大跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拱板屋架空中制作安裝技術(shù)應(yīng)用

任玲華，杜向明

（1.浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 322100；2.浙江恒道建設(shè)有限公司，浙江 金華 322100）

1 工程概況

某市一國家糧倉項目，共9幢平房倉,1-1～1-6布置樣式：倉長96m，寬24m，平面尺寸為2廒間2×48×24，1-7～1-9布置樣式：倉長108m，寬24m，平面尺寸為3廒間3×36×24。倉房均為單層鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)，采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拱板屋蓋，該糧倉屋架體系由預(yù)制隔板、上下弦薄殼板、肋梁、斜拉筋等部分組成。該屋面拱板為24m跨，單榀寬1.2m，板厚45mm，下弦肋高180mm，肋寬100mm，拱板屋面工期控制在80d內(nèi)。

2 施工方案比選

該糧倉屋面為板架合一構(gòu)件，鑒于屋架桿件數(shù)量多，項目質(zhì)量要求高、工期緊、施工難度大，因此在方案選擇上進(jìn)行了以下三種方案的比選。

2.1 地面預(yù)制吊裝

該方案需設(shè)大型預(yù)制及堆碼場地，配備大型吊裝機(jī)械，施工時只能一棟一棟的施工，根據(jù)該工程的實際情況，工期方面保障不了，因此該方案不可行。

2.2 滿堂腳手架現(xiàn)澆

該方案需要大量的輔助材料，若要縮短工期二棟同時生產(chǎn)，則需用大量的上弦、模板、錨板及機(jī)器設(shè)備，一次性投入費用大，造成不必要的浪費。因所有拱板都是通過一次性現(xiàn)澆，施工質(zhì)量雖當(dāng)時可以控制，但經(jīng)過后期地基沉陷或混凝土收縮不勻等原因，拱板與拱板之間會出現(xiàn)微小縫隙，肉眼很難發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致糧倉密閉性漏氣（因為太高）不易處理，從而達(dá)不到糧食儲備條件的效果。

2.3 空中制作安裝

該方案只需在地面進(jìn)行隔板預(yù)制，不需要大型的材料堆場及吊裝機(jī)械，也不需搭設(shè)滿堂腳手架，重點在高空經(jīng)過一系列的加固改造、張拉、放張、制作、起頂、安裝等工序?qū)⒐鞍宸胖玫皆O(shè)計位置上，該方案可以三棟倉同時生產(chǎn)，不耽誤生產(chǎn)時間，可以保證施工工期。因此該工程經(jīng)過比選，采用空中制作安裝技術(shù)施工屋面拱板屋架。

3 空中制作安裝技術(shù)流程

屋面拱板采用空中制作安裝技術(shù)主要分兩個環(huán)節(jié)進(jìn)行施工：第一環(huán)節(jié)，隔板預(yù)制；第二環(huán)節(jié)，拱板屋架施工。

3.1 隔板預(yù)制

采用重疊生產(chǎn)法在室外提前15d 預(yù)制隔板，該項目按照每個臺座每批生產(chǎn)8榀隔板計算，須設(shè)置8個作業(yè)臺座。按照以下工序進(jìn)行：測量放線→制作張拉臺座→安放鋼筋→支模板→澆筑混凝土→拆除模板→刷脫模劑等工序重疊生產(chǎn)。

3.2 拱板屋架

待隔板完成后進(jìn)行拱板屋架施工，具體作業(yè)流程：測量放線→張拉臺座搭設(shè)→下弦預(yù)應(yīng)力筋張拉敷設(shè)→隔板安裝→支上下弦模板→綁扎下弦板的非預(yù)應(yīng)力筋和上弦板鋼筋，同時埋設(shè)預(yù)埋件→安裝保溫塊→澆下上弦混凝土→拆除模板和剪預(yù)應(yīng)力筋放張→焊斜拉鋼筋→拱板運輸安裝→校正、固定。

