装配式预应力混凝土框架结构施工

刘秀芳

内蒙古呼铁房地产开发集团有限公司 内蒙古呼和浩特 010000

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，装配式结构形式进行了创新，通过本工程实体建造研究，与传统现浇混凝土结构相比，该体系节省了大量手工劳动，减少了施工噪声及建筑垃圾，同时解决了现场施工质量等问题。与普通装配式结构相比，该体系对预制构件连接节点进行了创新，同时配合无屈曲波纹钢板墙提高结构阻尼比，使其结构整体性及抗震性能更加显著。下一步将研究成果总结为行业标准、施工图集、申报专利、工法等，为该体系后续发展奠定基础。

关键词：装配式结构；预制梁柱；施工；注意事项

引言

在未来建筑应用中能有效解决人口老龄化、工人产业化、农民工减量化的问题。经设计单位进行缩尺模拟试验，该结构将变形集中于连接部位，而结构的其他部位基本保持弹性、损伤较小，体系自恢复性能好，震后易修复，具有很好的抗震性能；同时，预应力的使用能有效提高混凝土结构的使用效率、缩减小构件截面，具有很好的经济效益。综上所述，该结构体系在抗震性能、经济效益及施工时间上都有显著的优势，是一种具有发展前景很好的预制装配式结构体系，该结构体系研究对今后的推广具有重大意义。

1施工方案

1.1场地布置及构件堆放

根据现场施工进度安排统一划分了预制柱、预制梁、预应力钢绞线、叠合板等构件堆放区域，并且制作了构件专用工装，用于堆放成品构件，使用专用构件运输车分阶段、分部位、分批次进场构件，避免场内二次倒运。

1.2数层灌浆，数层张拉

先施工预制柱以及柱脚，再吊装第2层以及第3层叠合梁，并灌浆施工梁柱的节点，待其强度满足设计要求后，同时张拉第2层以及第3层的预应力，待其完成施工即吊装屋面层叠合梁，以及施工梁柱节点和张拉预应力。

1.3预应力螺纹钢筋预埋方案

预制柱采用预应力螺纹钢筋预应力技术，其截面分别有600mm×600mm,600mm×700mm,700mm×700mm,600mm×800mm等4种。预应力张拉采用预应力螺纹钢筋，尺寸为D25，极限强度标准值为1230MPa，屈服强度标准值为1080MPa。每层柱预应力螺纹钢筋预留孔道为D38，基础底面预应力螺纹钢筋埋置深度为1.15m。预应力螺纹钢筋在柱中布设3根预应力螺纹钢筋为1组，共4组。根据预应力孔道的排布情况，需要保证螺纹钢筋的绝对位置、相对位置和垂直偏差。每个孔道偏差控制在±10mm以内。施工过程中采用3块预制钢板对螺纹钢筋予以固定，下侧钢板保证螺纹钢筋的定位，中间钢板解决12根钢筋整体抗扭问题，上部钢板保证预埋钢筋相对位置不变。在施工过程中应考虑预埋钢筋不受地梁钢筋绑扎及混凝土浇筑影响，造成预埋钢棒位移。钢筋翻样过程中调整地梁箍筋与钢板的位置关系，对混凝土进行分层浇筑。经反复测量，用壁纸刀在钢板上划线，保证测量精度。混凝土初凝后可拆除上部钢板进行循环使用。超出地面的钢筋用胶带包裹，防止生锈，并且做好相关防护工作，避免回填土过程中被大型机械破坏。

1.4装配式混凝土预应力连接节点的研究

装配式混凝土预应力连接节点是对原有非预应力框架节点的改良，这种方法有施工周期短、劳动效率高、湿作业少的优点，预应力筋能够控制结构回弹，从而保证了良好的恢复能力。目前主要由先张法和后张法两种连接方式，研究主要集中在先张预应力连接。在对无黏结预应力筋装配预制柱节点上，研究了预应力筋在节点区和梁端一定范围内的无黏结。根据研究，在节点经历比较大的地震之后，仍然能保持预压状态，而且节点具有很强的自恢复能力，所以在设防地震的作用下，节点的变形可以忽略不计。节点的受剪承载能力得到了提高，所以配置箍筋可以根据构造的要求进行。之后的研究中，对后张无黏结预应力装配式混凝土梁柱中节点和边节点进行低周往复荷载试验。根据试验结果，该节点的位移角在达到3%时，只会出现轻微的表面损坏，在大变形的后期，承载能力和刚度的退化比较小，并且恢复能力也很强，即便是有比较大的地震，无黏结预应力筋也不会出现局部屈服的情况，这样避免了倒塌的情况出现。

