先張法預應力混凝土雙T板施工探析

陳 嵐

（福建省榕源建設工程有限公司，福建 福州 350400）

隨著我國經濟的快速發展，近年來，出現了許多大面積、高層、隔層使用的大型預應力混凝土構件用于屋面系統。雙T板就是其中的一種，可以降低建筑物的高度，增加使用空間，同時減輕建筑物的自重，克服了混凝土構件材料消耗大，體大量重的弊端，使混凝土構件具有輕鋼結構的美觀和混凝土構件的耐久性。先張法預應力混凝土雙T 板是梁板合一的構件，是梁（ 屋架） 和屋面板的更新換代產品。其施工方便，進度快，施工縫少，可以工廠化制作，質量容易保證，可以降低建筑物的綜合造價。

1 雙T板的特點

由于建筑行業的不斷發展與進步，預應力混凝土屋面構件得到了廣泛的運用，而雙T板作為常見的一種預應力混凝土構件，也被廣泛應用于房屋建筑中。通常情況下，混凝土構件自身重量較大、澆筑過程復雜且對原料配合比要求較高，而雙T板能夠在一定程度上減小了混凝土構件自身的重量，極大可能地減小建筑物高度，從而實現空間利用率的最大化，使得混凝土構件擺脫了傳統缺陷，具備現代化輕鋼結構的發展優勢。雙T板的施工工藝簡便，能夠縮短施工工期，減少施工縫的產生，能夠進行大批量生產進而減少工程造價成本投入。當前，雙T板的生產和使用受到越來越多的關注，對其開展研究及施工探討，為今后的工程施工提供可靠的參考依據。圖1展示的是一類雙T板具體的平、立、剖面圖。

雙T板能夠應用于大跨度或多高層建筑物，主要是因為其自身重量較小，材料綜合性能良好，具備較強的抗變形能力，耐火及耐腐蝕性好，施工工藝簡便且能夠進行提前預制，大大縮短了工期，在雙T板的生產過程中，能夠借助定型鋼模等設備，最大程度地保證了混凝土構件的可靠質量。

根據各種不同大跨度建筑物的結構圖紙比對及分析，通過不同極限狀態下混凝土構件的承載力大小及預應力損失計算，根據鋼筋張拉狀態下的預應力大小，同時對大跨度建筑物的梁及板進行方案設計及建筑施工，在借助定型鋼模等確保混凝土構件質量及預應力張拉的基礎上，使得雙T板具備一定程度的預應力，大大提高了其實用性。

2 雙T板的使用范圍

由于雙T板具有抗變形能力強、自重小等優點，可應用于常規工業建筑或多高層住宅建筑的屋面板、樓板等部位，通常車庫樓板也可采用雙T板進行施工，以上適用的建筑物或構筑物，要求抗震等級小于或等于8度，裂縫控制要求對應為二級。雙T板具有良好的耐火性能，因此耐火等級為二級及以下的建筑物樓板也可適用，通常要求建筑物的使用年限不超過50年[1]。

平潭綜合試驗區“糧食園區”屬于一般工業民用建筑，園區內工業廠房較多，例如糧食倉儲房、糧食加工用房、工人生活用房、維修設備間等，不同廠房需滿足糧食生產的各類需求，因此可采用雙T板進行屋面樓板施工，在保證平潭綜合試驗區“糧食園區”房屋建設質量的基礎上，能夠大大縮短施工工期。

圖1 雙T板示意圖

3 雙T板的施工步驟、施工原理及注意事項

3.1 工藝流程

先張法預應力混凝土雙T板施工工藝流程圖如圖2所示。

3.2 施工原理

在進行雙T板的預應力施加時，通常采用先張法。在進行設計時應根據樓板的受力情況提前明確鋼筋的預應力大小，利用夾具將鋼筋的一端固定，另一端進行張拉，并張拉至需要的預應力大小后再進行鋼筋另一端的固定。在處于張拉狀態下的鋼筋上澆筑混凝土，振搗密實后進行混凝土的養護及凝固，待混凝土的凝固強度不低于80%的強度時，松開鋼筋兩端的夾具，鋼筋與混凝土之間的粘結力能夠使鋼筋在放松狀態下也具備一定大小的預應力，最終完成預應力混凝土構件的制作。預應力混凝土構件因其本身具有一定程度的抗變形能力，在施工過程中，能夠提高建筑物局部抗裂能力，增強結構剛度。雙T板可以提前大批量生產，從而縮短施工工期，為了提高生產效率，通常可借助固定鋼模具來實現先張法預應力施工。

