钢筋混凝土屋盖平移就位施工技术分析.pdf

2722023年5 月工程技术与应用江西建材钢筋混凝土屋盖平移就位施工技术分析刘銮成，朱根来，武玉峰中煤第三建设（集团）有限责任公司，安徽宿州234000摘要：在粮库平房仓仓顶先张法预力钢筋混凝土屋盖施工中，地面预制吊装施工法、原位现浇施工技术以及平台制作与平移施工技术均有成功应用。文中结合多次平移施工实际应用，优化了加工平台的设计和模型受力验算，对局部结构进行设计加固，同时提出了平移小车垫板的优化措施，对平移参数计算进行了细化。关键词：预应力屋盖；平台制作；平移就位中图分类号：TU74文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 90（2 0 2 3）0 5-0 2 7 2-0 3Analysis of Construction Technology for Translating andPlacing Reinforced Concrete Roof in PlaceLiu Luancheng,Zhu Genlai,Wu YufengChina Coal Third Construction（G r o u p )C o.Lt d.,Su z h o u,A n h u i 2 3 40 0 0Abstract:The ground prefabricated hoisting construction method,the in-situ cast-in-place construction technology and the platformfabrication and translation construction technology have been successfully applied to the pre-tensioned reinforced concrete roof of the granarywarehouse.Combined with the practical application of many projects,the design of the platform and the checking calculation of the modelforce are optimized,and the local structure is designed and reinforced.At the same time,the optimization measures of the translation trolleyplate are put forward,and the calculation of the translation parameters is refined.Key words:Prestressed roof;Platform production;Translation in place1工程概况粮食物流和应急保障中心中转仓为钢筋混凝土排架结构，建筑高度为9.8 m，跨度为2 4m，长度为12 1.2 6 m，共设有2 个间，廠间之间设置一道变形沉降缝。屋面采用钢筋混凝土预应力拱板形屋盖，屋盖拱板上弦为二次抛物线，矢高2.4m，板跨24m，曲线方程为：Y=4f(L-X)/L2(1)式中：f为矢高；L为板跨。每蔽间预应力拱板3 0 片，边板2 片，单榻1.8 6 m宽，自重15.5t；中板2 8 片，1.9 8 m宽，自重16.5 t。屋盖拱板由下弦梁板和肋梁、预制隔板、斜拉筋、上弦梁板和肋梁、无动力通风洞口构成。下弦梁板和上弦梁板用预制隔板竖向连接，每榻隔板安装到位后，上下弦梁板和肋梁同时现浇。2预制平台设计拱板为单榻拼接安装，每两榻拱板间设有2 0 mm宽板缝，为了合理节约工期，达到提质增效预期，结合现有施工技术，屋盖拱板采用在中转仓顶设置刚性平台预制，而后分两批将成品构件平行移动就位。