大跨度预应力钢筋混凝土拱板屋架空中制作安装技术应用.pdf

2 0 1 4年第 2期( 总 1 9 6期 ) 安徽建筑 大跨度预应力钢筋混凝土拱板屋架空中制作安 T e c h n o l o g y Ap p l i c a t io n o f Ai r Cr e a t i o n - I n s t a l l f o r Tr u s s wi t h Ar c h Sl a b o f Bi g Sp a n 技术应用 Pr e s t r e s s e d Con c r e t e 任玲 华 ， 杜 向明 ( 1 浙江广厦建设职业技术学院 ， 浙江金华3 2 2 1 0 0 ； 2 浙江恒道建设有限公司 ， 浙江金华3 2 2 1 0 0 ) 摘要： 文章针对大跨度预应力钢筋混凝土屋面拱板在实际工程项目 中的常见施 工方案进行利弊论述 ， 通过进行 对比及严 密计算 ， 最终采 用空中制作安装技术进行 大跨度预应 力构件 的施 工， 并在 实践施工 中 获得成功。 关键词 ： 预应力； 屋面拱板； 空中制作安装； 隔板 中图分类号 T U7 5 6 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 4 ) 0 2 0 0 6 4 0 2 1 工程概况 某市一国家粮仓项目，共 9幢平房仓， 1 1 1 6布置样式： 施 仓长 9 6 m， 宽 2 4 m， 平面尺寸为 2廒间 2 X 4 8 X 2 4 ， 1 - 7 1 9布 矗 置样式： 仓长1 0 8 m， 宽2 4 m ， 平面尺寸为3 廒间3 X 3 6 X 2 4 。仓 来 房均为单层钢筋混凝土框排架结构 ， 采用预应力钢筋混凝土拱 研 板屋盖， 该粮仓屋架体系由预制隔板、 上下弦薄壳板、 肋梁、 斜 拉筋等部分组成。该屋面拱板为2 4 m跨，单榀宽 1 2 m，板厚 4 5 ra m， 下弦肋高 1 8 0 mm， 肋宽 l O O m m， 拱板屋面工期控制在 一 用8 0 d内。 安 徽 建 筑 _ 2 施工方案比选 该粮仓屋面为板架合一构件 ， 鉴于屋架杆件数量多， 项 目 质量要求高、 工期紧、 施工难度大， 因此在方案选择上进行了以 下三种方案的比选。 2 1地面预制 吊装 该方案需设大型预制及堆码场地，配备大型吊装机械， 施 工时只能一栋一栋的施工， 根据该工程的实际情况， 工期方面 保障不了， 因此该方案不可行。 2 2满堂脚手 架现浇 该方案需要大量的辅助材料 ，若要缩短工期二栋同时生 产 ， 则需用大量的上弦、 模板 、 锚板及机器设备， 一次性投入费 用大， 造成不必要的浪费。 因所有拱板都是通过一次性现浇， 施 工质量虽当时可以控制， 但经过后期地基沉陷或混凝土收缩不 匀等原因， 拱板与拱板之间会出现微小缝隙， 肉眼很难发现， 导 致粮仓密闭性漏气( 因为太高) 不易处理， 从而达不到粮食储备 条件的效果。 2 3空中制作安装 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 2 1 7 作者简介： 任玲华( 1 9 8 0 - ) ， 女， 山东莱阳人， 硕士； 讲师， 主要从事建筑 结构与工程造价方面的教 学与 实践工作。 该方案只需在地面进行隔板预制， 不需要大型的材料堆场 及吊装机械， 也不需搭设满堂脚手架， 重点在高空经过一系列 的加固改造、 张拉、 放张、 制作 、 起顶、 安装等工序将拱板放置到 设计位置上， 该方案可以三栋仓同时生产 ， 不耽误生产时间， 可 以保证施工工期。因此该工程经过比选， 采用空中制作安装技 术施工屋面拱板屋架 。 3 空中制作安装技术流程 屋面拱板采用空中制作安装技术主要分两个环节进行施 工： 第一环节， 隔板预制； 第二环节， 拱板屋架施工。 3 1隔板预 制 采用重叠生产法在室外提前 1 5 d预制隔板 ，该项 目按照 每个台座每批生产 8 榀隔板计算， 须设置 8 个作业台座。按照 以下工序进行： 测量放线 一制作张拉台座一 安放钢筋一 支模 板一 浇筑混凝土一 拆除模板一 刷脱模剂等工序重叠生产。 