运用“中建快速装配体系（PPEFF）”整体吊装思路分析

宋 竹 庞海枫 江烈平 田仁锋 中建三局一公司，武汉 430040

1 工程概况

2016年，由中建三局一公司和中建三局绿色产业投资有限公司共同建设的“同心花苑还建小区四期”项目被授予了“十三五”国家重点研发计划绿色建筑及建筑工业化重点专项示范工程，并进行了实施方案论证。幼儿园南楼使用“中建快速装配体系（PPEFF）”，是新一代非等同现浇“干式连接”装配体系，是具有类似钢框架快速装配特点的新型后张局部有粘结预应力装配式混凝土框架体系。

本项目总建筑面积3293平方米，地上3层（局部2层）房屋高度11.1m，其中北楼结构设计为等同现浇的装配整体式框架结构，为常规装配式结构做法；两个楼梯间为新式装配式剪力墙结构做法；弧形大厅为超长、超大构件套筒灌浆连接做法；钢连廊为连接南北楼的钢结构做法；南楼为“中建快速装配体系（PPEFF）”即预应力框架结构。

该体系的结构成型主要是，先吊装固定3层通高预制柱，然后依靠梁柱之间的预应力干式连接形成框架体系，水平布置大跨度预制预应力空心板，叠合层内设计梁顶屈曲约束耗能钢筋和梁底的抗剪钢筋。其中分别涵盖了“单孔灌浆套筒连接”“梁柱预应力干式压着连接”“大跨无次梁预应力空心楼板”和“屈曲约束耗能钢筋”等多项新技术。

2 主要预制构件和叠合层设计节点

2.1 预制柱

三层通高预制，截面500mm×500mm，高度11.93m，重量：7.7t，共有21根。在每层对应的标高处，预制柱上预留2个对穿孔道，作为干式连接的预应力孔道。

2.2 叠合梁

预制叠合梁，梁两端不出钢筋，梁截面尺寸为：400mm×600mm，梁预制高度为380mm，叠合高度为200mm，搁置SPD板深度为60mm，单根叠合梁的重量在2.3t左右，共有32×3=96根。在每根叠合梁中间预留1个预应力对穿孔道。

2.3 预制SPD板

框架部分为：尺寸1200mm×6650mm，厚度：150mm，现浇层：50mm。梁端端部1.2m范围内与叠合层共同灌实，孔道内设置1.2m长C8构造钢筋，板与板拼缝处砂浆塞缝，放置一根1.2m长C8的构造钢筋。SPD板降板处设置“Z”型钢筋加固。

3 吊装整体流程分析

3.1 吊装流程思路分析

为确保幼儿园南楼吊装的顺利实施，达到10天完工的“高效施工”目的，在前期策划过程中，主要通过以下几点进行思考：①合理的吊装流向；②技术间歇的合理控制；③紧密的工序穿插；④优化吊装工艺方法；⑤施工人材机的选择。

PPEFF体系设计理论图

本文仅对第①条进行概述，详细分析第②条内容，剩余的紧密的工序穿插、吊装工艺方法、施工人材机的选择本文暂不做详述。

3.2 合理的吊装流向

南楼根据结构类型可分为3个种类：中间的PPEFF框架，东西两侧装配整体式剪力墙楼梯间，西侧2层通高弧形剪力墙大厅。

通过研究图纸节点，根据3个部分之间的相互连接节点关系，得出结论为：如抛开后期钢构连接件，3个部分可同步施工，仅需考虑到每层的叠合层施工前达到同步便可。

此处便可引出PPEFF体系三种不同的吊装顺序：①逐层吊装叠合梁，逐层预应力张拉，逐层吊装SPD板和叠合层施工；②先吊装3层叠合梁，穿插预应力张拉，再逐层吊装SPD板和叠合层施工；③先吊装二层叠合梁，预应力张拉二层，吊装二层SPD板，再吊装三层和屋面层叠合梁，穿插预应力张拉，再逐层吊装SPD板和叠合层施工。

这三种较佳的吊装方式间的差距，便在于是否合理规避了技术间歇。

3.3 技术间歇控制

根据前期分析，本项目除去叠合层混凝土浇筑之外，施工进度计划的关键线路为构件的吊装线路，故PPEFF框架结构内影响到构件吊装的阶段我们称之为技术间歇，共有4种，分别是：①柱底注浆技术间歇；②预应力张拉梁柱接头注浆技术间歇；③预应力穿筋张拉技术间歇；④其余施工措施技术间歇。

