大跨度预应力拱板在粮库工程的应用.doc

大跨度预应力拱板在粮库工程的应用镇江市国家粮食储备库扩建工程中3栋粮仓紧靠长江江边，其中1号仓2栋，平面尺寸为24m48m；2号仓1栋，平面尺寸为24m60m。3栋粮仓建筑面积为3744m2,2号仓通过隔墙分为2个廒间，廒间墙厚620mm，用空心砖砌筑。粮仓外墙为廒间墙厚490mm，每隔3m设组合构造柱，在2m、4.6m和8m标高分别设圈梁，屋面结构为24m跨预应力拱板，拱板长24.72m，矢高2.4m，宽分别为1.19m和1.09m，上、下弦板厚40mm，均带有160mm高边肋。混凝土等级C35，下弦采用LL800级5冷轧带肋钢筋作预应力筋，其它为LL550级冷轧带肋钢筋。每榀拱板设有不同高度的隔板11块，每间隔2m设置1块，隔板高7332400mm，在拱板浇注混凝土时安装。隔板内配6+4单层钢筋点焊网片，隔板间用12斜拉筋。在下弦肋内做50mm厚水泥珍珠岩保温层。拱板结构形式、截面尺寸及配筋如图1.2所示。预应力拱板安装后拱板与拱板间、拱板与圈梁间通过预埋铁件相互焊接形成整体，最终下弦形成一连续平面，作为仓库顶棚，上弦形成一连续拱形曲面作为屋面结构层。1 工程特点和难点（1）预应力拱板是一种薄壁板型结构，要求拱板上弦拱面弧度一致，模板支设难度较大。（2）由于板厚仅40mm，钢筋保护层厚度要求15mm，施工精度要求高，钢筋保护层的充许误差仅2.5mm。且要求预应力筋必须逐盘检验其强度，张拉后应逐根检验实际建立起的预应力值。锚夹具的选用也是个难题。（3）拱板长达24.72m，必须在现场制作。制作前必须建造临时台座和台面，台座的刚度须满足拱板制作时预应力值的准确建立。（4）根据工程位置和现场条件，拱板分3块场地制作，在场地小、拱板长的条件下，给拱板运输吊装和就位都带来了困难。2 拱板制作2.1 拱板制作工艺流程台座制作（同时预制隔板） 弹线、刷隔离剂 预应力筋布设 搭设钢管支架及上弦模板安装 安装隔板 钢筋张拉、检测 绑扎上弦钢筋及支设肋部边模板 浇筑混凝土、养护（试块制作、试压） 放松预应力 焊接斜拉钢筋。2.2 施工准备采用圆锥形单丝锚作固定端和张拉端锚具，根据张拉力（单根）最大值选用15kN电动螺杆式张拉机，采用DYC-24B型钢丝应力测定仪测定张拉应力值。对冷轧带肋钢筋和锚夹具按规定进行检验。2.3 预应力筋张拉2.3.1 预应力筋布设 通过台座两端20mm厚定位钢板上的预留孔，按设计要求的位置铺放钢筋。钢筋的位置应采用在端模上开槽，用6mm厚梳筋板加以定位，防止出现钢筋绞结，并采用措施防止台面涂刷好的隔离剂沾污预应力筋，用垫块控制预应力筋的混凝土保护层。2.3.2 张拉 设计要求张拉力为con =0.7fptk=0.7800=560N/mm2,单根张拉力19.625mm2560N/mm2=10.99kN。考虑到弹簧测力计误差、温度变化、台座承力架变形、夹具内缩、工人操作等因素，采用一次张拉程序：0 1.05con锚固，即张拉力控制在11.54kN后，立即用手锤顶紧锚塞将夹具锚定。2.2.3 应力检测 为确保预应力值建立准确，在张拉锚定h后，采用应力测试仪逐根进行检测，并作好记录。要求每根钢筋作反复测定次，取其平均值，钢筋应力控制在0.95con1.05con如应力不足应立即补张拉。2.2.4 放张 当混凝土强度达到设计强度的75%以上时，方能进行预应力筋放张。放张时按对称原则，从两边同时向中间放张。采用剪丝钳剪籽钢筋时，两手用力要均匀，不能采用扭断的办法。在放张后1h左右，即可观测到拱板下弦在预应力作用下与台面脱离，中间向上起拱值约2mm。2.4 模板和隔板安装为确保拱板上弦弧度和矢高，采用定型组合钢模板作上弦模板，模板根据实际放大尺寸制作，侧模采用50mm木模外包铁皮，支撑系统采用扣件式钢管，便于折卸和调整尺寸，整个拱板的支撑系统须相互连接形成整体。要求模板支撑可靠、拼缝严密、位置准确。特别是控制好隔板位置的模板标高。在模板安装的同时安装预制好的隔板，隔板两端预留的锚固筋长度的不得小于设计要求，并准确锚入上、下弦的板中和肋内。2.5 拱板混凝土浇筑和养护混凝土强度等级为C35,为便于拱板上弦拱面混凝土浇筑，混凝土坍落度控制在1.5cm。在模板、钢筋和隔板安装并经验收合格后进行混凝土浇筑，一条长线台座上的拱板混凝土在应在预应力筋张拉完毕，应力检测后24内一次完成，以防止钢筋的应力损失。浇筑顺序为先下后上弦，连续进行，中途不得停顿。浇筑时严禁振捣器振击预应力筋、预埋件和模板，做到细部不漏振、不欠振，大面不过振，达到振捣密实、内实外光。拆模分两个阶段，先拆上、下弦外侧模板，当混凝土强度达到设计强度40%以上时，可拆除全部模板，并继续覆盖保温、保湿养护。3 拱板结构检验拱板达到设计强度后，在1.2倍设计荷载下，检验拱板的挠度及裂缝情况。采用分级加荷方法进行荷载试验，当达到设计荷载120%时，拱板上下弦及隔板均未出现裂缝，拱板下弦的挠度值为2.81mm，远远小于设计规定的25mm，满足设计要求。4 拱板安装配备1台QY35t、1台QY25t汽车吊进行拱板安装。根据施工现场的具体情况，对3栋粮仓24m拱板分别采用了2种安装方法：QY35t吊车单机跨内吊装；双机跨外抬吊。4.1 单机跨内4索等长吊装4.1.1 吊装强度验算 选用32.5mm钢丝绳，经计算每根钢丝绳承受的拉力小于其充许拉力。4.1.2 拱板的运输 采用载重汽车加小跑车组合成特制拖车运输拱板4.1.3 吊装拱板 使用4根等长吊索，分别绑扎在拱板两端的4个吊环上，在吊车的吊钩处采用多单头挂法。为防止拱板吊装过程中产生翻倒，在拱板上弦中部设1个绑扎点，使用吊索与吊钩相连接，吊装时，此吊装处于松驰状态，只在拱板出现倾倒时起到拉紧扶正作用。首先用吊车将拱板吊至外墙边，跨内QY35t吊车将拱板缓慢吊离地面50cm左右，检查吊索受力情况及拱板的稳定性，满足要求后缓慢起吊，起吊时通过拱板两端的缆风绳稳定拱板，并转动超重臂使拱板缓缓就位。4.2 双机跨外抬吊双机抬吊时，2台吊机分别使用2根吊索绑扎在拱板两侧的吊环上，每台吊机分别等分荷载54KN，超吊高度14m，根据以上参数QY25t吊车最大工作幅度可达11m，能够满足吊装要求。首先将拱板运至仓库山墙外侧，两吊机分别位于拱板两端头，协调统一将拱板吊起，按1 2 3顺序进行（见图3），先将拱板临时搁置在圈梁上，通过