3 _2拱板屋架 待隔板完成后进行拱板屋架施工， 具体作业流程： 测量放 线 一张拉台座搭设 一下弦预应力筋张拉敷设一隔板安装 一 支上下弦模板 一绑扎下弦板的非预应力筋和上弦板钢筋， 同 时埋设预埋件 一安装保温块 一 浇下上弦混凝土 一 拆除模板 和剪预应力筋放张一 焊斜拉钢筋 一 拱板运输安装 一 校正 、 固定。 3 3施工步骤 该项目共 9栋粮仓， 屋面大跨度预应力钢筋混凝土拱板屋 架采用空中制作安装技术可三栋仓同时施工。具体步骤如下 ： 第一、二栋搭设好 1 0榀内架时马上生产拱板，第三栋搭设内 架， 等待一、 二栋生产完时， 接着生产第i栋， 第一栋养护， 立即 生产第二栋，待第二栋生产完时，第一栋养护期混凝土到达 8 0 时， 开始剪筋、 焊接斜位筋 ， 待此工续完成后 ， 立即开始运 输第一栋拱板， 同时生产第三栋拱板， 待第三栋拱板生产完后， 第一栋拱板运输完成， 接着生产第一栋拱板， 第二栋养护， 到达 强度后 ， 马上剪筋、 焊接、 运输。 如此循环作业， 直到每栋仓拱板 生产完毕后， 最后拆除仓内内架。 4空中制作安装技术要点 4 1隔板制作安装要点 该项目的所有隔板均需在各栋仓施工前完成， 制作隔板时 须保证混凝土表面的光滑度和内部的密实度 ， 因此隔板的定型 ( 下转第 1 5 1页) 虽 安徽建筑 2 0 1 4 年第 2 期( 总 1 9 6 期 ) 值为： = 一 3 0 7 2 k N m 。 图5 ( 3 ) 所示最大剪力同样产生于左侧 最下部杆件， 最大值为： Q m = 9 6 9 k N。 图 5 ( 4 ) 所示角位移分布中 最大值为0 0 0 6 3 ， 通过该分布图可以有针对性地进行支架稳定 性验算。 4 讨论及结论 通过以上计算过程及结果可以得出F L A C 中的梁结构单 元可以有效地计算分析集中力荷载作用下的多次超静定模板 支架结构 ， 但是对于均布或其他复杂形式荷载作用下的支架结 构受力分析 ， 该方法中荷载力的加载比较困难， 适用性不强。 参考文献 1 J F L A C O n l i n e Ma n u a l ， V e r s i o n 5 0 I t a s e a C o n s u l t i n g G r o u p ， I n c ， 2 0 0 5 【 2 江正荣 建筑施工计算手册( 第二版) 【 M 北京： 中国建筑工业出版 社， 2 0 0 7 ( 上接 第 6 4页) 模板须用角钢焊制 ， 焊缝要打磨光滑， 隔板混凝土采用小型平 板振动器均匀振捣。 预制隔板在安装时须采用 C 4 0 混凝土垫块 ( 规格 3 0 m m X 3 0 mm5 0 mm ) 垫起， 再将隔板锚 固钢筋绑扎在拱 板钢筋网片上。 4 2拱板张拉台座搭设 在每栋仓中央各搭设一个张拉台座， 注意仓顶圈梁的混凝 土浇捣时须事先埋设张拉台座所需构件， 混凝土强度等级提高 一 级， 浇捣完混凝土后顶圈梁顶面要求平整， 预埋位置准确。 4 3台座脚手架搭设 该项目台座采用满堂脚手架施工， 脚手架的搭设须经过严 密计算 ， 以保证承载拱板全部荷载的要求。满堂脚手架框架支 撑体系设计由立杆( 8 m) 、 横杆( 4 m、 m) 、 扣件组成 ， 框架单元尺 寸为 1 3 5 m1 3 5 m1 5 4 m，通过计算立杆纵横间距设计为 1 3 5 m， 步距为 1 5 4 m。在顶部立杆与立杆之间中部设置 1 根中 4 83 5钢管顶撑 ，然后用 4 0 X 1 0 0木楞间隔 l O O m m铺设 ， 底 模采用 2 0厚复合模板。 计算参数 ： L a = 1 3 5 m， 横距 L b =1 3 5 m， 步距 h = 1 5 4 m； 立杆 截面积A= 4 8 9 mm z ； 立杆截面抵抗矩 W=( 5 0 8 1 0 ) ram ； 立杆 回转半径 =1 5 8 m m； 钢材抗压强度设计值f=2 0 5 k N m m。 。 4 4钢筋工程 预应力拱板屋架钢筋分为三种： 一I级 一级和 R 钢筋 ， b R钢筋作 为拱板 的预应力筋 。