無錫錫山實業(yè)

屋面預應力拱板施工方法創(chuàng)新發(fā)布人：唐偉明無錫錫山建筑實業(yè)有限公司一.工程概況本工程為地方糧食儲備庫，有6幢拱板平房倉庫，其中2幢平面軸線尺寸為48m×21m，4幢平面軸線尺寸為66m×21m，建筑面積7795㎡，為單層磚混結構。屋面采用預應力鋼筋砼拱板結構，尺寸為21.72m×1.19m×2.10m（長×寬×高）。

圖一：拱板體系實物圖二.小組概況根據(jù)現(xiàn)場觀察，室外場地有限，不能提供預應力拱板預制場地，考慮創(chuàng)新施工方法，我們成立了QC小組。小組成員共9人，由項目經理、項目副經理、質量員、技術人員等組成。小組成員情況見（表一）。二.小組概況小組名稱港下糧食儲備庫改造工程QC小組小組類型創(chuàng)新型課題名稱屋面預應力拱板施工方法創(chuàng)新活動時間2009.05-2009.10小組注冊號XJ-QCT-05-2009注冊日期2009.05課題注冊號XJ-QC-05-2009注冊日期2009.10序號小組職務姓名性別年齡職稱職務組內分工1組長余尚飛男40工程師項目經理組織協(xié)調2副組長唐偉明男40工程師技術負責人審批、落實方案3副組長顧志義男46助工項目副經理現(xiàn)場組織實施4組員胡小陽男27技術員施工員技術管理5組員華志杰男30技術員質量員質量監(jiān)督6組員顧瑞剛男54技術員材料員材料、器具檢驗7組員朱進華男45技工操作工具體實施8組員趙阿福男42技工操作工具體實施9組員劉軍男51技工操作工具體實施制表人:顧志義復核人：唐偉明日期:2009.05.18

三.選擇課題

提出問題本工程地處原港下糧庫內，施工場地狹小，庫內原有建筑物及道路正使用中，沒有預制場地，傳統(tǒng)的屋面預應力拱板現(xiàn)場預制、吊裝作業(yè)無法實施。如何制定、實施屋面預應力拱板的施工方法是我們必須解決的問題。三.選擇課題

分析問題

按照傳統(tǒng)的施工方法，屋面拱板采用現(xiàn)場預制，待砼達到設計強度后，吊裝至屋面圈梁固定安裝。此種方法存在2種不可行因素：①、現(xiàn)場沒有足夠的室外場地用于拱板預制。②、如采用現(xiàn)場預制，工序反復，砼保養(yǎng)時間長，不能滿足工期要求。三.選擇課題

確定課題由于現(xiàn)場施工條件不能滿足傳統(tǒng)的施工方法要求，且按傳統(tǒng)的施工方法亦不能滿足工期要求，我們必須創(chuàng)出新的屋面拱板施工方法，適應現(xiàn)場施工條件，滿足業(yè)主工期要求。為此，我們把課題確定為:

屋面預應力拱板施工方法創(chuàng)新三.選擇課題

四.設定目標及可行性論證①、確保屋面預應力拱板的施工不受現(xiàn)場條件的約束。②、縮短拱板施工時間，在70天內完成屋面拱板施工作業(yè)。

設定目標可行性論證不利條件有利條件1、本QC小組成員均有過QC技術攻關活動的經驗,技術能力及素質修養(yǎng)方面實力雄厚，創(chuàng)新能力可以得到保障。2、建設單位及設計單位給予了很大的支持，幫助我們一起對有關數(shù)據(jù)進行驗算論證，增強了我們創(chuàng)新的信心。2、按創(chuàng)新方法施工后的工程質量能否滿足設計及規(guī)范要求。

1、以前沒有過類似施工方法的經驗，沒有有關資料、數(shù)據(jù)可供參考。

四.設定目標及可行性論證綜合以上有利和不利條件，我們不僅在方案設計上得到設計人員的大力支持而且大家齊心協(xié)辦、目標明確，積極性很高。小組成員一致認為我們有能力創(chuàng)新出屋面拱板的施工方法。四.設定目標及可行性論證五.提出方案確定方案圍繞提出的課題，經過各方面的共同研究和討論，QC小組成員的認真思考、反復驗算，得出如下幾種方案(見表二):

