CN101338603B - 拱形屋面板仓内预制施工工法 - Google Patents

Abstract

拱形屋面板仓内预制施工工法，利用粮仓、仓库、厂房地台等作为生产制作场地，首先对拱形屋面板的张拉台座进行设计、制造；接着对拱形屋面板的模板系统进行设计，采用合理支模工艺，确保模板精度满足设计要求，提高模板周转率；隔板独立预制，确保其制作质量；拱形屋面板主体浇筑前安装隔板，使拱形屋面板能有效制作成型；采用合理浇筑工艺，确保结构混凝土质量；本发明的拱形屋面板仓内预制施工工法减少了长途运输过程中对构件的损害，有利于产品保护；占用生产制作场地少，施工配套设施少，最大限度减少了对周边环境的影响。

Description

拱形屋面板仓内预制施工工法

技术领域

本发明涉及一种大跨度屋面结构构件的制作施工方法，尤其是在构筑物内采用先张法预制大型拱形屋面板的预制施工方法。

背景技术

大型建筑物，比如仓库等，其屋面一般采用无梁的薄壳拱形屋面板，其跨度很长，重量很大。如果在工厂预制，运输很困难。如果在施工现场制作，要求建筑场地周围的空地很大。鉴于此情况，利用在建的建筑物的仓内预制拱形屋面板是很好的办法，其更具灵活性。

然而，此种施工方法对张拉台座的设计施工、现场模板的设计制作以及薄壳结构的浇筑都要求较高，而且现场施工配套生产条件较差。此外，粮仓设计多采用混合结构，薄壳拱形屋面板吊装须在仓库外墙施工完成后才能插入进行，吊机须在仓外进行跨外吊装，由于内外不通视，拱形屋面板安装难度大。

发明内容

本发明提供了一种拱形屋面板仓内预制施工工法，实现了大型构件在施工现场利用库房、厂房地台等仓内场地制作。

为达到上述目的，提供如下的技术方案。

拱形屋面板仓内预制施工工法，其包括钢筋的安装，模板的安装、拆卸及混凝土浇筑步骤，施工时首先在仓内地面铺设钢筋混凝土地台，地台上设置用于拱形屋面板钢筋张拉的张拉台座，所述张拉台座的钢筋与所述地台的钢筋固定连接，所述拱形屋面板直接在地台上预制，浇筑混凝土前在张拉台座上进行钢筋张拉。

所述拱形屋面板包括上弦板、下弦板，所述钢筋的安装的步骤，首先完成下弦板钢筋的安装并核对数量后数行张拉，然后进行预制隔板安装及内支撑模板搭设，接着进行上弦板钢筋铺设和张拉。

所述模板包括上弦板模板、下弦板模板和隔板，所述隔板设置于上弦板和下弦板之间，所述模板的安装的步骤，首先安装下弦板外侧模板，待下弦板钢筋安装及张拉完成后，安装隔板及下弦板内侧模板；上弦板为抛物线形，上弦板模板分段设计、制作和安装，安装过程中与水准仪配合确定上弦板模板各个位置的标高，采用钢管支撑上弦板模板。拱形屋面板的板厚较薄，混凝土使用量较小，需要采用钢管支撑上弦板模板。拱形屋面板的跨度也非常大，必须采用分段式的上弦板设计和制作，逐段安装。

所述混凝土浇筑的步骤，按照先下弦板，再上弦板的顺序浇筑，上弦板浇筑按照从两端低处向中间高处的顺序进行浇注，采用小型插入式振动棒人工振动为主，平板式振动器振动为辅的方法振捣，上弦板混凝土表面处理在浇捣完毕后，经两次磨浆，第一次在混凝土浇注3-4米后进行初次磨平，初凝前进行第二次磨浆；在混凝土终凝前进行覆盖二层麻袋和浇水，当混凝土强度至少达到设计强度标准值85％时拆除模板。拱形屋面板由于跨度大，板厚较薄，因此混凝土的浇筑也具有较高的要求。

本发明采用先张法，指的是先张拉钢筋后浇注混凝土。其主要张拉程序为：在台座上按设计要求将钢筋张拉到控制应力→用锚具临时固定→浇注混凝土→待混凝土达到设计强度85％以上切断放松钢筋。其传力途径是依靠钢筋与混凝土的粘结力阻止钢筋的弹性回弹，使截面混凝土获得预压应力。

