摘 要：采用先张法现场预制预应力混凝土拱板构件是预应力混凝土结构的主要结构型式之一。本工程采用空中浇筑的方法施工，以8m圈梁作为台座，室内搭设满堂脚手架作为台面，在8m高空预制拱板，水平滑移就位安装，结合空中施工特点，省去吊装环节，通过工程实践总结形成本工法。
关键词：预应力混凝土,先张法,施工工法
1、工法特点
1.1空中现浇工艺无需预制场地，对施工场地无特殊要求。
1.2空中现浇工艺施工环节少，减少了吊装环节，使拱板不会受到不必要的外力。
1.3高空现浇工艺施工工期短。
1.4施工场地较小相对固定，利于垂直起重机械、水泥拌制和材料堆放场地的安排。
2、适用范围
本工法适用于粮库21～24m跨平房仓拱板的施工，最适合在拱板预制场地小甚至无预制场地、无大型吊机的环境下，施工多幢平房仓的拱板。
3、工艺原理
根据现浇先张法预应力拱板屋盖的设计方案,有针对性地利用顶部圈梁作为张拉台座(采取加固措施具体详见图1和图2)，在室内搭设钢管满堂脚手架，架顶做顶撑及拱板底模支架，用支撑钢管与顶部圈梁内侧支撑牢靠，有效地平衡了张拉时对台座的不平衡力, 在顶撑上满铺竹胶板作为拱板底模及张拉台面，形成了先张法预应力拱板粮仓屋盖原位现浇施工法。
4、操作要点
4.1台座设计施工。预应力台座，由传力墩、台座板、台面和钢梁锚固板等组成，本工程传力墩及台座板均利用8m高位置的圈梁，在室内搭设满堂脚手架，架顶满铺竹胶板作为台面。钢梁锚固板，用20mm厚钢板定制。根据现场条件，综合考虑经济及技术因数，现场准备一次预制6榀拱板，分四次完成本工程拱板施工。每榀拱板宽2m，考虑操作面，拱板预制区域需要15m长。(1)传力墩，作为张拉预应力钢筋的支点，必须具有足够的强度、刚度和稳定性，满足抗倾覆和抗滑移的要求。本工程采用空中原位预制的方法施工，以8m高圈梁作为台座。本工程虽说是砖混结构，但柱子、圈梁均考虑纵向及水平双向荷载，砼标号C30，圈梁内外均配有4根Φ16钢筋，箍筋φ8@200。设计强度及刚度均远远超过预应力张拉需要。(2)台座板，原设计圈梁宽度370mm，为施工方便，在预制拱板区域，及靠近东山墙12m范围内，将圈梁向外加宽为500mm及加宽至拱板外边缘(拱板长度为宽处支撑圈梁每边120mm)。预制拱板从东山墙向西布置，对应每组拱板位置，在每块拱板下留孔2个。长*宽=200*120，作为预制完成后，滑移前顶升拱板的预留孔。孔内原设计圈梁外角预埋角钢L50*5，预制拱板时，在拱板下预埋铁件，铁件位置与圈梁上角钢位置对应，在拱板就位后，将拱板下铁件与圈梁上角钢焊接，以固定拱板。(3)台面，在室内檐墙间搭设满堂脚手架，架上满铺新竹胶板作为台面，注意台面中间起拱，起拱最高处为24mm。根据现场条件，综合考虑经济及技术因数，现场准备一次预制6榀拱板，分四次完成本工程拱板施工。每榀拱板需要2m宽的台面，考虑操作面，一次性搭设15m宽。(4)钢梁锚固板，用20mm厚钢板，按设计图纸及现场情况定做，预应力钢筋布置在下弦板及板两侧肋中，又考虑锚固板的固定，所以锚固板做工成字型(锚固板形状见下图)。锚固板上钢筋孔位按设计位置及直径打孔，钢筋孔直径比设计使用钢筋粗2mm。锚固板下端利用预埋在圈梁内的钢筋环固定在圈梁上，锚固板整体紧贴圈梁侧壁，上部穿预应力钢筋，张拉钢筋时，锚固板将力传给圈梁。
4.2预应力钢筋下料铺设。钢筋的下料长度，比设计拱板长度宽300mm,以便于钢筋穿入锚固板及夹具的固定。本工程均采用新竹胶板做台面，不必涂刷隔离剂，以免预应力钢筋沾污，影响预应力钢筋与混凝土的粘结。
4.3 张拉预应力钢筋。预应力钢筋张拉：在同块拱板上，按对称的原则从中间向两侧逐根进行张拉锚固。(1)张拉控制方法。预应力钢丝张拉控制采用双控法施工，即预应力筋采用应力控制方法张拉，以张拉伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内。预应力钢筋张拉采取一次超张拉方式，主要考虑施工中可能会出现设计时未考虑的预应力损失，如测力仪的误差、温度影响、台座横梁刚度变形。预应力筋张拉控制应力值比设计要求提高5%。张拉钢筋时，一段固定不动，单面张拉，先用测力仪试张拉，确定钢筋伸长量，做标记，在按设计顺序张拉，每张拉一根，及时调整夹具重新固定牢靠。(2)张拉程序。0→105%σcon(持荷2min锚固)式中σcon—预应力钢丝张拉控制应力。
4.4 预应力钢筋张拉值检测。预应力钢筋张拉力值检测：应在钢筋张拉锚固后1小时左右进行，应采用钢筋内力测定仪检查钢筋的预应力张拉值.根据规范规定，预应力筋张拉检测值为0.94σcon(预应力筋的张拉控制应力)，误差在预应力筋张拉检测值±5%之内均为允许。张拉伸长值检测：应在张拉完毕后进行伸长值检测，根据规范规定，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内。否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施后，方可继续张拉。
