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超宽单向大跨度预应力空心板生产与安装应用分析

2020-08-11 226 上传者：管理员

摘要：装配式建筑是改善我国人居环境、降低建筑能耗、建筑业转型升级的重要措施。在大力发展装配式建筑的背景下,采用理论研究与工程实例相结合的方法,对一种超宽单向大跨度预应力空心板的施工安装方面进行了探索,总结提出了其生产与安装工艺,并与传统叠合板进行对比,具有提升工作效率、降低能耗、节约资源、适用面广等优点,进一步提高了装配式建筑的施工效率和效益。

关键词：
大跨度预应力空心板
建筑业转型升级
建筑能耗
施工安装
装配式建筑
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随着国内住宅产业化的进程逐步加快，针对建筑楼面板的设计理念逐步趋向于叠合楼板的设计理念，普通的叠合楼板既可承重又可兼做模板，具有节省模板，缩短现场工期等优势，已经在国内得到广泛的推广和应用。但随着产业化应用领域的不断扩大，超大跨度预应力空心板的需求逐步增加，目前生产的预应力空心板存在宽度较小、拼缝过多、吊装次数过多、现场模板用量和支撑次数过多的问题;同时，较多的楼板拼缝还降低了楼板的整体性能[1]。

1、超宽单向大跨度预应力空心板构造介绍

超宽单向大跨度预应力空心板作为一种混凝土浇筑成形的板体，板体内设置有一行贯穿板体的通孔，通孔的长度方向与板体的长度方向相一致，通孔沿板体的宽度方向间隔设置。同时，板体内还预埋有一行绷直的贯穿板体的钢绞线，钢绞线的长度方向与板体的长度方向相一致，钢绞线沿板体的宽度方向设置，钢绞线位于通孔的孔芯线下侧(如图1所示)。

图1超宽预应力空心板外观

钢绞线和通孔沿板体的宽度方向交错布置;板体上设置有用于吊起新型预制空心板的吊耳;吊耳沿板体的宽度方向设置两列;吊耳由板体内预埋的折杆件构成，折杆件包括倒U字形的U形部，U形部的局部突出于板体的上表面形成吊耳，U形部位于板体内的两端部分别沿板体长度方向向U形部的两外侧弯折延伸设置J字形的钩形部，钩形部的钩口指向U形部，吊耳位置处的板体内预埋有肋板件，肋板件为钢筋焊接的格栅构成，肋板件沿板体的宽度范围设置;折杆件设置在两通孔之间，折杆件位于钢绞线的上侧;肋板件沿板体厚度方向设置两层，肋板件位于钩形部的上侧，板体内还预埋有钢丝网，板体两侧壁向其本体开设有凹槽，通孔由预埋的PVC管构成，如图2所示。

图2超宽预应力空心板组成

其主要具有以下优势:

1)宽度大，目前市场最大宽度1200mm，该预应力空心板宽度可达到2100mm;如有需要，可以做到更宽。

2)设置起吊专用的吊耳。吊耳采用钢筋做成U形吊钩。

3)局部附加普通钢筋网片加强，增强多孔板的抗裂能力，解决应力过于集中问题。

4)叠合面做拉毛处理，增强与现浇面层的结合性能，更有利于楼板叠合的整体性。

5)适用于大跨楼盖。当采用预应力空心楼盖后基本能实现无次梁设计，减少了预制构件数量，可有效提高施工速度，减少吊装次数，提高安装效率。

6)板中预埋PVC管，在满足受力要求的前提下，可大幅减轻楼盖重量，从而减少结构整体自重，减少地震力及基础反力。

7)免支撑施工。由于预应力空心板可以作为上部现浇层的模板，同时，通过板端设置临时钢牛腿等措施，施工中可以不用在板底设置支撑，即做到实际意义的免支撑施工，节约支撑和模板，与传统楼板相比简化了施工措施，具有节材、省人力等优点[2]。

8)使用预应力技术，整体经济性较好。由于采用预应力技术，可较大幅度节省钢筋用量，尤其对于大跨度构件，预应力技术的优势更加明显[3]。

2、超宽单向大跨度预应力空心板节点连接

超大跨度多孔板主要由预制超大跨度预应力空心板与现浇面层组成。现浇层与预制叠合板组合，达到整体受力(主要包括抗弯、抗剪、抗扭等)作用;同时保证结构体系的整体刚度，确保实际结构抗侧力体系与计算假定相吻合。预应力空心板之间应能互相咬合、变形协同。

板的端部支承长度为65mm，与叠合梁接触面设置支垫，为加强端部连接的整体性，在超大跨度多孔板端部局部开槽，加强端部连接的整体性，通过在端部槽口、拼板缝的位置放置构造钢筋加强连接，为加强叠合的整体效果，保证整体性和共同受力，在叠合板的叠合面做拉毛处理，形成粗糙接触面，拉毛深度不小于6mm，最后在空心板上设置现浇层钢筋，浇筑80mm的现浇楼板，如图3，图4所示。

