鋼管桁架預應力混凝土疊合底板生產工藝

牛小平 趙志紅

山西省工業設備安裝集團有限公司 山西 太原 030032

1 概述

裝配式建筑的主要水平構件為疊合板，目前應用最為廣泛的是鋼筋桁架混凝土疊合板，常用疊合板預制混凝土底板厚度為60 mm。隨著裝配式建筑的發展，研發出鋼管桁架預應力混凝土疊合板，目前市場推廣應用的為第三代產品（簡稱PKIII型板）。PKIII型板由C40/C50混凝土預制底板，1570級消除應力鋼絲和鋼管桁架混凝土組成，底板厚度35 mm/40 mm，標準寬度2.1～3.0 m、長度2.4～12.0 m，與現澆層共同作用形成疊合樓板。PKIII型板鋼管桁架上弦桿采用鋼管灌注微膨脹高強砂漿，腹桿采用HPB300級直徑6 mm鋼筋，高度根據疊合板厚度可調整。

PKIII型板技術優點包括以下幾點：

1）板形薄，疊合后厚度為115～125 mm，較大程度上減輕結構自重。

2）支撐少，各支撐間距可達4 m，鋼結構安裝過程無支撐。

3）無補空板。主受力方向鋼筋為預應力鋼筋，其他方向鋼筋施工時后穿，形成雙向板。

4）一面出胡子筋，安裝方便。

5）剛度好，不開裂。由于采用預應力技術，上部受壓區采用鋼管桁架，鋼管內注入砂漿，保證了在用鋼量較小的情況下有足夠的剛度。

6）板幅大，自重小，可做到3 m×12 m，容重僅為85 kg/m2，較大程度地提高了吊裝效率。

7）多層流水施工，速度快。

8）造價低，與鋼筋桁架疊合板相比，PKIII型板采用長線臺張拉生產，標準化程度高，生產效率高，模具攤銷少，成本低。

2 工藝特點

鋼管桁架預應力混凝土疊合板是在鋼管桁架預應力混凝土預制底板上配筋，并現場后澆混凝土疊合層形成的樓板[1-3]。鋼管桁架預應力混凝土預制底板是灌漿鋼管桁架與預應力混凝土底板組合形成的預制底板（PKIII型板），在預制底板上配筋后澆筑混凝土和預應力預制底板形成疊合樓板整體受力，共同承擔外部荷載。其中，灌漿鋼管桁架是由一根灌漿圓形無縫鋼管（作為上弦）和兩側彎折成形的斜向腹桿鋼筋經焊接而成的桁架。鋼管桁架預應力混凝土預制底板生產工藝和普通預制疊合底板相似，只需增加少量設備，生產過程和施工安裝過程簡單，不需要復雜的連接裝置，可實現樓板和墻板的澆筑一體化。生產過程需使用預應力鋼筋張拉機，生產工藝要求相對較高，由于預應力鋼筋有標準張拉值，所以生產工藝需要嚴格按照標準進行生產。

3 生產工藝要點

3.1 鋼管桁架預應力混凝土預制底板生產工藝流程

采用長線模臺循環生產作業，生產流程如下：模臺清理→劃線（按規格排布疊合底板）→噴脫模劑→端模安裝→預應力筋調直下料、定距排放→錨固、一次張拉（預應力筋張拉計量校驗）→二次張拉（預應力筋張拉記錄）→鋼筋綁扎→鋼管桁架鋪設、綁扎→澆筑混凝土、振搗（隱蔽驗收、留制試塊）→拉毛（表面形成粗糙面）→灑水養護（控溫記錄）→剪筋放張→拆模、吊裝（產品經驗收）→入庫→出貨。

3.2 構件生產

鋼管桁架預應力混凝土預制底板在山西建筑產業現代化（晉中）園區專業混凝土預制構件PC工廠生產，均采用長線臺座法進行生產，臺座具有足夠的承載力、剛度及整體穩固性，能滿足各階段作業荷載和制作工藝的要求。

3.2.1 混凝土要求

鋼管桁架預應力混凝土疊合板所用混凝土材料的力學性能指標和耐久性要求應該符合現行國家標準GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》（2015版）的有關規定。鋼管桁架預應力混凝土預制底板混凝土強度等級不宜低于C40，現澆疊合層的混凝土強度等級不應低于C30。

3.2.2 鋼筋要求

疊合底板結構使用的受力預應力鋼筋宜采用預應力鋼絲，直徑不宜小于5 mm。鋼管桁架預應力混凝土預制底板的構造鋼筋，可根據實際情況確定，但其直徑不應小于4 mm?，F澆疊合層內受力鋼筋、構造鋼筋宜采用熱軋帶肋鋼筋，也可采用熱軋光圓鋼筋。

鋼筋加工流程：原材料驗收→原材料調直與切斷→鋼筋成形（預埋件預埋）→鋼管桁架放置→綁扎。

3.2.3 構件制作

構件制作全部采用鋼模，模具加工工藝主要采用激光切割、焊接和折彎等工序成形。將模具固定在臺車面上，以防松動跑模。預埋預留安裝必須保證不可漏裝。拼接縫處理時如影響外觀，需做打膠處理，謹防漏漿。

1）清理模具及模臺。疊合底板生產流程中，模臺清掃裝置內板刷的清掃力度決定了模臺表層的清潔度和光潔度，模臺清掃得干凈，下一道置模工序才能夠順利完成?；炷涟灞砻娴馁|量很大程度上取決于模板平面的質量，模板托盤的平面必須保持高度清潔。清潔裝置的板刷會清掃模板的表面和側面，噴嘴向干凈的模板表面噴灑脫模劑并形成薄膜。

