大跨度預應力屋面拱板裝配拼裝滑移施工技術

劉芳，張靜

（重慶建工第三建設有限責任公司，重慶 400016）

0 引言

構件預制、在現場裝配拼裝施工的裝配式建筑，是目前發達國家廣泛采用的建造方式，而我國建筑施工仍多以現場澆筑作業為主，裝配式建筑比例較低，與國際先進水平相比差距甚大。現場澆（砌）筑的方式，資源能源利用效率低，建筑垃圾排放量大，揚塵和噪聲環境污染嚴重。裝配式建筑建造階段可以大幅減少材料消耗，減少環境污染、節省人工、提高質量、加快工期，是目前建筑工業化潮流之一,是我國建筑業發展方向之一[1]。

工程施工準備階段通過對圖紙進行深化和施工組織設計，優化施工工藝流程，將部分現澆構件分解為標準化、模塊化預制構件，集中生產、現場裝配拼裝，可增加建筑裝配比例，提高產品質量，節約成本，為項目帶來較好的經濟效益和更大的競爭優勢[2]。

圖1 屋面拱板效果

1 工程概況

中央儲備糧重慶北碚直屬庫合資建倉項目一標段，位于重慶江津區德感工業園區。有3 幢單層平房倉，單庫長×寬=96×24m，建筑高度10.60m，使用性質為糧食儲備倉庫。

結構形式為鋼筋混凝土現澆框排架結構，墻體為磚墻。屋頂結構為預應力鋼筋混凝土拱板，拱板跨度L=24m，單榀寬1.18m，上、下弦肋梁高180mm，肋梁寬90mm，板厚45mm；上、下弦由隔板連接成整體，每榀拱板約5m3混凝土。預應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，它由上、下弦薄殼板、肋梁、內隔板及斜拉筋等組成。

拱板上弦為二次拋物線，曲線方程公式為：Y=4fX（L-X）/L2，其公式中：L—跨度，f—矢高，f=L/10。每榀拱板下弦鋼筋為40 根CRB800 級ΦR5 冷軋帶肋預應力筋，預應力先張法施工。單根張拉應力10.99kN，隔板鋼筋和上、下弦箍筋（實為分布鋼筋）為Φb4 鋼筋，其余為HPB300級和HRB400 級鋼筋；混凝土強度等級C40；拱板內隔板混凝土C30；混凝土保護層厚度：上、下弦板為15mm，上、下弦肋梁25mm。

2 施工難點

1）上、下弦間相鄰隔板異形、尺寸小，施工復雜；

2）每榀拱板混凝土體量較小，拱板的上下弦板和隔板混凝土強度等級不同，混凝土澆筑困難；

3）拱板上弦板、隔板普通鋼筋混凝土，下弦板預應力鋼筋混凝土，工序多；

4）庫房層高10.6m，模板支架搭設高度超高。

3 施工準備

深化屋面拱板圖紙，統計每庫共240 榀拱板，每榀有11 塊隔板，且對稱隔板規格尺寸相同，統計每庫共6 種規格隔板，即6 種模塊，每種模塊隔板數量為480/（240）塊，3 個庫同種模塊隔板數量為480×3/（240×3）=1440/720 塊。每種模塊隔板構件數量較多，考慮隔板集中預制方法。根據現場場地和施工進度，每種規格隔板制作8 個臺座，因隔板構件較小、重量較輕，對臺座要求不高，故僅需利用堅硬平整地面作為臺座，無需單獨制作。臺座兩端設置鋼筋基座，固定隔板鋼筋，每個臺座寬度1.18m，長度≤20m，具體長度根據隔板高度進行調整，如：臺座長度=（隔板高度+隔板預留鋼筋長度）×n（隔板塊數），每種規格隔板配置8 套鋼筋基座，8 套側模周轉，為更好地節約能源，側模采用方鋼管制作。

根據工程施工進度，屋面板施工不滿堂搭設支撐架，在每庫邊20m×24m（長方向×跨度方向）范圍搭設滿堂腳手架，每榀拱板的上、下弦板和隔板在滿堂架上拼裝現澆，頂推滑移就位。庫房未搭設滿堂架位置的天棚、墻面、地面能提前穿插施工，加快施工進度。滿堂架上能容納16 榀拱板，2 個流水段施工。

屋面拱板下弦板預應力，張拉位置在屋面圈梁上，聯系設計對屋面圈梁進行加固，滿足預應力張拉臺座要求，簡化施工，節約材料、加快進度、節約成本。

4 施工技術應用

4.1 施工工藝流程

隔板：場地平整→測量放線→端頭固定鋼筋基座安裝→隔板底隔離層施工→隔板鋼筋→隔板側模→隔板混凝土澆筑→隔板混凝土養護→隔板底隔離層施工→（重復上述工序）……→隔板混凝土養護。

拱板：場地平整→測量放線→滿堂架搭設→測量放線→下弦板鋼筋→上、下弦板模板→隔板拼裝固定→上弦板鋼筋施工→下弦板鋼筋張拉→上、下弦板混凝土澆筑→混凝土養護→拆上、下弦板側模（混凝土強度≥2.5MPa）→混凝土養護→（混凝土強度≥75%）放張→封錨→拱板頂推滑移就位。