3.3 注意事項

3.3.1 熟悉圖紙

根據圖紙及計算書要求，明確雙T板的使用部位、受力特征及尺寸大小，在理論計算的基礎上，分析雙T板的預應力損失情況。在施加鋼筋預應力的過程中 假設固定鋼筋端部的夾具變形量及鋼筋內縮變形量在3 mm～5 mm，鋼筋一端固定，另一端張拉，兩端距離假設為比板跨度增大1 m。張拉過程中的其他損失參考行業規范及標準，通過計算可得雙T板預應力鋼筋在張拉過程中的控制應力，見表1。

圖2 先張法預應力混凝土雙T板施工工藝流程

表1 預應力鋼筋在張拉過程中的控制應力

3.3.2 設計計算

根據雙T板的最不利受力狀態分析其在極限狀態下的承載力大小。對雙T板的相關參數假設如下：安全等級按二級考慮，將雙T板視為簡支結構，結構承受的外荷載形式為均布荷載，且其構件的重要性參數通常按1.0來考慮，那么雙T板的荷載基本組合如下：γGGK+γQQK。其中，γG為永久荷載分項系數；γQ為可變荷載分項系數；GK為永久荷載標準值；QK為可變荷載標準值[2]。

正常使用極限狀態計算。抗裂驗算：板的裂縫控制等級為二級，板的標準組合和準永久組合按下式計算。標準組合：GK+QK。準永久組合：GK+φQK。其中，φ為可變荷載的準永久值系數。撓度驗算：板的撓度按荷載效應標準組合并考慮荷載長期作用影響的剛度β進行計算。驗算撓度時，可將計算得出的撓度值減去板的預應力反拱值，板的允許撓度值取L0/300，其中，L0為板的計算跨度。

板面計算時兩側懸臂部分按懸臂板計算，中間板面部分跨度最大彎矩按qc2/10計算，q為板面荷載設計值（含板自重）；c為兩肋間凈距。

3.3.3 模具制作

根據圖紙及雙T板尺寸進行施工模板制作。按照雙T板的方案設計圖紙與板模圖確定一個相對平面且特征明顯的部位進行局部放大，從而得到雙T板的放大樣，而對于特殊部位，例如帶角度或造型等，可以借助油氈進行復制，供后期使用。對新購買的角鐵或者槽鋼等材料進行手動調直，確保其垂平度滿足設計要求，并按尺寸切割到位，再根據局部放大樣圖進行焊接，為了便于后期施工吊裝，可以在鋼模側邊焊接V型鋼筋的吊裝定位點，雙T板制作定型鋼模如圖3所示。根據圖紙及尺寸要求加工雙T板的底胎，調整一塊較為平整的場地，按照雙T板的尺寸進行灰土夯實，并在其上方放置錨具及鋼筋網，根據埋件點位圖進行預埋件的布設后進行混凝土的澆筑，使鋼筋的張拉端及混凝土底胎整體施工完成。當混凝土達到凝結強度后，進行模板的平整度及預埋件準確度的復核，如果有偏差的，應及時修復整改。在完成雙T板模具的安裝就位后，需開展鋼絞線的試預拉，檢測鋼筋是否能在控制應力的作用下達到設計要求的預應力大小，在試驗過程中，應仔細記錄相關數據，觀察張拉現象，為后期大批量生產提供數據參考。

圖3 雙T板制作定型鋼模

3.3.4 試生產

在進行雙T板施工前，需按照設計要求提前準備齊全的施工材料，對板體混凝土進行配合比確認及試驗，完成鋼筋網的綁扎工作，復核預埋件的點位圖并進行預埋件生產制作，按圖紙要求裁剪相應尺寸及強度要求的鋼絞線等[3]。

3.3.5 混凝土澆筑

在混凝土澆筑過程中，為了保證混凝土的密實性，需要對其進行充分振搗，在振搗時，需要避免預埋件等構建錯位而影響模板的精確性，確保端部鋼板及錨具等固定位置滿足設計要求，待完成澆筑后，按一定比例對混凝土試塊進行抽樣材料性能檢測，確保強度滿足要求。

3.3.6 預應力鋼筋放張

當完成預應力鋼筋的張拉后，需要進行混凝土澆筑，按標準完成養護及凝結，當混凝土的凝結強度不低于75%的設計強度時，即可對預應力鋼筋放張，使鋼筋處于松弛狀態，依靠鋼筋與混凝土之間的黏結力實現預應力控制，放張時，要注意放張的順序，確保對稱，避免操作不當導致預應力損失。

