截面设计形式。
U型梁则是一种相对新颖的预应力混凝土桥梁形式，其截面设计以开口薄壁截面为主，结构方面主要由底板、衡梁和腹板构成，归属于下承式预应力混凝土桥梁的一种。与传统箱梁工艺相比，U型梁工艺的施工成本更低，施工更加便捷、桥梁外形更加美观，且梁体更加轻盈、降噪效果良好，更加契合现代城市轨道交通工程的建设发展需求。
三、U型梁在地铁高架桥工程中的施工应用
目前，地铁高架桥工程施工以后张法预应力简支箱梁技术最为成熟和完善，其具有较为完善的施工技术体系故而应用广泛。与此相比，U型梁施工技术的施工应用仍处于起步发展阶段，客观存在着一定的施工应用难度。文章即从二者的施工差异入手，就U型梁施工技术的应用，发表几点看法，具体内容如下：
3.1制梁台施工分析
制梁台作为地铁高架桥工程的施工基础，在地铁高架桥工程施工中占据着重要的地位。为进一步提高制梁台施工质量，工程建设单位应根据现场地基土质情况，科学确定工程施工技术。通常来说，工程建设单位可使用30.0cm石灰土（5.0%）搭配60.0cm石灰土（8.0%）的方式进行换填，并根据95%路基压实度标准进行施工，以确保基底具有标准要求的密实度和承载力。上述施工作业完成后，施工人员还应使用强度为C15的混凝土材料进行垫层硬化，混凝土层厚度应控制在10.0cm左右。另外，工程施工过程中，施工人员应在台座四周设置相应的排水沟，以避免施工过程中，出现地基被水浸泡损坏的问题发生，确保工程施工质量。
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3.2模板工程施工分析
模板工程施工也应该根据工程施工要求确定施工方案，以确保施工顺利进行和施工质量。上述施工案例中，U型梁模板施工采用整体式、全钢结构方案进行，模板整体由底板、内模、外模、内模支撑、端模以及内外膜移动系统构成。
底模施工选择全钢结构进行，模板骨架使用140.0mm×8.0mm工字钢组成，骨架间距30.0cm，底模面板由10.0mm钢板构成。底板施工过程中，施工人员需依据中线位置控制调整底板中心位置，随后确定底模水平标高，最后通过焊接的方式完成底模的固定。综合U型梁内外梁施工特点和施工需求，U型梁内外模板与支架衡梁的连接选择液压控制铰接模式，移模支架与支架衡梁间使用螺杆完成连接，进而使内模支架衡梁、侧膜和移模支架形成一个相对完整的整体。脱模施工阶段，施工人员直接控制移模支架将内外模结构整体移动至下一制梁台。侧膜与底板间的连接则采用螺栓连接的方式完成，同时二者间还需设置相应的密封胶条，以确保施工质量。
端模施工以嵌入式结构施工为主，即端模镶嵌于内外膜中间，实际梁长有端模位置进行控制。从端模施工实践的角度分析，由于图纸技术要求差异，梁端长短具有多种形式，并且端模分段和形状也会较为复杂。此时，施工人员应重点控制端模与内外膜连接的契合性和完整性，以避免漏浆问题的发生。
3.3钢筋工程施工分析
对于地铁高架桥钢筋工程来说，钢筋加工和钢筋绑扎施工是其核心的工作环节，对比箱梁施工和U型梁施工，二者对应的钢筋工程并无明显差异，这部分的施工重点主要在于钢筋施工的质量控制方面。
首先，在钢筋绑扎阶段，为进一步提高钢筋定位精准度和钢筋绑扎速度，施工单位可选择制作胎膜的方式辅助施工。正式绑扎施工前，施工人员应根据施工图纸要求对钢筋绑扎顺序和钢筋排列间距进行确定，并通过画线的方式在底模上进行定位。
其次，对于U梁端部钢筋绑扎施工来说，受箍筋、纵向钢筋以及预埋件的复杂性影响，U梁端部钢筋绑扎施工存在着较大的施工难度。针对这一问题，施工人员应重点把握主筋的绑扎施工，借助胎膜降低绑扎施工难度，提高工程施工质量。
3.4混凝土工程施工分析
正式混凝土施工前，施工人员应对模板工程进行全面的检查，重点检查模板拼缝的完整性，避免漏浆问题的发生。同时，施工人员还应对模板进行清理，确认模板清洁、无积水后方可进行混凝土工程施工。
混凝土配制阶段，施工人员应重点控制混凝土配合比的科学性，以确保混凝土材料质量。混凝土材料配合比应通过严谨的配合比试验确定，并且在混凝土配制过程中，施工人员不得随意篡改。混凝土施工使用前，施工人员应对混凝土坍塌度进行检查，同时观察混凝土颜色是否发生变化，如混凝土材料存在质量问题，则禁止在工程施工中使用。
混凝土浇筑阶段，施工单位应根据工程现场实际情况，科学制定混凝土浇筑方案，以确保浇筑施工连续、完整。同时，对于部分复杂的混凝土浇筑施工作业，施工人员还应通过分段、分层的方式，降低工程施工难度，提高U型梁混凝土浇筑施工质量。
3.5混凝土养护施工分析
对于地铁高架桥工程来说，其混凝土养护以蒸汽养护为主，具体分为静养、升温、恒温以及降温四个阶段进行。静养阶段，施工人员应严苛控制棚温，最低温度不得低于5℃，保持这一状态4h 后才可进行升温；升温阶段，施工人员应对升温速度进行严格控制，最大升温速度不应超过10℃ /h；恒温阶段，施工人员应对蒸汽温度进行控制，最高温度不可超过45℃；降温阶段，施工人员需对降温速度进行严格控制，最大降温速度不得超过10℃ /h。蒸汽养护后，施工人员还应进行一段时间的自然养护，以降低混凝土施工质量问题的发生概率。
四、结束语
综上所述，随着城市现代化建设进程不断加快，地铁交通工程数量越来越多，地铁高架桥工程也随之增多。在这种环境背景下，施工单位应进一步加强对地铁高架桥施工技术的探索，通过U 型梁预制施工技术的应用，降低地铁高价桥工程施工成本，提高地铁工程整体性能，促进我国地铁轨道工程的进一步发展。
参考文献：
[1]郭剑.城市轨道交通U型梁预制施工关键技术[J].铁道建筑技术,2017(07):66-70.
[2]杨兰.浅谈薄壁U型梁现场(线下预制)预制施工技术[J].工程建设与设计,2017(04):158-161.
论文作者:刘新
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/9
标签：混凝土论文; 钢筋论文; 施工人员论文; 高架桥论文; 工程论文; 截面论文; 工程施工论文; 《防护工程》2018年第36期论文;