裝配式建筑預制疊合板存放架研究

蘭國權，周健，鄒世洪

（1重慶建工高新建材有限公司，重慶 401122；2重慶建工建材物流有限公司，重慶 401122）

0 引言

裝配式混凝土結構簡稱裝配式結構，是以混凝土預制構件為主要受力構件，經裝配、連接而成的混凝土結構[1]。我國裝配式技術尚處于相對落后的階段，實施過程中還存在著諸多問題和技術難題，因此備受研究者的關注[2]。疊合板由預制底板和后澆層疊合而成，結合了裝配式樓板和現澆樓板的優點，近年來得到廣泛應用[3]。疊合板的堆放采用平放堆放，一般堆放層數不超過6層，占用堆場面積比較大，并且在疊合板構件裝車的過程中是每塊吊裝入車，裝車效率比較低。目前這種常規的堆放及裝車方式極大地制約著預制工廠的產能釋放，為此本文介紹了一種新型疊合板存放架，既提高疊合板的存放效率，又能提高疊合板的轉運和安裝效率。

1 新型疊合板存放架設計

疊合板在工廠生產完成后需要將構件轉運至構件堆場進行自然養護一段時間后才可以送至現場安裝，構件生產需要一定面積的堆場來暫時存放構件，堆場面積將是預制構件生產企業產能是否可以完全釋放的決定性因素。此外，疊合板直接堆放在堆場，在轉運時一塊一塊吊運，這樣不僅轉運工作量較大，而且每次對構件直接吊運，也增大了在轉運過程中損壞構件的風險。

疊合板存放架的設計需要解決多層存放和高效轉運的問題。根據構件運輸車輛的寬度及疊合板的常用尺寸，初步確定存放架的平面尺寸為2300mm×3700mm，立柱高度取1000mm，滿足疊合板存放6層的要求，L_1、L_2分別采用HM150×100×6×9和HN200×100×5.5×8， 立柱采用HW150×150×7×10， 均選用Q345鋼材，構件參數見表1，存放架平面及立面圖如圖1、2所示。

表1 梁、柱規格及截面特性表

圖1 存放架平面布置圖

圖2 存放架立面圖

2 存放架計算分析

2.1 存放計算分析

存放架分為兩層，每一層堆放層數為6層，考慮轉運方便，進行上、下層分離式設計。根據工程實際經驗，疊合板尺寸取2100mm×3500mm×60mm，動力系數取1.5，疊合板自重作用在L1上的均布荷載為q1，受力示意如圖3所示。

圖3 L1受力示意圖

L1受彎強度及整體穩定性計算如表2、表3所示，Z1整體穩定性計算如表4所示。

表2 L1受彎強度計算表

表3 L1整體穩定性計算表

表4 Z1整體穩定性計算表

2.2 軟件模擬計算

用PKPM軟件建模對存放架進行承載力和穩定性驗算，模型如圖4所示。建模參數依據前述構件類型和尺寸。由軟件計算得出的應力比結果（圖5）可知，以最不利荷載情況進行模擬存放架，滿足承載力要求，此種類型的存放架可以運用于工程實踐中。

圖4 存放架模型

圖5 存放架應力比計算結果

3 新型疊合板存放架應用優勢

重慶市涪陵城區第十八小學校工程由5棟教學樓組成，建筑面積約13000㎡。采用裝配整體式框架結構體系，項目應用的預制混凝土構件有疊合梁、疊合板、預制外墻等，其中疊合板數量約1500塊。該項目在構件堆放及轉運過程中采用疊合板存放架，取得了較好的效果。

3.1 提高堆場利用率

預制混凝土構件在運往施工現場安裝前需要在專用堆場堆放一段時間[4]，專用堆場的堆放主要有兩個作用：首先，疊合板在生產車間內是采用蒸汽養護，而流水線設備上養護窯空間有限，為了可以充分釋放設備的產能，疊合板在下一個臺班生產前就需要轉運出養護窯，此時構件強度還未達到現場安裝要求，需要在堆場進行一段時間的自然養護，達到強度要求后運往現場安裝；其次，由于施工現場用于臨時堆放構件的場地有限，構件生產企業需要在堆場提前存放部分構件以保證現場的安裝進度。預制構件生產企業需要大面積的堆場來滿足存放和自然養護的要求，然而傳統的疊合板平放堆放形式，由于堆場存放的疊合板強度還未達到設計要求，一般最多可以堆放6層疊合板，堆放層數過高容易造成疊合板開裂和變形，導致構件損壞，堆放層數受限會使疊合板存放的占地面積增大，堆場的空間不能得到充分利用。

項目采用上述存放架進行疊合板存放，通過存放架之間疊放，如圖6所示，將傳統的平面堆場變成立體堆場，成倍提高堆場的空間利用率。傳統存放方式和采用存放架形式的對比見表5，并且一個存放架對應6塊疊合板，以存放架為單元進行疊合板的堆場管理，可以大大提高管理效率。

圖6 存放架疊放示意

表5 兩種存放方式對比

圖7 疊合板轉運示意圖

3.2 提升堆場轉運效率

疊合板從堆場轉運至運輸車上常規采用單塊轉運的方式，這種方式不僅轉運速度慢，而且在轉運過程中造成構件損傷的風險很大。采用存放架后以存放架為單元進行轉運就可以解決上述問題，如圖7所示。

常規方式一次轉運1塊疊合板，以存放架為單元轉運，一次可以轉運6塊疊合板，如表6所示，在存放架上存放疊合板，裝滿一車疊合板相較于常規方式可以節約73%時間，可大幅提升裝車效率。此外采用存放架后裝載疊合板可以達到運輸車輛的最大載重，降低單車的運輸成本。另外，疊合板預制部分厚度只有60mm，在完成疊合層之前是處于薄弱階段，在轉運時的受力狀態和正常使用階段也有所不同，直接作用在疊合板上轉運很容易造成疊合板損傷。采用存放架存放疊合板，在轉運裝車時吊點是在存放架上，可避免疊合板直接受力造成損傷。

表6 轉運效率對比

3.3 提升現場安裝效率

現場采用塔吊進行疊合板安裝。高層住宅建筑中疊合板構件單塊重量小，但是數量很多，疊合板的現場吊裝需要占用大量塔吊工作時間。現場常規的吊裝方式是將每塊疊合板從現場臨時堆場吊至構件安裝位置，每塊疊合板要經歷一次豎向運輸和一次水平運輸過程。疊合板現場采用存放架時，可以利用存放架一次吊運6塊疊合板至施工面，然后將存放架上的疊合板分別吊運至安裝位置，這樣安裝可以減少5次塔吊的豎向運輸。而塔吊的豎向運輸速率要低于水平運輸速率，樓層高度越高，這種吊裝方式節省的時間就越多，安裝效率就越高。這種方式特別適合高層建筑。

4 結論

疊合板作為重要的預制混凝土構件，其特點是單塊構件重量小，單個建筑的疊合板數量很多，其存放所需要的堆場面積較大，為了提高疊合板存放的效率，針對疊合板存放問題的研究具有十分重要的現實意義。

本文選取疊合板構件的存放架為研究對象，結合疊合板生產、運輸經驗，通過計算分析設計疊合板立體存放架。存放架的使用不僅能成倍提升堆場的空間利用率，降低轉運造成的構件損傷風險，而且可以大幅提高疊合板在堆場的轉運以及現場安裝效率，可以為預制構件生產企業的疊合板存放提供有益參考。