4.5 拱板砼施工。(1)拱板模板工程。混凝土拱板上弦板为二次抛物曲线，应先放出模板制作大样。按照上弦曲线的二次抛物线公式，由端部支点开始每隔50CM长度的水平距离处，计算拱板曲线各点高度，即相对应的垂直坐标高度，搭设支模架，上弦板骨架由木龙骨拼接成，板面采用2mm镀锌钢板。上弦模板以每隔板为界分节预制。上弦模板以隔板为支撑点。支模过程如下：待下弦钢筋绑扎完成后，在隔板位置支撑垫块，开始立隔板并临时固定，隔板距上弦250mm位置留螺栓孔，在螺栓孔内穿螺栓，螺栓两侧固定方木，方木上支撑下弦底模，模板高度用加垫木、木楔的办法调整。依次树立隔板，支撑下弦底模，一拱板支设完成后就形成一个稳固的整体。可以撤除临时支撑，以免影响下部工序施工。(2)拱板砼工程。由于拱板浇筑时间长，且每次浇筑砼用量少，施工用砼宜现场搅拌。混凝土浇筑时，下弦混凝土应从跨中开始往两端位置方向浇注。浇注前底模上撒混凝土，将下弦钢筋垫起后均匀填装混凝土，再捣震，隔板处捣震时间应延长，使底部混凝土震密实。上弦混凝土浇注应从轴线位置开始往跨中方向浇注，用刮板拉平后捣震，捣震器应从两边分别向跨中方向进行，避免从上而下的捣震，使混凝土产生流淌，捣震后用刮板拉平，再找平压光，砼浇筑完成压光后立即用塑料薄膜覆盖并及时养护。
4.6 预应力钢筋放张。放张要求。(1)放张预应力钢丝，拱板混凝土强度达到混设计要求凝土强度的100%时方可。放张前，应拆除侧模，使放张时构件能自由伸缩， 否则将损坏模板或使构件开裂。(2)放张顺序。先放张使混凝土产生预压力较小的肋部钢筋，再放张使混凝土产生预压力较大的板面钢筋。应缓慢放张预应力钢筋，对称、相互交错地逐根用刚簪子，在夹具位置簪断钢筋。(3)钢筋回缩值检查。切断钢筋时应测定钢丝往混凝土内回缩情况，检查构件放张时钢筋与混凝土的粘结是否可靠。钢筋回缩值：对碳素钢不应大于1.2mm。如果只有20%的测试数据超上述规定值的20%，则检查结果谓之合格; 如果回值大于上述数值，则应加强构件端部区域的分布钢筋，提高放张混凝土强度等。
4.7拱板滑移。(1)焊斜拉钢筋。拱板预应力筋放张结束后才能进行斜拉钢筋的焊接，焊接按单面搭焊，焊接长度不小于10倍钢筋直径，本工程采用φ12斜拉筋，焊接长度不小于130mm。(2)滑移前准备。拱板滑移要求滑移面及8m圈梁上表面必须平整且有一定强度。施工现场，在圈梁上角包角钢L50*5，作为圈梁的护角，避免滑移过程中压坏圈梁，角钢间每隔1m用50*5扁钢连接。在圈梁上角钢护角间满铺中粗砂找平。准备2辆运板船车，车宽200mm，车长1800mm，车高150mm，车轴上带有手动行车装置。(3)拱板滑移。在拱板下顶升孔内，放入液压千斤顶顶升拱板，每块拱板使用4个千斤顶，顶升时，2人在拱板一端同时顶升，尽量同步进行，待拱板顶升至一定高度，足以放入船车时，停止顶升，垫入船车垫板，放入船车，调整好位置(垫板放在圈梁护边角钢间，粗砂上，船车放在垫板上)，松开千斤顶，让拱板坐在船车上，将船车制动，然后顶升另一端。两端船车就位后，在拱板前进方向铺2块车船垫板，拱板每边2人，用手动装置驱动船车在垫板上缓慢前行，前行一段，制动后，将后面垫板移至前面，松开制动，再手动前行。前行过程中注意，两边前行速度一直，尽量匀速前进，随时观察船车行进方向，如果发现船车有偏离运输线路的趋势，及时进行调整。每次滑移拱板，滑至就为处5块，留一块滑至预制台面边停下作为样板，以免两次预制拱板形状有偏差。
4.8拱板焊接固定。拱板两端下部均预埋铁件，拱板下环梁上角有预埋角钢，拱板就位后，用电焊将拱板下铁件与环梁上铁件焊接固定。且在两块拱板间，边跨拱板与山墙环梁间，上弦、下弦上均有预埋铁件，拱板就位后焊接牢固。
5、效益分析
5.1采用先张法预应力技术现场预制构件，与普通钢筋混凝土结构相比，因减少模板、钢筋和混凝土的用量，能节约建筑材料，减少用工量。
5.2运用先张法预应力技术现场预制构件，可以与主体结构施工同时进行，并行流水作业，缩短工期。
5.3先张法预应力技术的应用能有效减小混凝土构件的截面尺寸，实现大跨度结构形式，降低能耗，减轻建筑物重量，节省工程造价。
5.4 采用空中预制、水平滑移就为的施工方法，不受施工场地限制，便于搅拌站、钢筋场地的布置。
5.5 采用空中预制、水平滑移就为的施工方法，无需大型吊装机械，既避免构件在吊装过程中因受力不均而损坏，也节省了大量的吊装费用。且回避了在吊装过程中可能存在的众多安全隐患。
5.6 采用空中预制、水平滑移就为的施工方法，水平滑移时构件强度低于地面预制、成品吊装就位的构件强度，从而减少养护时间，缩短施工周期。