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1、24m跨粮仓拱板屋架高空现浇、整体提升、成组滑移技术研究一、课题简介（一）工程概况本工程为扬州市1-6号粮食储备库24m72m的拱板平房仓，其中预应力拱板由专业的南京东大现代预应力工程有限责任公司负责张拉。24m72m的拱板平房仓的屋盖有60块24m跨先张法预应力拱板屋架组成，实际长24720mm（两端各出轴线360mm），宽1190mm或1090mm，其下底板为平板，上顶板为抛物线型弧板，厚度均为40mm，上顶板和下底板的两侧均有肋梁，上顶板肋梁为100mm120mm，下底板肋梁为100mm200mm。上下板间每隔2000mm用厚度为60mm的隔板相连。预应力拱板的配筋为下底板405，分布筋
2、5200mm;上顶板126和410,分布筋5200。拱板中下弦预应力筋采用800级冷轧带肋钢筋，fptk=800N/mm2，预应力张拉控制应力con=0.70800=560N/mm2，设计要求下弦预应力钢筋需待砼强度达100%后方可放张。拱板砼C35，圈梁砼C40，其余砼C25。拱板上下弦均考虑0.5kN/m2的施工荷载。每幢拱板平房仓需60榀拱板屋架，对于房仓屋架总体施工方案为：利用粮仓屋顶的圈梁作为预应力张拉固定台座，并在粮仓中部的廒墙处向两边分别搭设长18.0m的满堂钢管排架，在高空预制拱板屋架，60榀屋架分4批在8.0m高空预制，每次20榀，每边10榀，两榀隔榀预制，最后两榀整体提升、
3、成组沿圈梁临时轨道滑移就位安装，如下图。（二）小组简介小组名称江苏邗建集团扬州粮食储运加工中心工程项目部QC小组成立时间2009.8 小组类型创新型注册编号HJJTQC10-10人培训时间人均36小时活动日期2009.8-2010.1活动次数12小组成员简介序号姓名性别文化程度职务组内分工1王 刚男本科分公司技术经理技术措施指导2汪万飞男本科项目经理现场指挥3潘志强男本科项目副经理现场监督指导4王 坤男本科项目副经理现场技术指导5方圣跃男大专技术员资料整理6姚爱俊男大专技术员组织实施落实7刘国桃男大专质量员数据统计8陈元召男高中瓦工班长现场落实9蔡学明男高中钢筋工班长现场落实10庞金贵男高中木
4、工班长现场落实制表人：姚爱俊 日期：2009.8二、选题理由科学技术是生产力，只有不断创新发展，才是提高生产效益的有效途径社会发展需要现有的施工工艺存在着许多施工缺陷，势必造成施工的浪费，小组成员认为有需要探索创新施工工艺，从根本上消除浪费。现有生产状况24m跨粮仓拱板屋架高空现浇、整体提升、成组滑移技术研究选择课题三、设定目标及可行性分析高空现浇屋面、整体提升、成组滑移一次成功目标1、成立由分公司技术部门和项目部有关人员参加的攻关小组。2、项目部编制了施工方案，作业指导书，施工工艺经公司总工组织专家审定。3、高空现浇屋面、整体提升、成组滑移施工由专业施工队承担，作业人员素质高。有利因素技术上
5、可行能力有保证领导支持1、高空现浇屋面、整体提升、成组滑移技术处理等比较困难。2、项目部首次采用该技术进行施工。不利因素施工任务艰巨实现目标是可行的四、提出方案并确定最佳方案（一）、提出方案A、采用满堂脚手架，满铺模板，常规浇筑屋面混凝土施工；B、采用分段分片搭设脚手架浇筑屋面混凝土施工；C、采用高空现浇混凝土、整体提升、成组滑移技术施工。（二）、方案选的选定方案对比表方案序号优点缺点对比分析确认A有施工经验材料投入量较大，花费人工也较多，工期长不适合工程的成本投入及工期要求放弃B有施工经验材料投入量较大，花费人工也较多，施工周期漫长不适合工程的成本投入及工期要求放弃C材料投入量较少，花费人工
6、也较少，工期短无施工经验虽然无经验但我们有强有力的技术指导做后盾选定制表人：王 坤 日期：2009.9五、制定对策QC小组成员通过学习和研究各类施工期刊和相关的技术标准，将有可能出现的问题归纳如下：问题预测亲和图屋面圈梁施工措施1、圈梁在预应力筋张拉时有足够的强度承受张拉力，防止圈梁角部砼压碎预制平台搭设1、平台搭设台面水平误差2、顶撑接长时采用了旋转扣件搭接3、可调托旋不紧、圈梁上下拉杆处于松弛状态4、脚手架支撑不够混凝土浇筑1、混凝土浇筑质量差钢筋安装和预应力张拉1、不合格钢材进场使用2、预应力张拉不满足要求提升、滑移及安装1、提升、滑移方法不当2、安装不到位养护及放张1、养护不到位2、放
