轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁及其张拉台座的制作方法

本发明涉及一种U型梁及其张拉台座，特别涉及先张法预应力混凝土U型梁及其张拉台座。

背景技术：

U型梁是一种下承式的受力梁，与箱型梁、T型梁相比，具有外形美观、建筑高度低、断面利用率高、节省建筑材料等优点。国外20世纪50年代开始使用，主要运用于公路和铁路工程，随后被运用于地铁轨道交通工程。而国内运用较晚，只是上世纪70、80年代少量运用于公路工程中，到了本世纪初才开始在地铁轨道交通工程中进行试验研究，1999年最早在广州地铁进行了一片梁的试验。近年来，随着我国城市轨道交通的迅速发展，U型梁被广泛采用，已成功运用于上海、广州、南京等城市轨道交通工程中。

U型梁的主要特点是开口壁薄、抗扭能力较差。施工技术难度大，预埋件较多，施工精度要求高，张拉吨位较大，预应力张拉控制要求严格，必须保证预应力钢绞线张拉应力均匀。这样，就要求所设计的张拉台座必须坚固结实，经济适用。目前，针对梁板等大吨位的张拉台座，通常都采用常规的桩基支撑重力式张拉台座，这种台座的缺点是施工工序复杂，并且有倾覆危险。并且由于预应力的张力施加方式等原因，大砘位的张力台座的结构设计和制造尤其困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁及其张拉台座，以解决上述问题。

本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁，其特征在于，包括：底板和位于底板两侧的腹板。

本发明还提供一种轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁的张拉台座，其特征在于，包括：底板，条形基础，设置在所述底板上，用于支撑轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁；传力梁，设置在所述底板的两侧；活动端钢横梁，设置在所述传力梁的一端；固定端钢横梁，设置在所述传略梁的另一端；千斤顶，设置在活动端钢横梁和传力梁之间。

进一步，本发明的张拉台座，还可以具有这样的特征：其中，所述传力梁内部具有第一受拉主筋和第二受拉主筋，所述第一第一受拉主筋和第二受拉主筋沿传力梁的长轴方向设置。

进一步，本发明的张拉台座，还可以具有这样的特征：其中，所述传力梁顶部设有受压钢筋，所述受压钢筋沿传力梁的长轴方向设置。

进一步，本发明的张拉台座，还可以具有这样的特征：其中，所述条形基础内部具有竖直设置的多根条形基础箍筋，以及设置在顶部的多根基础顶部受压钢筋，基础顶部受压钢筋沿条形基础的长轴方向设置。

进一步，本发明的张拉台座，还可以具有这样的特征：其中，所述底板的内部具有沿底板的长轴方向设置的多条第三受拉主筋。

进一步，本发明的张拉台座，还可以具有这样的特征：其中，所述底板的内部具有多根竖直设置的底板箍筋，与相应位置的第三受拉主筋相互绑定。

发明的有益效果

本发明的轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁，U型梁的跨度大，分为30m和35m两种。其中，30m的预应力钢绞线根数106根，单根张拉力17.19吨，总张拉吨位达1800余吨；35m的U型梁底板预应力钢绞线根数144根，单根张拉力17.6吨，总张拉吨位达2500余吨。总张拉砘位在1000吨以上的U型梁即属于大砘位U型梁。

本发明的张力台座，张拉钢绞的力通过设置于台座两端的张拉钢横梁传递给两边传力梁，两边传力梁以轴压力的形式承担。使得对U型梁的钢绞线的拉伸力平衡，防止U型梁混凝土开裂。

底板的作用主要是调节地基不均匀沉降，端部底板亦承担了偏心力引起的弯矩。另外，台座1/2深度埋入土中，借助于土对其形成侧向约束，以提高台座的整体稳定性。与传统的桩基支撑式重力式台座相比，该发明张拉台座主要承受轴压力，材料强度能充分发挥。本发明的张拉台座具有结构构造简单、受力明确、避免打桩因而施工速度快，大大节省建筑材料等优点。

附图说明

图1是轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁位于其张拉台座上的结构示意图。

图2是图1右下角的局部放大图。

图3是张拉台座的立面图。

图4是图3左端的局部放大图。

图5是图3中右端的局部放大图。

图6是张拉台座的平面图。

图7是图6中左端的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方案。

如图1所示，大吨位先张预应力混凝土U型梁1，包括：底板101和腹板102，腹板102设置在底板的两侧。底板101内具有多根预应力钢绞线103。在本实施方式中，底板101宽4528mm，厚400mm，腹板102平均厚度280mm，梁高2m。