中转仓墙体、天沟、拱板支座（顶圈梁）、内墙抹灰完成后，即可开始搭设仓顶拱板模板支撑架；模板铺设标高与拱板支座标高一致，形成一个施工平台。在中转仓的两廠间沉降变形缝两侧各搭设可同时生产7 榻拱板的平台模板支撑架，形成2作者简介：刘銮成（197 4-），男，安徽灵璧人，本科，高级工程师，主要研究方向为建筑工程施工技术管理。条预制生产线作业平台。平台支撑可采用扣件式钢管架搭设或盘扣式钢管搭设，若采用盘扣式钢管搭设施工效率则更高。沿中转仓廠间沉降变形缝两侧设置两个预制平台，每侧宽度为17 m，跨度为2 4m。3预制平台力学验算屋盖拱板混凝土净重16.5 t，自重取2 5 kN/m，按标准屋面板宽1.98 m，跨度2 4m进行换算，取近似板厚为0.15 m的平板，重量取近似值为17.8 t。计算模型可简化，厚度按15 0 mm的混凝土楼板进行计算，模板支架高度为9.8 m，计算单元尺寸为横向长度17 m，纵向长度2 0 m。稳定性验算永久荷载与可变荷载分项系数分别取1.3 和1.5，通过计算，模板支撑主梁与次梁抗弯为主要控制指标。采用建筑市场常用的规格材料进行安全验算，面板为覆面木胶合板，厚度取值15 mm，小梁为矩形方木，木楞规格为40mm80mm，模板竖向支撑与支撑主梁所用钢管规格取为482.8mm，钢材等级选择Q235，可调托座内主梁根数为1根，可调托座承载力容许值N=3 0 k N。主梁布置方式按平行立杆纵向方向，立杆纵向间距不大于8 0 0 mm，横向间距不大于900mm，次梁间距不大于5 0 0 mm。为了减小预制拱板的变形，应尽量减小模板支撑次梁的间距，提高模板支撑次梁的木方规格；模板支撑主梁与竖向支撑所用的钢管壁厚一定要按现场实际规格进行验算。4引张拉台座区域的圈梁加强设计改造混凝土预应力屋盖拱形板的加工，在中转仓仓顶利用原有结构搭设满堂支撑架作为工作平台，在檐沟内布置张拉台座，2732023年5 月江西建材工程技术与应用完成下弦板预应力筋的张拉，预制隔板安装固定后，完成上弦板结构的制作。张拉钢筋时为防止圈梁混凝土挤压损坏，其外侧阳角预设角钢护角，预制平台段圈梁全长设置角钢防护，角钢规格与原结构设计圈梁中预埋铁件（M2）规格相同，待拱板就位后，与拱板上的预埋铁件焊接连接，如图1所示。护角角钢规格采用L56mm56mm8mm锚筋间距取15 0 2 5 0 mm；锚固长度不小于2 0 d，钢筋连弯钩全长不小于2 6 d，当锚筋采用HRB400钢筋时，末端可不设弯钩，如图2 所示。M-2变形缝仓内侧山墙圈梁加固角钢仓外侧一126020002000Xn200017m长预制平台图1预制平台处圈梁加强设计平面图/mm预制平台段现浇圈梁同时作为预应力拱形板的张拉墩，为了增强圈梁抗弯剪扭的能力，除进行外侧护角预设角钢加强外，同时应将该区域混凝土强度提高一个等级。为提高圈梁抗扭和水平抗弯矩能力，并将圈梁内箍筋间距加密到10 0 mm，圈梁两侧视张拉力情况可增设加强筋。拱板檐墙挑檐檐墙圈梁预埋角钢业8 15 0檐墙5排架柱256X56X840图2预制平台处圈梁加强设计剖面图/mm操作张拉机均在檐墙挑檐内完成，利用顶部圈梁对预应力屋盖拱板下弦预应力筋进行张拉。考虑到天沟本身不承受除设计外的其他动荷载，挑檐底板下的底模支撑架体暂不拆除，待拱板全部施工完成后再进行拆除。为便于操作控制和安全管理需要，张拉机与末级配电箱放在檐沟内同一侧。圈梁顶面平整度关系到拱板安装就位后拱板端头下口的平整与顺直，从而进一步影响仓内顶棚平整度，预制平台范围内的预埋圈梁加强角钢必须保持与圈梁顶面混凝土水平一致。拱板端头下的顶圈梁浇筑时，确保顶面精平，进行顶圈梁浇筑时，必须原浆一次找平抹光，禁止对圈梁顶面进行二次找平。拱板钢筋张拉时，必须保证顶圈梁混凝土强度达到设计强度后开始张拉作业。5平移基础的成品保护30榻拱板除最后7 榻在预制平台上就位安装，其余2 3 榻均以檐墙混凝土圈梁作为通行轨道，通过运行小车平移就位。在拱板的运输过程中，容易对圈梁造成不同程度的压损，若采用全段角钢保护的方式对圈梁进行加固，经济效果不佳。