7、张错误制图人：王 坤 日期：2009.9通过上述问题假想归纳的原因，结合实际施工，小组成员经过研究讨论制定出相应的对策措施，具体见对策表。对 策 表序号要求对策目标措施地点时间负责人1预制平台搭设1、平台搭设台面水平不得误差2、顶撑接长时不得采用旋转扣件搭接3、可调托旋要紧、圈梁上下拉杆不得处于松弛状态4、脚手架支撑需满足预制平台满足施工需求1、有专业的施工人员及质量员把关2、施工前进行了技术交底3、张拉前质量员进行逐个检查4、搭设前对支撑体系进行了验算5、对圈梁进行设计验算施工现场及办公室2009.11汪万飞2屋面圈梁施工措施1、圈梁在预应力筋张拉时有足够的强度承受张拉力，防止圈梁角部砼压碎
8、屋面圈梁设计施工措施需得当1、对作为张拉台座的圈梁部分加顾，外侧上角预埋635角钢施工现场2009.11王坤3钢筋安装和预应力张拉1、不合格钢材不得进场使用2、预应力张拉需满足要求材料合格，张拉到位严格材料检验制度，按验算后的张拉要求进行张拉施工现场2009.11潘志强4混凝土浇筑1、混凝土浇筑质量要求好混凝土浇筑完好挑选素质、技术较高的班组进行施工施工现场2009.11方圣跃5养护及放张1、养护要到位2、放张要正确养护不到位准确放张按要求进行养护、放张施工现场2009.12姚爱俊6提升、滑移及安装1、按要求提升、滑移2、安装要到位按要求提升、滑移并安装到位控制好提升、滑移速率，并正确放下拱板
9、校正定位和固定施工现场2009.12刘国桃制表人：潘志强 日期：2009.12六、对策实施实施一：由于利用位于标高+8.00处的钢筋砼圈梁作为先张法的台座，因此，所搭设的平台架既作为拱板的模板支撑架又作为圈梁的顶撑架，对排架的要求高，必须考虑周密。1）预制平台的搭设的技术关键点（1）拱板的上、下底板厚度仅为40mm，对所搭设的排架平整度要求高，台面的水平误差控制在5mm以内。（2）预应力张拉时的水平顶撑轴力较大，远高于双扣件抗滑承载力，因此顶撑接长时必须采用对接扣件连接，不能采用旋转扣件搭接，且应先初固定，然后挤紧水平杆，最后再第二次拧紧扣件。（3）为顶撑有效传递轴力，当所有可调托旋紧一遍后，
10、可能开始旋紧的可调托又与圈梁脱离，必须再将可调托旋紧一遍，直至最后检查所有可调托都顶紧圈梁为止。顶撑顶紧顺序：先顶撑刚度大的部位，如圈梁与构造柱的交接部位，后顶撑刚度大的部位，如窗洞上面等。（4）在预应力张拉前，圈梁上下的钢筋拉杆必须处于不松弛状态。拉杆连接施工顺序：先焊牢上部钢筋拉杆，再连接下部拉杆。2）脚手架搭设（1）平台支架拱板自身荷载不大，钢管排架的搭设尺寸为：沿横向（24m跨）排架立杆间距为1600mm，两端间距为400mm。沿纵向（72m方向）排架立杆间距为1200mm，顶部加密至间距800mm，扫地杆离地200mm，步高1600mm。（2）钢管顶撑搭设从中间蔜墙处，沿屋面砼圈梁分
11、别向两端搭设18.0米的水平顶撑，采用483.5钢管，成一排布置，间距200 mm，在拱板肋梁处加密1根撑管，即局部间距100mm。端部用可调托，以调整端部长度。顶撑接长时必须采用对接扣件连接，不能采用旋转扣件搭接，且应先初固定，然后挤紧水平杆，最后再第二次拧紧扣件。脚手架具体搭设布置见下图。 横向（沿24m跨）排架布置 纵向（沿72m跨）排架布置实施二：（一）屋面圈梁施工措施（1）为了使圈梁在预应力筋张拉时有足够的强度承受张拉力，对作为张拉台座的圈梁部分，即从蔜墙处分别向两边18.0米的圈梁段，其内侧加布612（HRB335级）钢筋.（2）为防止圈梁角部砼压碎，外侧上角预埋635角钢。（3）