方案提出表

表二

方案方案詳細說明建議人方案一：加工廠預制在距施工地點較近的預制廠預制拱板，然后進行運輸?shù)跹b華志杰方案二：現(xiàn)場室內預制

在建筑物室內對拱板進行現(xiàn)場預制并吊裝

顧志義方案三：空中現(xiàn)澆

搭設支撐系統(tǒng)將屋面拱板進行空中張拉和現(xiàn)澆

唐偉明胡小陽制表人:顧志義復核人：唐偉明制表日期:2009.06.10方案的分析、評估、選定表三方案實施構想分析方案優(yōu)（缺）點方案選擇（一）加工廠預制屋面拱板在加工廠預制完成并保養(yǎng)到期后，運到施工現(xiàn)場進行吊裝。1、能節(jié)約大量的周轉材料；2、不受施工工序限制，可以獨立施工；3、拱板上下板厚均為40mm，長度達到21.72m，路途運輸困難、極易損壞；4、較近的預制廠均不生產此類構件；5、加工廠預制成本較高。不選五.提出方案確定方案方案的分析、評估、選定表三方案實施構想分析方案優(yōu)（缺）點方案選擇（二）現(xiàn)場室內預制利用室內施工場地，將屋面拱板現(xiàn)場預制，保養(yǎng)到期后進行吊裝。1、室內預制不受室外場地狹小的影響；2、現(xiàn)場預制比加工廠預制節(jié)約成本；3、房屋占地面積小，室內場地可同時施工的拱板榀數(shù)較少，施工速度緩慢，吊裝次數(shù)增加，相應增加成本。不選五.提出方案確定方案方案的分析、評估、選定表三方案實施構想分析方案優(yōu)（缺）點方案選擇（三）空中現(xiàn)澆在室內搭設支撐系統(tǒng)，作為預應力拱板的施工平臺。以屋面圈梁作為張拉臺座進行空中張拉。1、空中現(xiàn)澆不受現(xiàn)有條件約束，但張拉不便；2、滿足活動目標，具備可行性；3、可以成批施工，減少工序及人工并縮短工期；4、增加了室內滿堂腳手等費用，但減少了吊裝費用。選定五.提出方案確定方案通過以上對比和分析，方案三在設計合理性、技術可行性、操作難易性、工序簡化性、經濟節(jié)約性、效果顯著性等方面更具有優(yōu)勢，因此我們把第三種方案——空中現(xiàn)澆確定為最佳方案。五.提出方案確定方案六.問題假想預測確定方案后，制定預應力拱板空中現(xiàn)澆流程（圖二）。返工返工返工返工返工返工1、方案初步設計2、問題預測4、確定施工方法3、方案分解5、屋面圈梁加固6、拱板平臺支撐系統(tǒng)搭設7、拱板鋼筋模板作業(yè)8、預應力鋼筋空中張拉9、拱板砼澆筑10、預應力鋼筋放張11、拱板拆模成型綜合驗收NO不滿足要求六.問題假想預測我們對預應力拱板空中現(xiàn)澆實施過程中可能出現(xiàn)的問題進行了分析，認為必須解決如下問題，才能確保方案實施：序號必須解決的問題1屋面圈梁加固措施2拱板平臺支撐系統(tǒng)搭設3預應力鋼筋空中張拉操作方案（具體內容）分析評價結論圈梁外側預埋槽鋼，張拉方向用工字鋼對撐加固施工方便，速度快；成本高，不經濟；增加支撐系統(tǒng)荷載；槽鋼及工字鋼重量大，高空作業(yè)安全隱患大。不采用改變圈梁自身結構及利用支撐系統(tǒng)加固操作簡單，速度較快；經濟合理；減少高空負重作業(yè)的安全隱患。采用1、屋面圈梁加固措施七.確定各種方案并確定最佳方案方案（具體內容）分析評價結論用速接架搭設支撐系統(tǒng)施工方便，速度快；租用速接架成本高。不采用用鋼管扣件搭設支撐系統(tǒng)較速接架慢，但體系簡單，能滿足支撐系統(tǒng)要求；鋼管扣件為自有周材，降低成本，經濟合理。采用2、拱板平臺支撐系統(tǒng)搭設七.確定各種方案并確定最佳方案七.確定各種方案并確定最佳方案方案（具體內容）分析評價結論搭設牢固的張拉平臺，用傳統(tǒng)預應力張拉機空中張拉張拉機移動困難，張拉速度慢；增加張拉成本。不采用用屋面圈梁作為張拉臺座，利用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉操作簡單，張拉速度快；降低成本，經濟合理。采用3、預應力鋼筋空中張拉操作確定最佳分解方案空中現(xiàn)澆屋面圈梁加固拱板平臺支撐系統(tǒng)搭設預應力鋼筋空中張拉改變圈梁自身結構及利用支撐系統(tǒng)加固用鋼管扣件搭設支撐系統(tǒng)用屋面圈梁作為張拉臺座，用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉序號須解決的問題對策目標措施地點執(zhí)行人時間1屋面圈梁加固措施通過設計驗算，對屋面圈梁進行加固處理確保屋面圈梁在預應力張拉的水平力作用下不發(fā)生破壞變形1、改變圈梁自身結構進行加固處理；2、在腳手架上安裝傳力絲桿，傳遞鋼筋張拉時產生的水平力。工地現(xiàn)場顧志義唐偉明2009.07八.確定對策根據(jù)最佳分解方案，我們制定對策表序號須解決的問題對策目標措施地點執(zhí)行人時間2拱板平臺支撐系統(tǒng)搭設用鋼管扣件搭設平臺支撐系統(tǒng)確保支撐系統(tǒng)在拱板屋面出現(xiàn)規(guī)定限值荷載情況下不發(fā)生變形，平臺模板標高偏差控制在±5mm以內，表面平整度偏差控制在5mm以內1、編制支撐系統(tǒng)搭設方案并經總工批準后實施；2、根據(jù)建筑物標高控制平臺模板的標高、表面平整度、起拱高度；工地現(xiàn)場顧志義2009.08八.確定對策序號須解決的問題對策目標措施地點執(zhí)行人時間3預應力鋼筋空中張拉操作用屋面圈梁作為張拉臺座，用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉張拉應力滿足設計要求，張拉程序符合操作規(guī)程要求1、編制預應力鋼筋空中張拉施工方案經總工批準后實施；2、增設鋼筋拉桿，避免挑檐受較大彎矩；

