U型梁施工及重点控制管理

U型梁施工及重点控制概述结构形式预制梁场规划建设U型梁工艺流程模板工程钢筋工程先张法预应力张拉混凝土浇筑梁体养生搬梁转运存梁区重点检查项目及经验浅谈1.概述

先张法预应力混凝土U型梁(以下简称U型梁)是开口薄壁构件，作为一种下承式预应力混凝土结构，主要有建筑高度低、降噪效果好、断面空间利用率高、行车安全有保证、外形美观视觉效果好、综合造价低、整体结构易于维修养护等技术优点，对于建筑高度受到限制、环境噪声控制严格的地区是一种理想的结构形式，特别是城市桥梁或穿越城市地区的公路、铁路桥梁具有明显的优越性。但整体而言，U型梁在我国应用尚少，特别是在城市轨道交通领域应用较少，主要有1999年广州地铁2号线一孔单线U型梁足尺试验，2001年上海市轨道交通6号线一孔双线U型梁足尺试验，以及上海市城市轨道交通11号线推广应用，青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程部分采用先张法U型梁等。现具备成熟的先张法U型梁生产经验的单位还不多。2.结构形式U型梁为单线简直，现有招标图纸所给U型梁设计图为后张法U型梁图纸，而实际施工预采用后张法，所以下面所说的结构尺寸仅作参考。30米标准梁结构为钢筋预应力混凝土结构，其外形设计尺寸为：梁高1.83m，梁下口宽度为3.03m，上口宽度5.4m，底板厚度0.28m，U梁腹板两侧均为圆弧不对称结构。

梁体跨径分为3种类型：25m、27.5m、30m；2.结构形式30m标准梁断面图3.预制梁场规划建设Z4线一期工程采用集中预制，是整个高架施工非常重要的部分，因此对预制梁场的规划布局和土建结构设计要给以足够重视。（一）预制梁场的规划布局1、预制台座数量；2、存梁台位数量；3、平面布置合理3.预制梁场规划建设3.（二）土建结构设计预制场土建结构物较多，除预制台座与后张法预应力梁预制台座差别较大外，其它如存梁台座、门吊轨道基础、混凝土拌和站等设计方法均类似，这里不再赘述，这里主要对先张法预制台座的介绍。预制台座是制梁场土建结构物设计的重点，制梁台座的设计应满足强度、刚度、稳定性和施作可操作性要求，同时应注意地基沉降的控制设计。预制梁场规划建设4.U型梁施工主要包括模板作业、钢筋作业、预应力作业、混凝土作业、搬梁作业等，其预制阶段工艺流程如下图：U型梁工艺流程预制台座准备、外模、底模整备钢筋在绑扎台整体绑扎钢筋整体吊装至预制台座U型梁梁端预应力钢筋与张拉横梁联接安装端模、侧模单顶张拉预应力钢筋至设计初应力（一般不超过0.2σ）整体千斤顶张拉值设计中段应力（一般不超过0.8σ）单顶张拉预应力钢筋至设计终应力（σ）检测、调整检查确认浇筑混凝土养护混凝土至设计强度（弹模和龄期）预应力钢筋放张切割预应力钢筋搬梁机搬梁至存梁区，并继续养生至14天控制重点及风险点5.针对U型梁结构特点，应选用全自动液压滑模系统。该模板系统具有移动方便、安拆快捷、混凝土结构成型效果好等诸多优点。

模板工程5.U型梁底模采采用钢结构构形式，骨骨架采用型型号工字钢钢，面板采采用10mm钢板，底模模两侧连接接法兰采用用钢带。模板工程——底模安装5.模板工程——底模安装5.外侧模与底底板间采用用螺栓连接接，中间均均设置密封封橡胶条，，侧模依靠靠螺旋千斤斤顶及调节节螺杆支撑撑于地面，，并设置螺螺旋斜撑杆杆。内模通通过液压油油缸支撑收收缩，通过过内模板水水平撑杆调调至规定的的尺寸。模板工程——侧模安装5.模板工程——侧模安装安装行走支支架及主横横梁5.内侧模板采采用液压控控制铰接连连接在支架架横梁上，，支架横梁梁与移模支支架横梁间间通过螺杆杆连接，使使内外侧模模、支架横横梁及移模模支架连成成整体。模板工程——侧模安装5.模板工程——侧模安装移出内模、、对钢模面面板进行打打磨，清理理至表面无无锈漆，然然后涂刷模模板油，如如长时间不不用，还需需在模板表表面涂刷模模板油后腹腹膜，防止止钢板表面面重新锈蚀蚀。