刘益华，聂子钧，苗常利，赵志刚

（1.河南省交通运输发展集团有限公司洛阳分公司，河南 洛阳 450001；2.北京首钢建设集团有限公司，北京 100041；3.北京泓力建筑工程有限公司，北京 102409；4.中信国安建工集团，四川 成都 610046）

0 引言

预应力刚架索梁简称刚架索梁，是一种新型现浇空腹预应力梁，常见跨度为9～25m，当跨度达到18m 时为大跨度刚架索梁。预应力刚架索梁与实腹梁的结构承载力是等效的，并且显著降低了结构自重，增加了结构延性和耗能能力，综合对比可降低层高，提高经济性[1]。随着科学技术的不断发展，预应力刚架索梁被越来越多地应用到建筑施工中[2]。

本文从笔者所在项目的大跨度预应力刚架索梁施工过程中面临的实际问题出发，将“提高大跨度预应力刚架索梁一次验收合格率”作为本次研究的课题，对此进行现状调查，分析产生问题的原因，并制定相应的对策，最终通过对策的实施解决问题。

1 工程概况

黑龙江省博物馆新馆续建工程施工总承包项目建筑面积49996.30m2，地下1 层，地上3 层，建筑高度23.9m。结构类型为框架结构，应用的刚架索梁最大跨度达到32m，最大钢架索梁的一榀跨度为32.31m，由上梁、索梁、下梁和梁间立柱组成，索梁是抛物线形的折线拱，内穿预应力钢绞线，各杆件截面均为矩形，如图1所示。

图1 现浇刚架索梁效果图

2 施工中存在的主要问题

项目部对2 层已施工完成的3 榀大跨度预应力刚架索梁进行检查，每榀抽检80 个点，共检查240 个点，汇总统计如表1所示。

表1 验收合格率统计表

施工的大跨度预应力刚架索梁一次验收合格率平均为85.42%，低于建设单位制订的合格率90%，故确定以“提高大跨度预应力刚架索梁一次验收合格率”作为科研课题，并且对检查的240 个点中不合格的35 点进行原因分析，汇总验收质量问题，汇总统计如表2所示。

表2 验收质量问题统计表

小组成员对29 条表观缺陷的问题进行了进一步调查，汇总统计如表3 所示。

表3 表观缺陷质量问题统计表

由表3 可知，“截面尺寸偏差过大”为68.97%，是主要症结。如果解决了“截面尺寸偏差过大”主要症结的85%，索梁一次施工合格率能提高到（240-35+20×85%）÷240×100%=92.5%。由于施工中存在很多不可预见因素，综合考虑决定把目标值设定为92%。

3 原因分析

3.1 原因分析图

找出主要症结后，项目部小组成员召开专题会议，针对截面尺寸偏差过大问题，从人、机、料、法、环、测，5M1E 六个方面进行分析，并整理如图2所示。

图2 原因分析图

经过分析，原因分析图的末端因素共8 条，即奖罚制度缺失、施工技术交底不够彻底、振捣机具不适用、混凝土坍落度不符合要求、模板厚度过薄、浇筑流程不合理、湿度不符合要求、模板下料尺寸精度低。

3.2 确定主要原因

3.2.1 奖罚制度缺失

小组成员连续3 天进行验证，现场组织8 人为一组的施工小队在2 层进行3 天的施工对比，一组有明确奖罚制度，另一组未明确奖罚制度，利用相同的大跨度预应力索梁，施工完成2 榀大跨度预应力索梁。

通过3 天对相同施工内容进行对比，差异不大。因此可以判断奖罚制度缺失对症结的影响程度微小，此条问题是非要因。

3.2.2 施工技术交底不够彻底

现场调查发现交底时仅召集班组长讲解，内容针对性不强，交底不够彻底。如果班组长及工人对施工工艺的理解有偏差，就很容易导致截面尺寸偏差过大。小组成员对2 层已完成的1 榀大跨度预应力索梁进行检查，携带图纸、技术交底在2 层另1 榀大跨度预应力索梁正在安装部位现场指导工人作业。

通过两种方式对比发现，差异不大。因此可以判断施工技术交底不够彻底对症结的影响程度可忽略，此条问题是非要因。

3.2.3 振捣机具不适用

小组成员进行验证，现场组织4 人为一组的施工小队在2 层进行不同振捣机具混凝土浇筑的施工对比，利用相同的大跨度预应力索梁，再对施工完成2榀大跨度预应力索梁施工质量进行检查统计。

