預制構件吊裝工藝及鋼扁擔受力計算

齊 甦 莊 萌 潘明楊

(1.中國地質大學(武漢)工程學院，湖北 武漢 430074; 2.中建三局第三建設工程有限責任公司(滬)，上海 200333)

0 引言

目前國內正大力推廣綠色節能類建筑，例如預制裝配式結構。對比傳統現澆結構，裝配式結構的施工技術更為復雜[1]。PC構件的吊裝施工是整個裝配式結構施工過程中非常重要的一項[2,3]。直接影響PC構件吊裝速度和質量的是完善的吊裝工藝[4]。本工程預制裝配式結構數量較多、構件質量較重，合理的選擇吊裝設備和吊裝工藝十分重要。

1 工程概況

上海市普陀區真如鎮街道WO60802-B03-01a東北塊(地塊)住辦項目位于上海蘭溪路以東、規劃固川路以南，規劃南石路以西、固川路以北。項目總建筑面積為23 060.3 m2，總建筑面積109 252.95 m2。本地塊共包含：高層住宅2幢，洋房住宅4幢，辦公塔樓2幢，高層商業用房1幢。

該工程3號樓、6號樓、7號樓、A1號～A8號樓(除A4號樓外)均采用裝配式結構。預制構件主要為裝配式剪力墻、樓梯及陽臺，疊合樓板。3號樓從第2層開始進行PC結構施工，6號、7號樓從8層開始進行PC結構施工，A1號～A8號樓(除A4號樓)則從第4層開始裝配式結構的施工。

2 塔吊選型

本工程由中聯重科股份有限公司生產，南通龐源租賃機械工程有限公司進行安裝，針對本工程PC構件分布情況，對本工程布置7臺塔吊，具體塔吊安裝情況如表1所示。

表1 塔吊安裝情況表

3 構件吊裝工藝

3.1 吊裝流程

引測控制軸線→樓面彈線→水平標高測量→預制外墻板、預制凸窗板、預制剪力墻逐塊安裝→現澆柱、墻板鋼筋綁扎(機電暗管預埋)→內側支模架搭設→柱、墻板模板→疊合板、陽臺板安裝→現澆樓板鋼筋綁扎(機電暗管預埋)→混凝土澆搗→養護→預制樓梯吊裝→拆除模板排架結構→灌漿施工(按上述工序繼續下層施工)。

3.2 吊裝流程分解

測量放線：用經緯儀引出軸線，并彈好軸線和200控制線，通過軸線沿各層四周邊梁，結合PC,PCF板的長度測放出PC,PCF板位置線，畫在四周邊梁側。用水準儀測量好標高，并沿各層四周邊梁彈出各層的H-0.2的標高，以控制PC,PCF板的水平標高。

構件吊裝機械主要采用塔吊，并確保在有效半徑內具有吊裝最重構件的能力?；趯︻A制板受力情況的考慮，以及確保吊點垂直，本工程將鋼扁擔用做起吊工具，在使用前必須做好加載試驗。因為采取吊點能夠調整形式，鋼扁擔的適用性很強。

鋼扁擔實物圖如圖1所示，長5 m，采用20號a工字鋼。為了滿足不同規格PC構件的垂直吊裝要求，鋼絲繩(A26)與構件相聯的吊點使用可移動的鋼板活動吊鉤。鋼扁擔主要用來吊裝預制剪力墻以及預制樓梯。

陽臺、疊合樓板的安裝在搭設完成土建樓層模板排架之后，預制樓梯待該樓層混凝土澆筑完成后進行吊裝。在對預制構件進行吊裝、校正完畢之后，進行剪力墻、柱子的鋼筋的綁扎，支撐排架搭設，陽臺板、疊合板吊裝及樓面混凝土澆筑，預制樓梯吊裝和模架拆除及灌漿施工。

4 鋼扁擔受力計算

4.1 內力計算

根據工具工作的性質和情況，分析梁在使用過程中的最不利受力，20號工字鋼每延米自重為27.9 kg，自重為27.9 kg/m×5 m=139.5 kg。

計算依據：GB 50017—2003鋼結構設計規范。

1)基本參數如表2所示。

2)梁截面計算結果如表3所示。計算簡圖如圖2所示。

表2 鋼扁擔內力計算基本參數表

表3 梁截面計算表

承載能力極限狀態：

P=γG×Pgk+γQ×Pqk=1.2×3.5+1.4×2.5=7.7 kN。

正常使用極限狀態：

P′=Pgk+Pqk=3.5+2.5=6 kN。

抗彎驗算:

滿足要求。

抗剪驗算：

。

滿足要求。

撓度驗算：

。

滿足要求。

支座反力：

M=FL=3.85×5=19.25 kN·m。

4.2 截面計算

M=τXWXFf=1.05×237×21.5=53.50 kN·m。

G=2Fmax=2×10.7=21.4 t。

4.3 剛度計算

承受彎矩為扁擔的12.5/15.38=0.813。

最不利狀態下所能承受的重量為:21.4×0.813=17.398 2 t,而本工程PC樓預制構件最大重量在5.9 t(樓梯)左右。

5 現場起吊

5.1 起吊

吊裝準備主要分為PC構件的進場驗收和編號以及施工控制線。本工程設計單件板塊最大重量約6 t，采用TC6517/TC7035型塔吊吊裝，為防止構件容易在空中脫落，故在設計時單根鋼絲繩承重量應按照最重PC板塊的1.25倍考慮，手拉葫蘆主要是調節板水平向位置，通過計算本工程應采用A26鋼絲繩(壓接)。若墻長大于5.5 m時應考慮鋼扁擔。

5.2 構件加固

1)采取三角疊合筋加固疊合板，將疊合筋與板內主筋焊接。疊合筋示意圖如圖3所示。

2)減重塊設置。

利用設置剪力槽提高剪力墻抗剪性能，同時減輕墻體重量，剪力槽示意圖如圖4所示。

6 結語

預制裝配式結構作為目前建筑領域比較新穎的形式，有關其結構設計、施工工藝及管理等方面的標準與規范卻不夠成熟和完善，施工經驗也相對欠缺[5,6]。

本工程的預制裝配式結構數量較多、構件質量較重，因此合理的選擇吊裝設備和吊裝工藝顯得尤為重要。本工程通過著重控制預制裝配式構件的吊裝施工工藝，很好的提高了工程施工質量，同時積累了一定的PC構件吊裝施工經驗，可為以后的類似工程提供參考。

[1] 于 慧.高層裝配式建筑墻板吊裝的應用研究[D].淮南：安徽理工大學,2017.

[2] 梁 燕.裝配式混凝土構件吊裝工具設計及配件選用[J].混凝土世界,2017(5):74-76.

[3] 何旭輝,連 彬.淺談裝配式鋼筋混凝土結構吊裝施工質量控制[J].低碳世界,2017(6):151-152.

[4] 周光毅,宮立寶,王佳斌,等.裝配式混凝土結構停車樓吊裝施工技術[J].施工技術,2016,45(4):31-34.

[5] 尹錦明,姜 毅,韓光義.裝配式水泥混凝土路面板塊吊裝應力分析[J].施工技術,2015,44(S1):393-396.

[6] 向歡歡.錦豐新城保障性住房項目進入裝配式剪力墻結構吊裝施工[J].安裝,2016(4):65.