24m跨糧倉拱板屋架高空現(xiàn)澆、整體提升、成組滑移技術(shù)研究

1、.24m跨糧倉拱板屋架高空現(xiàn)澆、整體提升、成組滑移技術(shù)研究一、課題簡介（一）工程概況本工程為揚州市1-6號糧食儲備庫24m72m的拱板平房倉，其中預(yù)應(yīng)力拱板由專業(yè)的南京東大現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力工程有限責任公司負責張拉。24m72m的拱板平房倉的屋蓋有60塊24m跨先張法預(yù)應(yīng)力拱板屋架組成，實際長24720mm（兩端各出軸線360mm），寬1190mm或1090mm，其下底板為平板，上頂板為拋物線型弧板，厚度均為40mm，上頂板和下底板的兩側(cè)均有肋梁，上頂板肋梁為100mm120mm，下底板肋梁為100mm200mm。上下板間每隔2000mm用厚度為60mm的隔板相連。預(yù)應(yīng)力拱板的配筋為下底板405，分布

2、筋5200mm;上頂板126和410,分布筋5200。拱板中下弦預(yù)應(yīng)力筋采用800級冷軋帶肋鋼筋，fptk=800n/mm2，預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力con=0.70800=560n/mm2，設(shè)計要求下弦預(yù)應(yīng)力鋼筋需待砼強度達100%后方可放張。拱板砼c35，圈梁砼c40，其余砼c25。拱板上下弦均考慮0.5kn/m2的施工荷載。每幢拱板平房倉需60榀拱板屋架，對于房倉屋架總體施工方案為：利用糧倉屋頂?shù)娜α鹤鳛轭A(yù)應(yīng)力張拉固定臺座，并在糧倉中部的廒墻處向兩邊分別搭設(shè)長18.0m的滿堂鋼管排架，在高空預(yù)制拱板屋架，60榀屋架分4批在8.0m高空預(yù)制，每次20榀，每邊10榀，兩榀隔榀預(yù)制，最后兩榀整體提升

3、、成組沿圈梁臨時軌道滑移就位安裝，如下圖。（二）小組簡介小組名稱江蘇邗建集團揚州糧食儲運加工中心工程項目部qc小組成立時間2009.8 小組類型創(chuàng)新型注冊編號hjjtqc10-10人培訓時間人均36小時活動日期2009.8-2010.1活動次數(shù)12小組成員簡介序號姓名性別文化程度職務(wù)組內(nèi)分工1王 剛男本科分公司技術(shù)經(jīng)理技術(shù)措施指導2汪萬飛男本科項目經(jīng)理現(xiàn)場指揮3潘志強男本科項目副經(jīng)理現(xiàn)場監(jiān)督指導4王 坤男本科項目副經(jīng)理現(xiàn)場技術(shù)指導5方圣躍男大專技術(shù)員資料整理6姚愛俊男大專技術(shù)員組織實施落實7劉國桃男大專質(zhì)量員數(shù)據(jù)統(tǒng)計8陳元召男高中瓦工班長現(xiàn)場落實9蔡學明男高中鋼筋工班長現(xiàn)場落實10龐金貴男高中

4、木工班長現(xiàn)場落實制表人：姚愛俊 日期：2009.8二、選題理由科學技術(shù)是生產(chǎn)力，只有不斷創(chuàng)新發(fā)展，才是提高生產(chǎn)效益的有效途徑社會發(fā)展需要現(xiàn)有的施工工藝存在著許多施工缺陷，勢必造成施工的浪費，小組成員認為有需要探索創(chuàng)新施工工藝，從根本上消除浪費?，F(xiàn)有生產(chǎn)狀況24m跨糧倉拱板屋架高空現(xiàn)澆、整體提升、成組滑移技術(shù)研究選擇課題三、設(shè)定目標及可行性分析高空現(xiàn)澆屋面、整體提升、成組滑移一次成功目標1、成立由分公司技術(shù)部門和項目部有關(guān)人員參加的攻關(guān)小組。2、項目部編制了施工方案，作業(yè)指導書，施工工藝經(jīng)公司總工組織專家審定。3、高空現(xiàn)澆屋面、整體提升、成組滑移施工由專業(yè)施工隊承擔，作業(yè)人員素質(zhì)高。有利因素技術(shù)

