[摘要] 在一粮仓项目中，根据24m跨先张法无梁薄壳拱形屋面板设计特点，利用利用粮仓、仓库、厂房地台等作大型先张法构件生产制作场地，对拱板先张法台座与胎膜模板、大跨度薄壳拱板模板系统、屋面板构件预制、屋面板吊装以及拱板主体混凝土浇筑进行研究，制定了合理的施工方案，确保了结构质量。
[关键词] 屋面板；薄壳；先张法台座；预制；吊装
Prefabrication construction technology of 24m span granary in pre tensioned thin shell arched roof
Huang Hua
Guangzhou Machine Construction Group Co., Ltd. Guangdong Guangzhou 510170
Abstract：In one granary project, according to the design characteristics of 24m span pretensioned thin shell arch roof slab, the granary, warehouse, workshop platform and other large-scale pretensioned component production sites are used to study the pretensioned pedestal and membrane formwork, large-span thin shell arch slab formwork system, roof slab component prefabrication, roof slab hoisting and main concrete pouring of arch slab, and formulate The reasonable construction scheme ensures the structural quality.
Key words：roof slab；thin shell；pretensioning pedestal；prefabrication；hoisting
一、工程概况
佛山市顺德区储备粮库工程，屋面采用24m先张法预应力钢筋混凝土无梁薄壳拱形屋面板。每榀拱板长度为24.72m，宽1.98m，高2.4m，重约17吨，效果图如图1所示。
该工程位于佛山市顺德区三洲村乌洲水闸旁，因粮库市政道路未接通，大型构件运输困难，且粮库周边为农田、房屋等，无空地可作预制场，现场拱板制作场地利用粮库内地台作生产及临时堆场。
.png)
图1 粮仓效果图
二、主要施工难点
24米跨粮仓先张法无梁薄壳拱形屋面板采用仓内制作，其施工难题主要有：①仓内张拉台座及设计及施工；②支模体系设计；③拱板混凝土浇筑等。
由于粮仓采用混合结构，薄壳拱形屋面板吊装须在仓库外墙施工完成后才能插入进行，因此采用仓内制作，仓外吊装的屋面板施工吊装模式。由于粮仓内外不通视，薄壳拱形屋面板吊装难度大。
三、先张法张拉台座的设计和施工
张拉台座是先张法生产的主要设备之一，它承受预应力筋的全部张拉力，因此，张拉台座必须要有足够的强度，刚度和稳定性。考虑到张拉台座工艺适应性以及操作简便性等因素，我们决定采用墩式台座的形式，利用粮仓地台作台墩和台面。经过抗倾覆、抗滑移、水平承载力和张拉应力等验算，证明墩式台座设计符合实际施工工艺的要求。为减少台面的平整度对预应力拱形屋面板底板平整度的影响，我们制定了地台细石混凝土找平层施工方案，有效控制地台面的平整度。
3.1 张拉台座的组成及技术要点
（1）以粮仓地台为张拉台座的台墩，粮仓地台具有足够的强度、刚度和稳定性，并验算台墩的抗倾覆和抗滑移。抗倾覆安全系数不小于1.5，抗滑移安全系数不小于1.3。
（2）承力台墩与粮仓地台同时施工，承力台墩尺寸为长650×宽300×高250，间距按拱板的宽度确定，取2.05m，粮仓内设置9对共18座，满足预应力拱板8线生产要求。
（3）台面以粮仓地台上浇筑C20细石混凝土找平层作为承载层，找平层平整度检测误差值在±3mm内，并以4m间距设置施工缝，防止混凝土开裂，影响工程质量。
张拉台座的布置图和实际图如图2和图3所示
图2 张拉台座布置图
.png)
图3 张拉台座实际完成图
四、无梁薄壳拱形屋面板模板系统设计与施工
合理的模板体系设计将会使生产的功效得到充分发挥。短线法模具设计的合理与否主要取决于两个方面：一是模板系统承载力是否满足工艺操作的要求，二是模板安装、拆除是否便于操作、周转。
4.1模板体系的确定
根据无梁薄壳拱形屋面板的特性，模板体系可选用分节预制拼装法或散支散拆法。分节预制拼装法可以减少拱形屋面板线形误差，但每段模板体积较大，模板安装、拆除、移动难度大，工期要求长。散支散拆的方法装拆方便，但这种方法较难满足整个曲面线形精度要求。
通过对拱形屋面板结构进行解剖，利用计算机技术将每一断面的形状进行放样比较，分析断面变化的层次，结合现场实际情况，经研究，我们制定了壳面模板分节预制，支撑系统则采用散支散拆的方案。此方案能使壳面模板分段形成整体，有效控制了拱形屋面板上弦板的曲面精度；支撑系统采用散支散拆，极大提高了模板体系的安装拆除速度，适应整个预制工艺的要求，确保了工程项目的质量和进度。