仓库一类的大型建筑物常规的施工方式是在屋面施工完毕之后再处理仓内地面，进行地台施工，屋面板之类的构件要么在工厂预制，要么在仓外寻找场地制作，本发明的施工方法首先处理仓内底面，制成地台，然后在仓内地台上进行拱形屋面板的张拉制作，因此节省了工序，显著节省时间及节省场地征、租成本，而且能更好地适应不便于大型构件运输的施工场地。

安装钢筋时，先将钢筋张拉于张拉台座，对于超大跨度的拱形屋面板，其对地台和张拉台座的要求很高，本发明尤其适用于超大型无梁薄壳拱形屋面板的预制施工，例如用于大型粮仓的跨度为24米的无梁薄壳拱形屋面板，经过张拉验算，施工方法优选为所述地台厚度至少为20cm，所述张拉台座的抗倾覆系数不小于1.5，抗滑系数不小于1.3。

在合适的场地情况下，每两个所述张拉台座之间张拉两个拱形屋面板钢筋，节省了场地，加快施工进度。

本发明的拱形屋面板仓内预制施工工法实现了大型构件制作在制作现场就地吊装，避免传统先张法大型构件超重、超长的运输条件制约，同时减少了长途运输过程中对构件的损害，有利于产品保护；此外，利用仓库、厂房地台等作大型拱形屋面板生产制作场地，其占用生产制作场地小，施工配套设施少，最大限度减少了对周边环境的影响，因此可广泛适用于交通条件不佳的大型仓库、粮仓之类的建筑物屋面板制作。

附图说明

图1为本发明的施工工艺流程图；

图2为本发明的张拉台座布置图；

图3为图2的1-1模板图；

图4为图2的2-2钢筋布置图；

图5为本发明的拱形屋面板的预制平面布置图；

图6为本发明的拱形屋面板的吊装平面布置图；

图7为本发明的拱形屋面板的模板安装图；

图8为图7的剖面图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的实施方式，以24米跨粮仓先张法无梁薄壳拱形屋面板仓内预制施工为实施例。

1施工工艺流程

先张法无梁薄壳拱形屋面板仓内预制施工工法的工艺流程图详见图1。

2施工要点

2.1张拉台座

如图2，施工时首先在仓内进行地台1的施工，在地台1上设计施工多个用于张拉屋面板钢筋的张拉台座11，依据地台胎模设计资料进行设计，要求抗倾覆不小于1.5、抗滑系数不小于1.3，地台1厚度不小于20cm，混凝土强度和刚度等满足要求。经过验算程序设计张拉台座11两端承力台墩尺寸、钢筋及混凝土强度。

图3为图2所示的地台1和张拉台座11的1-1剖面的模板图，张拉台座11承力台墩与地台1胎模同时施工。

图4为为图2所示的地台1和张拉台座11的2-2剖面的钢筋布置图，施工中需要严格控制张拉台座钢筋12与地台1钢筋有效连接，确保张拉台座11施工质量，满足张拉施工要求。

图5为预制施工中拱形屋面板5与地台1和张拉台座11的水平面布置的一种实施例。1#-16#的拱形屋面板5在地台1上预制施工，每两个张拉台座11之间可布置两个拱形屋面板5。在浇筑前，先将拱形屋面板5的下弦板钢筋张拉于两个位置对应的张拉台座11之间，然后浇筑混凝土。待混凝土强度达到85％后方可放张，放张时先剪断两端靠近张拉台座11的钢筋，然后再剪断两个拱形屋面板5之间的钢筋。