5、上可行能力有保證領(lǐng)導支持1、高空現(xiàn)澆屋面、整體提升、成組滑移技術(shù)處理等比較困難。2、項目部首次采用該技術(shù)進行施工。不利因素施工任務(wù)艱巨實現(xiàn)目標是可行的四、提出方案并確定最佳方案（一）、提出方案a、采用滿堂腳手架，滿鋪模板，常規(guī)澆筑屋面混凝土施工；b、采用分段分片搭設(shè)腳手架澆筑屋面混凝土施工；c、采用高空現(xiàn)澆混凝土、整體提升、成組滑移技術(shù)施工。（二）、方案選的選定方案對比表方案序號優(yōu)點缺點對比分析確認a有施工經(jīng)驗材料投入量較大，花費人工也較多，工期長不適合工程的成本投入及工期要求放棄b有施工經(jīng)驗材料投入量較大，花費人工也較多，施工周期漫長不適合工程的成本投入及工期要求放棄c材料投入量較少，花費人

6、工也較少，工期短無施工經(jīng)驗雖然無經(jīng)驗但我們有強有力的技術(shù)指導做后盾選定制表人：王 坤 日期：2009.9五、制定對策qc小組成員通過學習和研究各類施工期刊和相關(guān)的技術(shù)標準，將有可能出現(xiàn)的問題歸納如下：問題預(yù)測親和圖屋面圈梁施工措施1、圈梁在預(yù)應(yīng)力筋張拉時有足夠的強度承受張拉力，防止圈梁角部砼壓碎預(yù)制平臺搭設(shè)1、平臺搭設(shè)臺面水平誤差2、頂撐接長時采用了旋轉(zhuǎn)扣件搭接3、可調(diào)托旋不緊、圈梁上下拉桿處于松弛狀態(tài)4、腳手架支撐不夠混凝土澆筑1、混凝土澆筑質(zhì)量差鋼筋安裝和預(yù)應(yīng)力張拉1、不合格鋼材進場使用2、預(yù)應(yīng)力張拉不滿足要求提升、滑移及安裝1、提升、滑移方法不當2、安裝不到位養(yǎng)護及放張1、養(yǎng)護不到位2、

7、放張錯誤制圖人：王 坤 日期：2009.9通過上述問題假想歸納的原因，結(jié)合實際施工，小組成員經(jīng)過研究討論制定出相應(yīng)的對策措施，具體見對策表。對 策 表序號要求對策目標措施地點時間負責人1預(yù)制平臺搭設(shè)1、平臺搭設(shè)臺面水平不得誤差2、頂撐接長時不得采用旋轉(zhuǎn)扣件搭接3、可調(diào)托旋要緊、圈梁上下拉桿不得處于松弛狀態(tài)4、腳手架支撐需滿足預(yù)制平臺滿足施工需求1、有專業(yè)的施工人員及質(zhì)量員把關(guān)2、施工前進行了技術(shù)交底3、張拉前質(zhì)量員進行逐個檢查4、搭設(shè)前對支撐體系進行了驗算5、對圈梁進行設(shè)計驗算施工現(xiàn)場及辦公室2009.11汪萬飛2屋面圈梁施工措施1、圈梁在預(yù)應(yīng)力筋張拉時有足夠的強度承受張拉力，防止圈梁角部砼壓

8、碎屋面圈梁設(shè)計施工措施需得當1、對作為張拉臺座的圈梁部分加顧，外側(cè)上角預(yù)埋635角鋼施工現(xiàn)場2009.11王坤3鋼筋安裝和預(yù)應(yīng)力張拉1、不合格鋼材不得進場使用2、預(yù)應(yīng)力張拉需滿足要求材料合格，張拉到位嚴格材料檢驗制度，按驗算后的張拉要求進行張拉施工現(xiàn)場2009.11潘志強4混凝土澆筑1、混凝土澆筑質(zhì)量要求好混凝土澆筑完好挑選素質(zhì)、技術(shù)較高的班組進行施工施工現(xiàn)場2009.11方圣躍5養(yǎng)護及放張1、養(yǎng)護要到位2、放張要正確養(yǎng)護不到位準確放張按要求進行養(yǎng)護、放張施工現(xiàn)場2009.12姚愛俊6提升、滑移及安裝1、按要求提升、滑移2、安裝要到位按要求提升、滑移并安裝到位控制好提升、滑移速率，并正確放下拱

