新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系建造关键技术

新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系建造关键技术

刘明

刘明

陕西建工第三建设集团有限公司710000

摘要：随着我国经济的迅速发展和科技水平的不断提高，装配式混凝土建筑在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。框架结构是工程中应用最广泛的混凝土结构体系之一，按照施工方式的不同，可分为预制混凝土框架结构与现浇混凝土框架结构。现浇混凝土结构是在施工现场绑扎钢筋并浇灌混凝土，预制混凝土结构则是在工厂制作预制构件并运至现场完成拼装。与现浇混凝土结构相比，预制混凝土结构可减少现场湿作业，施工效率高，施工质量好，同时可提高资源利用率、减少建筑对环境的不良影响，是实现建筑节能减排及住宅产业化的有效途径。

关键词：预应力混凝土；装配式框架结构；设计；施工

引言

预应力装配整体式框架结构是在装配式混凝土框架结构基础上发展起来的一种结构。在一般的框架结构住宅中，建筑的开间较小，不能满足公共建筑对大开间的要求，预应力框架梁可以跨越较大开间，预应力与装配式混凝土框架结构的结合就形成了一种新的结构体系———预应力装配整体式框架结构体系。该结构体系具有节约劳动力成本、提高生产效率、减少施工现场粉尘、缩短工期等优点。

1概述

装配整体式预应力混凝土框架结构体系由预制柱、后张预应力叠合梁和现浇节点核心区组成。其中，预制框架柱竖向钢筋采用灌浆套筒连接；预制框架叠合梁中预埋曲线形波纹管，梁柱节点通过现浇混凝土连接；最后通过后穿预应力筋、张拉、灌浆施加预压力，形成装配整体式预应力混凝土框架结构体系。

2新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系建造关键技术

2.1装配式混凝土建筑设计技术

装配式混凝土结构建筑设计水平按照对技术和产品的集成、对生产和施工工艺及管理的协调、对建造和使用全过程的统筹等方面的实施水平和控制方式划分，由低到高大致分为：结构拆分设计，结构组合设计，建筑集成设计，全产业链一体化设计，全专业一体化、标准化设计。主体结构与围护结构、建筑设备、装饰装修一体化、标准化设计技术主体结构、围护结构、建筑设备、装饰装修间的一体化协调与配合，形成不同结构体系下的工业化建筑设计方法，形成工业化建筑围护结构与主体结构一体化的集成设计技术、建筑设备系统和内装系统一体化、标准化和协同设计技术。装配式组合结构体系设计技术装配式钢-混凝土混合结构体系主要有：装配式轻钢-混凝土结构新型混合体系，装配式钢管混凝土柱-钢梁混合结构体系，装配式钢管约束混凝土柱-钢梁混合结构体系，装配式钢-混凝土组合楼盖体系。在钢-混凝土结构混合体系中，不同的拆分方法和不同连接方式对主、次结构的动力特性和抗震性能会产生影响。

2.2装配式混凝土建筑生产技术

2.2.1装配式结构构件加工工艺生产线设计技术

主要包括混凝土预制构件生产过程中的工艺技术及工序要求、合理设置工艺工位及技术参数、形成流水线的加工工艺设计技术；各生产线的高效有机接驳及厂区物料运输通道优化设置的布局设计技术，形成基于产能优化的混凝土预制构件综合生产工艺成套设计技术；预制构件钢筋制品加工设备的功能和布局，形成钢筋高效生产加工的精细化布局设计技术。

2.2.2与构件设计相协同的自动化加工技术

1）研发钢筋骨架一次性自动化组合成型技术将墙板钢筋骨架拆分成标准化、单元化的暗梁、暗柱、网片等模块，进行自动化加工，实现模块单元的自动化组装。2）研发钢筋骨架与模具的自动化组装技术开发集运输、搬运、安装、存储功能为一体的复合型机器人，替代产业工人进行高效作业，实现钢筋骨架和模具的自动化运输和组装，大幅提高工效和自动化水平。