2.2钢筋的制作、安装

1、拱形屋面板5的上弦板2和下弦板3均为薄壳结构，如图7和图8，在钢筋制作、安装上严格按设计图纸安装。

2、拱形屋面板的上弦板2为二次抛物线，钢筋的长度尺寸存在动态变化，应根据拱形屋面板上弦的长度动态控制钢筋的开料长度以保证钢筋保护层。

3、钢筋安装按下弦板3→预制隔板安装→上弦板2的顺序进行绑扎。

4、下弦板3钢筋按设计图纸要求铺设，完成安装后经检查核对数量后进行张拉。

5、待下弦板3钢筋张拉完成、预制隔板安装及内支撑模板搭设完成后进行上弦板2钢筋铺设，完成安装后经隐蔽验收合格后进行混凝土浇筑。

2.3预应力钢筋张拉、放张

1、根据仓库设计宽度，每仓可分为8条线进行生产，采用长线法进行预制拱形屋面板施工。

2、选用圆锥齿板式锚固夹具及蝶型锚固夹具，采用45号钢制作，经热处理后其硬度为HRC40-45。

3、采用2部15KN张拉机，分别在各台座上进行逐根张拉。预应力钢筋单根张拉力值为12.858KN/根，张拉控制应力δcok＝455N/mm2，由于张拉工作量大，采用一次张拉程序，即应力由0～1.03δcok锚固。

4、在同榀拱形屋面板中各预应力钢筋的应力一致，用预应力测试仪检查，其偏差不应超过设计规定控制应力值的±5％，检查数量，每工作班抽查预应筋总数的1％，且每线不少于3根。

5、根据设计要求，拱形屋面板下弦预应力钢筋需待混凝土强度达到85％后方可放张，放张前拆除侧模板，放张时应用切割机先由两边向中间对称剪切，并尽量缩短工作时间。放松预应力钢筋宜缓慢，防止突然冲击。

6、为了检查拱形屋面板放张时钢筋与混凝土的粘结是否可靠，切断钢筋时应测定钢筋丝往混凝土内的回缩情况。

2.4模板安装、拆卸及支撑体系

1、在地台胎模上拱形屋面板5定好位后安装下弦板外侧模板，待下弦板钢筋安装及张拉完成后，安装内横隔板及下弦板内侧模板。

2、上、下弦之间设置横隔板，针对横隔板壁厚小，尺寸与数量比较统一，以集中层叠方法进行预制最理想，模板根据设计图纸在现场以1:1放样制作，留置上下弦连接筋，待下弦钢筋完成后安装。

3、拱形屋面板上弦板2为二次抛物线，并相互对称，根据设计曲线特征，对上弦模板进行分段设计、制作。每一段上弦板2的模板均为弧形，利用计算机程序将每一段模板形式准确设计，在现场按1：1放样制作，与钢管4结合固定件的支撑系统配合，形成可多次使用的模板系统。模板和支撑系统如图7和图8所示。

4、上弦板内模板与预制横隔板处存在一定的缝隙，用胶纸将缝隙粘贴封严，以免漏浆。

5、上弦板2标高按二次抛物线变化，采用钢管4支撑，模板的标高利用计算机程序准确计算二次抛物线模板任一位置的设计标高，在安装过程中与水准仪配合，准确地控制模板的标高。

6、模板安装完毕后，应进行全面质量检查，并办理预检手续。

2.5混凝土浇筑

1、由于拱形屋面板板厚较薄，每榀屋面板混凝土使用量较小，混凝土的坍落度及强度要求较高，宜在施工现场设置混凝土搅拌站提供混凝土。

2、拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。

3、模板、钢筋、锚具和预应力钢筋经监理工程师检查并办好隐蔽验收后，方可浇筑混凝土。

4、采用小型运输车配合卸料浇筑拱形屋面板混凝土。按先下弦板3，再上弦板2，上弦板2从两端低处向中间高处的顺序进行浇筑。

5、采用小型插入式振动棒人工振动为主，平板式振动器振动为辅的方法振捣。

6、施工现场对混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度。不合格的重新调配。

7、浇筑混凝土前应将拱形屋面板内的杂物清理干净。

8、上弦板2混凝土表面处理在浇捣完毕后，要经两次磨浆。第一次在混凝土浇注3-4米后进行初次磨平，防止混凝土出现离析、骨料下坠等，初凝前进行第二次磨浆，消除早期表面收缩裂缝的出现。

9、加强混凝土试块制作及养护的管理，试件分为同条件养护及标准试件养护两种，试块拆模后及时编号，按类别送入标养室进行养护。

10、混凝土养护

混凝土浇筑完毕后，应加强对混凝土的养护工作。在混凝土终凝前覆盖二层麻袋和浇水，浇水的次数应能保持混凝土处于足够的湿润状态。当混凝土强度达到设计强度标准值85％以上时方拆除模板。