12、固定预应力筋采用厚度为20mm的垂直锚板，锚板上钢丝孔径为7mm，垂直锚板背部加 10mm厚梯形加劲肋板，横向一道，纵向六道。（4）在圈梁中预埋18（钢45a）的锚杆，以固定锚板，承受张拉预应力筋产生的扭矩。（5）在檐沟和拱板肋部的锚板顶部设置16（HRB335级）的钢筋拉杆，以抵销下部钢筋拉杆的拉力，使檐沟免受较大的弯矩。（6）在标高+4.600的圈梁处埋设16（HRB335级），此拉钩和檐沟拉筋之间顺次用16钢筋拉杆连接。两榀拱板中间的预埋16钢筋拉钩的间距应不小于50mm。（7）在拱板和圈梁搁置面之间必须设置滑移层，以使预应力筋放张后，在拱板中建立有效的预应力。屋面圈梁施工构造图（二）
13、圈梁及支架计算分析先张法预应力拱板直接以屋面圈梁为张拉台座，在高空预制，然后整体提升，成组滑移。预应力筋采用800级5冷扎带肋钢筋，控制应力con0.7fptk=560N/mm2,考虑张拉程序：01.03con，单根预应力筋张拉力为1.0356019.6=11.305kN。一榀拱板共有40根(GB1、GB3),（GB2为38根）预应力筋，则单榀拱板(GB1)张拉对圈梁作用:下弦底板水平推力: 肋梁水平推力：扭矩:拱板张拉使圈梁产生较大的拉应力和水平侧移，特别在圈梁端部和拱板底板肋部作用力大，应力集中，易产生裂缝，另外水平脚手架钢管也要承受较大的轴心力，存在稳定性问题。下面将根据预应力拱板施工方
14、案，验算屋面圈梁承载力和位移，钢管支撑稳定性以及砖墙承载力。1、 计算模型1）计算简图根据结构和荷载的对称性，取1/2跨度计算，计算长度：圈梁为18.0m，钢管支撑亦取一半跨度（12m）。由于扭矩由钢筋拉杆和锚杆来平衡，在计算中，将不考虑扭矩的作用。钢管排架与屋面圈梁铰接，构造柱与地面固接。计算模型图计算荷载的标准值肋部集中力： GB1、GB3底板均布线载：GB2底板均布线载：变形计算按照标准值，内力计算按照设计值，即设计值分项系数取1.2。2）计算参数混凝土屋面圈梁C40:；其它圈梁和构造柱砼C20: ;钢管支撑(483.5): 2、 计算结果运用SAP2000软件进行分析，得到结构的位移、
15、内力等结果，如下图。 模型整体变形图 顶撑平面位移图圈梁扭矩图 圈梁剪力图顶撑轴力图有上结果知，屋面圈梁的内力、变形计算值弯矩（kNm）剪力（kN）扭矩（kNm）位移（mm）162.83338.037.645.5水平顶撑钢管最大轴压力：Nmax=44.63kN。3 、承载力验算1）屋面圈梁强度验算由于扭矩由钢筋拉杆和锚杆来平衡，因此屋面圈梁可按弯剪构件验算。抗弯承载力，不满足要求。抗剪承载力满足要求。有上结果可知，圈梁抗拉强度不够，现在对其进行加强设计， 在受拉区加强612（HRB335），总共1212（HRB335），对其验算结果如下：由于，故，满足要求。满足要求2）8.000标高砖墙截面承
16、载验算8.000标高处砖墙采用MU10.0KP1多孔砖，M10混合砂浆，砌体弯曲抗拉强度设计值ftm=0.443MPa。取3m长砖墙为计算单元。（1）8.000砖墙截面荷载圈梁自重轴心竖向力：N1250.490.33=11.025kN檐沟自重轴心竖向力：N2250.720.13=5.4kN弯矩：M2=N2（0.36+0.245）=3.267kNm预应力张拉弯矩：M3107.17 kNm钢筋拉杆轴心竖向力：N42822100.986=83.22kN 弯矩：M4N4（0.70.245）78.64 kNm总荷载设计值截面弯矩设计值：Md1.2（-3.267107.17-78.64）=25.26 kN
17、m截面轴力设计值：Nd1.2（11.0255.4+83.22）=119.57kN（2）+8.000砖墙截面最大拉应力满足要求。3）钢管支撑验算（1）水平支撑钢管水平支撑钢管最大应力：Q235钢管容许抗压强度:fc=160N/mm291.26N/mm2。压杆稳定性承载力:，满足要求。（2）竖向支撑钢管拱板跨中为荷载最不利位置，此处竖向钢管支撑承受最大的竖向荷载。考虑钢筋混凝土自重25kN/m3，施工活载0.5kN/m2。荷载计算跨中隔板自重标准值：W19.36kN上弦板自重标准值：W2下弦板自重标准值：W3拱板总重标准值模板脚手架自重：W41.11.21.6=2.11kN施工活载标准值：W50.