2.2.3混凝土布料控制技术和模具组装智能化控制技术

1）混凝土预制构件和混凝土布料关键工艺研发智能化布料设备和系统，智能控制布料机阀门开关和运行速度，精确浇筑混凝土料量及位置，形成构件生产中布料关键工艺的智能化成套控制技术。2）混凝土预制构件生产中模具组装关键加工工艺通过机械化操作与信息化技术的结合，形成典型预制构件生产时模具的智能化控制技术。

2.3装配式混凝土建筑安装施工技术

同构件设计相协同的高效装配技术，采用诱导钢筋定位技术，实现预制构件高效安装就位；研发形成定型化的灌浆料封堵模具，保证灌浆密实；研发系列工具化、标准化外爬架、支撑、吊具，实现机械化、高效化装配。

2.4装配式建筑全装修技术

1）协同设计技术实现室内装修与建筑、结构、机电管线等各专业的同步设计，紧密协作，实现建筑、结构、机电和内装一体化。2）内装深化设计技术在进行建筑设计的同时，介入并确定满足施工要求的室内装饰装修深化设计方案，确保高效协同施工。3）内装标准化设计技术装饰装修采用标准化、模块化设计，实现门窗、厨卫及其他部品部件、机电管线及结构相互间的接口协调统一。提前预留、预埋，进行装饰保温一体化设计，实现现场简易、装配式装修施工。

2.5装配式混凝土结构的BIM信息化

全过程、全产业信息化管理技术，建立信息共享平台，实现设计、加工、装配、运维的信息交互和共享，避免信息二次录入和传导、降低工作效率、规避信息传导失真等问题，实现设计-加工-装配一体化协同控制。

2.6基础与预制柱连接钢筋的精准定位

预制柱采用钢筋灌浆套筒连接。套筒内径较连接钢筋直径仅大10mm，基础插筋定位准确性对预制柱吊装的效率及其连接可靠性有重大影响。由于现场施工钢筋笼绑扎精度不高，后期模板支设、混凝土浇筑与振捣等工序又会对钢筋产生一定的扰动，为钢筋定位精度带来不利影响，因此需制订专项施工方案解决钢筋定位准确性问题。

2.7预制多段柱施工技术

预制多段柱质量较大，本工程中单个预制多段柱构件重达7t，其翻身、起吊需制订专项施工方案。1）预制多段柱翻身、起吊预制多段柱的脱模、转运、翻身、吊装均使用汽车式起重机完成。其中，脱模及转运采用铁扁担，通过预制多段柱柱身侧边所埋设的4个吊环进行起吊。翻身时，先在预制柱上挂设软爬梯，之后汽车式起重机主、副钩分别勾住柱顶吊环及下节段柱柱身吊环，进行节段柱空中翻身，翻身至一定角度后，构件下落至柱底部接触地面，此时工人通过软爬梯将柱身侧边挂钩摘去，通过柱顶端吊环完成翻身。

2.8预应力张拉

确定合理的预应力张拉顺序是预应力施工关键。预应力筋张拉时应从中间向两边依次同步进行，以保证整个区域变形一致。预应力筋张拉需待现浇层混凝土强度达到75%方可进行，预应力张拉前不得拆除预应力构件底支撑。

结语

装配整体式预应力混凝土框架结构体系将预应力技术与预制技术结合，有效解决了大跨框架结构混凝土梁高过高问题，在保证使用净高的前提下，可以使得建筑设计中选择更大的柱网尺寸，以获得更舒适的使用感受；同时，预应力技术还解决了预制叠合梁尺寸过大问题，更有利于装配式建造技术的应用。经测算，与同类装配式框架结构对比，该体系可节约建造成本约8%。

参考文献：

[1]段凯元，张季超.预制装配式混凝土住宅设计施工一体化研究[J].施工技术，2014，43（22）：45-47.

[2]廖显东．预制预应力混凝土框架结构体系研究与应用进展［J］．建筑结构，2015，45（22）：65-70．

[3]何一凡．装配整体式预应力混凝土框架节点抗震性能试验研究［D］．北京：北京建筑大学，2014．