大跨薄壁拱板廠房屋面高支架原位預(yù)制橫移技術(shù)★

王 悅 王清江

(重慶工商職業(yè)學(xué)院，重慶 401520)

糧倉等單層大跨空間屋面多采用桁架或拱板結(jié)構(gòu)，以達(dá)到輕質(zhì)、大跨度、成本節(jié)約等目的。拱板結(jié)構(gòu)一般為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拱板，是集承重、防水、隔熱、頂棚等多功能板架合一的屋架體系，由上弦槽板、下弦槽板、肋梁、內(nèi)隔板及斜拉桿等組成。

現(xiàn)有施工方法多采用屋面拱板高支架原位澆筑混凝土施工方或預(yù)制廠預(yù)制拱板屋架，運輸?shù)跹b方案。上述兩種施工方法，第一種需要大量支撐腳手架，用以搭設(shè)高支架;第二種拱板屋架預(yù)制方便，質(zhì)量易控制，但運輸和吊裝難度大，易造成拱板屋架構(gòu)件變形損壞。且上述兩種方法，拱板屋架施工成本較大。

1 工程概況

重慶某新建糧食倉儲中心工程，屋面為預(yù)應(yīng)力混凝土拱板屋面，凈跨24 m，廠房高度10.3 m，板厚僅 40 mm，廠房預(yù)節(jié)寬1.2 m，屋架結(jié)構(gòu)上弦板為二次拋物線。

2 拱板屋面高支架原位預(yù)制橫移技術(shù)

經(jīng)方案比選，該工程屋面采用了高支架原位預(yù)制橫移技術(shù)。該技術(shù)要點有以下幾種。

2.1 高支架原位預(yù)制橫移技術(shù)

在廠房部分跨度區(qū)域搭設(shè)滿堂支撐架，鋪設(shè)拱板屋面底模，先張法施作屋架下弦板預(yù)應(yīng)力鋼筋，綁扎拱架鋼筋，支立模板，澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，放張預(yù)應(yīng)力筋，起頂屋架，采用移動滑車、卷揚機(jī)水平移動就位，固定屋架后，施作屋架防水層等。

2.2 拱板屋面快拆模具技術(shù)

拱板屋架上下弦板采用木模板或鋼模板，上下弦模板間設(shè)有預(yù)制混凝土中隔板，中隔板作為上弦拱板支撐結(jié)構(gòu)，上弦模板支撐在中隔板上，并采用楔形木塊調(diào)整模板的平面及高程位置。上下弦拱板模板外模設(shè)有U型固定卡，配楔形木塊，用于固定調(diào)整外模的平面位置，實現(xiàn)快速安裝和拆，見圖1。

圖1 拱板屋面快拆模具楔形木塊支撐示意圖

2.3 拱板屋面中隔板安裝定位技術(shù)

通過支架將中隔板支撐在下弦板的模板上，避免中隔板在混凝土澆筑過程中下沉，保證下弦板的整體性中隔板的豎直度和位置。

3 拱板屋面高支架原位預(yù)制橫移技術(shù)實踐

3.1 施工組織

根據(jù)工程特點和工程量，將工程劃分為兩個施工區(qū)，在倉庫中部廒間搭設(shè)高9.50 m支撐架，鋪設(shè)模板，形成預(yù)制臺座，臺座尺寸L×B=18 m×24 m，作為預(yù)制拱板的操作平臺，此平臺一個施工周期可預(yù)制14(或15)榀拱板。

拱板采用隔榀澆筑，依次填檔的施工順序，中隔板在預(yù)制廠預(yù)制，運至現(xiàn)場，與拱板屋架模板同時安裝。

3.2 施工工藝

3.2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

3.2.2 施工準(zhǔn)備

平整場地后，測放出高支架位置，搭設(shè)支撐架，并在已完成的廠房屋頂圈梁頂面測放出每榀屋架的位置，彈墨線標(biāo)識，以便屋架安裝施工。

3.2.3 支撐架搭設(shè)

支架搭設(shè)于倉房地面上，地面由下到上依次為強(qiáng)夯后的地基、150厚級配良好的砂卵石墊層、150厚C25混凝土墊層，墊層施工時向門洞處找坡排水，以便排水。

3.2.4 屋架模板

1)為確保拱板弧度線形順直美觀、矢高準(zhǔn)確，上弦板底模板采用定型船型模板及木模板，支撐在中隔板上，橫向采用U型卡固定，并采用扣件式鋼管架輔助支撐，見圖3。

