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摘要：本文系统地介绍了简支地铁U型梁的预制施工流程后主要工序施工质量控制要点。
关键词：地铁；简支U型梁；工艺
Abstract: this paper introduces simply supported the subway U beam precast construction process of the main process after construction quality control points.
Key words: the subway; Jane a u-shaped beam; process
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1、 前言：
重庆市轨道交通一号线（沙坪坝～大学城段）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，起始于沙坪坝，穿过中梁山后，沿着规划的科技大道北线至终点大学城车站。线路全长约20.18km，其中地下段长度为6.37km，高架段长度为13.81km，其中高架简支U梁有404跨，7.33km。线路设计情况为：最大时速100km/h，最小平曲线半径R=800m，最小竖曲线半径R=1000m，最大纵坡5%。U型梁混凝土设计强度为C55，梁体底板为行车面，腹板内侧预埋有通信、信号、隔音等預埋件。U型梁的类型根据线路的线型变化主要分直线梁、曲线梁两种，梁长在15.621~30m范围内。
简支U型梁为薄壁结构，底板作为车辆运行的承重结构，其厚度最大厚度仅26mm，梁体的质量直接关系到结构安全和车辆行驶安全。因此，U型梁施工不仅要考虑梁体受力情况，还要充分考虑梁体结构的耐久性。U型梁的结构外形精度要求非常高，如梁长±10mm，梁高±10mm，底板厚度0~10mm，翼缘内空0~5mm。所以U型梁生产对场地、设备及工艺都有特别的要求，生产场地既要满足施工流水作业，又要满足80榀梁的存梁要求；设备采用专用的生产台座和特制的液压模型；预制施工必须满足U型梁的特殊工艺要求。
2、U型梁生产工艺流程
U型梁预制施工工艺流程为：底模清理→钢筋绑扎、波纹管及预埋件安装→模板安装→混凝土浇筑→混凝土蒸汽养护（根据实际情况）→拆模→初张拉→混凝土自然养护→终张拉→压浆、封端。
3、U型梁预制施工工艺
3.1、钢筋及预应力管道安装：
（1）U型梁钢筋种类繁多，形状复杂，为了保证钢筋加工的外形尺寸满足规范要求，梁场制作钢筋加工胎模具两套。绑扎和安装之前，按施工图做好钢筋排列间距的标尺和在胎模具上划线定位。
（2）为保证钢筋的保护层厚度，应在钢筋与模板间设置垫块，垫块应与钢筋扎牢，垫块应有足够的强度，并相互错开。垫块宜采用垫块来保证保护层厚度，厚度应严格按照设计图纸的要求；垫块可根据确定的保护层厚度及需要控制的主筋分别制作，以满足不同规格钢筋，不同保护层厚度的需要，钢筋保护层垫块的间距宜控制在双向间距@500mm～@800mm。垫块颜色与混凝土表面颜色接近。
（3）预应力筋管道形成。预应力筋管道形成采用内径50mm、60mm、70mm和80mm的塑料波纹管成孔，当孔道穿10束钢绞线时采用80mm波纹管，当孔道穿9束钢绞线时采用70mm波纹管，当孔道穿7束钢绞线时采用60mm波纹管，当孔道穿4束钢绞线时采用50mm波纹管。为保证预应力管道的平顺，在进行钢筋绑扎时，当梁体钢筋与预应力管道相碰时，可适当移动梁体普通钢筋。鉴于本U型梁腹板钢筋构造不同，定位网钢筋间距不得大于500mm，绑扎完毕后应立即穿入波纹管，波纹管编扎后应保证顺直，位置准确，距跨中4m范围内波纹管偏离设计位置不大于4mm，其余不大于6mm，锚端管道与锚垫板应垂直。
3.2、模板安装
为提高生产效率，每个生产台座配底模一套；侧模、端模和内模为每条生产线用一套。模型进场后对模型进行细致全面的检查，并进行试拼装。模板安装允许误差见模板安装允许误差表。拼装结束后对模型进行检查，并将检查结果记录。
（1）模板施工工艺流程：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。
（2）安装侧模板时，应防止模板移位变形，其两侧模板用拉杆固定。
（3）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、混凝土浇筑
（1）混凝土的配制
U型梁设计使用年限为100年，混凝土强度等级为C55。为保证结构耐久性及张拉后成品梁的几何尺寸，对混凝土的强度及弹性模量也有严格要求，混凝土的坍落控制在160～180mm，配合比为水泥：细骨料：粗骨料：水：外加剂=1.00：1.47：2.31:0.31:0.01。
（2）混凝土的浇筑
①混凝土浇筑前，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。
②混凝土应从一侧梁端向另一侧梁端依次进行，先底板后腹板，水平分层、纵向分段浇筑。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。如此时遇不良气候时，应用彩条布或无纺布及时将外露面加盖防护，但在开始养生前，覆盖物不得接触混凝土面。
