火車站站房大跨度預(yù)應(yīng)力清水混凝土拱殼施工技術(shù)

包慧龍

摘要：近幾年來，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑的結(jié)構(gòu)形式也多種多樣，大跨度混凝土拱殼作為建筑與結(jié)構(gòu)結(jié)合非常緊密的結(jié)構(gòu)形式，不僅能夠滿足設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑外形的復(fù)雜設(shè)計(jì)要求，而且能夠?qū)⒒炷恋氖軌盒阅芎芎玫睦闷饋怼Ｄ壳?，在諸多工程中得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過對(duì)某一城市火車站站房大跨度預(yù)應(yīng)力清水混凝土拱殼的施工技術(shù)進(jìn)行分析，并且對(duì)施工段的劃分、工程流程的安排以及其穩(wěn)定性的控制方法進(jìn)行介紹，以此來為今后類似的工程施工提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：清水混凝土；拱殼；大跨度預(yù)應(yīng)力；施工技術(shù)

目前，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土拱殼施工技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用，因此，如果從根本上提升混凝土拱殼施工質(zhì)量便成為了相關(guān)工作人員所面臨的一項(xiàng)重大課題。在跨度預(yù)應(yīng)力清水混凝土拱殼施工過程中，能夠?qū)ζ滟|(zhì)量產(chǎn)生影響的因素有很多，比如說施工段的合理劃分、施工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用、工程施工流程的具體安排以及對(duì)其穩(wěn)定性控制方法的使用等。相關(guān)部門人員如果想要確保工程的整體質(zhì)量，就必須對(duì)這些因素進(jìn)行全面系統(tǒng)的考慮，從而達(dá)到理想的施工效果。

一、工程概況

某城市需要對(duì)原有的火車站進(jìn)行改造，火車站的組成主要包括站房、雨篷、天橋以及地下通道幾個(gè)部分。其中，站房中部屋面所用的主要是三連大跨度預(yù)應(yīng)力清水混凝土拱殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，整體為空間變曲面結(jié)構(gòu)，相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)形式來說，這些結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，其抗震設(shè)防烈度設(shè)為8度?；疖囌菊w分為5層，地下1層，地上4層，站房橫向總寬和縱向總長(zhǎng)分別為60m和240m，整體面積為30000m2。由于該城市過車站每日的最高聚集人數(shù)達(dá)到近5000人，屬于大型鐵路旅客車站，因此，在對(duì)火車站進(jìn)行整體設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要采用上進(jìn)下出的旅客流線模式。為了能夠更好的確保工程的整體質(zhì)量，實(shí)際施工的時(shí)候，應(yīng)該預(yù)先在現(xiàn)場(chǎng)制作拱殼模型，采用三維施工測(cè)量技術(shù)，合理劃分施工段，同時(shí)科學(xué)安排工藝流程，使該火車站能夠達(dá)到預(yù)計(jì)的清水混凝土效果。

二、工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

大型火車站站房一般中部樓面采用現(xiàn)澆C40清水混凝土拱殼結(jié)構(gòu)來進(jìn)行施工，該結(jié)構(gòu)的組成主要包括3對(duì)連續(xù)單曲面薄殼板和6根雙曲面梁組成。對(duì)于鋼筋混凝土拱殼橫長(zhǎng)以及薄殼板厚度的設(shè)計(jì)分別為63m和450mm，同時(shí)，鋼筋混凝土拱殼底部拱腳所采用的封閉式后張拉無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力平衡體系，拱腳預(yù)應(yīng)力體系沿橫向軸線設(shè)計(jì)了4對(duì)直線預(yù)應(yīng)力鋼筋。由于該火車站大跨度預(yù)應(yīng)力拱殼清水混凝土整體來看屬于曲面造型，因此在施工過程中，會(huì)遇到一些比較難以解決的問題。

2.1拱殼清水混凝土模板的相關(guān)問題

拱殼清水混凝土模板的相關(guān)問題主要包括模板的選用、現(xiàn)場(chǎng)加工制作以及模板支撐架的選用等。模板的選用直接關(guān)系到混凝土澆筑的整體質(zhì)量，對(duì)最終的建筑物的整體裝飾效果也會(huì)產(chǎn)生較大的影響，由于該火車站整體結(jié)構(gòu)為雙曲面異形結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)致模板的選用受到了一定的限制。同時(shí)，由于建筑本身的結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，從而給模板的加工制作也帶來的一些困難。拱殼清水混凝土模板支撐架最高近38m，最大跨度27m，屬于大跨度超高支模架，模板支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。

2.2拱腳預(yù)應(yīng)力施工

拱腳預(yù)應(yīng)力施工也是該火車站站房施工過程中的一個(gè)難點(diǎn)所在，在工程施工過程中，拱腳后張拉無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋需要在混凝土澆筑完成達(dá)到一定強(qiáng)度后以及裝修完成后進(jìn)行兩次張拉工作，預(yù)應(yīng)力的施工周期較長(zhǎng)。

