大跨度预应力清水混凝土拱壳施工技术

　　目前，大跨度预应力混凝土拱壳施工技术在建筑工程项目中得到了广泛应用，因此，如果从根本上提升混凝土拱壳施工质量便成为了相关工作人员所面临的一项重大课题。在跨度预应力清水混凝土拱壳施工过程中，能够对其质量产生影响的因素有很多，比如说施工段的合理划分、施工测量技术的应用、工程施工流程的具体安排以及对其稳定性控制方法的使用等。相关部门人员如果想要确保工程的整体质量，就必须对这些因素进行全面系统的考虑，从而达到理想的施工效果。 

 

 

　　某城市需要对原有的火车站进行改造，火车站的组成主要包括站房、雨篷、天桥以及地下通道几个部分。其中，站房中部屋面所用的主要是三连大跨度预应力清水混凝土拱壳结构进行施工，整体为空间变曲面结构，相对于其他结构形式来说，这些结构形式较为复杂，其抗震设防烈度设为8度。火车站整体分为5层，地下1层，地上4层，站房横向总宽和纵向总长分别为60m和240m，整体面积为30000m2。由于该城市过车站每日的最高聚集人数达到近5000人，属于大型铁路旅客车站，因此，在对火车站进行整体设计的时候，主要采用上进下出的旅客流线模式。为了能够更好的确保工程的整体质量，实际施工的时候，应该预先在现场制作拱壳模型，采用三维施工测量技术，合理划分施工段，同时科学安排工艺流程，使该火车站能够达到预计的清水混凝土效果。 

 

 

　　大型火车站站房一般中部楼面采用现浇C40清水混凝土拱壳结构来进行施工，该结构的组成主要包括3对连续单曲面薄壳板和6根双曲面梁组成。对于钢筋混凝土拱壳横长以及薄壳板厚度的设计分别为63m和450mm，同时，钢筋混凝土拱壳底部拱脚所采用的封闭式后张拉无黏结预应力平衡体系，拱脚预应力体系沿横向轴线设计了4对直线预应力钢筋。由于该火车站大跨度预应力拱壳清水混凝土整体来看属于曲面造型，因此在施工过程中，会遇到一些比较难以解决的问题。

 

　　2.1拱壳清水混凝土模板的相关问题 

 

　　拱壳清水混凝土模板的相关问题主要包括模板的选用、现场加工制作以及模板支撑架的选用等。模板的选用直接关系到混凝土浇筑的整体质量，对最终的建筑物的整体装饰效果也会产生较大的影响，由于该火车站整体结构为双曲面异形结构，因此导致模板的选用受到了一定的限制。同时，由于建筑本身的结构形式较为复杂，从而给模板的加工制作也带来的一些困难。拱壳清水混凝土模板支撑架最高近38m，最大跨度27m，属于大跨度超高支模架，模板支撑系统的结构受力复杂。 

 

　　2.2拱脚预应力施工 

 

　　拱脚预应力施工也是该火车站站房施工过程中的一个难点所在，在工程施工过程中，拱脚后张拉无黏结预应力筋需要在混凝土浇筑完成达到一定强度后以及装修完成后进行两次张拉工作，预应力的施工周期较长。 

 

　　2.3拱壳清水混凝土配合比和浇筑 

 

　　在火车站具体施工要求中，不仅需要拱壳混凝土满足一定的强度和耐久性的需求，而且还要充分满足清水混凝土的效果，无论是从混凝土的表面颜色、几何还是从混凝土的尺寸和质量，都应该从根本上满足工程的具体施工要求。此外，该工程拱壳板的混凝土浇筑还存在不易振捣的特点。 

 

 

　　模板方案的制定是否科学合理，将直接关系到清水混凝土质量是否能够达到建筑的具体需求。因此，在对模板进行选择的时候，一定要选择质量好的模板，不能选用造成混凝土表面染色，或者影响混凝土的均匀凝固而造成染色不一。一般来说，在工程项目施工中，清水混凝土模板一般有钢模、木模以及组合钢模等几种选择，由于胶合板木模板相对于钢模和组合钢模来说，具有容重轻、强度高以及纹理美观等特点，同时，还能够在很大程度上降低施工难度，不易出现变形。因此，经过对比，本工程对于模板方案的选择主要采用胶合板木模板来进行施工。通过运用CAD软件，充分发挥计算机辅助设计的优越性，对拱壳的施工模板进行布板排列，实现模板的参数化设计。 

 

 

　　4.1清水混凝土试配 

 

　　在清水混凝土施工过程中，混凝土的质量如何直接影响到清水混凝土的整体效果，为了能够确保清水混凝土观感和质量达到工程的实际需求，施工人员就必须要对混凝土的配合比、拌制及浇筑以及养护等施工环节重视起来。同时，现场应该选用白水泥进行试配，并将所选用原材料及配合比送至设计单位，请设计单位对拱壳清水混凝土质量和外观效果进行确认。 

 

　　4.2模型制作 

 

　　为了能够从根本上保证建筑结构的质量能够满足具体需求，在进行实际施工之前，施工人员应该按照1：10的比例制作拱壳上部结构模型，以此来为拱壳施工提供经验以及指导。这样是为了能够对拱壳清水混凝土施工工艺流程和相关配合比进行检验和验证。

 

　　4.3模型混凝土浇筑 

 

　　混凝土浇筑在5月，所在区域的平均温度约为17℃，混凝土浇筑后按常规的浇水养护办法进行养护，7d后拆除外模覆盖塑料薄膜，养护14d。20d后拆除内模板及支撑架，整个拱壳模型的现浇结构外观光洁，对拉螺栓孑L排列整齐，清水混凝土效果良好。 

 

 

　　通过对工程整体施工情况的分析，以及模板方案的选择与现场制作之后，在大跨度预应力拱壳模板拆除之后，我们能够看到，混凝土现浇结构的表面平整，线条顺直，尺寸准确，色泽鲜明一致，达到了清水混凝土的效果。混凝土试块见证取样送检最低强度为43MPa，现场回弹检测最低强度为40.4MPa，均达到设计强度。 

 

　　结语： 

 

　　综上所述，随着我国建筑行业发展脚步的不断加快，大跨度预应力清水混凝土拱壳施工技术也必然会得到相关人员的高度重视。但就目前我国混凝土拱壳施工技术来看，仍然还有一些技术不够成熟，需要进行不断的优化与完善。在未来的时间里，相关部门的工作人员必须在全面掌握其技术的基础上，根据工程的实际情况对相关的工作进行统筹安排，以此来确保工程的质量能够满足一定的需求，促进我国建筑行业的可持续发展。

 

　　参考文献： 

 

　　[1]焦挺，饶益民，张霞军，钱建，舒小建.银川火车站站房大跨度预应力清水混凝土拱壳施工技术[J].《施工技术》.2011（22） 

　　[2]于东晖，奥晓磊，毕大勇.银川火车站站房混凝土拱壳结构稳定性能分析[J].《建筑结构》.2011（09） 

　　[3]焦挺，饶益民，蔡占聪，钱建，舒小建.银川火车站站房大跨度钢管桁架高空拼装技术[J].《施工技术》.2011（22）

　　[4]王二中，候国伟.大跨度高空散装钢结构屋盖网架施工技术[J].《现代城市轨道交通》.2011（01）