大跨度粮仓拱板屋架预制装配工程施工技术分析

大跨度粮仓拱板屋架预制装配工程施工技术分析

马位位

四川省商业建设有限责任公司  四川成都  610041

摘要：本文论述了使用高空预制滑移安装的预制拱板屋架施工方案在控制造价、保障质量安全、缩短工期上的优越性。有助于推动粮仓建设的高质量发展，符合当今经济环境下绿色建造、高效装配施工的发展趋势。因此，在建设粮仓时，使用高空预制滑移安装的预制拱板屋架施工方案具有显著的实用性和推广意义。

关键词：预制装配 高空吊装 空间薄壁大跨度构件 预应力  BIM技术

一、引言

2020年6月，全国人大常委会通过了《中华人民共和国粮食安全保障条例》，明确政府需建立优质稳定的粮食储备以应对市场需求和紧急情况。为推进粮油仓储设施建设，财政部和农业农村部在2021年1月发布了《关于加强粮油仓储设施建设的通知》。此通知要求各地在符合国家规定的前提下积极推进建设。预制装配预应力钢筋混凝土拱板屋架在平房仓粮库中被广泛应用，属于一种空间薄壁大跨度构件。本文将论述使用高空预制滑移安装的预制拱板屋架施工方案，在保证施工质量、安全以及节约造价等多方面具有优越性，推动粮仓建设的高质量发展，粮食是人民生命的物质基础，粮仓建设的高质量发展可以提高粮食的生产水平和市场供应能力，确保国家粮食安全。

二、工程概况

1、本工程为西南地区一个仓储物流项目，其中有5栋平房仓，均为24m跨钢筋混凝土拱板型预制装配式屋架，1#、2#平房仓长度90m，3#、4#长度66m，5#长度84 m。 建筑体量大，预制拱板屋架跨度大。见图 1所示。

图1  24m跨拱板模型

2、工程特点：

屋顶结构为预应力钢筋混凝土拱板屋架，预应力钢筋混凝土拱板是集承重、防水、隔热、顶棚等多重功能板架合一的屋架体系，它由上、下弦薄壳板、肋梁、内隔板及斜拉筋等组成，具有自重较轻，美观大方、经济适用的特点。本工程拱板跨度24 m，单榀宽2.0m，上弦肋梁高180mm，肋梁宽120mm，板厚50mm；下弦肋梁高180mm，肋梁宽120mm，板厚50mm；上、下弦由隔板和斜拉筋连接成整体。预应力钢筋采用先张法张拉进行施工。见图2所示。

图2拱板示构造三维模型示意

三、施工方案和特点

1.施工方案选择

拱架为空间薄壁大跨构件[1]，其横向刚度较差，当承受水平移动荷载时，拱架易产生横向弯曲裂缝。地面预制空中吊装，需要大型预制场地来预制，大型机械吊装，多次转运吊装，容易造成构件开裂并形成内伤，难以保证拱板质量和施工进度。同时高空吊装的技术难点有重心控制、选择合适的吊装设备，吊点设计及现场指挥和管理等，在高空吊装大跨度薄壁构件的施工中，需要注重安全、质量和效率，并遵循相关标准和规定进行操作。

高空预制预应力拱板原位浇筑法，虽可以解决场地狭窄和保证施工进度和质量，但是需要搭设满堂脚手架，模板工程量大，施工措施费高昂，成本太高。按现行市场价概算，模板和脚手架总的措施费一平方约120元至130元，取125元进行概算，五栋平房仓总面积9504m2，脚手架和模板的总技术措施费约118.8万元。采用的高空预制滑移安装法只使用约四分之一的措施费即29.7万元。有效降低的技术措施费用。

本项目采用的高空预制滑移安装法是在高空利用原有部分圈梁进行加固改造形成张拉台座，完成下弦板预应力筋的张拉，并安装预制隔板和完成上弦板的制作，一次性完成拱板屋架混凝土的浇筑，待拱板屋架整体混凝土达到设计强度时，实施放张（剪筋）和起顶，将拱板放置在专用小车上水平慢速平移，将每榀拱板放置到设计位置上。这种局部满堂架现浇空中滑移法，既可以缩短工期，解决施工场地狭窄问题，减少满堂脚手架的工程量，节约成本，保证施工质量。

拱板由下弦板和肋梁、预制隔板、斜拉筋、上弦板和肋梁构成，下弦板和上弦板用预制隔板(KB板)竖向连接，每榀隔板安装到位后，上下弦板和肋梁同时现浇而成；通常采用地面预制空中吊装、局部满堂架现浇空中滑移和全满堂脚手架现浇的施工方案；本项目拟采用局部满堂架现浇空中滑移法[2]进行施工。