18、51.21.6=0.96kN竖向荷载设计值：Wd1.2(7.67+2.11)+1.40.96=13.08kN竖向钢管应力fc=160N/mm2压杆稳定性承载力:，满足要求。4）锚杆验算 预应力筋张拉对圈梁产生的扭矩：拱板肋梁处拱板底板处锚板处16(HRB335级)的拉杆可提供的扭矩圈梁中预埋16（45a）的锚杆可提供的扭矩肋梁处，满足要求。底板处，满足要求。实施三：（1）拱板使用的预应力筋进场前必须经原材料逐盘抽样检验，合格后方可投入使用。冷轧带肋钢筋要实行使用认证制度，未领取“使用认可证书”的冷轧带肋钢筋不得使用。（2）预应力钢丝的张拉采用前卡式液压千斤顶张拉。考虑到所采用的锚具为锥销锚，张
19、拉后应力损失略大，采用超张拉程序为：01.03con锚固 单根5冷轧带肋钢丝的张拉力为：Ncon=1.03As0.7fptk=1.0319.60.7800=10976N=11.305kN每块板张拉完成后，其实际张拉力用“钢丝应力仪”及时测试。（3）非预应力钢筋在模块支好后进行绑扎。必要时拱板两端设砂包，以防止滑丝伤人。（4）预应力钢筋锚具做好锚固性能试验。安排有经验的张拉工进行张拉工作，操作前由施工员作全面的技术、质量、安全操作规程交底，要达到“懂原理，会操作”，对张拉机具定期做好检测、保养工作。（5）预应力钢丝不得有接头。施工中若发现有断筋应调换，重新张拉。（6）张拉完应尽早浇砼。穿筋时台面
20、应垫木横楞，防止脱模油沾污钢丝。砼保护层用15mm厚砼垫块加垫。实施四：经质量验收，隐检合格后方可浇筑砼。（1） 拱板屋架属薄壁构件，浇筑时应采用干硬性砼，砼坍落度控制在13cm。水泥采用525号，中粗河砂，碎石粒径控制在515mm。砼内掺减水早强复合外加剂。（2）用于拌制砼的材料应事先做到检测，控制配合比，砂石采用应力计量，每台班浇筑砼时做试块两组，其中1组提供剪筋放张参考，且该组试块必须为同条件养护。（3）屋面圈梁混凝土浇筑时需制作两组试块，一组标准养护，一组与圈梁同条件养护。屋面圈梁混凝土达到80强度后方可张拉预应力筋。（4）浇筑顺序先下弦板，后上弦板。浇底板和顶板应由两端向跨中对称进行
21、。每榀屋架应一次浇筑完成，不得留设施工缝。（5）由于拱板属于薄壁构件，且肋部钢筋密集，宜选用插片式振捣器，沿拱板连续振捣，应在端部和隔板处加强振捣，不可漏振，砼表面随捣随抹，多次抹面抹光，直到表面收水硬化。控制砼振捣时间，操作时应提起振动器，不得强振预应力筋及模板。上下弦摸板交接处用振动器振实后用长柄铁铲抹平。实施五：砼浇筑后立即覆盖薄膜加草袋养护，谨防收缩裂缝。冬季施工时，采用塑料薄膜双层覆盖，使养护温度保持在15左右，经57天同条件养护试块，满足设计强度的75%以上或按设计人员要求后，两榀板同时放张。可先放张拱板一端的预应力筋，再剪断另一端的预应力筋。应有两榀拱板的两侧向中间对称放张，防止
22、拱板侧向弯曲。实施六：（一）提升、滑移及安装拱板两榀整体提升，采用成组滑移法, 一次滑移两块。当主体施工至搁置拱板的圈梁后, 在两侧纵向圈梁上各安装一条轻型轨道, 轨道单端长度2.4米，上覆“地坦克”滑车, 由专制的提升架将拱板提起, 放置在布置好的轨道上。两端山墙各安装1台1.0吨小型卷扬机牵引, 滑移速度控制在，将拱板缓慢滑至设计位置，再依靠门架倒链将拱板上抬, 抽去滑车及轨道, 板底用13 水泥砂浆坐浆, 纵向圈梁表面应平整，其标高误差控制在6mm 以内。最后放下拱板校正定位和固定，以此类推。 “地坦克”滑车 （二）提升架及滑移轨道计算1、 提升架计算专制的双槽钢提升架，具体设计见下图，
