近年来,我国建筑工业化发展日益加快,预制构件生产工艺的重要性日益突出。预制构件生产工艺是预制构件生产企业控制质量的核心,无论从预制构件的生产、成本控制,还是从成品质量等方面都起到了至关重要的作用。
1. 预制带肋叠合板技术
预制叠合板是预制混凝土板顶部在现场后浇混凝土而形成的整体受弯构件。制叠合板是主要的水平受力构件,其生产质量直接关系到装配式建筑工程质量安全,其生产效率直接影响装配式建筑工程造价。
预制叠合板拥有节省材料、施工简便、工期短等优点,与现浇板相比,其整体刚度、抗震性能也具有良好特性,很多工程实践都证明了它的效益,并且被广泛的运用。
预制叠合板施工免除满堂脚手架支撑体系,在施工过程中采用预制带肋叠合板来实现,预制带肋叠合板主要有采用预应力技术和非预应力技术。
在我国北方地区应用较多的是预应力预制带肋叠合板,其技术特点是在预制叠合板上增加反肋,且在反肋部位采用预应力技术。
预制带肋叠合板
本文所研究的预制带肋叠合板的特点是板底带肋、且非预应力的,通过板底加肋来提高预制叠合板的刚度及承载力,将预制叠合板自重以及施工荷载通过预制构件传递到梁上,避免预制叠合板因自重以及施工荷载发生变形,实现预制叠合板免支撑施工,大大提高施工效率。
2. 预制构件设计优化与生产工艺
遵循“技术先导,设计-施工结合”的原则,在预制构件拆分的基础上,根据咽喉区采用的型钢组合梁装配方案,综合分析预制带肋叠合板与钢管混凝土柱、型钢组合梁的相互影响,从深化设计阶段就预判并解决了预制带肋叠合板在生产、施工阶段会遇到的问题。
预制构件设计优化主要有以下几点:
(1)预制带肋叠合板的板边伸出钢筋与钢管混凝土柱、型钢组合梁的上翼缘板上栓钉存在碰撞的风险大。由于板边伸出钢筋的间距与上翼缘板上栓钉的间距的模数不同,其中板边伸出钢筋的间距为 100mm、150mm,上翼缘板上栓钉的间距为 120mm、135mm,安装时伸出钢筋长度过梁中线基本上会穿过栓钉布置区域,且预制带肋叠合板、钢管混凝土柱、型钢组合梁等均采用工厂预制,若未能在深化设计阶段解决该碰撞问题,将会严重影响到在现场施工安装,特别是施工安装的效率。
优化方法:保证预制带肋叠合板标准化的情况下,协调伸出钢筋、栓钉不出现碰撞问题是关键的。通过统一伸出钢筋间距为 150mm,优化预制构件挡边模具的类型;在此基础上,以预制带肋叠合板上伸出钢筋为基准,提资给钢结构预制构件厂进行栓钉的布置。设计单位、施工单位、混凝土预制构件厂、钢构预制构件厂之间的沟通交流、协同工作显得非常重要,是保证、实现预制构件顺利安装、提高施工效率。
(2)预制带肋叠合板为双向板,顺轨道方向采用伸出钢筋,垂直轨道方向采用压槽+连接钢筋后放。设计要求预制带肋叠合板的伸出钢筋端需要设计抗剪键槽,键槽尺寸为长 150mm×宽 50mm×高 100mm,间距150mm 布置。预制构件伸出钢筋刚好落在键槽两端,该部位模具设计、制作以及后续预制构件生产时的拆装模具的影响较大,会提生产成本,同时会降低生产效率。
优化方法:保证伸出钢筋的位置不变,将键槽的尺寸优化为长130mm×宽 50mm×高 100mm,间距 170mm 布置,优化后的键槽位置与伸出钢筋刚好相切,解决了预制构件挡边模具以及拆装模的效率问题。
(3)预制带肋叠合板由于板底加肋,生产模具上的选型相较预制叠合板复杂,如何遴选合适预制带肋叠合生产的模具方案,特别是板底肋部分的模具设计、模具形式,将直接关系到预制带肋叠合板生产时拆模、装模的效率以及模具使用效率。
优化方法:结合生产经验,由于预制带肋叠合板的肋的构造尺寸较小,预制带肋叠合板可采用固定模台工艺,为省去拆装模工序,宜采用整体式底模。通过分析项目预制带肋叠合板的肋间中心间距,得出提高预制底模的通用性,将提高整体式底模的利用效率、降低模具成本。采用固定肋间中心间距的方式来优化预制构件设计。
预制构件生产从预制构件模具设计、加工,到预制构件生产,每个环节都是紧密关联的,选择适用的预制构件生产模具,对于预制构件生产的生产效率、生产成本的影响是关键的。
(4)BIM 技术在本项目预制构件深化设计、生产、施工等方面的应用,通过搭建模型、碰撞检查、模拟施工,优化预制构件深化设计,为提升预制构件生产、施工安装的效率和品质打好基础,是确保预制构件在生产、施工等阶段顺利的关键之一。通过 BIM 技术应用,预制构件模型有助于预制构件厂对预制构件生产相关的模具方案、生产方案、生产成本等方面提前进行综合分析。