5.端模采用嵌嵌入式结构构，即相嵌嵌于内外模模之间，梁梁长由端模模位置控制制。两侧的的端模，形形状与大小小与U梁腹板相同同，即大半半径弧形，，必须与内内外模配合合良好，才才能有效防防止浇捣时时的漏浆现现象。在端端模下部，，有大量钢钢绞线通过过，即在端端模下部需需精确开设设所有预应应力孔洞位位置。模板工程——端模安装这是后张法法的端模，，先张法底底部不同5.U型梁拆模时时的混凝土土强度应符符合设计要要求。当设设计无具体体要求时，，应达到设设计强度的的50%以上。采用用蒸养工艺艺拆模时，，梁体混凝凝土芯部与与表层、表表层与环境境温差均不不得大于15℃，且能保证证棱角完整整。当环境境温度低于于0℃时，应待表表层混凝土土冷却至15℃以下方可拆拆除模板；；在炎热或或大风干燥燥季节，应应采取逐段段拆模、边边拆边盖、、边拆边浇浇水或边拆拆边喷涂养养护剂的拆拆模工艺。。大大风或或气温急剧剧变化时不不宜拆模。。模板工程——模板拆除5.1、制梁台座座施工阶段段，要严格格控制两侧侧条梁基础础的高度偏偏差，尽量量减少底模模铺设时的的钢垫板高高度；2、模板试拼拼装阶段，，严格控制制相邻模板板拼缝高度度偏差，保保证梁体成成型效果；；3、模板的液液压系统需需提前调试试，加强软软、硬管的的连接固定定；4、脱模剂配配制需选择择新购材料料配制，不不得使用废废旧材料；；模板工程——较易出现的的问题6.由于U型梁属于薄薄壁式预制制构件，要要求钢筋尺尺寸和位置置必须精确确，因此钢钢筋加工尽尽可能采用用数控加工工设备。每种型号的的第一根钢筋筋成型后，应应与放样表表上的形状状尺寸及钢钢筋大样进进行复核，符合后再再批量生产产。钢筋工程——钢筋加工6.U型梁钢筋绑绑扎一般采采用钢筋胎胎膜，在钢钢筋绑扎台台上完成钢钢筋骨架的的绑扎，然然后整体由由专用扁担担吊装架调调入预制台台座上。首先确定支支座、防落落梁、吊装装孔预埋件件位置。先先绑扎U型梁端部钢钢筋，后绑绑扎腹板钢钢筋及架立立筋，随后后绑扎底板板下、上层层钢筋，最最后绑扎翼翼缘板帽钢钢筋。钢筋工程——钢筋绑扎6.钢筋保护层层垫块选用用与梁体同标号水泥泥砂浆垫块块。当钢绞线、、预埋件等等与钢筋冲冲突时，根根据实际情情况避开预预埋件等进进行钢筋弯弯折搭接。。U型梁钢筋骨骨架绑扎完完成后，采采用紧线器及钢钢丝绳将两侧腹板板钢筋对拉，防止钢筋筋胎模拆除除后导致腹腹板钢筋向向外侧倾倒倒出现变形形。钢筋工程——钢筋绑扎6.U型梁预埋件件主要有支支座预埋件件、防落梁梁预埋件、、吊装孔预预埋件、电电缆套筒预预埋件、声声屏障埋件件、接触网网立柱预埋埋件、伸缩缩缝预埋件件，排流端端子预埋件件等，其中中支座预埋件、防落梁预埋件、吊装孔预埋件位于梁底两端位置，，声屏障埋件、接触网立柱预埋件件集中在U型梁腹板顶面，电缆套筒预埋件集中中在梁两侧侧腹板的内弧弧面。钢筋工程——预埋件安装装6.1、钢筋加工工偏差大，，导致同样样型号的钢钢筋在安装装过程中平平面位置偏偏移过大；；2、支座板预预埋件安装装位置偏差差，导致架架梁阶段支支座下锚栓栓无法正常常穿入盖梁梁预留孔（（U型梁运至提提梁墩位后后，需将支支座与梁底底支座预埋埋板固定，，方可提梁安装）；3、声屏障预预埋地脚螺螺栓垂直度度偏差，导导致后期安安装困难；；4、腹板钢筋筋在安装过过程中为针针对电缆支支架预埋件件进行局部部调整，导导致预埋套套筒与钢筋筋冲突，无无法正常合合模；5、钢绞线安安装位置偏偏差，导致致张拉应力力损失偏大大，对梁体体产生不良良影响（裂裂缝）；钢筋工程——较易出现的的问题7.上海市轨道道交通11号线南段工工程和青岛岛蓝色硅谷谷城际轨道道交通工程程，U型梁预制采采用先张法法施工，目目前还是属属于比较先先进的施工工工艺。