24m跨先张法预应力拱板高空原位施工技术
刘桐，杨正明²，罗斌3
（1.盐城工学院土木工程学院，江苏盐城224051；2.无锡市建筑设计研究院有限责任公司， 江苏无锡214001；3.东南大学土木工程学院，江苏南京210096）
[摘要]传统的预应力拱板做法是在施工现场制作胎模，安装张拉台座，实现拱板地面预制张拉后，再吊装就位. 某工程在平房仓内直接搭设钢管排架竖向支撑，作为拱板施工台面，在钢管排架顶层水平钢管端部安装可调托，溪撑于屋面阁梁内侧，利用经改造后的屋读图梁作为预应力张拉台座，直接在高空原位张拉预应力筋，浇筑拱板混凝土；解决了预制吊装难题，避免了吊装过程中可能出现的质量隐患.
[关键词]预应力；拱板；先张法；图梁；张拉台座；施工技术
[中图分类号]TU765 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2016)23-0089-03
High-altitudeSiteConstructionTechnologyofPre-tensionedPrestressed ArchSlabwithaSpanof24m
( 1. College of Cail Engineering Yancheng Insitute of Technofogy Yancheng Jiangsu 224051 Chine; Liu Tong' Yang Zhengming² Luo Bin?2. Wiexi Architectural Design & Research Institute Co. Lad. Wuxi Jiangsa 214001 Chin;3. Sehool of Ciasil Engineering Southeast U/irersity Nanjing Jiangu 210096 Chine)
Abstraet ;Afer the prestressed arch slab is prefabricated on the ground it is lifted in place. The steelpipe frames are used as prestressed arch slab supports in the grain. The modification ring beams are usedas prestressed stretching bed. The prestressed steel wires are tensioned and the conerete is poured in high-altitude site. It solves the difficulties in prefabrication the lifting steps are reduced to avoidpotential quality defects.
Key words : prestresed ; arch slabs: pretensioning method ;ring beams; stretching bed ;construetion
1工程概况
盐城市禾丰粮油储备有限公司粮食仓储项目（粮食物流二期）6号平房仓工程，为1幢24m×120m的预应力拱板平房仓，屋盖由100福预制先所示. 张法预应力混凝土拱板屋面构成，其剖面如图1
24m跨先张法预应力拱板屋架宽1200mm，下底板为厚度40mm的平板，上顶板为厚度50mm的抛物线形弧形板.上、下板间每隔2m用厚度为60mm 的预制隔板（KB）相连.
图1预应力拱板平房仓剖面
Fig . 1 Section of prestressed arch slab warehouse
肋预应力钢筋，800级冷轧带肋预应力钢筋f.=800N/mm²，张拉控制应力a=0.70f（560N/mm），下弦平板混凝土强度达到100%后方可放张预应力筋.
拱板混凝土为C35：除斜拉筋和吊钩钢筋外均为冷轧带肋钢筋，下弦和下弦肋梁中的纵向钢筋为：CRB800级，KB板中的钢筋以及其余钢筋均为CRB500级.每福拱板下弦设计46根800级冷轧带
纵观各种粮库平房仓预应力拱板施工技术，基本分为两大类：长线台座现场预制吊装技术和高空
原位施工技术，其优缺点如下：长线台座现场预制吊装技术，施工简便，技术成熟，张拉效率高，脚手 架用量少，但需要足够大的场地布置长线台座，吊装费用较高，且吊装易使薄壁拱板开裂；高空原位施工技术，利用平房仓屋顶圈梁作为预应力张拉台座，仓内搭设支架平台作为拱板预制台面，无须浇筑长线台座，无须吊装，只需直接就位，拱板混凝土 质量易得到保证，施工周期短，此技术较为复杂，对施工队伍素质要求较高.另外，脚手支架用量较大，技术要求高.本工程最终采用高空原位施工技术.
2预制拱板高空原位施工特点及方法
1）施工特点采用在平房仓内搭设，顶部设可调托的扣件式钢管排架竖向支撑，其上铺模板，作为预应力拱板施工台面；并在排架顶层水平钢管端部安装可调托，顶撑于屋面圈梁内侧，利用经改造 后的平房仓屋顶圈梁作为预应力张拉台座.
2）施工方法预应力拱板采取在空中隔块现浇方法.先浇筑奇数块拱板混凝土，待奇数块拱板施工完，再浇筑偶数块拱板混凝土.
3预制拱板高空原位施工
3.1施工流程
平房仓地面混凝土垫层施工（同时KB板预制）一搭设顶部设可调托扣件式钢管排架支撑平台一支下弦板底模、涂隔离剂、绑扎钢筋、布置预应 力筋一预应力筋初张拉（调整初应力）一支上弦板模板、安装KB板一张拉预应力筋一浇筑混凝土、养护一放张预应力筋一拆模.