3、嚴格按操作規(guī)程要求對張拉位置、機具選用、張拉程序、應力控制及監(jiān)測進行控制。工地現(xiàn)場顧志義2009.08八.確定對策1、改變圈梁自身結構進行加固處理，如圖三、圖四。實施一:通過設計驗算，對屋面圈梁加固處理①、圈梁強度由C25提高到C35，提高圈梁抗壓能力②、圈梁內箍筋由?8﹫200加密至?8﹫100，圈梁兩側各增2Ф12鋼筋，提高圈梁抗扭能力③、圈梁外側上角增埋40×4角鋼，防止圈梁角部砼壓碎

九.實施對策根據(jù)對策，經過可行性研究和分析，采取有效的措施及落實到位，并進行了現(xiàn)場實施。圖四：屋面圈梁加固圖九.實施對策預埋角鋼外側上角增埋40*4角鋼箍筋由?8@200加密至?8@100兩側各增2?12圖三：屋面圈梁加固示意圖強度等級由C25提高至C352、在腳手架上安裝傳力絲桿，傳遞鋼筋張拉時產生的水平力。絲桿的安裝間距為200mm，安裝時必須先插水平鋼管，然后兩邊同時與圈梁頂緊。絲桿與圈梁之間增加墊鐵，加大與圈梁之間的受力面積。絲桿的作用是傳遞預應力鋼筋張拉時產生的水平力，使搭設的整體腳手架共同受力，防止由于圈梁受較大的水平力而發(fā)生破壞變形，如圖五。實施一:通過設計驗算，對屋面圈梁進行加固處理九.實施對策圖五：傳力絲桿安裝圖九.實施對策傳力絲桿＠200階段效果檢查：