图3预应力空心楼板与预制梁连接节点

图4叠合层板面（粗糙面）局部开槽成品及板孔封堵图

3、超宽单向大跨度预应力空心板生产流程及要点

生产流程如图5所示。

图5预应力空心板生产流程

注意要点:

1)模具架设计固定。超大跨度预应力空心板模具安放相对要简单，底模是用固定专用的钢台模代替，仅需将侧边模固定到钢台模上即可。

2)放置钢绞线和张拉预应力。将预应力钢绞线根据设计图纸要求放置在台模对应位置上，然后采用专用的设备进行张拉，张拉应力控制系数根据设计要求进行控制，一般控制在0.7即可(见图6)。

3)成孔。将与孔的大小相对应的PVC管根据孔位置放置在台模上。然后用专用的卡具固定住。

4)浇筑混凝土。将混凝土采用吊斗倾倒在台模上，然后用振动棒随倒随振，将混凝土震动密实。然后抹平，再用拉毛刷将叠合面进行拉毛处理(见图7)。

图6模具固定及张拉预应力钢筋

图7成孔及浇筑混凝土

5)起模、存放、运输。待混凝土养护强度达到75%时候，开始进行起模。然后堆在集中的堆场指定位置。待强度达到100%后方可以运输到工地安装。

4、工程应用

某配套综合楼总建筑面积5893.41m2，该工程地上5层，建筑高度22.1m，其中首层层高5.0m,2层～5层层高4.2m，结构形式采用装配式钢筋混凝土框架结构，预制率81%，预制构件包括预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、预制多孔板、预制内隔墙、预制楼梯等。其中超宽单向大跨度预应力空心板共用244块。工程开工日期为2016年3月10日，合同竣工日期为2017年7月10日。本工程采用了超宽单向大跨度预应力空心板生产及安装工艺，具体流程如下:

1)吊装前检查工作。首先核查空心板方向标志、型号、预留洞口位置，并保证空心板内PVC管内部的清洁。2)吊装。吊装前，先进行试吊，检查支撑体系的稳定性，然后进行正式吊装。吊装时，钢丝绳与板的夹角不得小于50°，如此夹角无法满足要求，应利用铁扁担辅助(见图8)。3)安装。安装时，板端对准支撑缓缓下降，落稳后检查板两端的支承长度是否满足要求，合格后再脱钩吊装下一块。保证板与梁的搭接长度为100mm，吊装过程中随时检查支撑的稳定性，以免发生意外。4)钢筋绑扎。调整梁的钢筋并安装叠合层内钢筋网片。安装完成自检合格后，报请监理工程师进行隐蔽工程验收。5)混凝土浇筑。板缝采用相邻板间加夹具的方式支模，混凝土采用商品混凝土，一次浇筑完成。

图8预应力空心板现场吊装

5、结语

超宽单向大跨度预应力空心板的使用，解决了传统楼板和叠合板无法适用大跨度楼盖的问题，和传统现浇楼板或叠合板比较，超宽单向大跨度预应力空心板以下方面具有明显的优势:

1)工厂化生产，提升效率，降低能耗，质量有保障。相比传统楼板露天作业施工，工厂一体化生产依托BIM设计平台，三维可视化出图、钢筋自动下料机、混凝土工厂搅拌、具有混凝土自动下料、振捣和养护的智能生产线，改变传统粗放型施工的模式，提升施工效率，缩短施工周期，降低工人劳动强度，改善作业环境安全，提高生产过程的安全性，提升工作环境的舒适度降低施工成本。另一方面，通过增大叠合楼板的宽度，有效减少现场板的拼缝数量、吊装次数、现场模板数量，达到提高整体施工效率作用。另外，通过增加板的跨度可以减少楼盖梁的设计数量，达到节约材料的目的[4]。

2)适用范围广，符合行业发展趋势。传统叠合楼板跨度使用限制条件多，超大跨度预应力空心板有效的解决了这一弊端，通过设置建筑所需宽度的超大跨度预应力空心板，适用于各类大跨度楼盖建筑，解决传统叠合板适用面窄的问题。

参考文献：

[1]唐承源.预应力空心板预制施工技术[J].中国水运,2019(5):90-91.

[2]李增锋,庄一舟,程俊峰,等.横向预应力对装配整体式空心板桥纵向抗裂性能的影响[J].水利与建筑工程学报,2017,15(3):127-133.

[3]曹忠琦.现浇预应力空心板施工技术[J].山西建筑,2017,43(4):131-132.

[4]景银超.浅谈高速公路先张法预应力混凝土空心板施工工艺[J].施工技术,2015,44(S2):237-239.

任刚,丁磊.超宽单向大跨度预应力空心板生产与安装研究[J].山西建筑,2020,46(16):95-97.