圖3 上弦模板圖

2)下弦板側(cè)模底模內(nèi)側(cè)模為40×150 mm木模，外側(cè)模為40×200 mm木模，模板加固采用U形鋼筋，間距550 mm一道。

3.2.5 鋼筋工程

1)預(yù)應(yīng)力筋張拉。

拱板下弦預(yù)應(yīng)力筋為CRB800級R5冷軋帶肋鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋嚴(yán)禁接頭。

a.預(yù)應(yīng)力筋下料及布設(shè)。

預(yù)應(yīng)力筋為成盤鋼筋，采用“應(yīng)力下料法”，將鋼筋用一固定的力拉緊，量出所需要的長度，然后放松，用剪絲鉗切斷。

通過臺座兩端20 mm厚定位鋼板上的預(yù)留孔，按設(shè)計要求的位置鋪放鋼筋。鋼筋的位置應(yīng)采用在端模上開槽，用梳筋板加以定位，防止出現(xiàn)鋼筋絞結(jié)。

b.張拉。

預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力:σcon=0.70fptk=0.70×800=560 N/mm2，單根張拉力為19.625 mm2×560 N/mm2=10.99 kN。為減小預(yù)應(yīng)力損失，在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時，采用5%超張拉。

應(yīng)力測定，張拉錨定1 h后，采用鋼筋內(nèi)力測定儀逐根檢查鋼筋的預(yù)應(yīng)力值，并作好記錄。每根鋼筋反復(fù)測定3次，取其平均值，鋼筋應(yīng)力控制在 0.95σcon～1.05σcon( ±5%)，如應(yīng)力不足應(yīng)補張拉。

預(yù)應(yīng)力筋放張，拱板下弦預(yù)應(yīng)力鋼筋需混凝土強(qiáng)度達(dá)85%后方可放松。根據(jù)施工經(jīng)驗一般澆筑完成2 d～3 d即可。放張前，必須拆除側(cè)模板，使構(gòu)件自由壓縮。放松預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)緩慢，防止突然沖擊。采用剪絲鉗剪斷鋼筋時，兩手用力要均勻，不能采用扭斷的辦法。放松時先放松拱板肋上的預(yù)應(yīng)力鋼筋，后放松拱板中的預(yù)應(yīng)力鋼筋。放松板中預(yù)應(yīng)力鋼筋時按對稱的原則從兩邊同時向中間逐根交錯放松。為了檢查構(gòu)件放松時鋼筋與混凝土的粘結(jié)是否可靠，切斷鋼筋時應(yīng)測定鋼筋在混凝土內(nèi)的回縮量。

2)鋼筋制作安裝。

a.鋼筋制作。

鋼筋在下料前，應(yīng)將翻樣單上同規(guī)格鋼筋根據(jù)不同的長度，長短合理搭配，統(tǒng)籌排料。一般先下長料后下短料，減少短頭、損耗。并避免短尺量長料，防止出現(xiàn)積累誤差或錯量。

鋼筋接頭，工程拱板下弦受力鋼筋不得有接頭，上弦受力鋼筋可采用綁扎接頭，其搭接長度不小于30d，且不小于200 mm。

b.鋼筋安裝。

鋼筋綁扎前，先用粉筆劃好鋼筋位置，然后再進(jìn)行布筋、綁扎，保證綁扎整齊，橫平豎直，規(guī)格、數(shù)量、位置、間距正確。

鋼筋綁扎時，綁絲尾部要全部壓向梁、板的內(nèi)部，防止綁絲外露。

綁扎鋼筋時，注意預(yù)埋件位置準(zhǔn)確。

3.2.6 澆筑混凝土

1)混凝土澆筑流程。

a.拱板采用C40混凝土，塔吊起吊，混凝土專用吊斗吊至作業(yè)面，入模后采用機(jī)械振搗。

b.為保證下弦底板混凝土整體性，中隔板安裝采用專用支撐卡，避免中隔板將底板混凝土切斷，見圖4。

圖4 隔板與拱板上下弦連接大樣

c.混凝土的澆筑應(yīng)在模板、鋼筋和隔板安裝、預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢并經(jīng)驗收合格后一次性澆筑完成，澆筑時間不超過3 h，上下弦澆筑合龍時差小于1 h，以防止鋼筋的應(yīng)力損失?；炷翝仓樞驗橄认孪遥笊舷?，由下弦中間開始，在上弦中間結(jié)束的澆筑順序連續(xù)進(jìn)行，中途不得停頓。嚴(yán)禁振搗器振擊預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)埋件和模板，做到細(xì)部不漏振、不欠振，大面不過振，達(dá)到振搗密實、內(nèi)實外光。

d.混凝土澆筑過程中，設(shè)專人監(jiān)視模板、鋼筋、腳手架等的情況，如發(fā)現(xiàn)變形、移動時，立即停止?jié)仓扇∮行幚泶胧?，修?fù)好后方可繼續(xù)澆筑。

