节段预制拼装连续U型梁在城市轨道交通中的应用与展望.pdf
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1、中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 85 节段预制拼装连续U型梁在城市轨道交通中的应用与展望 吕金峰1 庄建杰1 李 慧2 王大鹏2 陈轶鹏3 1.河北雄安轨道快线有限责任公司,河北 雄安 071700 2.南京地铁建设有限责任公司,江苏 南京 210018 3.北京城建设计发展集团股份有限公司,北京 100045 摘要:摘要:U 型梁系统以其环境友好、建筑景观适应性好、全寿命建设和运营成本低、系统高效率集成等优点在城市轨道交通工程高架区间广泛应用。以往在跨越路口或较大节点时多采用支架现浇主跨 4050m 连续 U 型盆式梁,随着轨道交通工程绿色建造的不断深入,支架现浇工法大大制约了 U 型
2、梁系统的发展,一种质量好、施工快、绿色环保,对周边交通影响小的节段预制拼装预应力混凝土 U 型梁不断得到应用。以南京至句容城际轨道交通工程(30.5+50+30)m 预制节段拼装预应力混凝土 U 型梁设计为例,阐述了节段预制拼装预应力混凝土 U 型梁的发展历程,并结合工程实践,提出今后节段预制拼装 U 型梁发展的制约因素及发展方向,可对后续工程提供借鉴和参考。关键词:关键词:城市轨道交通;节段预制桥梁;连续 U 型梁 中图分类号:中图分类号:U213 0 引言 2005 年印度新德里轻轨 3 号线通车,长度 22.9公里,采用节段预制拼装 U 型梁2;2008 年台北捷运内湖线,全线 14.8
3、km,采用预制 U 型梁+节段预制拼装连续 U 梁,最大跨度连续 U 梁 65m;2009 年 9 月迪拜红线一期工程完工,该工程包含长 42km 的高架桥,全线高架桥采用预应力混凝土 U 型梁,最大跨度连续 U梁 72m,节段拼装法施工,这种方法施工速度快,且最大限度地减小了对环境的影响2;2012 年通车的韩国京畿道议政府轻轨对节段梁的外形进行了变化,运行APM 系统。国内自 2009 年第一条 U 型梁线路通车以来3,节段预制拼装 U 型梁先后在上海 17 号线4、10 号线二期、南京宁句城际、天津 Z4 线进行了应用,随着U 梁系统在国内的广泛应用,以支架现浇工法施工的大跨度连续 U
4、型梁已经成为制约 U 梁系统发展的瓶颈。目前,国内外节段拼装技术蓬勃发展,为了解决城市内施工对交通的影响,上海、成都、南昌、郑州等城市在市政领域对节段拼装桥梁技术进行了多种尝试。轨道交通领域,高架段多处于郊区,但随着国家对绿色建造要求,采用更加绿色、与自然环境更加和谐、施工更加快速的节段预制拼装技术,定会在今后的市域铁路、都市快轨领域绽放光彩。1 工程概况 宁句城际轨道交通工程起于南京东部综合换乘枢纽马群站,终于句容高铁站。线路全长 43.602km,其中高架长约 26 km,设计速度 120km/h,市域 B 型车,全线高架采用 U 型梁系统,标准梁采用双 U 并置预制 U梁,节点桥采用连续
5、 U 梁。HY37HY40-(30.5+50+30)m 节段预制拼装连续 U梁在 YK29+602 附近跨越黄东线立交。图 1 为桥位实景图,黄东线立交为句容西部干线与 S122 快速路的互通立交,经方案比选采用 LHPZ48 型节段拼装造桥机悬臂拼装施工。图 1 跨黄东线立交节段预制拼装连续 U 梁桥位实景 2 结构设计 2.1 结构构造 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 86(30.5+50+30)m 节段预制拼装连续 U 梁梁长110.3m,边支座中心距梁端 0.6m。标准节段长度 3m,全桥共计 2 个现浇 0 号段、32 个预制节段和 7 个湿接缝。全桥立面布置图见图 2。图 2
6、(30.5+50+30)m 节段预制拼装连续 U 梁立面布置(单位:cm)墩顶截面采用 U 型与箱型组合截面,全宽 10.88m,主要由箱梁结构+U 型护栏板共同构成;跨中截面采用U 型截面,由底板及 3 个腹板组成。中支点处截面梁高 4.2m,底宽 5.6m,顶板厚度由0.36m 增加至 0.5m,底板厚度由 0.35m 增加至 0.67m,横隔梁设置 800 x800 进人孔;其他 U 型+箱梁组合截面顶板厚0.36m,底板厚0.35m;跨中U型截面梁高1.90m,底宽 9.148m,底板厚 0.36m,中腹板厚 0.63m;边支点U 型截面梁高 2.04m,底宽 9.73m,底板厚 0.
7、5m,中腹板厚 0.63m;边腹板翼缘宽 1m,中腹板翼缘宽 1.4m。2.2 节段划分 梁体节段划分考虑造桥机的吊装重量及模板的重复利用,16#节段长度 3m,7#节段长度 2.9m,8#节段长度 3m,8#节段长度 2.5m,9#节段长度 2.3m。其中最重节段 1#节段重量 89.86t,最轻节段 8#节段重量43.93t。2.3 剪力键设计 剪力键设计原则:(1)腹板剪力键满足截面抗剪要求;(2)顶底板剪力键提供定位作用。剪力键的布置如图 3 所示。剪力键采用与预制节段一次成型的密键,由于 U型梁截面面积较小,且多布置有预应力孔道,因此除预应力孔道位置外,剪力键采取满布;对于 U+箱型
8、断面,箱梁腹板满布剪力键,剪力键采用倾角 45梯形截面,键高 5cm(高度不小于混个凝土最大粗骨料粒径的 2 倍),剪力键根部高 15cm。位于剪压区的腹板与顶板、底板结合区,若无体内预应力钢束通过也设置剪力键5。图 3 剪力键布置图 2.4 锚槽设计 每一个节段张拉段均要设置张拉端锚槽,一般采用方形锚槽或圆锥形锚穴,方形锚槽一般开孔较大,会造成梁端横向钢筋截断,且影响临近波纹管成孔质量,圆锥形锚穴对脱模质量要求较高,因此本项目采用深埋锚,锚具与深埋套筒加工完成后,留在混凝土内,这样可以大大减小对周边钢筋、混凝土及波纹管的影响,保证梁端张拉槽口施工质量。深埋锚见图 4。图 4 深埋锚构造图 2
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