其中第①项技术间歇，因三种较佳吊装方式均包含柱底注浆达到设计要求强度，故可不做考虑。第④项技术间歇主要指不同吊装工艺造成的影响时间。

下面针对三种较佳的吊装方式进行技术间歇方面的分析。

3.3.1 逐层吊装叠合梁，逐层预应力张拉，逐层吊装SPD板和叠合层施工

此方法为待预制柱吊装完毕后，逐层吊装叠合梁，叠合梁通过固定在预制柱四周的钢牛腿进行支撑，随后等待每一层梁柱接头处封仓注浆上强度，每层预应力张拉。此方法为常规做法，无法体现PPEFF体系的设计特点，但施工保守，可以确保工程的顺利完工。

由于本工程的施工进度计划主线路为吊车的吊装线路，且三种施工方法的吊装工作量均相同，故不做计算，仅对影响吊装工作的技术间歇进行分析。

第一种方法仅有一个施工阶段，重复三次，溢出时间即为每层的梁柱接头封仓灌浆上强度时间和2跨预应力穿筋张拉的时间。采用第①种吊装方法，技术间歇时间溢出54h。

3.3.2 先吊装3层叠合梁，穿插预应力张拉，再逐层吊装SPD板和叠合层施工

此方法采用盘扣脚手架进行搭设，通过托梁确保3层叠合梁可一次性吊装完毕。

预制柱吊装过程中穿插首层架体搭设，预制柱吊装完毕后开始吊装二层叠合梁并穿插下层架体搭设，同步穿插二层叠合梁的梁柱接头封仓注浆和预应力穿筋张拉工序。待屋面叠合梁张拉完毕后拆除满堂架，逐层吊装SPD板并穿插叠合层施工。

此方法的核心在于使用盘扣架的特殊部件达到一次性吊装完成叠合梁，同时满堂架的支撑可防止三层叠合梁同步上的稳定性，随后SPD板和叠合层的吊装和施工可紧密穿插，但架体的搭设和拆除时间为其中风险项。此方法可称为PPEFF体系的“逆作法”。采用第②种吊装方法，技术间歇时间溢出38h。

3.3.3 先吊装二层叠合梁，穿插二层的预应力张拉，随后吊装二层SPD板，再吊装三层和屋面层叠合梁，穿插预应力张拉，再逐层吊装SPD板和叠合层施工

此方法叠合梁支撑体系与第一种方法相同，使用钢牛腿起到支撑作用，单支撑防止张拉下扰。预制柱吊装过程中穿插叠合梁的吊装，二层叠合梁吊装完毕后，直接对二次叠合梁进行张拉，并吊装SPD板，随后开始吊装三层和屋面叠合梁，同步穿插三层叠合梁的梁柱接头封仓注浆和预应力穿筋张拉工序，待吊装三层SPD板时，穿插屋面层叠合梁的梁柱接头封仓注浆和预应力穿筋张拉工序。

此方法的主旨在于同步叠合梁和SPD板的吊装与梁柱接头和预应力张拉的施工，消除技术间歇。快速形成二层张拉和SPD板结构体系，可以为三层和屋面层的施工提供便利。并且可以提前穿插首层的砌体结构施工，有利于提前项目的整体工期。劣势在于依赖于有序的调度吊装班组、封仓灌浆班组和预应力张拉班组的作业，稍有滞后可能就会影响整个流程的实施效果；再者就是吊装难度较大，工人不易操作。采用第③种吊装方法，技术间歇时间溢出32h。

对比①、②、③种吊装顺序，第③种吊装顺序的技术间歇时间消耗最短，故最终选用第③种吊装方法。

第三种吊装方法示意图

4 结论

本文根据同心花苑还建小区幼儿园项目的前期策划和后期实施效果，总结出了以下几条结论：

（1）了解PPEFF体系的结构特点，做好设计交底和图纸会审，熟悉图纸中各个细部节点要求和设计意图，明确构件吊装的基本顺序。

（2）通过整合或规避吊装过程中必不可少的技术间歇，对吊装的顺序进行细部调整，会在其余工况定型后，对整体工期的缩短起到关键性作用。

（3）任何一个装配式项目实施前，在其整体吊装思路明确后，仍需要做好充分的前期准备工作，如各阶段的现场平面布置图、详细的吊装工作计划表、吊装应急预案等，对整个施工过程进行预见性分析，防范于未然。