地铁高架桥U型梁预制施工技术

地铁高架桥 U型梁预制施工技术
摘要：现如今，社会不断进步，经济飞速发展，使得中国轨道交通建设事业
得到快速发展，轨道规模及交通运载能力均得以扩大和增强，相应的也提升了对
轨道交通工程施工技术的具体要求。

城市轨道交通作为一种新型的轨道交通形式，凭借着高效、安全及便捷等优势，被广泛应用在现代化城市建设当中，地铁高架
桥工程数量也慢慢增多。

U型梁属于一种新型的预应力砼桥梁形式，相较于传统
施工技术，它具有施工经济性、外形美观以及施工简捷性等优势。

基于此，文章
就对地铁高架桥U型梁预制施工技术进行了详细研究与分析。

关键词：地铁高架桥；U型梁；预制施工技术
前言：现如今，城市化进程被逐步推进，U型梁凭借着自身的独特优势在地
铁高架桥中获得广泛应用。

为此，文章结合实际案例，对地铁高架桥U型梁预制
施工技术进行了深入而全面分析。

1关于U型梁
城市轨道交通的敷设方式共有两种：地下线路和高架线路。

前者的建造与运
营成本都高于后者。

如今，我国大部分中型和大型城市的轨道交通形式都在向着
高架线路形式发展。

另外，在选择的高架线路桥梁上部分的结构形式时，会影响
整个线路结构安全、能源损耗、外观及工艺等方面。

如今，已经出现了一种外形
美观、功能较好的U型梁，其既可以解决常见的腹板底板交界处应力过大问题，
还可以降低结构的建筑高度，提高断面空间利用率，另外还能有效隔断轮轨运行
的噪音。

所以，高架线路在我国逐渐得到广泛的应用。

2关于U型梁特征
U型梁是在槽型梁的基础上发展演变而来的，因此与槽型梁相比，U型梁更
加先进、更符合时代发展要求，其不仅具备槽型梁的结构特征和使用有点，还有
许多独特优点，包括降噪能力强高、美观性强、运营及建设成本低廉、可利用率高以及安全性高。

2.1降噪能力强高
U型梁将轨道包裹在内，使行驶中的列车与外界接触变少，降低了列车行驶所产生的噪音，原理是噪音遭到腹板的多次弹射，能量在弹射过程中被削减，许多研究数据表明，U型梁与箱型梁相比，其降低噪音的能力更强。

2.2美观性强
U型梁结构为下承式，这种结构降低了施工时的车站高度，具有很美观的线条和外形，整个建筑可以将经过的列车顶部漏出，而翼缘板与腹板则将不甚美观的桥面遮挡住，在视觉效果上使人赏心悦目。

2.3运营及建设成本低廉
U型梁具有降低建筑高度、缩小横截面积的特点，因此建设时可以尽可能缩短工期，计划用料，从材料和时间两个方面节约建设用成本。

另外，U型梁具备很好的降噪功能，相当于一个声音屏障将大部分噪音与外界隔绝，一般情况下，声音屏障可以持续发挥作用长达15年，假设轨道交通的使用寿命为100年，则需要更换6次以上的声音屏障才能满足隔绝噪音的要求，但U型梁形成的声音屏障不需要更换，因此极大程度上降低了轨道交通后期运营的成本支出。

2.4可利用率高
因以往箱梁的桥面部分附属结构较多、较复杂、因此在设计阶段应对其进行特殊设计。

但U型梁在很大程度上加大了断面空间利用程度，可以在断面下部铺设一些线路，如信号线、电缆等，主梁的翼缘板部位可建成紧急疏散通道，以应对危险情况下的大规模人员疏离。

3实际案例分析
3.1工程概述
一、工程概况
上海轨道交通17号线工程，工程线路走向为：东起虹桥火车站，沿崧泽大道南侧平行西行跨越G15 沈海高速公路后接转沿盈港东路、盈港路西进青浦城区、淀山湖新城，进入朱家角地区后走向沿318 国道南侧平行至东方绿舟，全程35.30 公里，共设13 站。

高架梁采用简支“U”形梁结构，梁型复杂繁多，标准跨跨径主要采用25m、30m、35m，以30m 为主。

结构为单线U 形梁和车站梁；一般轨道结构的30m 及以下桥跨均采用先张法预应力，30m 以上桥跨采用先后张预应力。

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型梁生产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。

在技术质量方面，U 梁强电、弱电、疏散平台、漏缆卡具等预埋件均采用槽式预埋件，该梁预制不仅对槽式预埋件安装精度提出较高质量要求，而且对槽式预埋件固定方式的设计、施工、工装配置等均提出了更高的质量标准要求。

3.2施工工艺流程
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→预张拉→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。

3.3关键性施工工作
3.3.1钢筋施工要点
1.U型梁内钢筋种类繁多，形状复杂，加工的难度大，为了使钢筋加工的外形尺寸精度偏差满足设计及规范要求，施工班组制作了钢筋加工胎模具，以及检测模具，钢筋加工完成必须经过检测合格后才允许进行绑扎施工。

钢筋绑扎和安装时，以设计的钢筋排列间距在绑扎胎具上刻阴槽定位，保证钢筋的排放绑扎位置准确。

2.绑扎钢筋时应符合下列要求：钢筋在相交点处，应用扎丝绑扎牢固。

钢筋网片中间的交点可间隔梅花式跳扎，但网片四周最外侧两行钢筋交叉处都应绑扎
牢固，不得跳扎、漏扎。

且扎丝的末端要弯入钢筋箍筋内，不能伸向保护层方向，避免扎丝生锈影响结构的耐久性；绑扎钢筋时，应在钢筋笼的底部和外侧侧部设
置混凝土垫块，以确保钢筋保护层的厚度，混凝土垫块的强度、颜色要与梁体一致。

