1蓝硅11标U梁制运架工艺20151023

中铁二十三局集团青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程11标日期：2015年10月U梁汇报材料目录一、工程概况二、总体方案三、后张U梁方案四、先张U梁方案五、先后张优缺点六、U梁运架方案一、工程概况青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程（K11+990～DK70+430）南起青岛崂山区南部沿海区域至即墨市大桥盐场，全线58.44km，设置车站22座（4座地下站，18座高架站），设海洋大学车辆段1座，设大田路车辆综合基地一座，设控制中心一座，位于海洋大学车辆段内。全线以高架敷设为主；地下段1处（为起点段）长约5.11km；山岭隧道3处，其中：西庵子隧道长715m，崂山隧道长4580m，东山沟隧道长508m。一、工程概况一、工程概况高架上部结构采用新型薄壁U梁。U梁结构为整孔预制预应力混凝土U形简支梁，标准跨度为25m、28m、30m，标准梁宽为5.32m、5.42m、5.52m。外观整体呈“U”字型，为开口薄壁结构，腹板为弧形设计，支座中心距距梁端0.6m，梁端1.2m为U梁底板加厚区，梁高由1.8m增至1.94m。内外腹板厚分别为0.26m、0.267m，底板厚0.26m，梁端底板加厚至0.4m。U梁构造断面图二、总体方案本标段为青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程土建11标，负责辽阳东路站至大任河站间（含海洋大学车辆段）以及唐家庄站至盐田西站间共13个区间约1960片高架U梁制作、运输和架设施工任务，工程计划从2013年4月至2016年6月，总工期为39个月。根据线路特点和工期要求，U梁采取梁场集中预制，通过液压平板牵引车运输至各喂梁点，由跨线龙门吊提梁上线，运梁车梁上运梁，架桥机逐孔架设的“制、运、架”一体化施工模式。二、总体方案11标U梁场位于青岛市即墨市鳌山卫镇新民村，对应线路里程K44+800，滨海公路以东600米，新民河以南，距离拟建线路最近距离600米，离梁场最远桥梁运输距离34公里。梁场占地面积约393.70亩，分为办公生活区、制梁区、存梁区、钢筋加工区、混凝土搅拌站五大功能区。U梁场设置24个制梁台座，配置24套模板，梁场设计最大生产能力为200片/月，存梁能力为300片。二、总体方案序号机械或设备名称规格型号数量产地制造年份功率(KW)生产能力备注一主要大型设备1轮胎式提梁机TLMEL2502秦皇岛2013/2010250250T2龙门吊MG20/T-424常州20134020T制梁区3龙门吊MG10/T-201常州20061010T钢筋车间4混凝土搅拌站HZN120A2四川2008120120m3/h5混凝土搅拌运输车HDJ5250GBST6青岛20138m36装载机WL8582杭州20133m37混凝土输送泵HBT—4湖南201122080m3/h8布料机HGY-194陕西201349燃油锅炉2无锡2013254T10叉车5T2青岛20135T二后张预应力设备1穿心式千斤顶YDC25009开封2013250T2穿心式千斤顶YDC30009开封2013300T3电动油泵YBZ2*2-5016开封201360MPa4压浆台车JS-300220135压浆机ZB4220132.5m3/h6真空机FZB4-222013三试验检测设备1套2013四工装1U梁钢模18湖南20132钢筋绑扎胎具12青岛20133钢筋吊架2青岛20134蒸养罩12青岛2013后张法U梁主要施工机械设备二、总体方案序号机械或设备名称规格型号数量产地制造年份功率(KW)生产能力备注一先张预应力设备1张拉台座及横梁一串二3线青岛20152穿心式千斤顶YDC600024上海2010600T3电动油泵20104同步张拉控制器STC4-LP2上海20105穿心式千斤顶YDC2406柳州201524T6电动油泵YBZ2*2—502开封201360MPa先张法U梁主要施工机械设备U梁运架主要施工机械设备序号机械或设备名称规格型号数量产地制造年份功率(KW)生产能力备注1牵引汽车33548德国2013540马力2液压轴线板(挂车)11轴8上海201311轴3押运车4上海20134跨线龙门吊(120吨）MG120/T-246河南20135桥上运梁车250T3河南20136架桥机250T3青岛20137千斤顶80T362013三、后张U梁方案1、后张工艺流程