通过对不同振捣机具混凝土浇筑结果进行检查，差异较大。因此可以判断振捣机具不适用对症结的影响程度很大，此条问题是要因。

3.2.4 混凝土坍落度不符合要求

小组成员进行验证，现场组织在2层进行混凝土坍落度不同的混凝土浇筑施工对比，利用相同的大跨度预应力索梁，再对施工完成2 榀大跨度预应力索梁施工质量进行检查统计。

通过对混凝土坍落度不同的混凝土浇筑结果进行检查，差异不大。因此可以判断混凝土坍落度不符合要求对症结的影响程度微小，此条问题是非要因。

3.2.5 模板厚度过薄

小组成员进行验证，现场组织在2层进行不同厚度模板支模的混凝土浇筑施工对比，利用相同的大跨度预应力索梁，再对施工完成2 榀大跨度预应力索梁施工质量进行检查统计。

通过对不同厚度模板支模的混凝土浇筑结果进行检查，差异不大。因此可以判断模板厚度过薄对症结的影响程度可忽略，此条问题是非要因。

3.2.6 浇筑流程不合理

小组成员进行验证，现场组织在2层进行不同浇筑流程的混凝土浇筑施工对比，利用相同的大跨度预应力索梁，再对施工完成2 榀大跨度预应力索梁施工质量进行检查统计。

通过对不同浇筑流程的混凝土浇筑结果进行检查，差异很大。因此可以判断浇筑流程不合理对症结的影响程度程度很大，此条问题是要因。

3.2.7 湿度不符合要求

小组成员进行验证，现场组织在2层进行不同养护条件的混凝土浇筑施工对比，利用相同的大跨度预应力索梁，再对施工完成2 榀大跨度预应力索梁施工质量进行检查统计。

通过对不同养护条件的混凝土浇筑结果进行检查，差异不大。因此可以判断湿度不符合要求对症结的影响程度微小，此条问题是非要因。

3.2.8 模板下料尺寸精度底

小组成员进行验证，现场组织在2层进行模板下料不同精度的混凝土浇筑施工对比，利用相同的大跨度预应力索梁，再对施工完成2 榀大跨度预应力索梁施工质量进行检查统计。

通过对模板下料不同精度的混凝土浇筑结果进行检查，差异不大。因此可以判断模板下料尺寸精度底对症结的影响程度微小，此条问题是非要因。

3.2.9 要因确定

通过对以上8 条末端原因进行逐一确认，本小组共找出2 条主要原因，即振捣机具不适用、浇筑流程不合理。

4 制定对策

4.1 对策表

小组成员遵循“5W1H”原则，制定了对策表，如表4所示。

表4 对策表

4.2 对策的实施

4.2.1 横向底梁、索梁采用手持式振动器

小组成员要求施工队伍对2 层3 区索梁1、索梁2 混凝土浇筑，采用手提式小型平板振动器，解决索梁和下梁无法插入振捣棒振捣的问题。

在使用平板振动器振捣底梁、索梁的同时，观察溢浆孔，确保振捣充分。

4.2.2 优化浇筑流程，确保每个部位混凝土填充密实且不涨模

小组成员组织全体人员在现场召开专项技术会议，重新优化浇筑流程。

优化后的索梁混凝土浇筑步骤为下梁浇筑混凝土→索梁和梁间立柱下部浇筑混凝土→梁间立柱浇筑混凝土→浇筑上梁混凝土。

刚架索梁采用分层浇筑，浇筑时长为4h左右，具体操作步骤如下。

①框架柱与刚架索梁分两次浇筑，柱混凝土浇筑至刚架索梁梁下300mm处，留设施工缝。

②浇筑下梁混凝土，浇筑宜从中间向两边对称浇筑，也可由一端向另一端推进，框架柱和梁间立柱可作为浇筑口，从此处浇筑混凝土，下梁每跨跨中留设溢浆孔，待稳定出浆时，泵管移至下一个浇注口（即梁间立柱）。浇筑时除使用振捣棒外，安排人员使用手提式平板振捣器通过模板传振，使水平构件混凝土浇筑密实。

③浇筑索梁和梁间立柱下部混凝土，浇筑方式类似下梁浇筑。

④浇筑上部索梁和上部梁间立柱混凝土，浇筑方式类似下梁浇筑。

⑤按常规施工方法浇筑上梁至楼板底面标高，按结构设计梁板混凝土标号更换混凝土，继续浇筑梁板，完成本层结构混凝土浇筑。

小组成员在现场会议室组织所有施工人员进行专项优化后的浇筑流程交底。

5 效果检查

通过开展“提高大跨度预应力刚架索梁一次验收合格率”的小组活动，大跨度预应力刚架索梁一次验收合格率由实施前的85.42%提升到了92.92%。活动的效果超过了预设合格率92%的目标值，课题目标完成。

小组成员对黑龙江博物馆3 层3 区索梁2、索梁2a、索梁3 进行综合检查，共检查240 个点，不合格点数为17 点，小组成员针对17 条表观缺陷问题进行调查分析后绘制饼分图，并与对策实施前后进行对比，如图3所示。

图3 对策实施前后对比图

从饼分图得出，实施后，“截面尺寸偏差过大”已从关键的少数变为次要的多数，不再是问题症结了，症结得到了解决。

6 结语

该项目大跨度预应力刚架索梁施工存在“截面尺寸偏差过大”这一主要问题，小组成员采取“横向底梁、索梁采用手持式振动器”及“优化后的浇筑流程”两项措施，使得该博物馆项目完成了提高大跨度预应力刚架索梁一次验收合格率的目标。