本实施方式的大吨位先张预应力混凝土U型梁，跨度有两种，分别为30m和35m。

其中，30m的U型梁底板预应力钢绞线103根数106根，单根张拉力17.19吨，总张拉吨位达1800余吨；35m的U型梁底板预应力钢绞线根数144根，单根张拉力17.6吨，总张拉吨位达2500余吨，为大吨位先张开口薄壁梁。

轨道交通大吨位先张预应力混凝土U型梁的张拉台座。该张拉台座属于槽型台座，具有底板3、底板3两边的传力梁2、活动端钢横梁11以及固定端钢横梁12。活动端钢横梁11和固定端钢横梁12见图2。

如图3、图6和图7所示，预应力钢绞线一端锚固于固定端钢横梁12，另一端锚固于活动端钢横梁11，固定钢横梁12简支于两侧的传力梁2上，横系梁6设置在张拉台座底面，条形基础7架在横系梁6上。千斤顶13顶推活动端钢横梁11移动，将预应力钢绞线拉长，待混凝土凝固并强度达到放张条件，放张预应力钢绞线，实现在梁内建立预应力体系。为使传力梁尽量保持轴心受压，待张拉预制的U梁底板沉入张拉台座内，放置于条形基础7上。

张拉台座底面总宽8.1m，其中，两边传力梁宽度各1m，底板宽6.1m。两边传力梁2高1.84m，底板高0.74m。置于相对较硬的地基持力层上。

张拉台座3是由钢筋混凝土结构建造而成，混凝土材料采用C55高强混凝土，如图2、图4和图5所示，配置于张拉台座3中的钢筋主要分成传力梁部分和底板部分。

布置于传力梁部分的钢筋包括：在传力梁2底部的平行设置的第一受拉主筋21和第二受拉主筋22，第一受拉主筋21和第二受拉主筋22沿张拉台座的长度方向(也是传力梁的长度方向)设置，即垂直于图2所示的纸面方向。

传力梁2顶部的受压钢筋23，也沿张拉台座的长度方向设置，方向同样垂直于纸面方向。

多根传力梁2外层箍筋25和多根传力梁内层箍筋26、二者平行于纸面设置。

多根传力梁腰筋27设置在传力梁的内外两侧，沿传力梁2的长轴方向设置，即垂直于纸面。

在传力梁2中从上到下横向平行设置的多条传力梁拉筋28，与相应位置的传力梁腰筋27相互绑定。

布置于底板部分的钢筋包括：

沿底板的长轴方向设置的多条第三受拉主筋24，垂直于图2状态下的纸面设置。

多条底板箍筋29、竖直设置在底板中，与相应位置的第三受拉主筋24相互绑定。

条形基础7内的钢筋为多根竖直设置的条形基础箍筋210以及多条条形基础顶部受压钢筋211。条形基础箍筋210和条形基础7顶部受压钢筋211见图1。基础顶部受压钢筋沿条形基础的长轴方向设置。

对于张拉台座内配置的钢筋级别：受拉主筋为直径28mm的HRB500级钢筋，受压钢筋为直径16～20mm的HRB400级钢筋，箍筋选用直径12～16mm的HRB400级钢筋。

建设本发明的张拉台座并使用此张拉台座制造轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁的方法如下：

基坑开挖，深度大于底板高度，以完全建成后能够埋入张拉底座1/2高度为标准，对坑底地基土进行碾压，将土体压实固结；

在地基土上铺设一层10cm厚的沙土或碎石土，碾压密实，再在上面浇筑20cm厚C15混凝土垫层；

绑扎张拉台座和条形基础内的钢筋骨架，安装模板并固定端头钢垫板，浇筑C55高强度混凝土；

常温下洒水养护台座混凝土，待混凝土强度达到28天抗压强度后，安装千斤顶以及活动钢横梁和固定钢横梁。

锚固钢绞线于张拉钢横梁上面，使千斤顶顶推钢横梁，张拉钢绞线；

浇筑U型梁混凝土；

蒸汽养护U型梁混凝土；

放张、切割钢绞线；

用提梁机提取梁体至存梁区堆存。

轨道交通大吨位先张法预应力混凝土U型梁采用“一串二”的张拉方式，两片梁串联同时生产。

与常规桩基支撑式重力式台座相比，本发明的技术优势在于：张拉台座3结构更稳定，无需考虑抗倾覆性问题，因此，不需要配置大体积钢筋混凝土底座来抵抗倾覆力矩，进而避免了打桩，节省了时间，节省了建筑材料，施工更加快速便捷。