三、后张U梁方案2、U梁模板模板采用通用性、多模数的液压自动结构，以适应不同跨度和宽度共用。底模固定于制梁台座不动；侧模依靠螺旋千斤顶支撑于地面，通过定位销与底模铰接；端模置于底模上，侧模包端模以方便梁长调整；内模采用整体液压钢内模，通过横梁悬挂于侧模顶部。模型安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆，模板必须清理干净并涂刷隔离剂。

三、后张U梁方案3、钢筋制安

U梁钢筋在钢筋车间机械化加工，钢筋采用弯曲机弯制成型，针对梁体钢筋需弯制弧线，对钢筋弯曲机进行改装，按弯制尺寸和弧度定制一套弯制工装，保证了钢筋制作尺寸。

三、后张U梁方案3、钢筋制安U梁钢筋在特制的钢筋绑扎胎具上绑扎，然后再整体吊装入模，提高制梁台座周转效率。绑扎胎具上设置有纵向和横向梁体钢筋的限位槽口，有效控制钢筋间距，操作方便。绑扎胎具按U梁埋件及孔洞位置预置工装，以便确定预留埋件安装位置。在绑扎钢筋的同时预埋好波纹管，波纹管必须采用定位钢筋定位固定。三、后张U梁方案3、钢筋制安

U梁钢筋采用两台20t龙门吊携专用多点式钢筋吊架吊装入模，吊架采用桁架式结构，由型钢焊接制作，设80个吊点。钢筋骨架起吊前须检查所有吊点，松紧一致，受力均匀。三、后张U梁方案4、混凝土搅拌混凝土搅拌采用HZN120A型行星式强制搅拌机，配备电子计量系统计量原材料。计量系统必须在法定计量技术机构定期校正，确保原材料计量准确。浇筑前，试验室测定砂、石含水率，根据理论配合比出具施工配比，拌和站进行试拌，保证混凝土满足工作性能后才进行浇注。三、后张U梁方案4、混凝土搅拌混凝土搅拌采用HZN120A型行星式强制搅拌机，配备电子计量系统计量原材料。计量系统必须在法定计量技术机构定期校正，确保原材料计量准确。浇筑前，试验室测定砂、石含水率，根据理论配合比出具施工配比，拌和站进行试拌，保证混凝土满足工作性能后才进行浇注。三、后张U梁方案5、混凝土浇筑混凝土采用3辆8m3运输搅拌车、1台HBT80C型输送泵和1台HGY-18型布料机浇筑。U梁竖向自下而上分为1～5层，先底板、后底腹板结合部，再腹板，最后浇筑翼缘板；U梁纵向分为5段，每段6m，斜向分段、水平分层依次浇筑，一次成型。插入式振捣棒配合附着式震动器进行振捣，人工二次抹面收光。三、后张U梁方案6、混凝土养护U梁混凝土夏季采用自然养护，存梁台座上设置自动喷淋装置，分别喷向腹板上部及下部，确保梁体所有表面保持湿润；冬季采用蒸汽养护，浇筑后U梁覆盖蒸汽养护蓬，4t锅炉供应蒸汽，保证混凝土温度和湿度。三、后张U梁方案7、U梁移运U梁移运采用TLMEL250型轮胎式提梁机，采用“四点起吊，三点平衡”原理，确保吊具平衡系统成稳定的三点作业。在吊点设测力控制系统，吊运时保证每吊点实际吊重与四个支点的反力平均值相差不超过±5％。三、后张U梁方案8、预应力张拉U梁预应力管道采用波纹管成孔，预应力按初张拉和终张拉两个阶段进行，人工与机械配合穿钢绞线束，采用四台穿心式自锁千斤顶两端同步、两侧对称张拉。梁体混凝土达到80%以上设计强度后，脱端模、内模、侧模后进行初张拉；经初张后的U梁，移至存梁区存放，当梁体混凝土达到100%设计强度、弹性模量及龄期达到设计要求后，在存梁台座上进行终张拉。预施应力采用“应力、应变、时间”三控制，预施应力值以压力表读数为主，以预应力筋伸长值进行校核。三、后张U梁方案9、孔道压浆