屋面圈梁加固滿足設計要求及使用功能要求，未發(fā)現(xiàn)砼變形及破壞現(xiàn)象，達到目標要求，措施有效。

九.實施對策1、編制腳手架支撐系統(tǒng)搭設方案，經公司總工批準后實施。方案中必須有腳手架支撐系統(tǒng)的受力驗算數(shù)據(jù)，由于是高空作業(yè)，在搭設方案中還應明確安全措施及應急預案，并對操作人員進行專項安全交底。腳手架搭設完畢，由項目部質量員按搭設方案要求進行驗收，驗收合格方能進行平臺板的鋪設。如圖六、圖七、圖八、圖九實施二:用鋼管扣件搭設平臺支撐系統(tǒng)

九.實施對策九.實施對策圖六：平臺腳手架下部平面構造圖七：平臺腳手架上部平面構造九.實施對策圖八：鋼管扣件腳手架支撐系統(tǒng)圖（下部）圖九：鋼管扣件腳手架支撐系統(tǒng)圖（上部）2、根據(jù)建筑物標高，控制平臺模板的標高、表面平整度、起拱高度。腳手架搭設完畢，挑選材質符合要求的木方及竹夾板。木方規(guī)格為60mm×100mm，竹夾板厚度為18mm。平臺的標高為8m，平臺模板標高偏差控制在±5mm以內，表面平整度偏差控制在5mm以內，板跨中起拱25mm。平臺鋪設完畢，按要求進行驗收，驗收合格才能進行拱板位置放線，如圖十、圖十一、圖十二。實施二:用鋼管扣件搭設腳手架及木方、竹夾板鋪設平臺作為拱板平臺支撐系統(tǒng)

九.實施對策九.實施對策60×100木楞@50060×100木楞@50018厚膠合板圖十：平臺橫向剖面圖圖十一:平臺縱向剖面圖九.實施對策圖十二：拱板制作平臺階段效果檢查：拱板平臺支撐系統(tǒng)搭設規(guī)范，間距和強度滿足要求，平臺模板的標高、表面平整度、起拱高度滿足要求，達到目標要求，措施有效，如圖十三

。九.實施對策九.實施對策圖十三：拱板板底砼平面圖1、編制預應力鋼筋空中張拉施工方案，經總工批準后實施。方案中應包括張拉位置，機具選用，張拉的程序，張拉應力的控制及監(jiān)測等，還應包括高空張拉作業(yè)的安全防護措施，并對操作人員進行專項的安全、技術交底

。實施三:用屋面圈梁作為張拉臺座，用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉九.實施對策2、增加鋼筋拉桿，使檐溝免受較大彎矩。

①、在構造柱＋4.60m處埋設?14鋼筋拉鉤，此拉鉤與挑檐拉鉤之間順次用?14鋼筋拉桿連接。②、將挑檐拉鉤與拱板張拉錨板的肋頂部間順次用?14鋼筋拉桿連接。通過設置鋼筋拉桿，抵消拉力，使挑檐免受較大的彎矩，如圖十四，圖十五，圖十六。九.實施對策實施三:用屋面圈梁作為張拉臺座，用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉九.實施對策圖十四：鋼筋拉桿連接立面示意圖圖十五：挑檐與張拉錨板的肋頂部鋼筋拉桿連接圖九.實施對策圖十六：構造柱與挑檐鋼筋拉桿連接圖3、嚴格按操作規(guī)程要求對張拉位置、機具選用、張拉程序、應力控制及監(jiān)測進行控制

