地铁车辆段大面积装配式屋面施工技术研究

葛怡

（中铁十一局集团第六工程有限公司 湖北襄阳 441000）

0 引言

近年来，随着科学技术的飞速发展，建筑技术也得到了前所未有的提高，大面积装配式屋面技术在工业建筑中的广泛应用，对缩短施工工期，节约环保、提高工业化装配率有很好借鉴意义。地铁车辆段大面积装配式屋面施工工程具有屋面结构梁跨度大、梁截尺寸小、结构承载力要求高的特点，屋面梁采用后张法预应力梁，屋面板采用轻型屋面板，全部采用装配式安装。分布于运用库主库、检修库主库及工程车库主库屋面区域。

1 装配式屋面施工工艺原理

（1）大跨度预应力钢筋混凝土屋架地面原位重叠预制技术，是在吊装区间内平行于轴线进行预制，每榀屋架采用平卧预制方式进行，第一榀屋架支撑采用地膜，第二榀及以上屋架预制时都以做好的下榀屋架为支撑，待屋架混凝土强度达到设计或规范要求后进行预应力张拉，屋架重叠高度不宜超过四层。

（2）采用临时支墩的方式将平卧屋架进行翻身起吊，确保屋架竖直并进行定位控制线标记。屋架就位后利用工具式卡箍将待固定屋架与已安装好的屋架临时连接并进行校正，有效防止梁片侧向倒塌，确保了安装精度。

屋面板与屋架同步施工技术，每施工完成3榀屋架，在最后一榀完成的屋架端头采用吊车进行屋面板吊装，避免后期屋面板安装的倒运工作，同时利用屋面板将屋架连成整体，提高稳定性。

2 装配式屋面施工工艺流程

装配式屋面工程运用库预应力屋架采用原位重叠预制；屋架及屋面板采取“节间吊装法”，分节间（纵向每跨）依次吊装屋架、下弦支撑、上弦支撑、屋面板。

总体施工顺序为：确定屋架预制位置及角度→浇筑屋架底模→浇筑屋架→批隔层腻子→张拉、灌浆→弹线、标记→屋架翻身（起台、扶直）→安装屋架连接件→吊装→临时固定及安装屋架支撑→安装屋面板。

3 屋架预制及张拉操作要点

3.1 确定预制位置及角度

预制位置横向需要考虑预留通道位置，同时又要与柱子保留1m左右避免起吊时触碰柱子；纵向位置需要考虑相邻屋架张拉距离、起吊时需要间距，同时要根据柱间跨距减少起吊时屋架在空中移动产生晃动造成屋架变形；角度与柱轴线为30°最佳，避免起吊后需要大旋转造成屋架变形。

3.2 浇筑底模

位置确认后，现场撒线定位，平整地基。本工程薄型折线形屋架最大跨度27m，单榀重量最大12.77t，采用原位预制首先考虑地基承载力是否能够达到要求同一位置4榀屋架预制完成后重量要求，其次地基是否平整、无局部薄弱点，避免不均匀沉降导致屋架开裂，预应力屋架对于裂缝要求极其严格。

3.3 浇筑屋架

除了严格按照图集中标注的尺寸、钢筋、灌浆预留管、吊环等常规施工步骤施工外，运用库、检修库库内屋架上还需要考虑接触网、吊车梁等构件安装所需预埋件，造成同一型号的梁，在不同轴号位置时屋架上预埋件不同。预应力混凝土屋架不同于钢结构屋架，如若漏掉预埋件后续无法进行补救，因此在屋架预制时必须严格按照绘制的屋架顺序图从下到上预制，不得颠倒顺序，防止需要重新翻梁或安装位置错误，浇筑后在屋架侧边标注轴号。

3.4 批隔层腻子

屋架平卧叠层预制时，最多四层。本工程现场根据排版采用此方法。批隔层腻子后继续上一层屋架的钢筋绑扎、模板安装及浇筑作业，防止上下两榀屋架浇筑后不能自然隔离，起吊上层屋架时，下层屋架被带起，产生开裂。隔层腻子需要满批，并保证一定的平整度，尤其是屋架边界位置，上层屋架浇筑后，出现漏浆等与下层屋架粘结处，要及时清理。

3.5 张拉灌浆

张拉前对两台张拉设备YCW100B-200进行校验，查看设备说明书，提前计算好不同阶段不同张拉应力对应仪器表上数据，确保两端张拉同步。为保证屋架下弦的要求，锚板对中，夹片夹紧；孔道中心、锚具中心、千斤顶中心“三心合一”。灌浆前水泥送检、灌浆中制作试块，完毕后及时封闭锚具。

3.6 最大吊装重量的机械选择

本工程屋架单榀重量为12.77t，吊钩、吊具按1t计算，实际最大吊重为13.77t。采用4个平衡滑车6点吊。

起吊高度=柱顶高度+场地高差+安装高度+构件高度+钢丝绳高度+吊钩长度=11+0.5+1.0+3.660+14.5+3=33.66m。选用36m臂长，吊车最大回转半径取10m，主臂起吊达19.9t，满足要求[1]，吊装条件示意图如图1所示。

图1 吊装条件

3.7 吊点及钢丝绳选择

（1）吊点选择：屋架的翻身和起吊是通过六点实现的，选用直径为20的圆钢作为吊点，位置在上弦两侧，吊点设置示意图如图2所示。

图2 吊点设置

（2）钢丝绳、轮滑、卸扣选择及承载力验算：本屋架吊装采用10t平衡滑车4个，轮滑直径选用210mm，卸扣采用10t级，平衡滑车、卸扣选用10t级均满足要求。上部长钢丝绳许用拉力和钢丝绳受力计算如下[2]：

许用拉力[Fg]=P/K×α=65.36/8×0.85=8.35t

钢丝绳受力：Fg=13.77t÷sin60÷2=7.95T＜[Fg（]钢丝绳满足要求）

下部短钢丝绳许用拉力和钢丝绳受力计算如下：

许用拉力[Fg]=P/K×α=25.71/8×0.85=2.732t

钢丝绳受力：Fg=13.77t÷sin60÷6=2.650t＜[Fg（]钢丝绳满足要求）

通过以上验算得知，吊装所用钢丝绳、平衡滑车、卸扣等均满足吊装要求。

3.8 屋架吊装校正

工具式校正法：即在二榀屋架上弦。（开始的第一个节间）或在一榀屋架上弦和前一节屋面板的吊环相连接设工具式校正起器，校正时正向转动摇把，即可改变两榀屋架的间距，使其垂直度满足要求[3]，工具式校正器校正屋架如图3所示。

图3 工具式校正器校正屋架

3.9 屋面板吊装

屋架上下弦支撑在屋架固定完成后进行，对于加工的支撑件要做好标识，按图纸设计对号入座，安装过程相对较简单，应重点检查焊缝质量。屋面板的吊装应在屋架上下弦支撑安装焊接完毕后进行。

天沟板吊装时，为减少吊索对沟壁的压力，防止沟壁损坏，吊索绑扎处天沟应撑以木撑加强。天沟板板壁较薄，易损坏，在吊装时应加横撑，必须四点起吊，必须四点焊。

4 结束语

地铁车辆段是地铁交通运输管理的关键位置，因为地铁车辆段在建设中会占用较大的面积，所以需对其上部空间资源进行有效利用。地铁车辆段大面积屋面采用装配式建筑可以有效解决传统施工模式存在的问题，也符合未来的发展趋势。