U梁终拉完成后，在48h内进行管道真空辅助压浆。压浆前首先进行抽真空，真空度稳定在-0.06MPa～-0.1MPa之间。然后开启压浆泵进行连续压浆，确认出浆流动和进浆流动一致时，封闭保压，压力达到0.50～0.60MPa下持压3min，完成排气和泌水，使孔道内浆体密实饱满。三、后张U梁方案10、预埋槽道安装

青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程U梁腹板内侧设计预埋槽道，用于电缆支架的安装，它是由带内齿的C型槽钢，槽内固定的T型螺栓，槽钢背面的锚杆组成。三、后张U梁方案10、预埋槽道安装安装时首先要根据设计图纸和施工工艺进行定位，在U梁内模入模前，将其采用T形螺栓固定在内模板上，使之正面和模板紧贴，拆模后槽口表面与混凝土表面平齐。三、后张U梁方案10、预埋槽道安装安装时首先要根据设计图纸和施工工艺进行定位，在U梁内模入模前，将其采用T形螺栓固定在内模板上，使之正面和模板紧贴，拆模后槽口表面与混凝土表面平齐。三、后张U梁方案10、预埋槽道安装槽口内设有填充泡沫将槽内填实，以阻止混凝土浆液进入槽内给螺栓安装带来不便。三、后张U梁方案10、预埋槽道安装预埋槽道成品三、后张U梁方案11、后张U梁锚下裂纹及控制措施

U梁初张拉后在腹板外侧表面出现从N1锚穴沿45°斜向下的裂纹，终张拉完成后裂纹加宽，并逐步发展，在2～3个月后基本稳定。裂纹长度在18cm～70cm，宽度在0.1mm～0.3mm，存在一条或多条。

分析原因如下：U梁张拉后在腹板锚穴处形成一定剪应力，当剪应力超出了混凝土的抗拉强度就会产生裂纹。三、后张U梁方案11、后张U梁锚下裂纹及控制措施后张U梁张拉后出现N1锚下裂纹三、后张U梁方案11、后张U梁锚下裂纹及控制措施后张U梁张拉后出现N1锚下裂纹三、后张U梁方案11、后张U梁锚下裂纹及控制措施和设计院积极沟通，进行了如下优化：1、内腹板钢束N1’由7根一束改为5根一束，剩余2根布置在底板上，通过减少预应力钢束数量降低张拉后引起的锚下剪应力；2、U梁内腹板腹板钢束N1’锚头位置向内偏移7cm，通过加大预应力束的保护层厚度来降低剪应力的传递；3、U梁端横梁处钢筋进行局部调整，角筋由单根改为并2根，上翼缘箍筋直径由12改为16，通过加强钢筋来提高锚下结构的抗拉能力。优化前U梁N1锚穴布置优化后U梁N1锚穴布置三、后张U梁方案11、后张U梁锚下裂纹及控制措施优化后U梁N1锚穴四、先张U梁方案1、先张工艺流程

四、先张U梁方案2、工艺设计先张梁张拉台座应进行专门施工工艺设计。本梁场先张法U梁制作采用“一串二”长线法先张工艺方案，以减少设备工装投入，节约成本。

四、先张U梁方案2、工艺设计先张梁张拉方式采用穿心式牵引方案进行先张法施工。一条生产线采用8台600吨级穿心式千斤顶，每台工作行程300mm，分设张拉台座两端，每端4台。钢绞线锚固钢横梁设置于张拉承力墩台内侧，千斤顶与钢横梁的链接通过XZ—L140/7000的牵引钢棒穿过承力墩预留孔链接。8台穿心式千斤顶通过牵引钢横梁张拉钢绞线形式达到设计工艺要求。