4.2 模板体系的构成
（1）上弦壳体模板
上弦壳体模板，以木夹板作面板，木枋作弯梁龙骨，以满足拱形屋面板精度和施工简便为原则沿拱形屋面板长度方向进行分段。再配合高级脱模剂，从而保证薄壳拱形屋面板外观要求，如图4所示。
.png)
图4 上弦模板分段安装
（2）支撑系统
支撑系统则采用Φ48×3.5钢管，用可调支托配合。模板施工前进行计算复核，确定钢管支撑的间距、标高。在安装过程中，采用水准仪和经纬仪测量，从而保证安装精度。
（3）底模
则利用仓库混凝土地台形成胎膜。下弦板混凝土与胎膜隔离可采用塑料薄膜。内模及其支架系统。
4.3 模板体系质量要求
模板精度和可操作性是拱形屋面板精度和质量的保证基础，支模体系严格按照相关规范要求进行设计和安装。无梁薄壳拱形屋面板允许偏差及检验方法见表见表1。
表1允许偏差及检验方法
.png)
五、无梁薄壳拱形屋面板混凝土施工
拱壳结构属于大跨度空间结构，其外形尺寸的准确性对结构受力性能影响较大，因此，在施工中对外形有较高要求，对混凝土的均匀性、密实性、整体性都有较高要求。
根据24m跨无梁薄壳拱形屋面板的特性及施工现场实际情况。考虑拱板较薄，每榀屋面板混凝土使用量较小，混凝土的坍落度及强度要求较高等因素，我们在施工现场设置混凝土搅拌站提供混凝土。由于上下弦板板厚分别只有60mm和80mm,而且上弦板为拱壳结构，施工难度大，我们着重研究解决了混凝土塌落度、壳板混凝土厚度控制和混凝土浇捣顺序等问题。
针对拱形屋面板上、下弦板之间的横隔板，因厚度只有60mm，尺寸与数量比较统一，我们决定以集中层叠方法进行预制，如图5所示。
.png)
图5 中间隔板现场叠卧预制
5.1 薄壳拱形屋面板混凝土浇注施工要点
（1）浇注前检查模板尺寸要准确，无变形，支撑要牢靠。钢筋间距、数量规格、位置正确。吊钩材料、位置正确。
（2）混凝土施工连续进行，不留施工缝。
（3）预制横隔板两端混凝土表面要凿毛，伸出钢筋要有足够锚固长度。
（4）采用小型运输车配合卸料浇筑拱板混凝土。按先下弦板，再上弦板，上弦板从两端拱低处向拱顶的方向进行浇筑，如图6所示。
.png)
图6 中间隔板现场叠卧预制
（5）采用小型插入式振动棒人工振动为主，平板式振动器振动为辅的方法振捣。
（6）上弦板混凝土表面处理在浇捣完毕后，要经两次磨浆。第一次在混凝土浇注3—4米后开始进行初次磨平，防止混凝土出现离析、骨料下坠等，初凝前进行第二次磨浆，消除早期表面收缩裂缝的出现。
（7）混凝土浇筑完毕后，加强对混凝土的养护工作。在混凝土终凝前进行覆盖二层麻袋和浇水，保持混凝土具有足够的湿润状态。当混凝土强度达到设计强度标准值85%以上时方可停止浇水养护及拆除模板。
5.3 混凝土施工质量要求
混凝土工程是整个薄壳拱形屋面板施工中一个重要分项，合理的混凝土配合比和施工工艺、施工顺序是拱形屋面板质量保证的基础。无梁薄壳拱形屋面板允许偏差及检验方法见表2
表2 薄壳拱形屋面板构件允许偏差和检验方法
.png)
六、薄壳拱板仓内预制吊装
24m跨先张法无梁薄壳拱形屋面板生产在仓内完成，每榀拱板长度为24.72m，平面宽度1.98m，矢高为2.4m，重约17t。根据粮仓设计长度和宽度，每仓可分为8条线管理生产，采用长线法进行预制拱板施工，分批预制，分批吊装。受粮仓结构特点和粮仓拱板尺寸自重影响，吊装须在仓外进行吊装。结合实际情况，经研究，决定采用单台汽车式吊机进行仓外吊装。吊装时分批吊装，待第一批拱板混凝土强度达到要求后先进行吊装，再进行第二批拱板制作及吊装。
6.1 大跨度薄壳拱板仓内预制仓外吊装顺序
拱板按逐仓逐批逐榀地进行吊装。每一座粮仓拱板的预制、吊装分两批进行。第一批预制16榀，吊装16榀。第二批预制14榀，吊装14榀。在第一批拱板混凝土强度达到设计强度的85%后，可以进行吊装，从而为第二批拱板腾出预制场地。
（1）第一批拱板吊装
吊车从仓外的四个站位点分别吊起仓内16榀拱板于就位处，就位顺序以粮仓两端向中间吊装就位，中间空出位置留待第二批拱板吊出。待吊拱板的放置及编号情况如图7所示。拱板吊装就位情况及吊车站位点如图8所示。吊装按如下顺序进行：
图7 第一批拱板预制平面布置图
.png)
图8 第一次吊装平面布置图
（2）第二批拱板吊装
第二批拱板共14榀，先将第一批已就位的拱板吊运到仓外作临时堆放。待第二批仓内拱板全部吊装至就位处后才将仓外临时堆放的拱板吊至就位处，完成整个吊装顺序。待吊拱板的放置及编号情况如图9所示。拱板吊装就位情况如图10、图11所示。
图9 第二批拱板预制平面布置图
.png)
.png)
图10、图11 第二次吊装平面布置图
七、结语
本粮仓工程在施工过程中对屋面板施工采取了有针对性的混凝土浇筑措施，根据拱板的特点和粮仓结构的特点进行了张拉地台的设计，支模体系的设计，合理选择了吊装方案，使得完成后的屋面板能满足强度、刚度等设计要求。
先张法无梁薄壳拱形屋面板仓内预制施工技术的应用，使得本工程屋面板外观线形顺滑美观、质量符合国家验收标准，创造了良好的经济效益和社会效益。