带肋预应力叠合板在钢结构工程中的应用

姜魏，杨镇，付正权

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 工程概况

某安置房工程项目地上15层，地下1层装配式钢结构工程建筑，楼板设计为带肋预应力叠合板，叠合板使用面积约为9000m2。工程项目组负责根据工程实际情况，对带肋预应力叠合板进行设计，并交由专业生产厂家生产，同时负责叠合板的运输、存放、吊装以及施工。带肋预应力叠合板采用的是预制预应力混凝土带肋底板，并且在板肋预留孔中设置有横向的穿孔钢筋，与楼板支座负筋进行绑扎，浇筑混凝土叠合层完成楼板整体施工。

2 带肋预应力叠合板设计与生产

2.1 设计

带肋预应力叠合板设计应当保证构件满足建筑承载力以及荷载要求进行设计；另一方面，带肋预应力叠合板在设计过程中，需要充分考虑工程实际，尤其是施工现场环境，包括施工现场布置、起重设备起重量、机电管线优化等。因此，项目组设计人员在进行带肋预应力叠合板设计时，应用BIM技术对其进行深化设计，借助其构建模型、模拟施工、碰撞测试等功能，实现对每一块楼板的独立设计，保证其满足尺寸及荷载强度要求。

以4m×3m的楼板设计为例，其尺寸较大，运输与施工不便，可以将预制带肋底板分段生产安装。预制带肋底板的宽度可以分为单肋板0.4m、0.5m两种，双肋板1m，根据实际施工需求，可以采取两种类型相结合的布置方式。叠合板长边先支撑在混凝土梁上时，需要最少锚入梁20mm，支撑在混凝土剪力墙上时，需要最少锚入墙15mm。叠合板短板则在两种情况下均无需锚入，但需要在生产时缩小10mm便于吊装。

工程施工应用带肋预应力叠合板长度为3.04m，宽度为0.99m；跨度小于3.3m，则板厚为30mm、肋高为55mm，肋宽为100mm。

此外，带肋预应力叠合板配筋选择主要根据楼面荷载情况。本工程中，根据楼板面层及吊顶灯荷载标准值，卧室、客厅、厨房、卫生间等楼面可变荷载值，选择配筋。负弯矩筋为HRB400级直径8mm钢筋，间距为200mm；主筋①为直径5mm低松弛消除预应力螺旋肋钢丝；双肋底板短边钢筋②以及板肋部钢筋③均选用HRB400级直径6mm钢筋，前者间距同为200mm（见图1）。

图1 双肋预应力叠合板剖面图

2.2 生产

带肋预应力叠合板的制作生产选择专业的生产厂家，具有现代机械化生产线，能够满足设计要求，生产符合设计施工要求的叠合板。同时，通过对叠合板设计、生产、施工的一体化研究，要求生产厂家能有效整合全产业链资源，实现协同合作，提高生产质量。

3 带肋预应力叠合板运输与堆放

3.1 运输

本项目在带肋预应力叠合板运输中，要求采用专用的运输支架，并采用阻尼橡胶垫进行支座设置，实现无损运输。工程实际应用结果证明，采取此种运输方式能够有效降低叠合板发生变形以及震颤响应，极大的降低了叠合板破损发生率。同时，在运输前，做好运输路线的规划，收集整理运输路线中的高度、载重等各方面限行标准，排除在运输过程中国可能遇到的限制问题，进行路线优化或者合理设置构件尺寸。

在施工现场运输中，需要对运输车辆的转弯半径进行分析，确保现场运输畅通；充分考虑起重设备最大荷载力、施工现场道路承载力及平整情况，防止运输过程中发生车辆震动，导致叠合板发生损伤。此外，本项目施工过程中，根据施工进度，充分考虑外部施工环境影响，制定了带肋预应力叠合板施工需求计划表，满足节点工期施工，同时保证材料运输有度。

