论城市轨道交通工程中槽形梁施工技术的应用
摘要:本文作者对上海市轨道交通6号线工程高架槽型梁的施工技术进行了阐述，总结分析了槽型梁整体浇筑和预应力单端张拉的施工技术。
关键词:槽形梁，混凝土，预应力
0引言
上海市轨道交通6号线工程五莲路站-博兴路站为噪音敏感区，该段为线路由高架转入地面敞开段的过渡段，线路高度较为控制，因此本段采用建筑高度低的槽型梁，以便于压低线路标高，改善高架线路纵断面，有效缩短敞开段长度。槽型梁示意图如下：
轨道交通车辆行驶于槽型梁两侧腹板中间，轮轨行走系统的噪音受到两侧主梁上翼缘及腹板阻隔，在一定程度上可减少车辆噪声对周围环境的影响，结合声屏障的设置，噪音将大幅度降低。同时，两侧主梁能够防止列车出轨及倾覆下落，给行车安全提供更加可靠的保证。从景观效果来看，其外观线形流畅、美观，并且主梁上翼缘及腹板可以遮挡外观较差的行走系统。
槽型梁是一种复杂的空间结构，属板梁组合结构，其受力情况也相当复杂。作为下承式预应力混凝土结构，具有开口构件受扭性能差、主梁腹板受力与道床板板连接构造复杂等特点。因本线槽型梁构造宽度及跨度相对较大，国内也缺乏相关具体实际经验，设计与施工有很大难度。
1排架搭设
1.1荷载计算
槽型梁排架采用Ф48×3.5mm钢管搭设。由于上部荷载分布不均，荷载计算分为中间底板部分和两侧纵梁部分。
静载：（1）现浇槽型梁自重G1K=（中间部分）=9.5KN/m2；（两侧纵梁部分）=28.3KN/m2；
（2）模板及格栅重G2K=（中间部分）=0.5KN/m2；（两侧纵梁部分）=1.5KN/m2；
活载：（1）施工荷载Q1K=0.6KN/m2
（2）风荷载ω=βμSμZΩo=1.0×1.14×0.55=0.63KN/m2
1.2单根立杆承载力及稳定计算
1.2.1.单根立杆所承担计算荷载N
假定（中间部分）立杆间距700×700；（纵梁部分）立杆间距450×700；横杆步距1.8米共4步，立杆高7.5米。
则单根立杆负担上部荷载面积S=0.42m2（中间部分）；S=0.26m2（纵梁部分）；单根立杆所负担自重及附加横杆重：qg=0.4KN；
单根立杆承担的计算荷载N=[1.2（G1K+G2K）+1.4Q1K+1.4×0.85ω]×S+qg
a.（中间部分）=[1.2×（9.5+0.5）+1.4×1.0+1.4×0.85×0.63]×0.42+0.4
=13.57×0.42+0.4=6.10KN
b.（纵梁部分）=[1.2×（28.3+1.5）+1.4×1.0+1.4×0.85×0.63]×0.26+0.4
=37.35×0.26+0.4=10.11KN
1.2.2.立杆稳定判断：∮48×3.5mm的钢管立杆按步距1.8米，查表知排架单根立杆按搭接方式连接的允许荷载为11KN，大于计算荷载10.11KN，故立杆稳定。
1.3排架设置
在中间部分排架间距为70cm×70cm(横桥向×纵桥向),槽型梁两侧纵梁下排架间距为45cm×70cm(横桥向×纵桥向)，步距不大于1.8m。考虑到承台开挖后回填土的密实度与老土有一定的差异，为防止沉降带来的影响，在纵梁下（承台5米范围内）排架间距加密为45cm×35cm(横桥向×纵桥向)。除横向设置剪刀撑外，纵向每隔10排设置一道剪刀撑。立杆对接采用万向扣件并错开设置。在槽型梁底中间部分的排架下钢管底部支承在8mm厚150mm×150mm的防陷钢板上。在纵梁下排架下钢管底部支承在纵向设置的12#槽口向上的统长槽钢上。
2模板
2.1模板设计
考虑到槽型梁的外观要求和施工工艺的特殊性（只能先施工中间跨，然后再两端交替施工），我们加工了一套定型大钢模作为外模。根据设计图纸14跨槽型梁两种不同的长度，确定了5米宽的规格，就可以组合出这两种长度，而无需另行加工模板。由于纵梁内侧有大量的预埋件，且定位精度要求最高达到2mm，为了方便定位，我们采用了九夹板作为内模和底模，内模板后加劲肋，采用50×100方木间距为250mm，拉杆螺栓采用Ф14mm的尼龙头对拉螺杆，水平（纵向）间距为@1000mm，竖向间距为750mm，上下共设两道，上道设置位置在顶部以下650mm处。
2.2模板安装
要求模板板面平整、接缝严密不漏浆；模板与砼的接触面应涂隔离剂，以利脱模；清水墙面不得采用有色或污染砼表面的隔离剂；安装模板时，对模板稳定应有足够的固定设施，不得有松动、跑模或下沉现象。并在浇筑砼前重新校正，核对各部位尺寸。在槽型梁跨距内的底模板，考虑排架钢管竖向的压缩量，在制作底模时应设置预抛高量，本槽型梁为预应力梁，因此预抛高量最大控制在5-10mm。