3.3 施工步驟

該項目共9棟糧倉，屋面大跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拱板屋架采用空中制作安裝技術(shù)可三棟倉同時施工。具體步驟如下：第一、二棟搭設(shè)好10榀內(nèi)架時馬上生產(chǎn)拱板，第三棟搭設(shè)內(nèi)架，等待一、二棟生產(chǎn)完時，接著生產(chǎn)第三棟，第一棟養(yǎng)護(hù)，立即生產(chǎn)第二棟，待第二棟生產(chǎn)完時，第一棟養(yǎng)護(hù)期混凝土到達(dá)80%時，開始剪筋、焊接斜位筋，待此工續(xù)完成后，立即開始運輸?shù)谝粭澒鞍?，同時生產(chǎn)第三棟拱板，待第三棟拱板生產(chǎn)完后，第一棟拱板運輸完成，接著生產(chǎn)第一棟拱板，第二棟養(yǎng)護(hù)，到達(dá)強(qiáng)度后，馬上剪筋、焊接、運輸。如此循環(huán)作業(yè)，直到每棟倉拱板生產(chǎn)完畢后，最后拆除倉內(nèi)內(nèi)架。

4 空中制作安裝技術(shù)要點

4.1 隔板制作安裝要點

該項目的所有隔板均需在各棟倉施工前完成，制作隔板時須保證混凝土表面的光滑度和內(nèi)部的密實度，因此隔板的定型模板須用角鋼焊制，焊縫要打磨光滑，隔板混凝土采用小型平板振動器均勻振搗。預(yù)制隔板在安裝時須采用C40混凝土墊塊(規(guī)格30mm×30mm×50mm)墊起，再將隔板錨固鋼筋綁扎在拱板鋼筋網(wǎng)片上。

4.2 拱板張拉臺座搭設(shè)

在每棟倉中央各搭設(shè)一個張拉臺座,注意倉頂圈梁的混凝土澆搗時須事先埋設(shè)張拉臺座所需構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級提高一級，澆搗完混凝土后頂圈梁頂面要求平整，預(yù)埋位置準(zhǔn)確。

4.3 臺座腳手架搭設(shè)

該項目臺座采用滿堂腳手架施工，腳手架的搭設(shè)須經(jīng)過嚴(yán)密計算，以保證承載拱板全部荷載的要求。滿堂腳手架框架支撐體系設(shè)計由立桿（8m）、橫桿（4m、m）、扣件組成，框架單元尺寸為1.35m×1.35m×1.54m，通過計算立桿縱橫間距設(shè)計為1.35m，步距為1.54m。在頂部立桿與立桿之間中部設(shè)置1根中48×3.5鋼管頂撐，然后用40×100木楞間隔100mm鋪設(shè)，底模采用20厚復(fù)合模板。

計算參數(shù)：La=1.35m，橫距Lb＝1.35m，步距h=1.54m；立桿截面積A=489mm2；立桿截面抵抗矩W＝（5.08×103）mm2；立桿回轉(zhuǎn)半徑i＝15.8mm；鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fc＝205kN/mm2。

4.4 鋼筋工程

預(yù)應(yīng)力拱板屋架鋼筋分為三種：Φ-Ι 級Ф-Ⅱ級和ФR鋼筋，ФR 鋼筋作為拱板的預(yù)應(yīng)力筋。單根張拉應(yīng)力平均8.93kN,預(yù)應(yīng)力鋼筋嚴(yán)禁接頭，并且應(yīng)嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行施工規(guī)程張拉并控制好混凝土的保護(hù)層厚度。拱板隔板預(yù)應(yīng)力筋為CRB550級ФR4冷軋帶肋鋼筋，其應(yīng)力值150N/mm2。單根張拉力為1.8kN。預(yù)應(yīng)力筋張拉采用單根對稱張拉張拉控制行程為65mm,錨具回縮值a≤4mm?；炷翉?qiáng)度達(dá)到80%及以上時預(yù)應(yīng)力筋才能放松，先放松肋梁鋼筋，再放松板面鋼筋，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)從兩側(cè)逐根交錯放松。