9、板校正定位和固定施工現(xiàn)場2009.12劉國桃制表人：潘志強 日期：2009.12六、對策實施實施一：由于利用位于標高+8.00處的鋼筋砼圈梁作為先張法的臺座，因此，所搭設(shè)的平臺架既作為拱板的模板支撐架又作為圈梁的頂撐架，對排架的要求高，必須考慮周密。1）預(yù)制平臺的搭設(shè)的技術(shù)關(guān)鍵點（1）拱板的上、下底板厚度僅為40mm，對所搭設(shè)的排架平整度要求高，臺面的水平誤差控制在5mm以內(nèi)。（2）預(yù)應(yīng)力張拉時的水平頂撐軸力較大，遠高于雙扣件抗滑承載力，因此頂撐接長時必須采用對接扣件連接，不能采用旋轉(zhuǎn)扣件搭接，且應(yīng)先初固定，然后擠緊水平桿，最后再第二次擰緊扣件。（3）為頂撐有效傳遞軸力，當所有可調(diào)托旋緊一遍后

10、，可能開始旋緊的可調(diào)托又與圈梁脫離，必須再將可調(diào)托旋緊一遍，直至最后檢查所有可調(diào)托都頂緊圈梁為止。頂撐頂緊順序：先頂撐剛度大的部位，如圈梁與構(gòu)造柱的交接部位，后頂撐剛度大的部位，如窗洞上面等。（4）在預(yù)應(yīng)力張拉前，圈梁上下的鋼筋拉桿必須處于不松弛狀態(tài)。拉桿連接施工順序：先焊牢上部鋼筋拉桿，再連接下部拉桿。2）腳手架搭設(shè)（1）平臺支架拱板自身荷載不大，鋼管排架的搭設(shè)尺寸為：沿橫向（24m跨）排架立桿間距為1600mm，兩端間距為400mm。沿縱向（72m方向）排架立桿間距為1200mm，頂部加密至間距800mm，掃地桿離地200mm，步高1600mm。（2）鋼管頂撐搭設(shè)從中間蔜墻處，沿屋面砼圈梁

11、分別向兩端搭設(shè)18.0米的水平頂撐，采用483.5鋼管，成一排布置，間距200 mm，在拱板肋梁處加密1根撐管，即局部間距100mm。端部用可調(diào)托，以調(diào)整端部長度。頂撐接長時必須采用對接扣件連接，不能采用旋轉(zhuǎn)扣件搭接，且應(yīng)先初固定，然后擠緊水平桿，最后再第二次擰緊扣件。腳手架具體搭設(shè)布置見下圖。 橫向（沿24m跨）排架布置 縱向（沿72m跨）排架布置實施二：（一）屋面圈梁施工措施（1）為了使圈梁在預(yù)應(yīng)力筋張拉時有足夠的強度承受張拉力，對作為張拉臺座的圈梁部分，即從蔜墻處分別向兩邊18.0米的圈梁段，其內(nèi)側(cè)加布612（hrb335級）鋼筋.（2）為防止圈梁角部砼壓碎，外側(cè)上角預(yù)埋635角鋼。（3