2）劃線。將模臺清理干凈，根據計劃圖紙中要求的PKIII型板型號用鋼卷尺測量相應長度并劃線。劃線完成后用測量對角長度法控制PKIII型板的外形和邊角。

3）組模。在組模時，每次生產應根據計劃部門下達的計劃選擇合適的端模，按要求排板，使用板長定位工裝安裝固定并復驗長度；完成一輪拆卸后應認真清理和調整，同一規格的定點存放。將端模上的殘渣、鐵銹等雜物清理干凈，并涂刷脫模劑；模具需嚴格依圖紙標準安裝，保證構件外形尺寸。

4）放置鋼筋。預應力鋼絲在張拉前要檢查是否有損傷，檢查完畢后方可張拉，嚴格按照設計要求張拉，并做好記錄，張拉過程做好防護；鋼筋規格禁止錯用、代用等；鋼筋外露伸出長度按圖紙標準及公差標準執行。

5）張拉工藝。預應力鋼絲采用二次張拉工藝，第1次張拉達到設計張拉力的20%，第2次張拉到位，第2次張拉應保證拉力穩定且滿足設計相關規定，在張緊預應力鋼絲的同時，保證預應力鋼絲的定位和鋼絲的保護層厚度符合設計要求。

6）綁扎。PKIII型板分布筋下料長度及綁扎應按設計及規范要求，控制好間距，保證保護層厚度。鋼管桁架綁扎嚴格按照圖集規范要求控制間距、桁架高度、長度、數量、位置（圖1、圖2）。鋼管桁架綁扎要牢靠，禁止桁架有位移現象，吊點位置鋼筋與桁架綁扎牢靠。PKIII型板厚度比較薄，若鋼筋位置不準確，易造成PKIII型板出現起拱或下撓問題。預應力鋼筋要保持平直，縱向拉直后，不得出現折線。桁架要保證精確、平直、無彎曲。

圖1 鋼管桁架及預應力鋼筋綁扎

圖2 長線模臺上鋼管桁架綁扎

7）預留預埋安裝。對入模安裝的預埋件應核對其型號、規格尺寸，檢查其加工制作質量，不符合要求的不得使用。預埋件必須有可靠的固定定位措施，保證其位置準確、牢靠，預埋件安裝尺寸偏差應符合規范要求。

8）結構層混凝土澆筑。混凝土澆筑前質檢人員已經對模具、鋼筋、鋼管桁架、預應力鋼絲等進行隱蔽工程驗收，并填寫PKIII型板鋼筋隱蔽檢查表。工程單位應該開始首件檢驗程序?；炷翍捎糜凶詣佑嬃垦b置并具有生產數據逐盤記錄和實時查詢功能的強制式攪拌機攪拌，混凝土的坍落度控制在150～180 mm，混凝土采用全自動行走式布料機進行整體一次性布料，整體振搗，不可多料或少料（圖3、圖4）。

圖3 自動布料機澆筑底板混凝土

圖4 長線臺座上布料完成后的疊合底板

9）表面拉毛。混凝土澆筑達到初凝后，其上表面要求拉毛（形成粗糙面）。

10）試塊制作。同種配合比的混凝土每工作班取樣1次，制作不少于3組的抗壓強度試塊，分別代表出模強度、出廠強度及28 d強度。試塊與構件同時制作，出模前由實驗室進行試塊抗壓強度檢測，并出具混凝土強度報告，滿足出模要求方可出模。

11）養護控制。生產準備階段、生產階段、成品養護溫度控制及監測嚴格按照生產工藝作業指導書，混凝土應在澆筑完畢后的12 h以內加以覆蓋并保濕養護，噴灑次數應能讓混凝土保持濕潤狀態，混凝土覆蓋應全面、嚴密，并保持篷布內有凝結水。

12）放張。當同條件養護試塊強度達到設計的混凝土立方體抗壓強度的75%且不低于30 MPa 時，可進行預應力鋼絲放張。放張前，應將限制構件變形的模具拆除，放張剪筋要做好相應的安全防護措施。放張時應先取長線臺座中部處預制底板，由預制底板寬度的中間位置向兩側對稱交錯放張，每次剪斷鋼筋根數不應超過鋼筋總根數的15%；其他位置板與板間的鋼筋可由中間向兩側對稱互相交錯剪斷。

13）脫模、起吊與表面處理。PKIII型板起板時混凝土抗壓強度應不低于混凝土設計強度的100%，起板時應避免出現板面衛生清理不徹底、兩側灰渣不完全、拆端模時損壞。起板時應檢查板與板之間鋼筋是否全部斷開，避免造成板面破損。

14）成品質檢。每起一塊板即詳細檢查其外觀質量和尺寸，經質檢合格后填寫PKIII型板質檢入庫交接單并交由倉庫入庫堆放。

4 結語

與傳統現澆工藝相比，預制疊合底板由專業混凝土預制構件廠生產，采用高精度模具成形制作，專業化工廠質保體系健全，可保證產品在強度、耐久性方面的品質。同時現場安裝更加簡單，構件吊裝生產只需少量人員，工效可提高數倍，工期可縮短25%～45%；同時可節省大量模板費和人工費及其他相關費用，生產管理成本顯著降低。在綜合服務區整體裝配式鋼框架結構施工中采用了鋼管桁架預應力混凝土疊合板進行施工取得了較好的經濟效益，節省人工費38萬元，節約材料費23.5萬元，總共節約成本61.5萬元。希望通過本文對該產品的生產工藝介紹，可以為PKIII型板的推廣和應用起到積極作用，為同行對裝配式建筑的發展提供借鑒。