4.2 施工技術要點

4.2.1 屋面圈梁施工

圈梁考慮滿足預應力臺座要求，聯系設計，按設計要求對圈梁進行加固，強化鋼筋、混凝土強度，混凝土強度滿足設計要求后才能進行預應力鋼筋張拉施工。

4.2.2 滿堂架搭設

該工程滿堂架超高，按現行建辦質文件要求編制滿堂架專項施工方案并按規定組織專家論證，技術負責人按審核通過專家論證方案進行交底，模板架體按方案搭設，架體分階段驗收，架體基礎、架體搭設時第一步架、搭設中途、搭設完、混凝土澆筑前分次檢查驗收，合格后掛牌施工[3]。

4.2.3 隔板預制與拼裝

隔板在現場集中預制，鋼筋、模板、混凝土專人施工，隔板按拱板位置從外向內編號為1—6，每塊隔板上面標注：編號、澆筑時間。下層隔板混凝土強度≥5MPa 才能進行上層隔板施工，每層隔板底部鋪設薄膜隔離，每個臺座隔板層數≤6 層。

同一榀拱板的隔板混凝土齡期時間應相近，最多不能超過10 天。隔板混凝土≥75%設計強度才能進行隔板吊裝和拼裝施工[2]。

構件專職管理人員應建立現場構件堆放臺賬，進行構件收、發、儲運等環節的管理。

4.2.4 上、下弦板混凝土施工

上、下弦板跳榀施工，每庫鋼筋、模板、混凝土劃分兩個施工段流水作業，3 個庫共有6 個施工段流水作業。

上弦板混凝土從拱底向拱頂對稱澆筑，混凝土塌落度控制在180～200mm 范圍，振動棒振動密實，混凝土不冒泡表面出現浮漿即可停振，及時進行混凝土表面收光和二次收光，終凝后，覆膜養護時間≥14 天。

4.2.5 預應力張拉

預應力張拉采用兩端張拉，專業持證工人操作，張拉前先進行試張拉，滿足要求后開始正式張拉，預應力放張應待下弦板混凝土強度≥75%設計強度后進行，放張前拆除下弦板側模。

4.2.6 拱板頂推滑移就位[4]

拱板預應力筋放張完成錨固后即可進行拱板頂推滑移工作。拱板用千斤頂頂升后在其下放置專用滑移小車，滑移小車下放置鐵皮減小滑動摩擦阻力，鋼絲繩鎖扣在拱板錨環上，用卷揚機牽引鋼絲繩滑移拱板，拱板滑移過程及時小角度糾偏，在拱板兩端設置專人牽引、專人糾偏。

拱板施工完畢后開始進行頂推作業，頂推過程由專人統一指揮，保證兩端同時頂推。

滑動到位后拱板用千斤頂頂升取出滑移小車和鐵皮，就位拱板。

圖2 隔板集中預制

圖3 拱板混凝土澆筑

圖4 拱板滑移

5 結語

近年隨著建設增多，競爭日漸加劇，出現人材機成本逐年增長、工期要求緊、利潤越來越低的市場環境。為響應國家結構裝配式施工要求，該工程在屋面施工中采用屋面構件現場集中預制，高空集中拼裝、現澆、滑移就位施工方式，使現場豎向、水平流水穿插施工，達到節約人、材、機、縮短工期，提高屋面拱板施工質量，降低安全隱患，提高市場競爭優勢的目的[5]。

1）節約材料方面：分解可以預制構件，編制預制構件清單，構件集中預制節約周轉材料。屋面拱板集中施工，拱板滿堂架體跨度×長度方向搭設24m×20m 范圍，滿堂架體搭設工程量約為全庫搭設的1/5，節約周轉材料約4/5。

屋面拱板下弦板預應力張拉臺座通過加固原有屋面圈梁構件達到張拉臺座要求，在圈梁和屋面滿堂模板支架上完成下弦板預應力筋張拉，不需要單獨制作，節約預應力張拉臺座的鋼筋、混凝土、周材等材料；

2）節約人工：隔板模塊化，集中預制，工人在預制場地內流水作業隔板鋼筋、模板、混凝土。庫與庫屋面之間搭設施工通道，拱板施工在單庫和相鄰庫屋面流水進行。整個場地按隔板和拱板鋼筋、模板、混凝土、滑移施工配置2 個班組，流水作業，節約人工成本；

3）節約工期：該工程隔板尺寸較小，對預制場地要求不高，隔板可以在工程開工起就在現場進行預制。隔板、拱板鋼筋、模板、混凝土、預應力、滑移流水施工。拱板施工時，沒有搭設滿堂腳手架的庫房的天棚、墻面、地面、門窗、水電等工序施工可以穿插進行，節約工期；

4）節約垂直運輸工程量：隔板集中預制和屋面拱板在空中集中現澆，節約了塔吊垂直運輸工程量；

5）提高工程施工質量：隔板在現場集中預制，固定隔板鋼筋基座大小、預留孔位置統一，隔板模板定型化制作，同規格隔板鋼筋能同位、大小能同一，隔板鋼筋、混凝土澆筑、養護專人施工，集中檢查，質量有保證。拱板在屋面集中現澆，拱板鋼筋、模板、混凝土專人施工，集中檢查，質量有保證；

6）減少安全隱患：隔板、拱板施工位置集中，滿堂架體搭設面積減少，高處作業減少，相應的安全隱患減少。