2.工艺流程

（1）平房仓拱板高支模[3]施工工艺流程：

基础处理→搭支架→ 测水平→摆主梁→ 调整楼板模标高及起拱 → 铺底模板→ 清理、刷油 → 检查模板标高、平整度、支撑牢固情况。

（2）屋面拱板施工工艺流程：

准备工作→测量放线 → 搭设张拉台座 → 铺设张拉下弦预应力筋 → 安装拱板隔板 → 支上下弦模板 →绑扎下弦板的非预应力筋、上弦板钢筋及安装预埋件 →浇端头砼、安装保温块 → 浇下、上弦砼 → 拆除模板、剪预应力筋放张 → 焊接斜拉钢筋 → 拱板运输、安装就位、校正 →焊接连接预埋件固定。

（3）拱板隔板施工工艺流程：

测量放线 → 张拉台座制作→ 钢筋安装→ 模板安装→ 浇筑砼→ 拆除模板→ 刷脱模剂→ 钢筋安装 → 模板安装 → 砼浇筑 → 拆除模板 →每批隔板重叠生产28榀（方法均同）。

隔板制作技术保证，按总平面布置图，根据现场实际情况，由于施工场地有限，每幢平房仓的廒间地坪必须在拱板施工前硬化完毕，然后提前进场在廒间仓内预制隔板。隔板在上下弦板钢筋预制张拉后吊装至设计位置进行装配。保证施工工期。

3.效益分析

1）本项目采用高空预制滑移安装法与传统满堂架原位浇筑法相比，其支撑架搭设与底膜铺设工程量减小四分之三，在工期和造价方面都具备较大优势。以本工程1#平房仓为例（24m×90m,仓容12300T），只需搭设5到6榀拱板区域满堂支架即可满足高空预制张拉拱板的要求，相较于全部现浇预制搭设满堂脚手架节约措施费约20万元。满堂脚手架布置位置如图3所示。

图3 平房仓拱板浇筑顺序

2）高空预制张拉薄壁大跨度弦板[4]，本工程采用高空预制滑移安装法与地面预制吊装法相比，避免多次转运吊装造成构件开裂及内伤，很大程度上保证了拱板质量，减少了高空吊装大跨度构件的施工安全问题，同时又解决施工场地狭窄问题。

3）预应力拱板是一种薄壁内模板支撑架的搭设板型结构，要求拱板上弦拱面弧度一致，且上弦拱板内空间狭小，混凝土结构较为复杂，模板支设难度较大。拱板下弦底面即仓内顶棚，平整度要求高，在拱板安装拼缝时是技术难点。

拱板高空[5]水平滑移就位顺序：起顶→放滑轮车→运输→临时固定→校正和最后固定。高空水平滑移就位时不仅要考虑水平和垂直位移偏差，还要考虑相邻拱板之间的衔接拼缝问题。

本项目施工方案利用BIM建模，三维拱板模型模拟装配，立体直观。（1）减少错误和重复工作：BIM建模可以在虚拟环境中预先检测出设计或构建中存在的问题，从而减少了在现实中遇到的错误和重复工作。（2）加快装配速度：BIM可以将施工图纸转化为易于理解的3D模型，加快了工人的理解和施工速度。（3）提高安全性：BIM模型可以帮助施工人员更好地了解建筑物结构，从而减少意外事故的发生。（4）减少浪费和成本：BIM建模可以计算出所需的材料数量和规格，避免了因材料不足或浪费而导致的成本增加。（5）增强可持续性：BIM建模可以帮助施工人员更好地规划施工流程和材料选择，从而减少建筑过程中的环保影响。

四、结语

采用局部满堂架现浇空中滑移法进行施工，保证质量，节约造价，缩短工期的同时施工安全也得到了有效的保障。同时，利用信息化BIM技术，建立构件的三维模型和模拟高空装配技术很大程度上提高了施工效率，保证了施工质量和安全，同时具有环保效益。高质量发展粮仓建设意义重大，对于促进国家经济社会的全面发展和人民生活水平的提高具有重要意义。

参考文献

[1]宋红智，先张法预应力拱板屋架现场预制技术，施工技术，1999.12

[2]周志君、张幸祥、何友生，平房仓粮库拱板的制作与滑移安装，施工技术，1999.12

[3]《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016

[4]《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》（建质[2009]254号文）

[5]《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016

[6]金亚亭.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J],城市建设理论研究(电子版).2023(07):92-94.

[7]龙云,路义晨,李长江,周里炀,王辉.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J]. .建筑技术开发,2020(18):42-43

作者简介：马位位（1981.8.），男 ，甘肃白银， 汉，本科，中级，研究方向：施工技术