12、）固定預(yù)應(yīng)力筋采用厚度為20mm的垂直錨板，錨板上鋼絲孔徑為7mm，垂直錨板背部加 10mm厚梯形加勁肋板，橫向一道，縱向六道。（4）在圈梁中預(yù)埋18（鋼45a）的錨桿，以固定錨板，承受張拉預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的扭矩。（5）在檐溝和拱板肋部的錨板頂部設(shè)置16（hrb335級）的鋼筋拉桿，以抵銷下部鋼筋拉桿的拉力，使檐溝免受較大的彎矩。（6）在標高+4.600的圈梁處埋設(shè)16（hrb335級），此拉鉤和檐溝拉筋之間順次用16鋼筋拉桿連接。兩榀拱板中間的預(yù)埋16鋼筋拉鉤的間距應(yīng)不小于50mm。（7）在拱板和圈梁擱置面之間必須設(shè)置滑移層，以使預(yù)應(yīng)力筋放張后，在拱板中建立有效的預(yù)應(yīng)力。屋面圈梁施工構(gòu)造圖（二）

13、 圈梁及支架計算分析先張法預(yù)應(yīng)力拱板直接以屋面圈梁為張拉臺座，在高空預(yù)制，然后整體提升，成組滑移。預(yù)應(yīng)力筋采用800級5冷扎帶肋鋼筋，控制應(yīng)力con0.7fptk=560n/mm2,考慮張拉程序：01.03con，單根預(yù)應(yīng)力筋張拉力為1.0356019.6=11.305kn。一榀拱板共有40根(gb1、gb3),（gb2為38根）預(yù)應(yīng)力筋，則單榀拱板(gb1)張拉對圈梁作用:下弦底板水平推力: 肋梁水平推力：扭矩:拱板張拉使圈梁產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力和水平側(cè)移，特別在圈梁端部和拱板底板肋部作用力大，應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂縫，另外水平腳手架鋼管也要承受較大的軸心力，存在穩(wěn)定性問題。下面將根據(jù)預(yù)應(yīng)力拱板施工

14、方案，驗算屋面圈梁承載力和位移，鋼管支撐穩(wěn)定性以及磚墻承載力。1、 計算模型1）計算簡圖根據(jù)結(jié)構(gòu)和荷載的對稱性，取1/2跨度計算，計算長度：圈梁為18.0m，鋼管支撐亦取一半跨度（12m）。由于扭矩由鋼筋拉桿和錨桿來平衡，在計算中，將不考慮扭矩的作用。鋼管排架與屋面圈梁鉸接，構(gòu)造柱與地面固接。計算模型圖計算荷載的標準值肋部集中力： gb1、gb3底板均布線載：gb2底板均布線載：變形計算按照標準值，內(nèi)力計算按照設(shè)計值，即設(shè)計值分項系數(shù)取1.2。2）計算參數(shù)混凝土屋面圈梁c40:；其它圈梁和構(gòu)造柱砼c20: ;鋼管支撐(483.5): 2、 計算結(jié)果運用sap2000軟件進行分析，得到結(jié)構(gòu)的位移

15、、內(nèi)力等結(jié)果，如下圖。 模型整體變形圖 頂撐平面位移圖圈梁扭矩圖 圈梁剪力圖頂撐軸力圖有上結(jié)果知，屋面圈梁的內(nèi)力、變形計算值彎矩（knm）剪力（kn）扭矩（knm）位移（mm）162.83338.037.645.5水平頂撐鋼管最大軸壓力：nmax=44.63kn。3 、承載力驗算1）屋面圈梁強度驗算由于扭矩由鋼筋拉桿和錨桿來平衡，因此屋面圈梁可按彎剪構(gòu)件驗算?？箯澇休d力，不滿足要求。抗剪承載力滿足要求。有上結(jié)果可知，圈梁抗拉強度不夠，現(xiàn)在對其進行加強設(shè)計， 在受拉區(qū)加強612（hrb335），總共1212（hrb335），對其驗算結(jié)果如下：由于，故，滿足要求。滿足要求2）8.000標高磚墻截面

16、承載驗算8.000標高處磚墻采用mu10.0kp1多孔磚，m10混合砂漿，砌體彎曲抗拉強度設(shè)計值ftm=0.443mpa。取3m長磚墻為計算單元。（1）8.000磚墻截面荷載圈梁自重軸心豎向力：n1250.490.33=11.025kn檐溝自重軸心豎向力：n2250.720.13=5.4kn彎矩：m2=n2（0.36+0.245）=3.267knm預(yù)應(yīng)力張拉彎矩：m3107.17 knm鋼筋拉桿軸心豎向力：n42822100.986=83.22kn 彎矩：m4n4（0.70.245）78.64 knm總荷載設(shè)計值截面彎矩設(shè)計值：md1.2（-3.267107.17-78.64）=25.26 k