2.6拱形屋面板5吊装

由于拱形屋面板平面尺寸较大，拱形屋面板采取分批预制，分批吊装。由于吊装的粮仓外墙已完成，吊机须就位于封闭仓外作跨外吊装，如图6。

1、吊装设备选择根据起重机械的起重量Q、起重高度H、工作幅度R、工作臂长L决定，经过验算，24米跨粮仓先张法无梁薄壳拱形屋面板起重量Q＝18.86T，起重高度H＝25.59m，起重机械选择工作幅度R＝18.65m，起重臂长度L＝31.3m。得出选用最小吊装设备为150T。

2、吊装钢丝绳根据每根钢丝绳实际允许拉力〔F〕>每根钢丝绳的实际拉力F选取，经验算，选取规格为6×37、直径为39mm、强度等级为1550Mpa的钢丝绳，每榀拱形屋面板同时使用4根钢丝绳吊装，吊装时每根钢丝绳水平夹角为55°。

3、根据拱形屋面板吊装受力验算在拱形屋面板两端分别设置4个Φ25吊钩作为拱形屋面板吊装的受力点。

4、吊装设备起吊点分别设置在粮仓外四个方位，吊机在每一个起吊点依次顺序起吊粮仓内拱形屋面板，吊装顺序为先安装粮仓两端拱形屋面板后安装中间拱形屋面板。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.拱形屋面板仓内预制施工工法，其包括钢筋的安装，模板的安装、拆卸及混凝土浇筑步骤，施工时首先在仓内地面铺设钢筋混凝土地台，地台上设置用于拱形屋面板钢筋张拉的张拉台座，所述张拉台座的钢筋与所述地台的钢筋固定连接，所述拱形屋面板直接在地台上预制，浇筑混凝土前在张拉台座上进行钢筋张拉，其特征在于：

所述拱形屋面板包括上弦板、下弦板，所述钢筋的安装的步骤，首先完成下弦板钢筋的安装并核对数量后进行张拉，然后进行预制隔板安装及内支撑模板搭设，接着进行上弦板钢筋的铺设和张拉；

所述模板包括上弦板模板、下弦板模板和隔板，所述隔板设置于上弦板和下弦板之间，所述模板的安装的步骤，首先安装下弦板外侧模板，待下弦板钢筋安装及张拉完成后，安装隔板及下弦板内侧模板；上弦板为抛物线形，上弦板模板分段设计、制作和安装，安装过程中与水准仪配合确定上弦板模板各个位置的标高，采用钢管支撑上弦板模板；

所述混凝土浇筑的步骤，按照先下弦板，再上弦板的顺序浇筑，上弦板浇筑按照从两端低处向中间高处的顺序进行浇注，采用小型插入式振动棒人工振动为主，平板式振动器振动为辅的方法振捣，上弦板混凝土表面在浇捣完毕后，经两次磨浆，第一次在混凝土浇注3-4米后进行初次磨平，初凝前进行第二次磨浆；在混凝土终凝前进行覆盖二层麻袋和浇水，当混凝土强度至少达到设计强度标准值85％时拆除模板。

2.根据权利要求1所述拱形屋面板仓内预制施工工法，其特征在于：所述地台厚度至少为20cm，所述张拉台座的抗倾覆系数不小于1.5，抗滑系数不小于1.3。

3.根据权利要求1所述拱形屋面板仓内预制施工工法，其特征在于：每两个所述张拉台座之间张拉两个拱形屋面板钢筋。

4.根据权利要求1所述拱形屋面板仓内预制施工工法，其特征在于：所述钢筋的安装的步骤采用15KN张拉机，分别在各个张拉台座逐根张拉，预应力钢筋单根张拉力值为12.858KN，张拉控制应力δcok为455N/mm2，采用一次张拉程序，应力由0～1.03δcok锚固，采用圆锥齿板式锚固夹具及蝶型锚固夹具。

5.根据权利要求4所述拱形屋面板仓内预制施工工法，其特征在于：同榀拱形屋面板各预应力钢筋的应力一致，偏差不超过设计规定控制应力值的±5％。

6.根据权利要求4所述拱形屋面板仓内预制施工工法，其特征在于：所述拱形屋面板下弦板预应力钢筋需混凝土强度达到85％后拆除模板，然后放张，放张时用切割机先由两边向中间对称剪切。

7.根据权利要求1所述拱形屋面板仓内预制施工工法，其特征在于：所述上弦板内模板与隔板的间隙采用胶纸封严。

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