大型预应力钢筋混凝土双T坡板屋面施工技术

发表时间:2019/11/11   来源:《基层建设》2019年第22期   作者:张宇
[导读] 摘要:本文主要针对大型双T板屋面的施工展开分析,论述了大型双T板屋面吊装施工技术要点和施工过程中的管理方法,探讨了施工过程中需要注意的重点问题,并论述了提高施工技术水平的措施,供现场施工人员借鉴,提升工程的施工质量。
        中化二建集团有限公司  山西太原  030021
        摘要:本文主要针对大型双T板屋面的施工展开分析,论述了大型双T板屋面吊装施工技术要点和施工过程中的管理方法,探讨了施工过程中需要注意的重点问题,并论述了提高施工技术水平的措施,供现场施工人员借鉴,提升工程的施工质量。
        关键词:双T坡板屋面施工技术
        1、双T坡板屋面概述
        预应力混凝土结构双T坡板具有这样一些特点:
        (1)此双T坡板为先张法预应力混凝土结构,大型预应力混凝土双T坡板,是采用高强钢纹线,高性能混凝土生产的大型预制构件。所以双T坡板具有良好的结构力学性能,明确的传力层次,简洁的几何线条,是一种可以制成大跨度、大覆盖面积的比较经济的承重构件。并且,在工业厂房、大跨度的公共建筑中得到了广泛应用。用其作为工业厂房的屋盖或墙板将大大简化传统的屋架一屋面板一上下弦支撑所形成的复杂结构型式,方便设计施工,降低工程造价,为新一代高效预应力预制构件。
        (2)预应力主筋采用螺旋肋碳素钢丝,材质应符合GB/15232—1995要求,可以满足24m跨度板的预应力要求,因此可以节约钢筋。双T坡板截面形式:双T坡板屋盖有等截面和双坡变截面两种,前者也可用于墙板。预应力双T坡板跨度可达20m以上,如用高强轻质混凝土则可达30m以上。双T坡板的板面宽度常取1.2~3m,肋距约为板面宽之半,肋底宽不小于10cm,等截面的肋高约0.3~0.8m,变截面的跨中肋高约1.0~1.5m。钢筋混凝土双T坡板多用抗压强度为C30~C40混凝土预制。预应力双T坡板常用抗压强度为C40~C50混凝土或C40的轻质混凝土预制。预应力钢筋可用高强钢丝、钢绞线。
        (3)预应力钢筋采用成组涨拉,操作简单灵活;
        (4)采用长线台座生产工艺,施工快捷,施工工艺容易掌握。这种双T坡板适用于露天台座生产工艺。
        2、工程简介
        在河北渤海新区沧州旭阳一期己内酰胺冷凝水装置的空氮站主体,冷凝水站主体,罐区泵房主体均采用双T坡板进行屋面施工。其中冷凝水站主体建筑高度13m,连续三跨,每跨跨度21m。建筑面积2000m2。牛腿顶面标高8.5m。
        3、大型双T坡板屋面施工技术
        3.1施工难点和特点
        (1)构件的跨度和自重比较大。板长21m ,自重在10t以上。
        (2)安装精度高。为了保证构件能够顺利安装在支承梁的企口内,现浇支承梁结构的轴线、标高、几何尺寸偏差要求比较严格。否则易造成事后剔凿。
        (3)现场施工场地狭窄。由于构件比较长,现场相对显得狭小 ,吊装和运输线路要统筹部署。
        (4)运距长。由于构件加工厂距离施工现场较远 ,构件长度大 ,运输车辆在市区行驶困难。
        3.2根据现场实际情况确定起重设备及起重方法
        (1)吊装路线的确定。由于双T坡板长度较长,进场路线和吊装方案应进行事先确定,否则无法将双T坡板运送到指定部位。而吊装方案的好坏,直接影响到吊装施工效率和起重机械的大小。由于厂房2(仓库)、厂房3(配电室)建筑物的位置,无法实现车辆驶入C区或厂房的左右两侧。故先将起重机械停放在B区,靠近C区牛腿柱边部,在两柱中间,背向办公区。由于装有双T板的车辆依次驶入B区,起重机械将双T坡板吊装在CBA区,当吊装施工到另一侧时,将车辆正向办公区,安装C区全部双T坡板。对于剩余的A、B区双T坡板,将起重机械停放在厂区外部,吊装剩余的双T坡板,将AB区的双T坡板安装完毕。
 