。①、預應力鋼筋砼拱板的張拉位置在縱向圈梁外側，如圖十七。在圈梁向外的砼挑檐底預埋螺栓，以固定張拉用的垂直錨板，如圖十八，圖十九，圖二十。固定預應力鋼筋采用厚度為20mm的垂直錨板，下底板處高度為280mm，垂直錨板背部加10mm厚梯形加勁肋板，錨板用挑檐底預埋螺栓固定。如圖二十一，圖二十二。九.實施對策實施三:用屋面圈梁作為張拉臺座，用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉九.實施對策圖十七：拱板張拉位置示意圖屋面拱板拱板張拉位置（縱向圈梁外側）張拉機位置挑檐板屋面縱向圈梁拱板制作平臺腳手架支撐系統(tǒng)九.實施對策圖十八：螺栓在圈梁上預埋尺寸布置圖九.實施對策圖十九：預埋螺栓圖?22錨入QL內650絲長70mm九.實施對策圖二十：圈梁底部螺栓預埋圖九.實施對策δ=10加勁板6-?716-?7均布δ=206-?712-?7均布數(shù)量：每榀拱板兩塊材料：Q235鋼技術要求：焊條E42型，鋼板?7鉆孔成形圖二十一：拱板端頭錨板示意圖九.實施對策圖二十二：拱板預應力鋼筋及張拉錨板安裝圖九.實施對策②、張拉采用專用的空中預應力張拉機，機上有刻度尺，以便于應力控制。預應力鋼筋張拉施工工藝及操作程序按設計要求及規(guī)范、操作規(guī)程要求執(zhí)行。拱板使用的預應力筋進場前必須經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，未領取“使用認可書”的冷軋帶肋鋼筋不得使用。張拉應力檢測采用“智能型鋼絲測力儀”，逐根檢測。如圖二十三，圖二十四。實施三:用屋面圈梁作為張拉臺座，用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉圖二十三：預應力空中張拉機九.實施對策圖二十四：預應力鋼絲測力儀九.實施對策九.實施對策③、為了使預應力拱板系統(tǒng)整體受力均勻，張拉時每2根分組進行對稱張拉，先張拉底板鋼筋后張拉兩肋鋼筋。張拉鋼筋分兩次進行，第一次應力控制在40~50%，第二次一次性按設計強度超張拉到5%?？紤]到所采用的錨具為錐銷錨，張拉后應力損失略大，采用超張拉程序為：0→1.03δcon錨固。單根Φ5冷軋帶肋鋼絲的張力為：Ncon=1.03×As×fptk=1.03×19.6×0.7×800=10976N=11.305KN。每塊板張拉完成后，其實際張拉應力檢測采用“智能型鋼絲測力儀”，逐根檢測，發(fā)現(xiàn)應力損失大時及時補張，在鋼筋檢測應力控制時，應最大限度地控制上限，即超張拉5%的應力值。如圖二十五，圖二十六。實施三:用屋面圈梁作為張拉支墩，用挑檐板作為操作平臺，用專用張拉機空中張拉九.實施對策圖二十五：張拉后砼澆筑完成圖圖二十六：放張后實物圖階段效果檢查：通過實施，預應力鋼筋張拉滿足設計及規(guī)范要求，達到目標要求，措施有效，如圖二十七。九.實施對策九.實施對策圖二十七：張拉錨板拆除后實物圖

十.效果檢查屋面拱板砼澆筑完畢后，QC小組會同業(yè)主、監(jiān)理對整個平房倉屋面結構進行了檢查，施工質量滿足要求，拱板外形相當美觀。（如圖二十八）1、質量效果

十.效果檢查圖二十九：屋面拱板砼澆筑成型圖

十.效果檢查屋面預應力拱板空中現(xiàn)澆施工方法不僅克服了現(xiàn)場施工條件的約束，而且縮短了拱板施工時間，實際僅用了65天，為按期完成整個工程打下了堅實的基礎，得到了業(yè)主、監(jiān)理和設計的一致肯定。與傳統(tǒng)的拱板現(xiàn)場預制、吊裝施工方法相比，空中現(xiàn)澆施工方法雖然增加了腳手架支撐系統(tǒng)費用73067.48元，圈梁加固費用38885.15元，但減少了吊裝費用145215.04元，預制張拉臺座、胎模等費用53276.87元，同時減少了工序的反復，節(jié)約