四、先张U梁方案3、先张工艺先张法预应力施工应在钢筋骨架入模，端模安装到位后才可进行。钢绞线连接采用锚夹具及先张法连接器，锚夹具用于张拉端，先张法连接器(双向锚夹具)用于先张钢铰线与工具钢铰线的连接。先张法预应力施工采用“单束初调→整体张拉→单束终拉”的张拉工艺。张拉程序：小顶单根张拉0→0.20σcon(作伸长值标记)→钢筋骨架调整整修；大顶张拉0.20σcon→0.85σcon(测量伸长值△δ1，锁紧牵引自锁螺帽)大顶回油→小顶张拉（此时的控制应力为0.85σcon）→1.0σcon(测量伸长值△δ2，)→小顶回油锚固。采用应力控制张拉时还应校核预应力钢绞线的伸长值。

四、先张U梁方案3、先张工艺整体张拉，电脑智能控制，位移精度1mm

四、先张U梁方案3、先张工艺小顶单束精调

四、先张U梁方案4、放张工艺梁体混凝土达到85%以上设计强度时方可进行预应力钢绞线放张。钢绞线放张应连贯进行，避免在结构内产生瞬时荷载。第1阶段放张时，应首先在现有张拉力的基础上再张拉不超过5%张拉力，以便于拧松自锁螺帽。采用两端放张，放张步骤如下：10%-10%-10%-20%（另一侧相同）。各步放张时间间隔1分钟。

五、先后张优缺点1、先张法优点1、预应力筋同混凝土结构紧密结合，粘结效果好，梁体预应力体系合理，结构耐久性好；2、预应力损失易控制，施工质量更容易得到保证；3、预应力筋位置偏差更容易控制，对薄壁U型梁而言，变形控制能充分保证；4、先张法预应力筋依靠粘结力自锚，相对后张法节约了锚具、孔道预埋、孔道压浆、封锚及封端工序，梁体直接成本低；5、施工工序相对后张法减少了孔道预埋、孔道压浆、封锚及封端工序，文明施工程度高；6、张拉在长线制梁台座上一次性完成，张拉作业面相对集中，设备利用效率高，也便于设备管理。

五、先后张优缺点2、先张法缺点1、先张台座及预应力体系一次性投入费用较大，先张台座撤场恢复费用也较高，如U梁数量较少则不经济（单个先张台座生产U梁数量达到100片后，先张梁经济性则优于后张梁）；2、先张法预应力筋布置多数为直线型，曲线布置比较困难；3、同步放张对台座底模及侧模加工、安装质量、精度要求更高；4、先张长线台座法各工序衔接多，工序节拍时间较后张法长，需要耗费较大劳动力来缩短工序节拍时间（评测工效将较后张法降低30%）；5、先张法预应力对钢绞线、工具锚、连接器以及张拉控制系统质量要求高，且对管理、操作工水平要求很高，须采取有效措施防止断、滑丝等施工安全、质量隐患，须寻求有丰富经验的施工队伍。

五、先后张优缺点3、后张法优点1、后张台座构造简单，投入张拉设备少，施工简便，速度快，一次性投入费用低；2、后张台座独立设置，工序交叉施工影响少，人员投入较少，工序节拍时间容易控制；3、预应力筋成束安装、张拉，预应力分二次张拉，可提高制梁台座周转效率；4、可节约梁场占地面积约10亩。