2)拱板屋架間隔分批澆筑，第二批拱板澆筑時，利用已成型的拱板作為肋梁側(cè)模，并在第一批已澆筑的拱板肋梁刷隔離劑，防止?jié)仓笳吃谝黄?，?dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋放張后相互受到破壞。

3)混凝土澆筑完成后，采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)。

4)每榀拱板留置混凝土試件，以評定混凝土強(qiáng)度。

3.2.7 隔板制作

預(yù)制混凝土隔板是拱板屋架的主要組成構(gòu)件，隔板采用長線、重疊生產(chǎn)制作方式進(jìn)行施工，每條生產(chǎn)線地模長26.0 m，寬1.30 m，生產(chǎn)線預(yù)制重疊8層。

3.2.8 拱板屋架移動就位

當(dāng)拱板屋架混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%以上(一般為3 d)時，才能起頂移動就位。

1)就位順序:起頂→放滑輪車→移位→臨時固定→校正和最后固定。

2)起頂:每榀拱板屋架在臺座圈梁上設(shè)置預(yù)留洞，放置QYL20T型液壓千斤頂四臺，每端兩臺。液壓千斤頂墊塊為120×120×10鋼板。

3)放滑輪車:液壓千斤頂頂起一定高度后，放置專用滑輪車(滑輪車尺寸1 000 mm×200 mm×140 mm)，下落千斤頂將屋架放在滑輪車上，車下屋面圈梁頂設(shè)放300 mm×2 500 mm×5 mm鋼墊板，每端兩塊，在拱板移動過程中替換使用。

4)移位:在山墻圈梁交橫軸上分別埋設(shè)兩根18錨拉鋼筋環(huán)，用于固定手動葫蘆或卷揚機(jī)。拱板中心埋設(shè)中10的拉環(huán)，拉環(huán)距拱板邊500mm。屋架移動時要求速度均勻，屋架兩端拉力一致，勿使屋架結(jié)構(gòu)受扭或歪曲，到達(dá)設(shè)計位置后，用千斤頂頂起拱板取走滑輪車及鋼板，落下拱板。

5)移位拱板屋架前，標(biāo)識出拱板屋架中心線，并在圈梁頂面用墨線彈出屋架位置，拱板屋架就位時中線對齊，然后臨時固定。

6)校正最終固定，拱板屋架就位前應(yīng)將支承面找平，以使拱板平穩(wěn)就位。就位后采用線錘或經(jīng)緯儀對拱板的垂直度、相對位置、標(biāo)高等進(jìn)行校正，無誤后，立即將拱板支座處預(yù)埋件與頂圈梁上的預(yù)埋件焊接，每榀拱板屋架的一端為滿焊，另一端為點焊，焊縫高度為hf=5 mm。

7)拱板屋架施工偏差允許值應(yīng)嚴(yán)格按國家現(xiàn)行驗收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，施工中不得在拱板上弦施加半跨外加靜、活荷載。

3.2.9 板縫處理

屋架安裝完成后，按設(shè)計要求將拱板與圈梁、拱板與拱板間埋件焊接，在上下弦、板縫中灌注C20細(xì)石膨脹混凝土，并在縫隙上表面灌10 mm厚聚氨酯密封膏，以保證最終形成的倉庫空間的密封性。

4 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大跨薄壁輕質(zhì)屋面結(jié)構(gòu)需求越來越大，傳統(tǒng)的施工方法無論是建造成本，還是施工工期均難以滿足高速發(fā)展的要求，必然催生大跨屋面結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展，本技術(shù)采取高支架原位預(yù)制屋架，再水平橫移就位施工，與地面預(yù)制吊裝或滿堂腳手架原位現(xiàn)澆施工相比，無需大型預(yù)制及大型吊裝機(jī)械，也不需要搭設(shè)滿堂腳手架，實現(xiàn)了耗費小、成本低、工期快、安全可靠的目標(biāo)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。