23、依靠两台前卡式千斤顶YCN-30作为动力设备。提升架布置图应用SAP2000软件进行验算，结果如下：上扁担粱和吊杆16（HRB335）计算 该粱由双槽钢16b组成，吊杆为16（HRB335），承受两块板的自重和千斤顶的向上顶推力。模型图（N、mm）应力比图弯矩图(kN、m)剪力图(kN、m)由上结果知，该粱的应力比在0.50.7之间，吊杆16（HRB335）应力比在0.70.9之间，双槽钢16b组成的上扁担粱和16吊杆满足使用要求，是安全的。下扁担粱计算该粱由双槽钢22b组成，吊杆为16的HRB335级的圆钢筋，承受千斤顶的向下的顶推力。模型图(kN、m)应力比图弯矩图(kN、m)剪力图(kN
24、、m) 由上结果知，由由双槽钢22b组成的下扁担粱满足使用要求。支腿工10计算支腿工10为轴心受压构件，承受下扁担粱的支反力，。，满足要求。故，该提升架是安全的，满足使用要求。七、效果检查经过现场实际施工，高空现浇屋面、整体提升、成组滑移一次成功。实现了目标。八、标准化通过本次活动我们小组编写了24m跨粮仓拱板屋架高空现浇、整体提升、成组滑移技术并被公司纳入内部施工方法手册内。九、效益分析通过本次QC小组攻关活动，我们收获较大：一是小组成员按照PDCA循环法则进行活动，运用科学统计方法和工具分析解决问题，活动成果显著。二是取得了较好的经济效益和社会效益，增强了市场竟争力。三是增强了小组成员的团
25、队精神和质量意识，养成良好的持续改进的习惯，同时提高了个人解决问题的能力和管理水平。无 形 效 益 评 价 表项 目自 我 评 价活动前（分）活动后（分）质量意识34个人能力34QC知识24解决问题的信心34团队精神25制表：刘国桃 日期：2010.1 制图人：刘国桃 日期：2010.1 粮仓拱板屋架高空现浇、整体提升、成组滑移技术已在扬州粮食储运加工中心工程中成功应用，与直接搭设支架平台高空预制相比，该技术只需搭设一半脚手架，节约成本，有较好的经济效益。十、总结和今后打算此次QC小组活动取得了一定的成绩，使我们尝到了运用科学方法提高工程质量的甜头，加快了工程质量，降低了消耗，提高了经济效益，
26、但我们也清醒的认识到要想在竞争中立于不败之地，就必须不断的持续改进我们的 各项工作，我们QC小组有信心、有决心，为建筑事业的发展作出更大的贡献。下次课题是：提高外墙节能保温效率。扬 州 市QC 成果报 告QC小组成果报告课题：24m跨粮仓拱板屋架高空现浇、 整体提升、成组滑移技术研究发布人：潘志强江苏邗建集团有限公司扬州粮食储运加工中心工程项目部QC小组2010年1月6日目 录一、课题简介-1二、选题理由-2三、设定目标及可行性分析-3四、提出方案并确定最佳方案-4五、制定对策-4六、对策实施-5七、效果检查-13八、标准化-13九、效益分析-13十、总结和今后打算-14 时光荏苒，感谢教给我人生道理的老师。结语：