17、nm截面軸力設(shè)計值：nd1.2（11.0255.4+83.22）=119.57kn（2）+8.000磚墻截面最大拉應(yīng)力滿足要求。3）鋼管支撐驗算（1）水平支撐鋼管水平支撐鋼管最大應(yīng)力：q235鋼管容許抗壓強度:fc=160n/mm291.26n/mm2。壓桿穩(wěn)定性承載力:，滿足要求。（2）豎向支撐鋼管拱板跨中為荷載最不利位置，此處豎向鋼管支撐承受最大的豎向荷載?？紤]鋼筋混凝土自重25kn/m3，施工活載0.5kn/m2。荷載計算跨中隔板自重標準值：w19.36kn上弦板自重標準值：w2下弦板自重標準值：w3拱板總重標準值模板腳手架自重：w41.11.21.6=2.11kn施工活載標準值：w50

18、.51.21.6=0.96kn豎向荷載設(shè)計值：wd1.2(7.67+2.11)+1.40.96=13.08kn豎向鋼管應(yīng)力fc=160n/mm2壓桿穩(wěn)定性承載力:，滿足要求。4）錨桿驗算 預(yù)應(yīng)力筋張拉對圈梁產(chǎn)生的扭矩：拱板肋梁處拱板底板處錨板處16(hrb335級)的拉桿可提供的扭矩圈梁中預(yù)埋16（45a）的錨桿可提供的扭矩肋梁處，滿足要求。底板處，滿足要求。實施三：（1）拱板使用的預(yù)應(yīng)力筋進場前必須經(jīng)原材料逐盤抽樣檢驗，合格后方可投入使用。冷軋帶肋鋼筋要實行使用認證制度，未領(lǐng)取“使用認可證書”的冷軋帶肋鋼筋不得使用。（2）預(yù)應(yīng)力鋼絲的張拉采用前卡式液壓千斤頂張拉?？紤]到所采用的錨具為錐銷錨，

19、張拉后應(yīng)力損失略大，采用超張拉程序為：01.03con錨固 單根5冷軋帶肋鋼絲的張拉力為：ncon=1.03as0.7fptk=1.0319.60.7800=10976n=11.305kn每塊板張拉完成后，其實際張拉力用“鋼絲應(yīng)力儀”及時測試。（3）非預(yù)應(yīng)力鋼筋在模塊支好后進行綁扎。必要時拱板兩端設(shè)砂包，以防止滑絲傷人。（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋錨具做好錨固性能試驗。安排有經(jīng)驗的張拉工進行張拉工作，操作前由施工員作全面的技術(shù)、質(zhì)量、安全操作規(guī)程交底，要達到“懂原理，會操作”，對張拉機具定期做好檢測、保養(yǎng)工作。（5）預(yù)應(yīng)力鋼絲不得有接頭。施工中若發(fā)現(xiàn)有斷筋應(yīng)調(diào)換，重新張拉。（6）張拉完應(yīng)盡早澆砼。穿筋時臺

20、面應(yīng)墊木橫楞，防止脫模油沾污鋼絲。砼保護層用15mm厚砼墊塊加墊。實施四：經(jīng)質(zhì)量驗收，隱檢合格后方可澆筑砼。（1） 拱板屋架屬薄壁構(gòu)件，澆筑時應(yīng)采用干硬性砼，砼坍落度控制在13cm。水泥采用525號，中粗河砂，碎石粒徑控制在515mm。砼內(nèi)摻減水早強復(fù)合外加劑。（2）用于拌制砼的材料應(yīng)事先做到檢測，控制配合比，砂石采用應(yīng)力計量，每臺班澆筑砼時做試塊兩組，其中1組提供剪筋放張參考，且該組試塊必須為同條件養(yǎng)護。（3）屋面圈梁混凝土澆筑時需制作兩組試塊，一組標準養(yǎng)護，一組與圈梁同條件養(yǎng)護。屋面圈梁混凝土達到80強度后方可張拉預(yù)應(yīng)力筋。（4）澆筑順序先下弦板，后上弦板。澆底板和頂板應(yīng)由兩端向跨中對稱進