单根张拉应力平均 8 9 3 k N 预 应力钢筋严禁接头， 并且应严格按照国家现行施工规 程张拉并控制好混凝土的保护层厚度。拱板隔板预应力筋为 C R B 5 5 0级 R 4冷轧带肋钢筋， 其应力值 1 5 0 N mm 2 o 单根张拉 力为 1 8 k N。预应力筋张拉采用单根对称张拉张拉控制行程为 6 5 mm ， 锚具回缩值 a 4 m m。混凝土强度达到 8 0 及以上时预 应力筋才能放松， 先放松肋梁钢筋， 再放松板面钢筋， 预应力筋 应从两侧逐根交错放松。 4 5拱板高空就位 每栋仓屋面拱板就位均须按五步流程进行保障拱板安装 精确 。 起顶： 起顶时间需要在拱板混凝土强度达到设计强度的 8 0 以上时方可起顶， 起顶前须在每榀拱板的两端各设 2台千 斤顶、 2 块规格为 1 2 0 m m X 1 2 0 mm X l O mm钢板垫块。 放滑轮车： 液压千斤顶将拱板顶至一定高度后放置滑轮 车 ，将 2块规格为 3 0 0 mm 2 5 0 0 mml O mm的钢板垫置滑轮 车下两端， 在拱板移动过程中， 2 块钢板垫块替换使用。 运输 ： 准备工作， 事先须在山墙圈梁纵横轴上预埋 2 根 中 1 8锚拉钢筋环， 在拱板中心埋设 中 l 0的拉环 ， 将手动葫芦 固定在中 1 8 锚拉钢筋环上 ， 然后沿横轴线拉动拱板， 直到就位 位置。 用力均匀地拉动电动葫芦， 保证速度均匀 ， 拱板拉至设计 位置后， 用液压千斤顶顶起拱板 ， 此时将滑轮车及钢板撤离， 落 下拱板。控制拱板中心线是运输工作前的一项必备工作 ， 可用 墨线弹于墙上，当拱板预制中心线与控制中心线完全吻合时， 然后将拱板临时固定。 校正、 固定： 屋面拱板运输安装就位后需要用经纬仪或 线垂检查校正拱板的垂直偏差， 若校正无误立即将支座处预埋 件与顶圈梁预埋件焊牢， 至此拱板固定完毕。 5 空中制作安装技术效应 5 1材料使用 该技术不需要整栋仓搭设内架，只需每栋仓失搭设 1 0榀 台座， 即可把整栋仓拱板生产完成 ， 使这 l 0榀台座架可重复利 用， 直到整栋仓生产完成后拆除， 节省了大量辅材。 5 2拱板质量 每批次生产拱板通过运输、 安装 ， 每榀拱板都分离， 便于检 查每块拱板的质量是否合格， 可通过荷载试验证明。若采用搭 设满堂架 ， 每块拱板不能独立分开， 如果发现哪一块拱板出现 质量问题， 不能及时纠正 ， 如果要纠正， 也会造成相邻两块拱板 不必要的伤害， 同时， 荷载实验也很难完成， 所以也不清楚该批 次拱板是否合格。 5 3仓 内密封 度 生产拱板时， 专门留下拱板与拱板的间隙， 通过专业人员 处理 ， 即塞缝 、 灌浆 、 防水油膏等， 使每条板缝与整体仓库相结 合， 从而达到不漏任何气体， 使整体仓内达到完全密封， 从而达 到应有的效果。若采用搭设满堂架， 所有拱板都是通过一次性 现浇， 除收缩缝外， 当时是还可以， 但时间稍长， 由于地基深陷 或混凝土收缩不匀， 拱板与拱板之间露出小缝隙， 肉眼很难发 现， 导致漏气( 因为太高) 不易处理， 从而达不到粮食储备条件 的效果。 5 4工期 该项目采用空中制作技术准备投入 2个班组， 每个班组同 时生产 3栋仓拱板 ， 二个班组同时生产 6栋仓拱板， 最终工期 1 8 0 d ， 比预计工期缩短 2 0 d 。 实践证明大跨度预应力钢筋混凝土拱板空中制作安装技 术在工程项目中的应用取得了预期的效果。 参考文献 【 1 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范 s 】 北京： 中国 建筑工业出版社， 2 0 0 2 2 2 G B J 1 0 7 8 7 ， 混凝土强度检验评定标准 S 北京： 中国计划出版社 ， 1 9 8 8 【 3 】 J G J 9 5 2 0 0 3 ， 冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程【 s 】 北京： 中国建筑 工业 出版社 ， 2 0 0 3 结 构 设 计 与 研 究 应 用 安 徽 建 筑 固 重