预应力混凝土叠合板的施工与应用

预应力混凝土叠合板的施工与应用

唐小卫

江苏省苏中建设集团股份有限公司,江苏南通226600

摘要：本文的预应力混凝土叠合板是采用预应力薄板安装后，通过后浇层形成结构整体的一种楼盖结构，它具有质量好、施工进度快、降低工程造价、有利于环保，有利于形成大跨度空间结构等优点。本文通过在混合结构中的应用，对其从设计、生产、安装等环节做了详细介绍，并与现浇楼盖对比分析了经济效益和社会效益，说明其具有很大的推广价值。

关键词：预应力；叠合板；混合结构

1前言

预应力混凝土叠合板是一种新型楼盖结构体系，其原理是采用预制预应力混凝土板上后浇一层混凝土而形成的整体连续板。与现浇板相比，预应力混凝土叠合板具有抗裂性能好；含钢量降低、节约工程造价；不需模板、节省周转材料；施工安装方便、快捷，节约工期；板底平整度好，不需粉刷，减少了湿作业量等多种优越性。以某学生宿舍楼为例，框架结构六层，建筑面积59500m2，楼盖结构采用了预应力混凝土叠合板，不论在造价、质量、工期等多方面都取得了理想的应用效果，受到业主、监理、设计等诸多单位的一致好评。现以此工程为例，详细介绍该新型楼盖结构体系的设计原理，生产、安装工艺及与现浇楼盖结构的技术经济对比分析。

2预应力混凝土叠合板的设计原理

2.1材料选用

预制板：混凝土C40；受力主筋为φ4.8消除应力钢丝，fptk=1570N/mm2，张拉控制应力σcon=0.8fptk,分布筋φk5带肋钢筋。后浇层：混凝土C30；钢筋为HRB235或HRB335。

2.2叠合板使用阶段安全等级为二级，结构重要性系数γ0=1.0

2.3叠合板跨中允许最大挠度为l0/250；跨中裂缝控制等级为二级，即一般要求不出现裂缝；支座顶面最大裂缝宽度允许值为0.2mm。

2.4预应力薄板内受力主筋数量不低于5.5根/m。

2.5荷载分项系数：永久荷载分项系数γG=1.2；可变荷载分项系数γQ=1.4。

2.6可变荷载的准永久值系数:楼面：0.5；屋面：不上人屋面：0；上人屋面：0.5。

2.7使用阶段的计算与验算

视预应力薄板与叠合层混凝土完全粘结成整体，按等跨连续板考虑，当相邻跨度差小于20%时，可视为等跨，荷载按均布荷载设计值进行计算。连续板考虑塑性内力重分布及两种混凝土收缩差的影响。板的跨中及支座弯距按下式计算：M=αql20

式中：M——一米板宽内弯距设计值。α——弯距系数，按下表取值。q——基本组合设计值，按下式计算：q=1.2GK+1.4QK

GK——永久荷载标准值。QK——可变荷载标准值。在进行正常使用极限状态计算时，荷载按以下情况考虑：标准组合设计值：qs=GK+QK；准永久组合设计值：ql=GK+ψcQK

ψc——准永久值系数。

2.8局部节点构造

1）板拼缝。在两块预制板的板缝处铺钢筋网片，增强两块预制板之间的连接，此钢筋网片应紧贴预制板布置，不需设混凝土垫块。2)梁板交接处。预制板预留锚固长度为150mm，预制板伸入圈梁内的长度不应小于15mm.

3预应力叠合板生产

3.1生产设备简介

生产台座：2套，长78m，宽2.5m，配套预应力整体张拉机械及脱模剂涂刷机械。混凝土播料机：容积1.5m3。混凝土供应设备：搅拌站一座（25m3/h），配套混凝土运输车及轨道。蒸汽养护设备：燃油锅炉（4t/h）及配套管线。

3.2工艺流程

清理模板（台座）→安装主筋→预应力张拉（应力检测）→安装锁筋板→绑扎分布筋→绑扎吊钩及安装洞口预埋件，浇筑混凝土→撤出锁筋板→养护→预应力筋放张→剪筋、拆模→起吊堆放。