3.3.7 混凝土養護

當完成混凝土澆筑及振搗后，需按照規范要求及行業標準對混凝土進行養護，確保混凝土的濕度及溫度要求，對其進行至少2 h的蒸養，根據蒸養的相關要求，控制蒸養過程中溫度的變化及保持，記錄相關數據及蒸養現象。

3.3.8 出模

在混凝土的養護過程中，如果混凝土的強度超過設計強度75%以上，可以釋放蒸養池中的蒸汽，并降低蒸養溫度，當溫度低于50 ℃后，就可以通過吊車等設備將雙T板吊裝出來，在進行雙T板的吊裝過程中，因混凝土強度未達到標準強度，要避免對雙T板的碰撞及吊裝過程中的晃動；完成吊裝進行雙T板的堆放時，應在其中間用墊木保護，避免板材堆放過程中因受力不均或堆放過高，導致雙T板發生破壞，通常板的堆放高度應少于4層[4]。

4 質量管理與控制

為了能夠確保預應力混凝土構件的施工質量，在預應力混凝土的施工全過程中，應加強監理作用、制定強有力的質量管控措施，尤其是預應力的混凝土澆筑及夾具錨具的固定，更需要引起關注。預應力混凝土的質量管理與控制措施有3個：1）嚴格依據預應力混凝土施工規范及行業標準進行施工材料的檢驗及驗收，嚴禁不合格的材料用于施工，確保材料的合格性是保證混凝土構件質量合格的重要基礎。2）當進行鋼筋預應力張拉時，應確保鋼筋一端固定于底座上，按照規范要求的控制應力對鋼筋進行預應力張拉，時刻觀察張拉過程中的鋼筋應力及變形情況，并做好相關記錄。3）在進行預應力混凝土的施工過程中，應準確并及時記錄施工異常現象及可能存在的質量、安全隱患，發揮監理作用，做好管控措施。

4.1 鋼筋變形及控制措施

鋼筋在進行預應力張拉時，一端利用錨具固定于底座上，錨具的固定端可能會因張力過大或張拉速度過快導致滑絲或斷絲的情況，導致鋼筋或錨具出現較大變形。一旦出現這種現象，應立即檢查鋼筋的滑絲情況，對錨具或鋼筋進行替換，避免反復出現滑絲或斷絲現象。若鋼筋在預應力張拉時，出現了滑絲或斷絲，不進行更換，則會導致鋼筋預應力無法滿足設計要求，進而影響雙T板的抗變形能力及強度。在進行張拉前，應檢查鋼筋材料及錨具，確保其強度或規格滿足設計要求；嚴格按照規范要求的控制應力及張拉速度進行預應力張拉操作，對施工人員進行充分的交底培訓，盡可能降低鋼筋發生滑絲或斷絲問題的概率。

4.2 預應力底座在張拉過程中發生傾覆或滑移現象

為了保證張拉臺座的穩定性，在進行張拉前，應檢查底座和臺面的高度是否保持水平，若未保持水平，應進行必要的調平工作，避免預應力鋼筋在張拉過程中，因受力不均導致底座發生傾覆或滑移，一旦底座發生錯動，會直接影響鋼筋的應力值，導致預應力張拉失敗。因此，在進行預應力張拉施工前，需檢查底座的穩定性，對臺座板和臺面進行調平，必要時，可對臺座進行加固，避免其在施工過程中發生傾覆或滑移。

4.3 雙T板在吊裝或運輸過程中的發生碰撞或損壞

因雙T板具備混凝土材料的各向異性，在吊裝或運輸時，應對其四周進行必要的成品保護措施，避免發生碰撞或損壞。對吊裝設備的操作人員進行充分的技術交底及設備培訓，保證吊裝或運輸的統一指揮，盡可能保持雙T板在吊裝或堆放過程中的受力均勻。利用起重機進行雙T板吊裝時，要設置一定的安全吊裝區域，避免吊裝下方區域的人員走動或停留，提高現場施工人員的安全文明施工防范意識。為了便于雙T板的吊裝或運輸，可以在鋼模側邊焊接V型鋼筋的吊環，如果吊環出現松動或生銹，應及時進行替換。

5 結論

該文以平潭綜合試驗區“糧食園區”作為分析案例，主要分析了先張法預應力混凝土雙T板的施工原理及操作注意事項，總結了施工管理過程中的質量管控措施。為了保證雙T板的施工質量，應充分明確其施工原理、規范施工步驟、提高質量管理意識，進一步推動雙T板的廣泛應用。