下下面以上海海市轨道交交通11号线南段工工程为例，，介绍U型梁先张法法预应力张张拉。先张法预应应力张拉后张法预应应力张拉先张法预应应力张拉先张法轴侧侧图7.先张法钢绞绞线布置形形式先张法预应应力张拉7.先张法预应应力张拉7.先张法预应应力张拉台座等轴视视图台座上视图图7.先张法预应应力张拉——台座各部件件调整、测测试先张预应力力施工前，，其台座两两端8只千斤顶必必须安装定定位钢架和和警报装置置，无关人人员撤离台台座区域。。张拉横梁梁与张拉千千斤顶之间间须做到密密贴，保证证传力均匀匀，张拉横横梁、张拉拉千斤顶与与钢绞线合合力线要保保证同一合合力线，避避免偏心受受力产生倾倾覆事故。。7.先张法预应应力张拉——设备标定张拉设备及及仪表应在在使用的温温度条件下下进行配套套检验并编编号，并出出具计量检检验报告。。其压力表表的精度采采用0.4级。检验张张拉设备用用的试验机机或测力计计精度不得得低于±2%。检验时千千斤顶活塞塞的运行方方向，应与与实际张拉拉工作状态态一致。如如在使用过过程中，张张拉设备出出现反常现现象或在千千斤顶检修修、油压表表失灵、调调换以后，，应重新检检验。铁路规定：：1、千斤顶使使用一个月月；2、千斤顶张张拉作业达达300次；3、首次使用用前；4、千斤顶经经过大修，，或漏油严严重，经拆拆修以后。。压力表校准准周期：1、1.0级压力表校校准周期为为一周，0.4级压力表校校准周期为为一个月；；2、压力表作作业张拉达达300次；3、更换用油油规格、使使用超过允允许偏差、、发现异常常故障时。。说明：千斤斤顶与压力力表必须配配套标定，，配套使用用。7.先张法预应应力张拉——预应力筋安安装、钢模模就位按图纸尺寸寸要求放置置先张预应应力钢绞线线，放置时时应按顺序序进行，防防止钢绞线线交错不齐齐。逐根预预应力钢绞绞线按图纸纸标示进行行编号，贴贴标签；工工具钢绞线线对应编号号，并用透透明胶布包包裹标签，，以便重复复使用。7.先张法预应应力张拉——预应力筋安安装、钢模模就位、安安装连连接器按图纸尺寸寸要求放置置先张预应应力钢绞线线，放置时时应按顺序序进行，防防止钢绞线线交错不齐齐。逐根预预应力钢绞绞线按图纸纸标示进行行编号，贴贴标签；工工具钢绞线线对应编号号，并用透透明胶布包包裹标签，，以便重复复使用。先张法预应应力钢绞线线连接时，，应再次逐逐根按粘贴贴的标签理理顺，不得得紊乱，在在确定无误误后，方可可进行连接接。为防止止钢绞线与与设计位置置偏差过大大，应在每每片U型梁的两端端设置专用用定位孔板板及辅助定定位对中装装置。锚夹夹具及连接接器的选用用和验收应应严格执行行国家标准准GB/T14370—2007《预应力筋用用锚具、夹夹具和连接接器》的规定。预预应力钢绞绞线连接后后，用25t千斤顶预紧紧。7.先张法预应应力张拉——预应力张拉拉1）前横梁58~70号（62号除外）、、73~84号钢绞线短短束先张拉拉至15%控制应力；；2）后横梁1~57号、62号、71号、72号钢绞线长长束张拉至至25%控制应力；；3）首先张拉拉台座被动动端的4台500t千斤顶推横横梁1’至预定位置置，插入垫垫块（125mm），千斤顶顶回油；然然后张拉台台座主动端端的4台500t千斤顶推横横梁1至预定位置置，插入垫垫块（125mm），千斤顶顶回油；4）上述工序序完成后，，再用25t千斤顶逐根根张拉至设计计控制应力力值。7.先张法预应应力张拉——预应力张拉拉预应力钢绞绞线张拉必必须派持有有张拉上岗证证的专业人员员负责，张张拉人员应应认真填写写施工预应力力记录表，并签字后后交监理签证。在张拉过过程中，升压应均匀匀，严禁快速升升压。预应力张张拉工序属属关键工序序，属重要隐蔽工工程。除施工人人员自检、互检检外，专职检验验员应对张拉顺序、、张拉程序序、张拉力力、静停时时间、张拉拉伸长值、、钢绞线断断滑丝、锚锚塞外露量量等施工规定定进行监督督性的旁站站检查。7.