3.3技术要点

3.3.1模板（台座）

1）台座表面清理干净，脱模剂涂刷均匀。2）锁筋板位置准确，薄板的生产长度为L+L‰（L为设计长度）。

3.3.2钢筋

1）主筋间距应均匀，安装时先人工调直，让主筋的初始状态基本一致，以保证整体张拉后，各根钢丝张拉应力偏差在允许范围内。2）预应力钢丝采用一次性张拉工艺，即0-1.03σcon，σcon=0.8fptk。3）主筋张拉后，每台座抽检不少于5根钢丝的实际张拉应力。张拉应力允许偏差控制在±5%内。4）主筋保护层厚度严格按设计要求控制。

3.3.3混凝土

1）混凝土的坍落度控制在6-8cm,浇筑时振捣密实。2）薄板表面划痕深度不得小于4mm，一般为4-6mm。3）如采用蒸汽养护，浇筑混凝土时，台座温度保持在35-40℃，混凝土浇筑完毕，保温养护2小时后开始升温，在2-2.5小时内升温至80℃，然后恒温养护至混凝土立方体抗压强度达到设计要求时即可停止加热。

3.3.4放张、剪筋

1）当同条件养护试块强度达到混凝土设计强度的75%时，可进行预应力筋放张。2）剪筋时应从张拉端开始逐一向锚固端进。

4预应力叠合板安装

4.1工艺流程

搭设临时支撑→初步调平支撑横肋→薄板安装→支撑调整铺设薄板拼缝处钢筋网片→水电预埋→绑扎负弯矩钢筋→浇筑混凝土→养护→拆除临时支撑→填补拼缝（设计有要求）

4.2技术要点

4.2.1临时支撑

1）材料：采用普通钢管Φ48×3.5满堂脚手架，横肋材料采用50×100mm木枋。2）支撑设计：预应力混凝土叠合板在进行结构设计时，一般按单向板进行设计，即薄板部分受力主筋是按计算确定，而分布筋是按构造配置的。因此，受力状态为单向受力，否则可能会导致薄板开裂。根据该原理，临时支撑设计时，分三步考虑：（1）根据薄板的实际配筋，初步确定支撑最大排距L1。（2）根据横肋支撑木枋材料及规格确定横肋下支撑最大间距L2。（3）根据上述计算结果L1、L2，调整水平杆步距，并对立杆进行稳定性验算，最后确定合理的、经济的、便于施工的立杆间距和水平杆步距。搭设时，支撑构造按规范执行。3）支撑搭设情况：根据计算结合工程实际情况，板下临时支撑为三排，两端支撑距墙边30cm，排距最大为1.6m,立杆纵向间距最大为1.8m，设置双向扫地杆，二步水平杆，立杆顶端为可调支撑。

4.2.2薄板安装

1）预制板搁置在圈梁上时，圈梁侧模上口宜贴泡沫胶带，以防止漏浆。2）薄板之间拼缝应严密。

4.2.3浇筑混凝土

1）浇筑叠合层混凝土前，薄板表面必须清扫干净，并浇水充分湿润，但不能有积水。2）浇筑叠合层混凝土时，应特别注意用平板振动器振捣密实，以保证与薄板结合成整体。同时要求布料均匀，布料堆积高度严格按现浇层荷载加施工荷载1KN/m2控制,浇筑后浇水养护并覆盖。

4.2.4填补拼缝

1）拼缝内应用钢丝刷清理干净；2）填缝材料选用掺纤维丝的混合砂浆，砂浆分两次压实填平，两次施工时间间隔不小于6小时；3）板底批腻子时，在板缝处贴一层10cm宽的纤维网格布等柔性材料。

5技术经济对比分析

施工结束后，经省质检中心对预应力混凝土叠合板进行现场结构性能检测，各项指标完全满足规范及设计要求。按上述选定的单元叠合板与现浇板的技术经济进行了对比测定。

6结语

预应力混凝土叠合板是新型楼盖结构体系首次在混合结构中的应用。通过与现浇楼盖结构的技术经济对比分析,应用该项技术，可提高工程质量、节约工期、降低工程造价、减少自然资源消耗、有利于环境保护，完全符合可持续性发展的方针，具有较好的经济效益和社会效益，具有很大的推广价值和广阔的市场前景。

参考文献：

[1]建筑施工手册（第四版）中国建筑工业出版社

[2]预应力混凝土叠合板图集中国计划出版社