③每榀梁制作8组混凝土强度试件，其中4组随梁蒸养后进行标准养护28天以评定混凝土强度其中三组试验，一组备用；其余4组随梁养护，为施工控制试件；制作2组弹性模量试件，随梁养护，其中1组标准养护28天以评定混凝土弹性模量，另1组随梁养护，为施工控制试件。
3.4 U型梁的养护
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。
①蒸汽养护：蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段：静停4～6小时，静停时,如环境气温低于5℃,可适当通入蒸汽保持养护罩内温度为10～15℃；升温速度≤10℃/h；恒温温度控制在35～45℃之间；降温速度≤10℃/h。蒸汽养护期间混凝土芯部与表层、表层与蒸汽温差不应超过15℃。
②自然养护：梁体顶板表面采用麻袋或土工布覆盖洒水。内腔、翼缘板底面、侧面、梁端均直接洒水养护。养护用水温度与梁体混凝土表层温度之差不超过15℃，梁体洒水养护次数应能保持混凝土表面充分潮湿为度。当环境温度低于5℃时，用土工布或麻布等保温材料覆盖，禁止对混凝土洒水。为避免由于U型梁养护不到位造成表面浅层裂纹，必须加强混凝土早期养护。浇筑完混凝土要及时养护，防止干缩，冬季施工期间要及时覆盖养护，防止冷缩裂缝产生。
3.5 U型梁张拉、压浆、封锚
U型梁对几何尺寸要求非常高，对不同时间张拉后梁体变形量有严格要求。U型梁张按初张拉和终张拉两个阶段进行。初张拉在梁体混凝土强度达到设计值75%后进行，终张拉在混凝土强度达到设计值100%及弹性模量达到95%后，且龄期不少于8天时进行。张拉采用应力控制为主，伸长量作校核的双控制，实际值与理论相比较应保持在±6%内。
张拉完成后24小时内完成压浆，水泥浆强度不低于M40，并掺入防锈剂，注意保持压浆孔和排气孔的通畅。压浆完成后及时封锚，封锚混凝土强度等级为C55，封端范围内采用防水涂料进行防水处理。
4、结语
U型梁预制施工每道工序都应严格按照作业指导书及生产工艺规程中的要求进行施工，每道工序质量的好坏都会影响到成品梁的质量。因此U型梁施工时必须严格控制进场原材料的质量，加强对各工序施工人员的技术培训，保证每榀U型梁的质量满足设计要求。
参考文献：
【1】吴为爱 《32m预应力混凝土槽型梁施工技术研究》、铁道工程学报2004年6月第2期
【2】张兴杰 《预应力混凝土槽型梁应用及研究综述》、山西建筑2006年3月
【3】贺恩怀 《槽型梁在城市轨道交通中的应用》、铁道工程学报2003年6月第2期
【4】刘彦明 《上海轨道交通6号线槽型梁设计【J】》科技交流，2004（1）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：地铁；简支U型梁；工艺
Abstract: this paper introduces simply supported the subway U beam precast construction process of the main process after construction quality control points.
Key words: the subway; Jane a u-shaped beam; process
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1、 前言：
重庆市轨道交通一号线（沙坪坝～大学城段）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，起始于沙坪坝，穿过中梁山后，沿着规划的科技大道北线至终点大学城车站。线路全长约20.18km，其中地下段长度为6.37km，高架段长度为13.81km，其中高架简支U梁有404跨，7.33km。线路设计情况为：最大时速100km/h，最小平曲线半径R=800m，最小竖曲线半径R=1000m，最大纵坡5%。U型梁混凝土设计强度为C55，梁体底板为行车面，腹板内侧预埋有通信、信号、隔音等預埋件。U型梁的类型根据线路的线型变化主要分直线梁、曲线梁两种，梁长在15.621~30m范围内。
简支U型梁为薄壁结构，底板作为车辆运行的承重结构，其厚度最大厚度仅26mm，梁体的质量直接关系到结构安全和车辆行驶安全。因此，U型梁施工不仅要考虑梁体受力情况，还要充分考虑梁体结构的耐久性。U型梁的结构外形精度要求非常高，如梁长±10mm，梁高±10mm，底板厚度0~10mm，翼缘内空0~5mm。所以U型梁生产对场地、设备及工艺都有特别的要求，生产场地既要满足施工流水作业，又要满足80榀梁的存梁要求；设备采用专用的生产台座和特制的液压模型；预制施工必须满足U型梁的特殊工艺要求。
2、U型梁生产工艺流程
U型梁预制施工工艺流程为：底模清理→钢筋绑扎、波纹管及预埋件安装→模板安装→混凝土浇筑→混凝土蒸汽养护（根据实际情况）→拆模→初张拉→混凝土自然养护→终张拉→压浆、封端。
3、U型梁预制施工工艺
3.1、钢筋及预应力管道安装：
（1）U型梁钢筋种类繁多，形状复杂，为了保证钢筋加工的外形尺寸满足规范要求，梁场制作钢筋加工胎模具两套。绑扎和安装之前，按施工图做好钢筋排列间距的标尺和在胎模具上划线定位。