先张法预应应力张拉——预应力放张张当混凝土强强度达到设设计要求并并经监理工工程师批准准后方可开开始放张，，混凝土强强度通过试试压确定。。采用单端端放张，张张拉台座主主动端先放放张，被动动端后放张张。放张步步骤为：10%—10%—20%—20%—20%—20%（垫块厚度度逐步变薄薄），各步步放张时间间间隔1mn。放张时间间控制在半半小时以上上完成，横横梁两侧放放张速度应应一致。放放张后，梁梁端露出部部位的钢绞绞线采用手手动式砂轮轮切割机切切断，钢绞绞线两端刷刷防锈漆，，以防锈蚀蚀。7.先张法预应应力张拉——较易出现的的问题1、预应力钢钢绞线应力力不均匀性性。采取措措施：连接接器安装时时夹片逐个个确认→预预力束预紧紧好后，每每根索逐根根位置检查查，是否有有其它无关关物件干涉涉→整体张张拉被动端端顶推横梁梁，两侧位位移一致，，垫块厚度度一致→主主动端亦同同，同时观观察五只30t力传感器在在计算机显显示屏数值值变化。若若差值大则则需调整→→小顶先拉拉传感器索索，得到锚锚下力值，，其它参照照此读数。。通过上述述过程控制制索应力均均匀，使误误差在设计计要求的范范围内。2、预应力千千斤顶相互互不同步。。采取措施施：拟采用用4只位移传感感器，主动动端的横梁梁1与两立柱间间上下各设设置2只位移传感感器。每台台ZB800油泵控制两两台500t千斤顶，进进油和回油油均通过三三通连接。。张拉过程程中，若上上下位移传传感器数值值不一致，，横梁有可可能倾覆；；横梁1两侧数值不不一致，横横梁则有可可能扭曲。。通过调节节油泵出油油速度达到到四缸平衡衡，具体操操作：两台台泵同时启启动，在张张拉过程中中随时观察察位移器读读数差值，，如果差值值大，则大大数值处连连接的油泵泵停止供油油，待另外外一台泵使使位移器读读数一致。。压力传感感器和位移移传感器的的精度范围围、使用频频次依据厂厂方提供的的产品说明明书要求执执行。3、千斤顶、、压力传感感器和压力力表标定检检修不及时时。建立张张拉仪器的的标定和检检修台账，，并根据生生产量定期期检查标定定和检修情情况。8.混凝土浇筑筑——浇筑前检查查预制U型梁混凝土土采用C55混凝土,30m跨标准量设设计混凝土土量为70.8m3。混凝土配合合比由混凝凝土拌合站站及第三方方试验室联联合设计，，经建设单单位及设计计单位相关关部门确认认后方可使使用。混凝土浇注注前，应对对模板和模模板支撑系系统进行预预检，重点点加强模板板拼缝的检检查，使拼拼缝严密、、平整、不不漏浆；模模板的连接接螺栓是否否拧紧。对梁体内埋埋设的规格格繁多的预预埋件，应应组织专项项验收，使使其符合设设计要求，，避免错漏漏。清理模板内内的垃圾，，保持模板板内清洁、、无积水。。验收合格格后，方可可浇注混凝凝土。8.混凝土浇筑筑——浇筑控制U型梁混凝土土浇筑从一一侧梁端向向另一侧进进行，先底底板、后腹腹板，腹板板混凝土采采用水平分层斜斜向对称浇浇筑。混凝土塌落落度控制：：底板砼在160mm-180mm范围之内，，腹板砼在200mm-220mm范围之内。。每罐新到场场混凝土卸卸料前，必必须将搅拌拌罐翻转2min，将罐内混混凝土搅拌拌均匀。8.混凝土浇筑筑——浇筑控制8.混凝土浇筑筑——浇筑控制①先浇注U型梁底板砼砼，采用50型插入式振振捣器，待待底板砼接接近初凝但但尚未初凝凝再进行腹腹板砼浇筑筑。②腹板采用用附着式振振动器配合合插入式振振捣器同步步振捣。附附着式振动动器位于腹腹板下部布布置间距3.5m。布料完成成后使用插插入式振动动器震动20s-30s，后启动附附着式振动动器4s-5s。③在浇筑上上层混凝土土时应插入入下层混凝凝土10cm，保证上下下层混凝土土的衔接。。对每一振振动部位，，必须振动动到该部位位混凝土密密实为止，，至混凝土停止止下沉，不不在冒出气气泡，表面面呈现平坦坦、泛浆。8.