在运行小车与圈梁之间铺设钢垫板，将钢垫板加工成槽形，平移拱板前将槽形垫板盖在圈梁上，随着小车的移动，将小车后面的槽形板转运至小车前面，重复至拱板预定位置。为了方便移动和运行安全，槽形板长度应控制在1.0 1.5 m范围内，腹板和两侧翼板钢板厚度不小于10 mm，两侧翼板高度不小于50mm。6平移技术参数计算混凝土预应力屋盖拱形板经养护、预应力筋放张并剪筋后，采用千斤顶顶升拱板，并用带有滚动轴承的平移小车将拱板由沉降缝两侧预制平台分别向两侧山墙方向运输。在山墙圈梁两端分别埋设两根18锚拉钢筋环，用于固定电动牵引机。以檐墙圈梁作为平行基础，圈梁上铺设10 mm厚钢板可起到保护圈梁、减少摩擦力的作用。目前，很多单位和研究机构对平移施工摩擦系数的研究提出了经验公式，但差别较大，没有现行规范可执行。参考强万明等编著的建筑物整体移位技术研究与工程实践【1，采用轴承滚动平移法施工时，牵引动力F与构件重量G之间的线性比例关系处在1/2 5 1/13 区间段。查阅成大先编著的第六版机械设计手册2 ，忽略滚动轴承自身的摩擦系数，轴承与铁板之间的摩擦系数为0.0 5；现场计算时摩擦系数取两者的平均值（0.0 5+1/13）/2=0.0 6 5 作为依据，拱板每端牵引力为178/20.065=5.8kN。依据江正荣编制建筑施工计算手册3 第四版中钢丝绳容许拉力计算公式：F,=FJK(2)钢丝绳的容许拉力Fg为5.8 kN，考虑钢丝绳之间荷载不均匀受力，6 19钢丝绳不均匀系数取0.8 5，用机动牵引车操控平移小车，安全系数K取5；计算得到钢丝绳的钢丝破断拉力总和F。为3 4.2 kN。根据规范GB/T201182017钢丝绳通用技术条件，公称抗拉强度17 7 0 MPa直径8 mm的6 19钢丝绳可满足要求。若采用公称抗拉强度15 7 0 MPa，直径8 mm钢丝绳须，需用全新钢芯材质以确保拱板平移牵引安全要求。7施工工序为提高预制平台利用率，加快构件生产进度，拱板采用跳仓法加工。第一批次生产7 榻拱板屋架，将边板平移定位后，以该边板屋架为支撑施工山墙挑檐混凝土结构；留置一榻拱板屋架在平台上，作为侧模，跳仓施工第二批次6 榻拱板屋架。待3 0 榻拱板屋架全部平移就位后，以最后一榻拱板作为侧板，就地现浇施工变形缝位置混凝土屋面挑檐结构。基本施工工序为4-8 ：预制平台硬化一满堂支撑系统定位、安装一第1批拱板加工一平移拱板拱板找正、焊接固定山墙现浇结构施工第2 批拱板加工、平移、固定变形缝处混凝土屋面挑檐结构施工一拱板两端头封堵砌块。每条预制生产线每天可生产3 5 榻，5 个批次生产完成1栋中转仓的所有拱板屋架。拱板端头挑出圈梁部分下端，用砌块砌实封堵。平移拱板时，一个滑轮挂平移小车连接拱板，另一个滑轮连接牵引机挂在锚拉钢筋环上，通过遥控电动牵引机使平移小车移动。拱板平移在垂直于拱板的圈梁上完成，直到拱板移至安装位置，与圈梁上的预埋钢板焊接牢固。8屋盖平移就位施工技术8.1冷拉钢筋制作安装屋盖拱板采用先张法施工工艺，张拉台座经调试完好后，冷拉预应力筋下料长度应控制在基本等长，通过张拉使钢筋保持一定的拉应力，在固定力张紧状态下量取尺寸，然后用剪丝274上接第2 7 1页）2023年5 月工程技术与应用江西建材钳切断钢筋，也可用砂轮锯切割，不得使用电弧切割，防止降低预应力筋应力。8.2模板制作安装上弦板模板制作质量是拱板成形观感优劣的关键，严格按照曲线方程Y=4fX（L-X）I L建立相对坐标系，进行1：1比例放样，并测量抛物线弧的垂直高度即矢高和抛物线拱的跨度来校核弧形圆顺度。对上弦模板按顺序进行编号，分成模块按顺序组装，与曲线控制线相吻合，安装完毕后，对弧线进行检查，保证上表面线形通顺，侧面平整无翘起突出现象。拱板端头上弦板与下弦板接口位置，为了能够使模板安装方便、拆模顺利，拆模后，混凝土拐角不会受损，可将拱板接口处内侧模板做成倒角形式，增加倒角加强筋，既能提高拱板端头强度，又能减少端头混凝土外观缺陷。