3.2平房仓地面混凝土垫层施工
素土分层夯实（压实系数>0.94）一100mm厚碎砖 结合本工程细石混凝土防潮地面构造做法为：夯实一浇筑100mm厚C20素混凝土面层.钢管排架立杆支撑在平房仓地面混凝土面层标高-0.090m上.
3.3扣件式钢管排架支撑平台施工
扣件式钢管排架支撑平台由15mm厚木胶合板模板、50mm×100mm木方、木方下水平钢管、顶部可调托以及扣件式钢管排架支撑组成.
1）支撑平台架下部搭设尺寸.
由于24m跨先张法预应力拱板，其下弦平板厚40mm，上弦抛物线形弧形板厚50mm，上、下板间每隔2m用预制的隔板（KB）相连，拱板自身荷载不大.但考虑拱板下弦标高9.000m，支撑混凝土面层标高-0.090m上，支模高度>8m，属于高大模板工 程，其支架搭设构造等须满足高大模板工程相关规定. 方芳数据
扣件式钢管排架支撑搭设尺寸：拱板24m跨方550mm.平房仓120m长度方向排架立杆间距 向排架立杆间距1000mm，其两端距周边墙体1000mm，排架步距1500mm，在立杆顶部设可调托.
2）支撑排架顶部搭设尺寸.
架在张拉过程中整体不发生位移，在排架顶部1排 由于屋面圈梁作为预应力张拉台座，为保证排钢管安装可调节伸缩托（安装在钢管内）顶紧圈梁，有效防止圈梁位移.沿纵向（120m方向）顶撑间距100mm.同时，为了保证顶部水平钢管的稳定 于混凝土圈梁内侧，顶部水平支撑钢管成1排布置，性，在顶部步高范围内，步高中间增设1道拉杆，并上、下各增设1道水平剪刀撑，竖向采用斜撑连接，形成整体，保证稳定性，如图2，3所示.
图2扣件式钢管排架支撑平台搭设
Fig. 2 Supporting platform of the steel pipe frames
图3顶部水平钢管可调支撑端部节点 Fig. 3 The adjustable support on tophorizontal steel pipe
支撑平台排架，顶部水平支撑钢管搭设时，先顶撑有构造柱的部位（刚度较大），后顶撑窗润上面
的部位（刚度较小）.可调托必须顶牢屋面圈梁，不能用力过大，保证顶部水平支撑钢管不松动为宜， 受力均匀.可调托稍微顶紧屋面圈梁后再拧紧扣件.
3）拱板的下弦板厚40mmm，要求所搭设的高空预制平台其台面水平误差应控制在±5mm内.
3.4屋面圈梁施工加固措施
图5圈梁下部钢筋拉杆与拉钩布置
屋面圈梁作为预应力张拉台座，张拉程序采用00.20.60→1.03（锚固），超张拉3%.1根预应力筋张拉力11.305kN.每福拱板下弦设计46根预应力钢筋，每福拱板张拉对屋面圈梁产生 的水平推力为46×11.305=520.003kN.在拱板底板肋部与屋面圈梁端部应力集中，更容易产生裂缝，在预应力张拉过程中，为防止周梁在张拉过程中出现开裂、移位、倾覆等质量问题，对屋面圈梁采取以下加固措施.
Fig. 5 The arrangement of bottom steel andhook for ring beam
图6锚桩节点Fig. 6 Anchor pile joint
1）为提高屋面圈梁抗压能力，圈梁混凝土强度由原来设计的C25改为C40.为提高圈梁抗扭能力，将圈梁内由原来设计的8@200mm箍筋，改为10@100mm，同时在圈梁两侧各增2616钢筋.
先张法预应力拱板采用两端同时对称张拉，待混凝土满足设计强度的100%要求时方可对称 放张.
受较大弯矩，采取间隔1.2m在檐沟和拱板肋部的 2）为抵消下部钢筋拉杆的拉力，防止屋面檐沟锚板顶部间设置16三级钢筋拉杆，在构造柱标高4.800m处理设16二级钢筋拉钩，在此拉钩和檐所示. 沟拉钩之间顺次用16钢筋拉杆连接，如图4，5
1）预应力钢丝使用前应编号，并抽验，确认合格后方可使用.为了防止钢丝上沾污脱模油，在布置本5冷扎带肋钢筋时，台面应先布置垫木.下弦 平板混凝土保护层采用15mm厚塑料垫块.布置预应力钢丝时，第1次初张拉，以将钢丝拉直为宜.