3钢筋绑扎、波纹管安装
3.1槽型梁属于薄壁结构，钢筋含量较高，达到250kg/m3，内部受力也较为复杂，这给钢筋绑扎提出了很高的要求。
3.1.1钢筋配料
要严格控制钢筋配料的尺寸偏差，受力最大的纵梁最小截面宽度只有350mm，混凝土保护层只有30mm，里面还排列两根波纹管,一旦有偏差，就可能造成露筋，这将大大影响整跨梁的外观及施工质量。
3.1.2绑扎钢筋
先进行纵梁主筋定位，然后再绑扎箍筋及横向梁板钢筋，绑扎定位要准确，事先还有大量预埋件需要临时定位，且要把握好与钢筋放置的前后顺序，最后在钢筋绑扎完后精确地焊接固定。
3.2波纹管安装
3.2.1波纹管的定位
槽型梁采用后张法预应力。在钢筋绑扎的同时，需考虑波纹管的放置，波纹管按设计要求线形穿好固定后，部分钢筋再进行绑扎。为保证波纹管的顺直，允许部分普通钢筋位置进行调整，但不得切断钢筋。张拉槽处的普通构造钢筋如影响钢束的张拉时，可临时弯起或截断，但在封锚时，钢筋必须重新焊接。
3.2.2波纹管的固定
波纹管采用“井”字形钢筋网格定位，井字形钢筋夹住波纹管（防止在混凝土浇筑过程中上浮或移位），间距为50cm，与槽型梁钢筋点焊。波纹管与波纹管连接采用专用波纹管套管，套管位于接口中央，并用胶带包扎，防止砼浇筑时水泥浆漏入，引起堵管。电焊时应防止火花烧穿管壁。
4混凝土浇筑
4.1混凝土设计要求
槽型梁混凝土设计采用C50商品砼，混凝土内掺入（TB-20C）聚丙纤维（提高混凝土抗拉强度，防止出现裂缝），掺量为1.2kg/m3。
4.2混凝土浇筑顺序
梁体混凝土采用一次性浇筑，先浇筑底板，待底板混凝土有一定凝结能抵抗两侧纵梁混凝土沉落后，再同时浇筑两侧纵梁及顶翼板，以防止纵梁及顶翼板混凝土向底板一侧沉落。混凝土浇筑宜一次整体、连续浇筑，对槽型梁的纵梁混凝土应采取水平分层浇筑，分层厚度在500mm左右。振捣时应严格控制振捣棒插入深度，以防过振造成漏浆，同时也要避免漏振。
4.3坍落度的控制
坍落度的大小是槽型梁混凝土质量的关键，虽然配合比是14±2，但在实际操作上又有更高的要求。在浇筑底板的时候，为保证两侧共16根波纹管部位的混凝土密实度，要尽量采用较大坍落度的混凝土，以利于振捣。而两侧近两米高的纵梁及顶翼板是以八字脚的形式与底板连接，这部分混凝土则要采用相对较小的坍落度，以防漏浆造成麻面。
4.4混凝土养护
混凝土终凝后，及时用土工布覆盖洒水养护，时间不少于10天。如果气温过高，则需同时对模板浇水降温。气温降低至5oC时，需加盖塑料薄膜，采取保温措施。
5预应力张拉
5.1张拉准备
5.1.1纵向钢索在混凝土浇筑前完成穿束，张拉端预留70-80cm。横向钢索在张拉前完成穿束，两端各预留70-80cm。都采用人工穿束。
5.1.2混凝土强度达到设计强度的95%以上且养护时间不少于7天。
5.1.3锚具、锚垫板表面平整无杂物，外观良好。
5.1.4张拉设备经过专业检测单位检测，且有效。所用压力表的精度不宜低于1.5级，校验千斤顶用的试验机或测力计的精度不得低于±2%。操作人员经专业培训，持证上岗。
5.2张拉控制
5.2.1千斤顶必须与压力表配套使用。
5.2.2预应力张拉以应力控制为主，伸长值控制为辅。张拉程序：0→初应力0.10σk（划标线）→1.03控制应力σk（持荷5分钟、测定引伸量）→σk(锚固)。统计后的伸长值在设计值的±6%以内均为合格，否则要查找原因，由设计出方案补强。
5.2.3伸长量要扣除工作夹片滑移损失。
5.2.4张拉的千斤顶作用力应与钢绞线的轴线为同一方向。
5.2.5张拉完成后用切割机切除多余钢绞线，严禁气割。
5.2.6张拉完成后应在24小时内及时压浆，以防钢绞线松弛降低应力。采用不低于C40的水泥浆，当出浆口冒出原浆时，用木塞塞紧，停顿5分钟后再施压一次后关闭压浆口的阀门，等浆液凝固以后再卸下阀门。
6结束语
(1)第一跨槽型梁施工完毕后，我们配合同济大学进行了水箱压载测试，排列了5种荷载组合模拟成列车经过的动态荷载，单跨最大加载量达到280吨。经过应变检测系统的测试，整跨梁的受力完全满足设计要求，保证了槽型梁在城市轨道交通中首次成功地应用。
(2)由于单端张拉的原因及横向钢束需要二次张拉，槽型梁的施工周期较长，如果要在短期内完成多跨施工就必须考虑落梁或其它施工方法。
(3)主梁内侧电气安装预埋件较多，安装精度要求过高，双向预应力张拉造成的起拱使预埋件定位较难控制。
(4)主梁内侧混凝土的线型由于使用木模而不够顺直，如使用大钢模并固定牢靠就可以解决此问题。