8.3隔板固定安装拱板隔板为预制混凝土板，安装在上弦板与下弦板之间，上下端钢筋要分别锚入拱板中，上弦板底模板要增加木方提高其刚度，木方与上弦板侧模固定增强稳定性，并与隔板顶紧，确保上弦板与隔板间密封不漏浆。在隔板两侧的上弦板底模上铺上15 0 mm宽透水模板布，使混凝土更加致密，防止现浇与预制构件间的混凝土强度降低，减少混凝土表面砂眼、裂纹、起砂等接茬质量通病的发生。8.4拱板混凝土浇筑拱板上弦底模板间隔设置上口大下口小的楔形模板，与底模板实现密缝拼接。下弦板混凝土浇筑时，楔形模板可随时方便拆除与安装，作为下弦板混凝土浇筑下料口，有通风洞口的拱板，混凝土浇筑料可从无动力通风洞口下料。施工过程中，应尽可能保证拱板结构混凝土全断面浇筑的连续性，混凝土连续浇筑完成时间不超过2 h，混凝土浇筑的顺序可沿拱板跨度方向由两端向中间连续浇筑；上弦、下弦混凝土均一次性浇筑完成，不预留施工缝。台座两端区域设置1.2 m高定型护栏，加设安全防护网。8.5拱板拆模、预应力放张拱板拆模时，上弦必须达到混凝土强度的7 0%以上，下弦必须达到混凝土强度的10 0%，同时设计斜拉筋要与拱板预埋的主筋焊接完成。先将拱板两侧模板先拆除，构件自由压缩后，固产生质量问题造成的返工工作，经过项目实践，实现了弧形梁快速施工、成型效果优良、绿色环保、安全可靠、经济性好，在多曲线建筑中具有积极的推广价值，具有广泛的社会效益。参考文献【1】李敏子，韩涛.大跨度超高支模弧形梁施工技术J】.建筑技术开发，2 0 2 1，48（18）：6 9-7 1.2赵国勇.大跨度弧形梁施工方案的确定J.四川建筑，2 0 0 5（2）：139-140.再进行张拉筋的放张，以免模板受挤压变形而损坏不能周转使用。拆模后的放张过程中，应先放松两侧板肋梁钢筋，然后再放松下弦板内钢筋，并从两侧交错放松。预应力筋放张要根据现场同条件试块及标准试块强度对混凝土强度进行判定。8.6拱板平移拱板平移运输过程中要控制好移动速度，拱板两端移动小车前进要快慢均匀，移到安装位置后，用千斤顶顶起拱板，取走滑轮小车及钢垫板。下落拱板要缓慢，两端均安排专人监控指挥。运输拱板前用电子全站仪将拱板轴线放样至圈梁上，做好轴线标记，严格控制将拱板预制中心线与控制中心线重合，然后临时固定。9结语采用平台制作与平移就位施工，相比原位现浇施工技术，节省了满堂架支撑系统材料以及安装与拆除的人工成本；比地面预制吊装施工技术省却了大型吊装设备、预制平面二次硬化及二次转运的费用。采用这种制作与平移施工技术，优化了加工平台的设计和模型受力验算、平移小车垫板的结构设计，简化平移参数的计算，可为类似结构施工提供借鉴。参考文献1强万明，赵士永，张振拴，等.建筑物整体移位技术研究与工程实践【M.石家庄：河北科学技术出版社，2 0 0 9.2成大先.机械设计手册M.北京：化学工业出版社，2 0 16.3江正荣.建筑施工计算手册【M】.北京：中国建筑工业出版社，2018.4张小建.大跨度预应力拱板“空中制作滑移法”安装施工J.建筑施工，2 0 0 4，2 6（2）：12 1-12 3.5陈开林，大型预应力钢筋混凝土拱板施工质量控制J】.福建建材,2 0 11（9):8 6-8 8.6张彦栋.预应力拱板屋面结构建筑施工技术研究J.山西建筑，2017,43（3 0):9 3-9 4.7刘桐，杨正明，罗斌.2 4m跨先张法预应力拱板高空原位施工技术J】.施工技术，2 0 16，45（2 3）：8 9-91.8清潘植明.预应力拱板屋面结构建筑施工技术分析【J.江西建材，2016（13)：9 2.【3 王楠.弧形梁侧面模板加固施工技术总结概述J.建筑与装饰，2020（11）：19 2-19 3.4行徐媛媛，耿启龙，任远，新型模板加固工艺的技术应用【J.建筑技艺，2 0 2 0（S1）：191-193.53王铭明，于浩，汪晨，等.砖混结构办公楼施工模板的设计研究J.工程技术研究，2 0 19，4（7）：143，17 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