2）本工程锚其采用锥销锚，张拉机械采用前卡式千斤顶.每福拱板预应力张拉采用应力控制，预应力钢丝张拉的理论伸长值与实际伸长值控制在 6%--6%.每相拱板张拉完，其实际张拉力均采用钢丝应力仪测试.施工中若发现断筋或滑脱钢
筋时，经调换后重新张拉.
3）为了防止在放张过程中拱板产生裂缝、弯曲以及预应力钢丝断裂，放张顺序采取分阶段、对称 放张.预应力钢丝不得有接头.有断筋应调换，重新张拉.
3.6拱板混凝土施工
的抛物线形弧形板均属于薄壁构件，不利于混凝土 1）拱板屋架下弦底板厚40mm、上弦厚50mm浇筑，故采用干硬性混凝土，混凝土坍落度1-2cm，42.5级普通硅酸盐水泥，中粗河砂，碎石粒径5-15mm，内掺减水早强外加剂.每福拱板混凝土一次浇筑完成，不留施工缝.
图4屋面圈梁加固Fig. 4 Reinforcement of the roof ring beam
3）为避免圈梁角部混凝土在张拉过程中压碎，采取在其外侧上角预理二60×6.3方法进行加固.
4）为防止圈梁台座倾覆，采取在圈梁外的混凝土天沟底板上理设锚桩方法进行加固，固定锚板，如图6所示.
2）固定好（隔板）后，先浇筑下弦平板，再浇筑上弦弧形板，从拱板跨中位置向两端对称、均衡浇
3.5预房为据
（下转第114页）
表6弯曲破坏荷载作用下裂缝发展变化结果
Table 6Developments and changes in the crack under bending failure lkading 条如戟工况 第15级 第16 熊 第 17 级 第 18级 第19 级 第 20 级 第21级河砂 原發缝延神 新增裂缝 0 4 10 4 14 7 17 15 45 29 33 58 22 76累计袋瞳 4 14 28 45 90 123 145机制砂 原袋健延钟 新增袋 - - - 49 0 34 37 28 57 26 58累计裂键 49 83 111 137加载工况 新增袋瞳 第22级 16 第23级 19 第24级 15 第25级 5 第26级 2 第27级 9 第28级 16河砂 原發壁延钟 累计袋瞳 161 82 180 81 195 91 200 51 202 45 211 45 227 49新增裂缝 25 17 3 8 10 12 2机制砂 原裂缝延神 累计裂缝 162 67 61 76 182 44 190 25 200 28 212 40 214 26
凝土预应力T梁相比有大有小，无明显规律，但机制砂海工混凝土预应力T梁开裂荷载大于河砂海工混凝土预应力T梁.同时机制砂海工混凝土预应力T梁的总裂缝条数小于河砂海工混凝土预应 力T梁总裂缝条数，平均裂缝宽度略小，表现出较好的力学性能.
备良好的施工性能.
4）在同龄期同强度等级的设计目标下，机制砂海工混凝土与河砂海工混凝土相比具有更高的早期抗压强度、28d抗压强度相近，稍高的弹性模量和 较好的体积稳定性.
参考文献：
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2）机制砂海工混凝土预应力T梁具有更高的弹性模量，在张拉过程中其预拱度比河砂海工混凝土预应力T梁小.设计人员在设计预应力T梁预 拱度时，需考虑机制砂混凝土预应力T梁与河砂混凝土预应力T梁的区别，以便更准确地设计出满足要求的混凝土预应力T梁.
3）机制砂海工混凝土通过调节混凝土单位体积用水量、优选外加剂并适当增大掺量可改善混凝 土工作性能，预应力T梁加工过程中机制砂海工混凝土的工作性能良好，与河砂海工混凝土相当，具
排架支撑平台作为拱板预制台面，直接高空就位施 工，无须在地面上浇筑长线台座，取消拱板吊装程序，拱板混凝土质量得到保证，拱板底面平整，无须再进行粉刷找平，施工周期明显缩短.
（上接第91页）
筑.下弦平板混凝土浇筑前先在模板上撒些混凝土，在下弦钢筋垫起后再均匀浇筑混凝土.为了保证KB板（隔板）底部混凝土振捣密实，延长在其位置的混凝土振捣时间.
参考文献：
方向对称、均衡浇筑，采用刮板刮平混凝土后再振 3）拱板上弦弧形板混凝土从拱板两端向跨中捣混凝土.为了避免混凝土产生流淌现象，不得采用从上而下振捣.
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4）上弦混凝土浇筑后，要特别注意隔板与下弦问题，应重新振捣抹压修整. 支点处混凝土是否振捣密实，如出现混凝土裂缝等
4结语
先张法预应力拱板高空原位施工技术，直接利用经加固后频圈梁作为张拉台座，扣件式钢管
