屋面21m折线形屋架预制及吊装施工技术

张新朋 （安徽建工集团有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

安徽省某粮库工程12幢平房仓，为排架结构，采用钢筋混凝土柱；屋面为21m预应力混凝土折线形屋架，间距为6m，每栋12榀，共计144榀，安装高度为9.1m；墙体采用的非粘土烧结普通砖砌体；装粮高度为7m，散装、平堆，装粮品种以小麦计。

平房仓为地上一层的排架结构，每栋建筑面积为2066m2，共12栋，总面积为24792m2。B01-5仓、B01-10仓±0.000相对绝对标高40.57m；B01-4仓、B01-6仓、B01-11仓、B01-12仓±0.000相对绝对标高40.87m.

2 工程的特点

本工程拟建建筑物场地较为开阔，预应力混凝土折线形屋架采用在拟建建筑物内进行现场预制，根据《预应力混凝土折线形屋架》(04G451-1)图集要求，现场设置3个砖地胎模叠合施工法浇筑屋架混凝土，最大叠合层数为3层。根据现场吊装要求，预制混凝土屋架中心距A轴线14m～17m。

3 预制场地建设

为便于吊装，预制场一般建设在粮仓内，施工时一般为了减少仓芯回填土，在施工时基础采用基槽开挖，不采用大面积开挖。为保证预制质量，基槽回填按要求进行回填夯实，并根据图纸设计的地面要求，铺设200mm厚的碎石基层加强层，并用压路机进行碾压，碾压合格后浇筑100mm厚的C20混凝土垫层，随打随抹光。此地面作为砖胎膜基础和永久地面使用，预应力混凝土折线形屋架预制时在地胎膜上铺一层薄膜进行隔离，防止粘连。

4 工艺特点

①现场后张法预制屋架工法，不需要专门的台座设备，基本建设投资少；

②解决了工艺复杂、质量要求高、安全要求严、管理难度大的施工问题；

③施工工艺安排合理、严密，工期短，人、料、机使用充分，造价经济；

④具有较高的技术要求和较好的管理措施；

⑤工艺技术成熟，施工方便，质量有保证。

5 制作安装技术流程

5.1 预应力屋架制作及吊装流程

预应力屋架制作：原材料准备→砌筑屋架底模→绑扎屋架构造钢筋→安装波纹管及锚垫板→安装屋架侧模→检查、校正波纹管及锚垫板→浇筑屋架混凝土（待达设计强度后）→穿预应力筋→张拉预应力筋→孔道灌浆→锚具封闭并养护。

预应力屋架吊装：屋架（支撑柱）弹线、标记→绑扎屋架→翻身（起台、扶直）→试吊→吊装→临时固定及安装屋架支撑→校正和安装屋面板。

5.2 制作要点

①腹杆必须事先预制，以确保屋架砖地模砌筑完毕后能投入安装。

②根据设计构件的平面尺寸及几何尺寸，采用砖地模进行叠浇预制。预制场地事先要进行混凝土硬化处理，并作好排水设施，按1：1的比例放出屋架大样图，并按设计要求设置预拱度。钢筋绑扎前，应在预制台面上涂刷2遍隔离剂，铺设一层塑料薄膜，以利于脱模。

③波纹管安装时，必须保证其中心线与屋架端部承压板相垂直，与屋架下弦同时起拱，每个管道应按设计要求留设灌浆孔和排气孔。

④混凝土浇筑完，及时采用覆盖洒水养护。

⑤预应力张拉施工

a.清孔

成孔之后，检查孔道是否畅通，有堵塞现象应及时处理。

b.钢绞线下料及穿束

预应力筋的下料长度应由计算确定。预应力钢筋下料宜用砂轮切割机切割。

c.张拉

预应力筋张拉或放张时，混凝土强度应符合设计要求；当设计无具体要求时，不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。

Ⓐ张拉采用应力控制方法，校核张拉伸长值。通常情况下18m～30m屋架一端张拉，33m、36m屋架为两端张拉。张拉顺序为分批对称张拉。

Ⓑ预拉：开动油泵，当左油压表读数值达10%σK时，检查每根钢丝的张拉长度是否一致。如发现有读数一致则表明有滑丝松动现象，此时应回油使左油表读数回零，退下松动楔块重装，调整打紧重拉。

