PC轨道梁梁长精度控制施工方法探究
2014-07-17韩学建
韩学建
(重庆单轨交通工程有限责任公司,重庆 400081)
0 引言
目前城市轨道交通系统在我国正迅速发展,其中跨座式单轨交通系统是城市轨道交通系统的重要组成部分。跨座式单轨交通系统最初是由欧洲人发明的,1958年德国科隆使用了跨座式单轨轨道,1960年法国建成悬挂式单轨轨道,它们只是将其作为结构景观。正式作为城市交通结构的是日本,马来西亚也成功地修建跨座式轨道交通系统,重庆轻轨系统采用的跨座式单轨交通系统(见图1),是我国首次引进日本技术[1]。
图1 重庆跨座式单轨交通系统
跨座式单轨交通系统作为城市现代化的交通运输工具,其结构形式与其他轨道交通系统相比有明显的不同,轨道采用预应力混凝土轨道梁(简称PC轨道梁)。PC轨道梁作为双向挠曲构件,除承受列车竖向荷载与水平荷载(离心力、风力等)作用外,还承受较大的扭转荷载的作用;同时作为列车行驶的轨道,要求其具有良好的运行性、维修保养性、经济性。跨座式单轨系统的特点是梁和轨道为一体。该梁不仅作为承重结构,同时也是车辆运行的轨道,因此制造和安装精度要求极高[2]。
本文以重庆轨道三号线的PC轨道梁的预制为背景,对重庆单轨公司简家岩PC轨道梁项目部在精确控制PC轨道梁的梁长所采取的施工工艺和分析问题的思路、方法进行介绍,可为今后的PC轨道梁的施工提供有价值的参考。
1 工程概况
重庆单轨公司简家岩PC轨道梁项目部负责重庆轨道交通三号线南延伸段二塘—鱼洞段和二号线延伸段部分PC轨道梁的预制任务。
PC轨道梁截面为工字形(空心)箱梁,宽850 mm,高1.5 m,轨道梁标准长度为22 m和24 m,非标准长度为10 m~18 m,最大梁长24 m,两支座中心距梁端0.385 m,标准跨径为22 m的PC轨道梁见图2,横断面图见图3。项目提出将精确控制PC轨道梁长度与设计值偏差在±5 mm范围内,范围内的合格率要达到95%。重庆年平均气温18.3℃,极端最高气温42.2℃,极端最低气温-1.8℃,最大平均日温差11.9℃。PC轨道梁热胀冷缩引起的长度变化范围在0.9 mm左右,而一般相邻两榀梁之间的设计梁缝宽为30 mm,这就对PC轨道梁的梁长控制提出了相当高的要求。在日本一般是先施工桥墩,测量支座中心距离,然后再制作PC轨道梁,这样施工工期较长。根据重庆单轨公司的要求,PC梁采用设计梁长在梁场预制,这就对梁长的控制精度提出了相当严格的要求。
图2 PC轨道梁立面图(单位:mm)
图3 PC轨道梁横截面图
2 PC轨道梁长度控制
PC轨道梁的梁长的控制,需要严格控制1,2,3,4四个角点(图 3 A—A 截面)的测量长度 L1,L2,L3,L4(L1,L4为弦长,L2,L3为弧长,PC轨道梁为直线时L2,L3弧长与弦长等长),当测量值与设计值之差的绝对值大于5 mm时,则PC轨道梁梁长超标[2]。
重庆单轨公司简家岩PC轨道梁项目部对简家岩PC梁场PC梁进行测量,共计检查PC梁94榀,376个检查点,梁长超标L1不合格点数为2点,L2不合格点数为4点,L3不合格点数为15点,L4不合格点数为24点,累计合格率为88.03%,低于累计合格率达到95%的目标。
对梁长超标的PC轨道梁测量数据进行分析,梁长测量值L1,L2的合格率分别高达97.87%,95.74%,均达到了95%的最低要求;梁长测量值L3,L4合格率分别为84.04%,74.47%,均为超标测量值,并且两项累计频率占86.7%,是影响梁体长度合格率的主要因素。找出影响梁长测量值L3,L4的原因并予以解决就可以将梁长的合格率控制在95%以上(见表1,表2,图4)。
表1 梁长排查结果
表2 PC轨道梁超标梁长数据分析表
图4 PC轨道梁梁长分析饼状图
通过讨论、比较、论证和调查分析,从操作人员、施工方法、机械设备和环境影响4个方面逐步分析,列出影响PC轨道梁梁长超标的8个可能因素:1)教育培训不到位;2)质量责任制度不健全;3)端模跑模;4)台车过横移区时大幅抖动;5)钢筋绑扎时顶动端模;6)放线错误;7)安装错误;8)预应力张拉力值不足。
针对分析出的8项末端原因,通过现场实地调查和人员考察,排除非主要因素,保留主要因素有:台车过横移区时大幅抖动(见图5);钢筋绑扎时通长钢筋顶动端模(见图6);端模顶杆安装方式错误。
图5 台车抖动过大
图6 钢筋顶动端模
3 对策实施
重庆单轨公司简家岩PC轨道梁项目部为了精确控制PC轨道梁梁长,使其符合相关要求。项目部采用了自己一套管理体系和控制方法。
针对以上影响梁长施工精度的4个主要原因,在施工支架、模板系统、混凝土施工工艺、预施应力工艺、高精度控制测量等方面采用相应的技术,用系统工程的方法综合处理,达到设计要求标准,现分别进行探讨。
重庆单轨公司简家岩PC轨道梁项目部对以前的施工工艺和施工方法进行整改之后,对生产的76榀PC轨道梁梁长进行检查,共计检查304个点,L1超标3点,L2超标2点,L3超标2点,L4超标1点,合格率达97.37%,超过了95%的目标。
控制PC轨道梁梁长精度采取的对策措施见表3,梁长排查结果见表4。
表3 控制PC轨道梁梁长精度采取的对策措施
表4 梁长排查结果
4 结语
重庆单轨公司简家岩PC轨道梁项目部通过改进施工工艺和施工方法,成功地将PC轨道梁长度偏差(≤±5 mm)合格率提高到95%以上,对轨道交通的建设具有相当重要的意义:
1)控制PC轨道梁梁长精度方面,重庆单轨公司简家岩PC轨道梁项目部找到了正确的分析思路和合理的解决方案,为重庆轨道交通的建设积累了宝贵的施工经验;
2)取得了较好的经济效益和社会效益,由于梁长控制精度提高,每100榀PC轨道梁减少现场修梁费用32 040元;
3)由于梁长控制质量较好,无需到轻轨线路上切割梁缝,无需整修,美化了梁体外观,方便了下一步施工。
[1]陈玉璞.跨座式单轨 PC轨道梁设计[J].桥梁建设,2001(2):47-48.
[2]桑 勇,范正述.跨座式单轨交通系统PC轨道梁架设与安装技术[J].山西建筑,2010,36(9):297-298.
[3]赛铁兵.跨座式单轨PC轨道梁线形调整施工技术[J].建筑工程,2007(1):13-14.