3.绑扎好的梁体钢筋骨架应牢固稳定，不得出现散架松动的现象。

已绑扎好
的钢筋骨架上不得随意上人或堆放其他重物。

4.钢筋保护层垫块的间距应满足规
范及施工工艺要求，一般间距为500mm-800mm梅花形布置。

3.3.2模板施工要点
1.底模建造。

在底模建造过程中，要采取科学手段确定分段模式，结合梁长
等因素的影响设计方案；设计底模时应对照台座所需最大梁长，在梁身底模侧面
进行安装固定操作。

2.外模建造。

U型梁外模依照特征区分可分为两种类型，一种为外腹板，另
一种为内腹板。

通常情况下将外腹板安装在模板外侧，将内腹板安装于模板内侧；若模板长度与标准梁长相同，则需要将外模分成两段，一段为支座段，一段为梁
身段，并使用合理办法使二者顺利衔接；若模板长度并非标准梁长，可以将变化
段设置到梁身段，使用合理办法使二者顺利衔接，还应落实配置工作。

3.内模建造。

因U型梁的截面内外侧不同，有外腹板内模和内腹板内模两种；在建造时，内部板的拆卸、重装需要液压机的辅助。

4.端模建造。

U型梁具有嵌入式结构的特点，端模镶嵌于内外模之间，可以
借助控制端模位置的方式控制梁长；与U型梁腹板对比，两侧端模的外形、长短
应与腹板一致，且应防止浇捣时发生漏浆，避免影响效果；结束组装模板施工后，应反复检验各项参数，例如标高等，随后开展误差控制和补救工作，将建筑误差
控制在合理范围内。

3.3.3模板的安装及验收
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。

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。

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。

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。

4.3混凝土工序施工要点
4.3.1混凝土的拌制
1.梁体混凝土的拌制采用HZS90型搅拌站自拌，混凝土的坍落度控制在160-180mm，坍落度控制在170-190mm，在施工过程中根据现场实际情况做适当调整，
混凝土的原材料必须经过复检合格后方能进场使用。

2.混凝土拌制前对各类衡器进行检查，并应对骨料经常进行含水率测定，以
调整骨料和用水量。

3.混凝土搅拌生产时，必须严格按实工地验室签发的混凝土施工配合比通知
单所规定的各类材料配料，不得随意变更。

4.制备混凝土的原材料，应按粗、细骨料规格分仓堆放，并按级配要求进行
分级称量。

5.混凝土拌和物应搅拌均匀，颜色基本一致。

确保同一榀U型梁的混凝土表
面无明显色差。

4.3.2混凝土的运输
混凝土搅拌完成后采用两台10立方的搅拌运输车自搅拌站运送至生产台座
浇筑现场，运送途中混凝土罐体应以2-4r／min的慢速旋转搅拌，保证混凝土的
均匀性。

4.3.3混凝土的浇筑
1.混凝土浇筑前，应对U型梁的内外模板进行测量、并组织检查验收；对每
榀梁内预埋的不同种类的槽式预埋件，应组织专项检查验收，保证每个预埋件的
安装精度满足设计及规范要求，避免错埋漏埋；验收合格后在模板表面喷水湿润，但必须保持模板内部清洁、无积水出现。

2.混凝土浇筑采用两台混凝土地泵通过布料机泵送入模。

3.梁体混凝土浇筑时先浇底板，底板由梁一端向另一端浇筑；底板混凝土浇
筑完成后要静停1h左右，待底板混凝土达到一定强度，能支撑腹板混凝土浇筑
产生的压力方可分层浇筑腹板混凝土。

一次性连续浇注的混凝土水平分层厚度不
应超过50CM，直至梁体混凝土浇筑完成。

4.混凝土的振捣采用插入式振捣棒和附着式高频振动器相结合振捣的方式。

底板混凝土振捣时，以插入式振捣棒振捣为主；两侧腹板混凝土以安装在内外侧
模上的附着式振动器振捣为主，插入式振捣棒振捣为辅，插入式振捣棒振捣应注
意振捣深度避免底板漏浆。

5.U型梁体混凝土浇筑施工完毕后，及时对底板表面和腹板顶面混凝土进行
收平，只需粗抹平即可，腹板顶面必须用铁抹子二次收面压光，防止出现表面收
缩裂纹。

6.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，用
来评定梁体混凝土强度，其中三组试验，一组备用；其余4组随梁养护，为拆模、预应力张拉施工控制试件。

4.4预应力建造
当梁体混凝土强度达到预设的80%之后，即可开展初步U型梁张拉作业，当
梁体混凝土强度与预设相符时，则开展最终的U型梁张拉作业。

整个张拉作业过
程中应采取双控原则，严格控制张拉伸长值的误差，若误差过大，应第一时间松
开钢绞线，检查问题后再继续作业。

另外，张拉作业全部结束后应开展荷载测试，测试油压等是否正常。

同时，还要严格按照标准控制张拉环节的施工质量，严禁
钢绞线超张拉等现象的产生，张拉作业全部结束后，应在2h之内开展管道真空
压浆作业；为确保该阶段作业质量，压浆前应清理掉管道内残存的杂物；压浆时，需将水泥浆压力控制在0.70MPa之内。

经过滤网后再压进管道之内。

结束语：
现阶段，我国地铁高架部分使用U型梁结构已成为大势所趋，U型梁与其他
梁型相比而言，具备造价低、降噪效果好、工期短等多重优势，而且U型梁的建
造过程对于环境非常友好，污染小、能耗少，保护了施工地周围的环境。

在城市
轨道的建设计划中加入U型梁结构可以很好地提高工程质量，帮助城市交通的发展，促进城市经济进步。

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