1.5预制构件吊装方案

预制柱吊装前应充分考虑大型机械布置原则，该建筑平面长40m，宽31m。采用STT293型号塔式起重机，塔式起重机截臂前40m处最大起吊重量为5.55t，满足绝大部分吊装要求。截臂后44m处最大起重重量为6.5t，满足全部构件吊装要求。预制柱运输至施工现场指定位置水平放置，构件下侧放置枕木，高度超过30cm，避免对托座造成破坏。构件吊装前12根螺纹钢筋穿入对应孔道，采用螺栓临时固定。需要注意钢筋外露长度不宜过长，否则在起吊过程中吊绳会造成钢筋弯曲，导致钢筋无法使用。还应注意柱底部放置轮胎，避免对柱底部棱角产生破坏。当预制柱就位离地约40cm停止下落。柱顶对角对称松开螺栓，同时柱底配合预应力钢筋螺栓连接工作。12根钢筋依次连接完成后，预制构件继续下落。柱底采用铁垫片预留2cm缝隙用于灌浆处理。通过斜支撑固定工装进行调直校正后，继续观测，监测数值无变化方可开展下一步工序。

1.6预制梁和叠合板连接

此节点深化设计时高差按照10mm缝隙进行考虑加工，现场安装后由于构件加工误差等因素，导致此区域缝隙大小不一，现场采用高强聚合物砂浆进行封堵，部分区域使用了挤塑聚苯板进行封堵。

1.7框架柱内力

作为超静定结构的一种，框架结构在施加预应力时属于逐渐增加荷载的阶段，在结构中形成的次生内力是永久性的，在施工时会有裂缝出现在框架柱中，对结构安全性有一定影响。先灌注柱脚的施工方式比后灌注柱脚的施工方式所具有的内力大，在后灌注柱脚的施工方式中，框架柱的内力最多具有30%的降低幅度。过大的弯矩导致该种现象的原因是框架柱因上部框架梁的约束作用，无法自由变形，致使框架具有较大内力。但在该种内力的作用下，框架柱仅具有约为0.15mm的裂缝，比裂缝限值0.2mm要小。

2施工过程注意事项

（1）预制柱内钢棒预埋要求严格，保证12根钢棒相对位置须零误差，否则柱垂直偏差越往上越大，经现场实际模拟测算，底部偏差1mm顶部偏差7mm，故施工时优先使用钢板精确定位，在钢板上开孔放线，确保钢棒间相对位置保证精度。（2）预制柱底部20mm缝隙原设计方案为预制柱就位前铺浆工艺，经过现场试验柱吊装发现此方案欠佳，无法保证接缝密实且操作时间较长。经过调整，方案改为先进行基层找平预留15mm灌浆量，预制柱就位后进行孔隙灌浆连接，调整后灌注质量密实且饱满与基层紧密结合。（3）叠合板吊装过程中预留胡子筋经常与四圈预制梁箍筋交叉冲突，无法顺畅地吊装叠合板，严重影响施工进度。经过与设计单位沟通，受力计算后将叠合板由双向板改为单向板，预留的胡子筋只有2面，大幅提高了施工质量及速度。

结语

随着国内装配式建筑的不断发展，绿色环保的施工特点已成为建筑行业实现转型发展的必然选择，因此对该体系的研究与应用迫在眉睫。通过研究掌握未来装配式建筑的建设方法，掌握对复杂构件的生产，不断提高工厂加工能力，有利于提高装配式建筑整体施工质量，并且积累数据，为多层、高层建筑提供经验。

参考文献：

[1]马军卫.新型全装配式混凝土框架—剪力墙结构抗震性能研究[D].东南大学,2018.

[2]马天磊.低损伤预制预应力混凝土框架结构性能研究[D].北京建筑大学,2018.

[3]顾为健.高温下预制装配式混凝土框架节点抗火性能研究[D].苏州科技大学,2018.