21、行。每榀屋架應(yīng)一次澆筑完成，不得留設(shè)施工縫。（5）由于拱板屬于薄壁構(gòu)件，且肋部鋼筋密集，宜選用插片式振搗器，沿拱板連續(xù)振搗，應(yīng)在端部和隔板處加強振搗，不可漏振，砼表面隨搗隨抹，多次抹面抹光，直到表面收水硬化?？刂祈耪駬v時間，操作時應(yīng)提起振動器，不得強振預(yù)應(yīng)力筋及模板。上下弦摸板交接處用振動器振實后用長柄鐵鏟抹平。實施五：砼澆筑后立即覆蓋薄膜加草袋養(yǎng)護，謹防收縮裂縫。冬季施工時，采用塑料薄膜雙層覆蓋，使養(yǎng)護溫度保持在15左右，經(jīng)57天同條件養(yǎng)護試塊，滿足設(shè)計強度的75%以上或按設(shè)計人員要求后，兩榀板同時放張。可先放張拱板一端的預(yù)應(yīng)力筋，再剪斷另一端的預(yù)應(yīng)力筋。應(yīng)有兩榀拱板的兩側(cè)向中間對稱放張，防

22、止拱板側(cè)向彎曲。實施六：（一）提升、滑移及安裝拱板兩榀整體提升，采用成組滑移法, 一次滑移兩塊。當主體施工至擱置拱板的圈梁后, 在兩側(cè)縱向圈梁上各安裝一條輕型軌道, 軌道單端長度2.4米，上覆“地坦克”滑車, 由專制的提升架將拱板提起, 放置在布置好的軌道上。兩端山墻各安裝1臺1.0噸小型卷揚機牽引, 滑移速度控制在，將拱板緩慢滑至設(shè)計位置，再依靠門架倒鏈將拱板上抬, 抽去滑車及軌道, 板底用13 水泥砂漿坐漿, 縱向圈梁表面應(yīng)平整，其標高誤差控制在6mm 以內(nèi)。最后放下拱板校正定位和固定，以此類推。 “地坦克”滑車 （二）提升架及滑移軌道計算1、 提升架計算專制的雙槽鋼提升架，具體設(shè)計見下圖

23、，依靠兩臺前卡式千斤頂ycn-30作為動力設(shè)備。提升架布置圖應(yīng)用sap2000軟件進行驗算，結(jié)果如下：上扁擔粱和吊桿16（hrb335）計算 該粱由雙槽鋼16b組成，吊桿為16（hrb335），承受兩塊板的自重和千斤頂?shù)南蛏享斖屏ΑＤＰ蛨D（n、mm）應(yīng)力比圖彎矩圖(kn、m)剪力圖(kn、m)由上結(jié)果知，該粱的應(yīng)力比在0.50.7之間，吊桿16（hrb335）應(yīng)力比在0.70.9之間，雙槽鋼16b組成的上扁擔粱和16吊桿滿足使用要求，是安全的。下扁擔粱計算該粱由雙槽鋼22b組成，吊桿為16的hrb335級的圓鋼筋，承受千斤頂?shù)南蛳碌捻斖屏?。模型圖(kn、m)應(yīng)力比圖彎矩圖(kn、m)剪力圖(kn、m) 由上結(jié)果知，由由雙槽鋼22b組成的下扁擔粱滿足使用要求。支腿工10計算支腿工10為軸心受壓構(gòu)件，承受下扁擔粱的支反力，。，滿足要求。故，該提升架是安全的，滿足使用要求。七、效果檢查經(jīng)過現(xiàn)場實際施工，高空現(xiàn)澆屋面、整體提升、成組滑移一次成功。實現(xiàn)了目標。八