混凝土浇筑筑——浇筑控制④锚后钢筋筋密集间距距狭小，为为保证此处处混凝土密密实尤其应应加强梁端端锚垫板位位置的混凝凝土振捣，，用30型插入式振振捣器小心心振捣。振振捣过程中中应避免翘翘振摸板、、钢筋。⑤混凝土浇浇筑应连续续进行，如如因故必须须间断时，，其间断时时间应小于于前层混凝凝土的初凝时间，第二次浇浇注前，要要将混凝土土顶部的150mm厚的混凝土土重新振捣捣以便使两两次浇注的的混凝土结结合成密实实的整体。。⑥混凝土浇浇筑过程中中，必须由由专人检查查摸板、波波纹管和预预埋件的情情况，发现现问题及时时采取调整整措施。一一次性连续续浇注的水水平层的混混凝土高度度不超过30cm。⑦梁体混凝凝土浇筑完完成后，对对底板和腹腹板顶面应应及时修整整、抹平，，待定浆后后再抹第二二遍并压光光。如此遇遇不良气候候时，应用用塑料薄膜膜或无纺布布及时将外外露面加盖盖防护。8.混凝土浇筑筑——较易出现的的问题1、到场混混凝土质量量不符合要要求，严禁禁使用；2、底板、腹腹板顶面浮浮浆过多，，应继续向向该部位布布料、振捣捣，并将多多余浮浆剔剔除；3、锚后振捣不密密实；4、混凝土布料厚厚度超标；5、腹板内侧下部部腋角振捣不密密实，产生气泡泡；6、附着式振捣器器操作不当，造造成过振、漏振振、不对称开振振等9.梁体养护——夏季养护夏季高温时采用用自然养护。梁梁体混凝土必须须紧密覆盖一层层不透水的塑料料薄膜，待混凝凝土终凝之后再再铺土工布，并并在土工布上面面浇水，浇水养养护的次数随天天气变化而定,使混凝土表面保保持充分潮湿为为度,不能在毡布上出出现漫水现象，，一般每隔2～4时洒水一次。U型梁属于薄壁结结构，因此避免免干缩和温缩裂裂缝，应适当延延长洒水养护时时间，混凝土养养护时间一般不得少于14d。现在预制梁在搬搬梁前，养护也也多采用喷淋养养护，喷淋养护护又分自动控制制和人工控制两两种。9.梁体养护——冬季养护当环境温度低于于5℃时，U型梁表面宜喷涂涂养护剂，采取取保温措施，严严禁对混凝土洒洒水。待梁体混混凝土浇筑完成成后，在新浇筑筑U型梁模板周边搭搭设养护棚。根据混凝土养生生的相关要求，，对U型梁的特点将养养护棚的建造工工作参照混凝土土大型标养室的的模式进行。保保温棚应满足保保温、保湿剂密密封要求。在养护棚内U型梁模板两侧（（即U型梁长度方向左左右两侧）分别别设置温湿度控控制仪，配置加加热棒及雾化器器。养护期间派派专人监测养护护棚内温湿度变变化。温度控制范围：：20℃左右湿湿度控制范围围：≥95%现场值班人员需需每隔2h进行一次测温，，并记录填入测测温表内。9.梁体养护——蒸汽养护蒸汽养生可快速速提高混凝土早早期的强度，从从而达到放张的的条件，提高预预制台座的周转转率，从而提高高预制梁产量混凝土蒸汽养护护分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停阶段应保证证养护棚内温度度不低于5℃，浇筑完4h后方可进行升温温，升温速度不不得大于10℃/h，恒温养护阶段段蒸汽温度不宜宜超过45℃；降温速度不不得大于10℃/h。恒温养护时间间应根据梁体拆拆模强度要求、、混凝土配合比比及环境等通过过试验确定。蒸汽养护结束后后立即进入自然然养护。10.搬梁转运至存量量区U型梁放张完成后后，即可从预制制底座搬运至存存量区。由于U型梁只能单层存存放，所以需要要较大的存量区区，一次梁体搬搬运一般采用可可转向轮胎式自自行式龙门吊。。首先拆除吊装孔孔处底模钢板，，导通吊装孔，，安装吊装杆并并锁定，检查有有无梁体混凝土土与台座链接并并凿除后，张紧紧吊索后准备提提梁。提梁过程程中保证两台天天车均匀同步进进行。提升至一一人高度后停车车并锁定，确保保安全后检查梁梁体预留孔是否否通开，检查支支座钢板下是否否有混凝土，并并进行清理。检检查完成后，将将梁搬运至存量量区，继续养生生至14天。每片预制梁都应应打有号牌，号号牌信息包括：：吊装位置、梁梁体型