Ⓒ超张拉：预拉完后，在打销处上的钢丝逐一用红笔画一圈，作为初始位置标记。然后开动油泵，使千斤顶大缸进油，左油表行走速控制在1圈/min，上到103%～105%σK位置为止，然后停止进油，并分别量出两端的钢丝伸长值，取其之和，看是否在理论计算伸长值范围内，若是，则待停2min～5min持荷，压力表读数不低于相对应的σK读数值时，即可进行顶锚。若发现伸长值不符，则应查明原因方可进行下道工序。

Ⓓ开始张拉时注意调整千斤顶位置使锚具对准承压钢板上画的标记，以保持千斤顶、钢丝束与孔道对中良好。

d.孔道灌浆，锚具封头处理

①张拉完毕后灌浆，灌缝前孔道应润湿润、洁净;灌浆顺序宜先灌注下层孔道;灌浆应缓慢均匀进行，不得中断，并应排气通顺；在灌满孔道并封闭排气孔后，再继续加压至0.5MPa-0.6MPa，稍后再封闭灌浆口;当孔道内水泥浆的强度达到M15时，方可移动屋架。

②锚具的封闭保护应符合设计要求及规范要求。

5.3 安装要点

5.3.1 施工准备

①场地清理与道路铺设：按照施工平面布置图，在起重机进场前，标出起重机的运行路线和构件运输与堆放的位置，场内屋架排放应满足吊装要求。

②构件的复查与清理：吊装前要对柱轴线、标高进行复核，并在柱顶预埋件上弹上安装线，配备不同厚度的垫片，检查验收各种待吊构件的数量、规格及编号，同时对所有构件再进行全面的质量复查，预应力屋架的混凝土强度和孔道灌浆的强度。

5.3.2 吊装方法

吊装采用节间法，一个节间的构件吊装完毕后，起重机移到向第二间退行进行吊装，直至整个仓库吊装完毕。

①根据图集说明，屋架采用4点进行翻身扶起和起吊，吊点位置在上弦两侧中部的结点上（如图1），吊点用Φ25钢筋制作，在屋架浇筑混凝土时进行预埋。

根据已选定的预应力屋架吊点位置，预应力屋架在翻身或吊起时，钢丝绳与水平线的最小夹角初步按45°进行考虑，由以上吊点布置示意图可知，钢丝绳捆绑绳长＝11.40m＋7.80m＝19.2m（取钢丝绳绳长为20.0m）。

②扶直、就位、试吊

由于屋架在现场平卧预制，吊装前先要翻身扶直，然后起吊。要先行试吊，无误差后方可起吊，至预定地点就位。当屋架吊离地面20 cm时暂停起升，以便对屋架进行全面检查，确认安全无误后徐徐上升。

图 1

③吊升、对位和临时固定

当屋架吊到柱顶以上时，使屋架的端头轴线与柱顶轴线重合对位，然后进行临时固定。屋架固定稳妥后起重机才能脱钩。

④校正、最后固定

屋架的校正主要是垂直偏差与标高。检查时可用尺量、线锤或经纬仪。校正无误后，立即用电焊焊牢作为最后固定。

6 注意事项

①折线形屋架的叠浇:根据吊装构件布置，采取二榀（部分三、四榀）叠浇，叠浇时下层屋架强度须达到设计强度的30%方可浇筑上榀屋架。屋架之间应采取隔离措施，以免发生粘结，同时减少两榀之间的摩擦力以减少应力损失。

②构件上的预埋件、插筋和预留孔洞的规格、位置和数量应符合标准图或设计的要求。构件不应有影响结构性能和安装、使用功能的尺寸偏差。

③预制构件应按设计要求吊装。吊装时绳索与构件水平面夹角不宜小于45°。

7 结 语

后张法预应力折线形屋架制作与安装施工工艺，由于杆件受力比较均匀、合理，而且造价相对比较经济，易于制作，施工方便，质量有保证；施工工艺安排合理、严密，可缩短工期，人料机使用充分；现场后张法预制屋架工艺，其腹杆预制制作方便，后在现场拼装，减少了现场安装模板的工作量，提高了生产率。

该工艺降低了基础的承载能力和造价，施工所需材料相对较少，现场好管理，容易做到文明施工、安全生产，减少安全事故，在国家级及省级粮库等大跨度、高空间仓储工程中得到越来越广泛的应用。

[1]04G415-1，预应力混凝土折线形屋架（预应力钢筋为钢绞线跨度18m～30m）[S].北京：中国计划出版社，2004.

[2]G410-1-2，1.5x6.0m预应力混凝土屋面板[S].北京：中国计划出版社，2008.

[3]GB50666-2011，混凝土结构工程施工规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.