五、先后张优缺点4、后张法缺点1、后张法预应力筋依靠锚具锚固于梁体端部，锚具一旦破坏，整个预应力体系基本丧失；2、后张法预应力筋在后期使用过程中应力损失比先张法大，梁体耐久性差；3、后张法梁端部应力集中，薄壁U梁结构腹板端部及锚下裂纹难以控制，严重影响U梁结构耐久性；4、预埋孔道成型较难保证预应力筋精确位置，预应力损失和变形控制较难，施工质量难以得到保证，也影响轨道安装精度；5、孔道压浆对灌浆材料泌水率、收缩性能等质量控制及灌浆工艺要求高，增加了薄壁U型梁结构安全、质量风险；6、后张法消耗锚具，且增设了孔道预埋、孔道压浆、封锚及封端工序，梁体直接成本高，文明施工程度低。

五、先后张优缺点综合评价1、先张法预应力筋依靠粘结力自锚，预应力筋同混凝土结构紧密结合，粘结效果好，梁体预应力体系合理，结构耐久性好；同时预应力损失易控制，施工质量更容易得到保证；2、先张台座及预应力体系一次性投入费用较大，如U梁数量较少则不经济单个先张台座生产U梁数量达到100片后，先张梁经济性则优于后张梁；3、先张法对管理、操作工水平要求很高，须寻求有丰富经验的施工队伍。4、后张法预应力筋在后期使用过程中应力损失比先张法大，梁体耐久性差；后张法梁端部应力集中，薄壁U梁结构腹板端部及锚下裂纹难以控制，严重影响U梁结构耐久性。针对此情况，蓝硅线在召开专家会解决裂纹的同时，部分U梁已改为先张法设计，通过全方位比较，青岛地铁后续的R3线亦采用先张法设计。

五、U梁运架方案1、工艺流程

五、U梁运架方案2、U梁装车U梁装车时将重心压在车板中心，左右偏差不超过3CM，保持轮胎气压一致，各轮胎气压偏差不超过0.5个气压。梁体与车体用大型螺栓穿在吊装孔里进行固定，接触面垫橡胶板对梁体进行保护。

五、U梁运架方案3、公路运梁在一般道路上直行速度约为20km/h，通过转弯道路是速度不超过5km/h，在通过路口时按押运车的指挥信号安全通过，通过桥梁时不得加速减速及紧急制动，匀速通过桥梁及涵洞。

五、U梁运架方案4、班前教育工班长检查人员防护器具佩戴情况，是否正确佩戴安全帽、安全带。对当日工作进行安排，提示不同岗位安全注意事项，清点当日施工工具材料是否齐全。根据当日天气情况，实测风力达到6级时，停止提、运、架梁作业。

五、U梁运架方案5、龙门吊提梁安装吊杆时每根吊杆上下螺母外漏丝扣不小于2丝。起吊和运行时，指挥人员应确认门吊轨道和门吊行走范围内无障碍物妨碍。起吊前操作司机要鸣铃警告所有在场人员。U梁提升过程中要防止梁体在纵、横向发生较大偏斜，要求最大纵、横偏斜角不大于1°

五、U梁运架方案6、运梁车运梁运梁车行走前，必须确认提梁门吊吊具已离开运梁车运梁范围，确认运梁轨道固定完好，运梁道路无障碍物。运梁车空载行驶速度应控制在60m/min以内，重载行驶速度应控制在30m/min以内。运梁车在到达离架桥机50米处应减速行驶靠近。

五、U梁运架方案7、运梁车喂梁前天车、后天车起吊U梁后，要分别起落3次确认其卷扬机的制动器的有效性。在喂梁过程中必须有专人看护前后天车，当距离终点两米时提前减速靠近。前后天车吊梁行走、横移时注意梁体与架桥机主梁及横梁之间的间隙，防止发生碰撞。

五、U梁运架方案8、架桥机落梁U梁横移时应在低位作业，禁止连续起停动作，以减少箱的晃动对架桥机横向冲击。天车走行到位，开始落梁，落梁过程中应采用低速落梁，同时指挥人员要监视前后天车上卷扬机及制动器。下落梁体保持相对水平，横向高差10cm，前后位高差30cm。

五、U梁运架方案9