2.3拱殼清水混凝土配合比和澆筑

在火車站具體施工要求中，不僅需要拱殼混凝土滿足一定的強(qiáng)度和耐久性的需求，而且還要充分滿足清水混凝土的效果，無論是從混凝土的表面顏色、幾何還是從混凝土的尺寸和質(zhì)量，都應(yīng)該從根本上滿足工程的具體施工要求。此外，該工程拱殼板的混凝土澆筑還存在不易振搗的特點(diǎn)。

三、模板方案選擇

模板方案的制定是否科學(xué)合理，將直接關(guān)系到清水混凝土質(zhì)量是否能夠達(dá)到建筑的具體需求。因此，在對(duì)模板進(jìn)行選擇的時(shí)候，一定要選擇質(zhì)量好的模板，不能選用造成混凝土表面染色，或者影響混凝土的均勻凝固而造成染色不一。一般來說，在工程項(xiàng)目施工中，清水混凝土模板一般有鋼模、木模以及組合鋼模等幾種選擇，由于膠合板木模板相對(duì)于鋼模和組合鋼模來說，具有容重輕、強(qiáng)度高以及紋理美觀等特點(diǎn)，同時(shí)，還能夠在很大程度上降低施工難度，不易出現(xiàn)變形。因此，經(jīng)過對(duì)比，本工程對(duì)于模板方案的選擇主要采用膠合板木模板來進(jìn)行施工。通過運(yùn)用CAD軟件，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，對(duì)拱殼的施工模板進(jìn)行布板排列，實(shí)現(xiàn)模板的參數(shù)化設(shè)計(jì)。

四、現(xiàn)場(chǎng)模型制作

4.1清水混凝土試配

在清水混凝土施工過程中，混凝土的質(zhì)量如何直接影響到清水混凝土的整體效果，為了能夠確保清水混凝土觀感和質(zhì)量達(dá)到工程的實(shí)際需求，施工人員就必須要對(duì)混凝土的配合比、拌制及澆筑以及養(yǎng)護(hù)等施工環(huán)節(jié)重視起來。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該選用白水泥進(jìn)行試配，并將所選用原材料及配合比送至設(shè)計(jì)單位，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位對(duì)拱殼清水混凝土質(zhì)量和外觀效果進(jìn)行確認(rèn)。

4.2模型制作

為了能夠從根本上保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量能夠滿足具體需求，在進(jìn)行實(shí)際施工之前，施工人員應(yīng)該按照1：10的比例制作拱殼上部結(jié)構(gòu)模型，以此來為拱殼施工提供經(jīng)驗(yàn)以及指導(dǎo)。這樣是為了能夠?qū)皻で逅炷潦┕すに嚵鞒毯拖嚓P(guān)配合比進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證。

4.3模型混凝土澆筑

混凝土澆筑在5月，所在區(qū)域的平均溫度約為17℃，混凝土澆筑后按常規(guī)的澆水養(yǎng)護(hù)辦法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，7d后拆除外模覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)14d。20d后拆除內(nèi)模板及支撐架，整個(gè)拱殼模型的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)外觀光潔，對(duì)拉螺栓孑L排列整齊，清水混凝土效果良好。

五、實(shí)施效果

通過對(duì)工程整體施工情況的分析，以及模板方案的選擇與現(xiàn)場(chǎng)制作之后，在大跨度預(yù)應(yīng)力拱殼模板拆除之后，我們能夠看到，混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的表面平整，線條順直，尺寸準(zhǔn)確，色澤鮮明一致，達(dá)到了清水混凝土的效果。混凝土試塊見證取樣送檢最低強(qiáng)度為43MPa，現(xiàn)場(chǎng)回彈檢測(cè)最低強(qiáng)度為40.4MPa，均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，隨著我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展腳步的不斷加快，大跨度預(yù)應(yīng)力清水混凝土拱殼施工技術(shù)也必然會(huì)得到相關(guān)人員的高度重視。但就目前我國(guó)混凝土拱殼施工技術(shù)來看，仍然還有一些技術(shù)不夠成熟，需要進(jìn)行不斷的優(yōu)化與完善。在未來的時(shí)間里，相關(guān)部門的工作人員必須在全面掌握其技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的實(shí)際情況對(duì)相關(guān)的工作進(jìn)行統(tǒng)籌安排，以此來確保工程的質(zhì)量能夠滿足一定的需求，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]焦挺，饒益民，張霞軍，錢建，舒小建.銀川火車站站房大跨度預(yù)應(yīng)力清水混凝土拱殼施工技術(shù)[J].《施工技術(shù)》.2011（22）

[2]于東暉，奧曉磊，畢大勇.銀川火車站站房混凝土拱殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能分析[J].《建筑結(jié)構(gòu)》.2011（09）

[3]焦挺，饒益民，蔡占聰，錢建，舒小建.銀川火車站站房大跨度鋼管桁架高空拼裝技術(shù)[J].《施工技術(shù)》.2011（22）

[4]王二中，候國(guó)偉.大跨度高空散裝鋼結(jié)構(gòu)屋蓋網(wǎng)架施工技術(shù)[J].《現(xiàn)代城市軌道交通》.2011（01）