        吊装施工场区平面图
        (2)起重机械的选择。
        考虑到本工程构件跨度和自重均较大,如采用单机吊装 ,根据 50 t起重机相关技术参数 ,选择32.7 m 臂杆,起重半径必须在8 m以内,才能勉强吊起构件 ,而且安全系数还很低。另外单机吊装构件在空中回转也是比较困难和危险的,因此采用单机吊装不可取。
        双机抬吊的可行性分析显然无论从施工可行性和安全性考虑,单机吊装都是不能满足施工需要的,因此考虑采用双机抬吊的施工方法。采用双机抬吊,起重臂倾角很小,工作半径大,吊物、吊索受力合理,安全可靠。
        确定起重机械的主要技术参数有起重量、起重半径、起重高度。对于起重半径常采用数解法或图解法确定起重机的最小臂长。在双T坡板吊装前,根据厂区的实际情况,制定了吊装方案。根据吊装双T坡板长度为21m,每块双T板重量约为12t,根据厂区的实际情况,起重高度、起重量选择起重机械为最大起重量80t的汽车起重机。
 
        双机抬吊示意图
 
        开行路线示意图
        3.3双T坡板进场检查
        进入现场的全部双T坡板需要生产厂家提供产品合格证,并且对双T坡板的外观质量进行检查,检查合格的双T坡板才允许进行屋面安装施工。在以往工程施工中检查中发现有些双T坡板由于脱模过早和预应力作用造成的斜裂缝和板边破损等问题;对于板端的预应力筋,按照预应力混凝土工程施工技术要求,应采用砂轮进行切割过长的预应力筋,避免过长的预应力筋造成双T板无法按照技术规定安装。
        4、施工工艺
        4.1构件运输
        构件采用平板拖车运输 ,在运输过程中,多层叠放的屋面板间设置垫木,垫木支承位置得当,以保证构件受力合理,上下垫木应保证在同一垂直线上。运输道路应坚实平整、有足够的转弯半径和宽度。运速适当,行驶平稳。
        4.2查、弹线及编号
        为了保证安装工作顺利进行,构件安装前要对构件质量进行全面检查。检查构件表面有无变形和裂缝等缺陷,还要检查构件的外形和截面尺寸 。构件在吊装前要标出绑扎点的位置。吊车梁在两端及顶面标出安装的中心线,在对构件弹线的同时,还应根据设计图纸对构件进行编号。
        4.3吊索、吊点设置
        吊绳选型为 7 分钢丝绳,索具为 4 个 8.5 t高强卡环。由构件生产厂家根据双 T 板的外形、重心及工艺要求,在构件两端左右对称设置 4 个吊点,以使各吊点的合力作用点 ,在构件重心的位置之上。
        4.4铺放顺序和位置
        吊装的双T坡板在屋面铺放中应按照C、B、A的顺序渐次进行安装,由于安装的双T坡板在铺放在屋面梁上需要进行调整位置,如将两侧的双T坡板铺放后再铺放中间的双T坡板,则安装人员无法再进行调整。另外,在铺放双T坡板过程中,应随时安装随时进行调整,避免安装过多的双T坡板再同时进行调整,造成工程量过大或无法调整。合理安装双T板,控制板缝的宽度,且保证双T坡板肋板的位置与预埋件的位置应一致。在安装双T坡板过程中,由于双T坡板翼缘端部很薄,应轻落轻移,避免双T坡板板面发生破损现象。
        4.5施工就位
        屋面板就位时要使板缝宽窄均匀,相邻板面平整 ,在支承梁上 的搁置长度符合设计要求 ,四角要坐实。用电焊将屋面板两侧与支承梁预埋铁垫作最后固定时,必须保证焊缝尺寸和质量。屋面板吊装完成后,板间接缝处吊模板 ,用设计要求的细石混凝土灌缝 。铺放长度和固定,对于不同跨度的双T坡板要求的铺放长度也具有不同的技术要求,铺放的长度应以与预埋件重合部分为准。