（2）为保证钢筋的保护层厚度，应在钢筋与模板间设置垫块，垫块应与钢筋扎牢，垫块应有足够的强度，并相互错开。垫块宜采用垫块来保证保护层厚度，厚度应严格按照设计图纸的要求；垫块可根据确定的保护层厚度及需要控制的主筋分别制作，以满足不同规格钢筋，不同保护层厚度的需要，钢筋保护层垫块的间距宜控制在双向间距@500mm～@800mm。垫块颜色与混凝土表面颜色接近。
（3）预应力筋管道形成。预应力筋管道形成采用内径50mm、60mm、70mm和80mm的塑料波纹管成孔，当孔道穿10束钢绞线时采用80mm波纹管，当孔道穿9束钢绞线时采用70mm波纹管，当孔道穿7束钢绞线时采用60mm波纹管，当孔道穿4束钢绞线时采用50mm波纹管。为保证预应力管道的平顺，在进行钢筋绑扎时，当梁体钢筋与预应力管道相碰时，可适当移动梁体普通钢筋。鉴于本U型梁腹板钢筋构造不同，定位网钢筋间距不得大于500mm，绑扎完毕后应立即穿入波纹管，波纹管编扎后应保证顺直，位置准确，距跨中4m范围内波纹管偏离设计位置不大于4mm，其余不大于6mm，锚端管道与锚垫板应垂直。
3.2、模板安装
为提高生产效率，每个生产台座配底模一套；侧模、端模和内模为每条生产线用一套。模型进场后对模型进行细致全面的检查，并进行试拼装。模板安装允许误差见模板安装允许误差表。拼装结束后对模型进行检查，并将检查结果记录。
（1）模板施工工艺流程：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。
（2）安装侧模板时，应防止模板移位变形，其两侧模板用拉杆固定。
（3）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、混凝土浇筑
（1）混凝土的配制
U型梁设计使用年限为100年，混凝土强度等级为C55。为保证结构耐久性及张拉后成品梁的几何尺寸，对混凝土的强度及弹性模量也有严格要求，混凝土的坍落控制在160～180mm，配合比为水泥：细骨料：粗骨料：水：外加剂=1.00：1.47：2.31:0.31:0.01。
（2）混凝土的浇筑
①混凝土浇筑前，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。
②混凝土应从一侧梁端向另一侧梁端依次进行，先底板后腹板，水平分层、纵向分段浇筑。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。如此时遇不良气候时，应用彩条布或无纺布及时将外露面加盖防护，但在开始养生前，覆盖物不得接触混凝土面。
③每榀梁制作8组混凝土强度试件，其中4组随梁蒸养后进行标准养护28天以评定混凝土强度其中三组试验，一组备用；其余4组随梁养护，为施工控制试件；制作2组弹性模量试件，随梁养护，其中1组标准养护28天以评定混凝土弹性模量，另1组随梁养护，为施工控制试件。
3.4 U型梁的养护
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。
①蒸汽养护：蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段：静停4～6小时，静停时,如环境气温低于5℃,可适当通入蒸汽保持养护罩内温度为10～15℃；升温速度≤10℃/h；恒温温度控制在35～45℃之间；降温速度≤10℃/h。蒸汽养护期间混凝土芯部与表层、表层与蒸汽温差不应超过15℃。
②自然养护：梁体顶板表面采用麻袋或土工布覆盖洒水。内腔、翼缘板底面、侧面、梁端均直接洒水养护。养护用水温度与梁体混凝土表层温度之差不超过15℃，梁体洒水养护次数应能保持混凝土表面充分潮湿为度。当环境温度低于5℃时，用土工布或麻布等保温材料覆盖，禁止对混凝土洒水。为避免由于U型梁养护不到位造成表面浅层裂纹，必须加强混凝土早期养护。浇筑完混凝土要及时养护，防止干缩，冬季施工期间要及时覆盖养护，防止冷缩裂缝产生。
3.5 U型梁张拉、压浆、封锚
U型梁对几何尺寸要求非常高，对不同时间张拉后梁体变形量有严格要求。U型梁张按初张拉和终张拉两个阶段进行。初张拉在梁体混凝土强度达到设计值75%后进行，终张拉在混凝土强度达到设计值100%及弹性模量达到95%后，且龄期不少于8天时进行。张拉采用应力控制为主，伸长量作校核的双控制，实际值与理论相比较应保持在±6%内。
张拉完成后24小时内完成压浆，水泥浆强度不低于M40，并掺入防锈剂，注意保持压浆孔和排气孔的通畅。压浆完成后及时封锚，封锚混凝土强度等级为C55，封端范围内采用防水涂料进行防水处理。
4、结语
U型梁预制施工每道工序都应严格按照作业指导书及生产工艺规程中的要求进行施工，每道工序质量的好坏都会影响到成品梁的质量。因此U型梁施工时必须严格控制进场原材料的质量，加强对各工序施工人员的技术培训，保证每榀U型梁的质量满足设计要求。
参考文献：
【1】吴为爱 《32m预应力混凝土槽型梁施工技术研究》、铁道工程学报2004年6月第2期
【2】张兴杰 《预应力混凝土槽型梁应用及研究综述》、山西建筑2006年3月
【3】贺恩怀 《槽型梁在城市轨道交通中的应用》、铁道工程学报2003年6月第2期
【4】刘彦明 《上海轨道交通6号线槽型梁设计【J】》科技交流，2004（1）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。