4.5 拱板高空就位

每棟倉屋面拱板就位均須按五步流程進(jìn)行保障拱板安裝精確。

①起頂：起頂時間需要在拱板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%以上時方可起頂，起頂前須在每榀拱板的兩端各設(shè)2臺千斤頂、2塊規(guī)格為120mm×120mm×10mm鋼板墊塊。

②放滑輪車：液壓千斤頂將拱板頂至一定高度后放置滑輪車，將2塊規(guī)格為300mm×2500mm×10mm的鋼板墊置滑輪車下兩端，在拱板移動過程中，2塊鋼板墊塊替換使用。

③運輸：準(zhǔn)備工作，事先須在山墻圈梁縱橫軸上預(yù)埋2根中18錨拉鋼筋環(huán)，在拱板中心埋設(shè)中10的拉環(huán)，將手動葫蘆固定在中18錨拉鋼筋環(huán)上，然后沿橫軸線拉動拱板，直到就位位置。用力均勻地拉動電動葫蘆，保證速度均勻，拱板拉至設(shè)計位置后，用液壓千斤頂頂起拱板，此時將滑輪車及鋼板撤離，落下拱板。控制拱板中心線是運輸工作前的一項必備工作，可用墨線彈于墻上，當(dāng)拱板預(yù)制中心線與控制中心線完全吻合時，然后將拱板臨時固定。

④校正、固定：屋面拱板運輸安裝就位后需要用經(jīng)緯儀或線垂檢查校正拱板的垂直偏差，若校正無誤立即將支座處預(yù)埋件與頂圈梁預(yù)埋件焊牢，至此拱板固定完畢。

5 空中制作安裝技術(shù)效應(yīng)

5.1 材料使用

該技術(shù)不需要整棟倉搭設(shè)內(nèi)架，只需每棟倉失搭設(shè)10榀臺座，即可把整棟倉拱板生產(chǎn)完成，使這10榀臺座架可重復(fù)利用，直到整棟倉生產(chǎn)完成后拆除，節(jié)省了大量輔材。

5.2 拱板質(zhì)量

每批次生產(chǎn)拱板通過運輸、安裝，每榀拱板都分離，便于檢查每塊拱板的質(zhì)量是否合格，可通過荷載試驗證明。若采用搭設(shè)滿堂架，每塊拱板不能獨立分開，如果發(fā)現(xiàn)哪一塊拱板出現(xiàn)質(zhì)量問題，不能及時糾正，如果要糾正，也會造成相鄰兩塊拱板不必要的傷害，同時，荷載實驗也很難完成，所以也不清楚該批次拱板是否合格。

5.3 倉內(nèi)密封度

生產(chǎn)拱板時，專門留下拱板與拱板的間隙，通過專業(yè)人員處理，即塞縫、灌漿、防水油膏等，使每條板縫與整體倉庫相結(jié)合，從而達(dá)到不漏任何氣體，使整體倉內(nèi)達(dá)到完全密封，從而達(dá)到應(yīng)有的效果。若采用搭設(shè)滿堂架，所有拱板都是通過一次性現(xiàn)澆，除收縮縫外，當(dāng)時是還可以，但時間稍長，由于地基深陷或混凝土收縮不勻，拱板與拱板之間露出小縫隙，肉眼很難發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致漏氣（因為太高）不易處理，從而達(dá)不到糧食儲備條件的效果。

5.4 工期

該項目采用空中制作技術(shù)準(zhǔn)備投入2個班組，每個班組同時生產(chǎn)3棟倉拱板，二個班組同時生產(chǎn)6棟倉拱板，最終工期180d，比預(yù)計工期縮短20d。

實踐證明大跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拱板空中制作安裝技術(shù)在工程項目中的應(yīng)用取得了預(yù)期的效果。

[1]GB50204－2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]GBJ107－87,混凝土強(qiáng)度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國計劃出版社，1988.

[3]JGJ95-2003,冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.