        由于双T坡板跨度较大,又设计有吊车荷载,因此需要对双T坡板进行固定。焊接过程中应严格控制将双T坡板肋底预埋件与屋面梁预埋件焊接质量。当双T坡板安装完成后,应进行单侧焊接,焊缝长度应不小于80mm,焊缝厚度不小于6mm。(不同跨度的焊缝长度、厚度均有不同要求)。对于双T坡板与预埋件之间的空隙采用铁板进行填垫施工,采用焊条进行焊接固定。必须当屋面找平层、隔气层、保温层、防水层施工完毕后,再进行双T坡板另一端焊接固定工作。在质量管理中应严格控制,禁止施工单位直接一次将所有双T坡板焊接完毕,避免由于双T坡板两端先固定,屋面荷载增加产生较大内力问题的出现。
        4.6安全问题及其他
        施工安全一直是施工过程中最为重要的要求。由于在双T坡板安装过程中,包括吊装、安装、焊接、校正等工序整个施工过程都属于高空作业,根据国家《工程建设安全生产管理条例》的规定,安装单位应具有相应资质等级,并应在施工前对双T坡板分项工程应编制专项施工方案,并附安全验算结果,由专职监督人员进行检查监督。并对施工人员做好进行安全培训、技术、质量、安全交底等等工作,避免安全事故的发生。在吊装工程施工过程中,严禁混凝土双T坡板之间、双T坡板与牛腿柱、双T坡板和其他建筑物发生碰撞。牛腿柱高度较大,混凝土双T坡板重量很大,一旦碰撞将会造成牛腿柱和混凝土双T坡板的破坏,产生很大的损失。为保证吊装的双T坡板按照要求的轨迹上升和旋转,在混凝土双T坡板的吊环上绑扎绳索完毕后再进行起吊,并由专人进行指挥和发布吊装信号,保证工程安装工作的顺利进行。
        总之,双T坡板屋面体系单层工业厂房按其本身的结构受力形式,可理解为框排架结构,跨度方向,简化为排架计算,柱距方向,简化为框架计算。由于结构的特殊性,结构构件需同时满足框架及排架的受力要求,而构造上,需采用两种结构形式中较为严格的结构形式的构造措施。对于伸缩缝的设置,可适当放宽要求,界于框架及排架之间。双T板由于比较经济,屋面承载力所留富余量不大,对于工业厂房,切忌在屋面板上过多增加管线负重。
        “双T”坡板有着不同于其它结构的优点,在工业建筑大量应用前景广阔。同时,还应该看到“双T坡”板的不足,如前面提到的对运输设备和道路状况要求过高。多跨连续厂房,厂房内部的采光和通风不好解决,采用隔两块用一块开洞的“双T坡”板,这样,建成后的厂房在内涂完成后,顶面是一个完整的平面,整洁又漂亮。
        5、施工效果
        本工程预应力双 T 板 (屋面板 )吊装 自 2013年10月1日开始 ,至 2013 年10月5日全部吊装完成,比预计工期提前 4 d。期间由于施工准备各方面工作充分,方案制定合理有效,现场指挥调度得当、管理到位 ,保证了整个屋面板安装过程顺利进行,没有发生任何质量、安全事故,工程质量达到了设计和规范的要求,得到了建设单位、监理单位以及质量监督部门的一致好评。主体的顺利封顶也为后续的屋面保温、防水工程等项施工和室内装修作业的全面展开创造了条件,确保了整个工程的工期。
        6、结论
        (1)采用此种技术安装大跨度预应力双T板(屋面板 ),通用性强 ,不需要特殊设备,工序少、简单易行。
        (2)由于此种施工技术机械化程度高,现场所需作业人员很少,工期也非常短(本工程全部屋盖结构吊装作业仅用5d)。
        (3)采用此种技术安装大跨度预应力双T板(屋面板),安全系数也比较高,吊装现场整洁,有利于文明施工。
        (4)通过对大跨度预应力双 T 板(屋面板 )的施工实践,使我们对这一新技术的 自身特点和固有的规律有了较深刻的认识 ,探索出了适合这一结构的施工技术和施工经验 ,为今后大跨度预应力双T板 (屋面板 )施工技术的进一步发展和完善奠定了基础。
        参考文献
        [1]姜风岗,陈成武.大跨度预应力混凝土双T板施工中的应用分析[J].青岛理工大学学报,2014,06:36-39.
        [2]何德湛,贾方树.一种房屋建筑的轻型屋盖构件预应力混凝土双T板[J].预应力技术,2014,05:8-10.
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