3.2 堆放

施工现场堆放场地规划中，带肋预应力叠合板堆放主要遵循“用一备一”的原则。项目建设中，每层施工所需带肋预应力叠合板约为300m2，叠合板堆放高度不能过高，一般不超过7层，堆放场地的投影面积大约在85m2左右。同时，考虑到在堆放以及吊装施工过程中，需要预留足够的施工操作场地，因此，在场地规划中还需要将这一部分场地划入其中。施工中，带肋预应力叠合板施工现场堆放区面积约为200m2。

设计专项堆放方案，首先需要对堆放区环境进行处理，做好排水，保证场地平整。其次，对带肋预应力叠合板进行编号，根据施工规划确定堆放位置，分类堆放。为充分保证在堆放过程中带肋预应力叠合板不会受到损伤，需要在其两端20cm处加设垫木；跨中设置木垫板，对小于3.6m的叠合板设置一条，大于3.6m的叠合板均匀设置两条，要求每层木垫板都对齐。

4 带肋预应力叠合板吊装施工

4.1 吊装作业

带肋预应力叠合板在吊装作业中，首先在施工前，要求施工人员充分掌握施工特点及实际要求，并且管理人员要对吊装施工人员技术交底，以及专项的施工安全教育。其次，对预制构件需要按照施工方案进行编号，在吊装施工中，严格按照编号顺序进行吊装作业[1]。

在吊装作业过程中，为保证带肋预应力叠合板吊装各个吊点的受力是均匀的，施工中专门设置了横梁式吊具，其中有四条吊索，每条长度相等，吊装中各条吊索与构件的水平夹角至少大于45°，一般来说最好保持在60°以上。吊装操作应当遵循慢起—快升—缓放的原则，同时对吊装构件进行校正。主要流程是起吊—静停—就位—初校—细调。带肋预应力叠合板安装之前，需要先对架体顶面标高进行调整，同时检查其平整度，当叠合板吊装到位后，校核相邻叠合板的接缝高差，若差距大于2mm，则重新起吊后对托座进行调整，然后再次吊装就位。需要注意的是，带肋预应力叠合板胡子筋需要锚入梁内至少150mm，因此，在吊装作业中需要重视保护胡子筋和短向附加钢筋，保证其强度达标。

4.2 叠合层施工

带肋预应力叠合板叠合层施工主要包括钢筋绑扎、混凝土浇筑以及后期养护三个阶段。

①在进行叠合层钢筋绑扎施工之前，需要保证叠合板表面的干净整洁，彻底清除其表层杂物；

②在绑扎过程中，以钢筋的间距为依据，采取弹线绑扎，同时避免出现在局部钢筋堆载较大的情况[2]。

③在叠合层混凝土浇筑施工之前，保证叠合面的清洁，清除其上松散的骨料以及浮浆等杂质，并且在浇筑前要保持其湿润状态，但不能留有积水；

④浇筑过程中，采取中间向两边浇筑的方式；混凝土现浇与叠合层交接的地方，需要充分振捣，消除气泡，保证其密实度；混凝土均匀布料，避免堆载不均匀；布料堆积的高度控制主要根据叠合层的厚度以及施工可变荷载值（1.0kN/m2）规定。

⑤在叠合层混凝土浇筑完成后，需要进行后期养护，时间一般不少于14d，根据混凝土强度确定支撑拆除时间，当其达到设计强度的70%以上后，才能够拆除支撑。下部支撑的拆除需要在混凝土强度完全达标时。

5 结语

在本次安置房工程项目建设中，采取带肋预应力叠合板施工，通过合理设计规划施工方案，严格把控施工过程，实现了良好的应用效果。随着我国大力推动装配式建筑发展，以及装配式钢结构建筑自身优势，未来超高层住宅建筑将不断向装配式钢结构工程建筑方向发展，带肋预应力叠合板在钢结构工程中具有广阔的应用前景，既能够满足钢结构工程承载力要求的同时也满足钢结构工程施工周期短，施工便捷性要求高的特点。