预应力PK板免排架支撑技术应用

唐道通（江西省建工集团有限责任公司，江西 南昌 330001）

0 引 言

钢结构建筑具备重量轻、抗震性能优等优势，属于绿色生态建筑[1]。目前，钢结构建筑中，常用的楼板为现浇筑混凝土楼板，该楼板虽然建设成本较低，但其施工现场需要搭建模板与脚手架，污染施工环境，延长施工时间，不利于钢结构建筑的健康绿色发展[2]。预应力PK板具备免模板、施工便利和工期短等优势，可解决现浇筑混凝土楼板存在的问题。为此，研究预应力PK板施工技术与质量控制，进一步提升预应力PK板的使用性能。

1 工程概况

以某综合楼工程为研究对象，该工程的楼层是5层，1层层高是6.1 m，2～5层层高均为4.1 m。楼板均为预应力PK板，楼板厚度是460 mm，跨度是18.5 m，长度是33.5 m，混凝土强度等级是C30。

2 预应力PK板施工技术与质量控制

2.1 预应力PK板施工技术

2.1.1 局部支撑架布置

该综合楼工程局部支撑架布置的具体步骤如下。

步骤1：以现浇筑混凝土的方式，建筑5层楼板，使各层楼板均符合国家规定的强度需求。

步骤2：由上至下，依次张拉预应力材料，确保预应力支撑的完善性[3]。张拉过程中，需要确保支撑架内钢管与扣件等结构，和图纸完全相同，当钢管与扣件等结构和图纸不符时，则会提升施工难度，延长施工时间。

步骤3：以多次论证的方式，确保整个支撑架的受力程度超过基本的承载能力[4]，并降低施工成本。

2.1.2 预应力PK板施工技术要点

预应力PK板施工过程中，主要涉及钢筋、混凝土、蒸汽养护、吊装、板底拼缝处理5个方面。

（1）钢筋施工技术。钢筋施工技术主要包含5个方面，具体分析如下：

①确保各预应力钢筋间的距离一致，并将各钢筋张拉应力的偏差控制在允许范围中，即控制在±5%以内。

②各钢筋张拉应力需控制在0～1.04之间。

③预应力钢筋张拉至指定强度后，放置12 min，保证其所有锚紧后，检查各预应力钢筋的实际张拉应力，使各预应力钢筋的张拉应力，均符合建筑需求[5]，并记录与存储各预应力钢筋的实际数据。

④精准控制预应力钢筋保护层厚度，均利用马凳垫设预应力钢筋，马凳高度为22 mm，每m2预应力钢筋的马凳垫设数量需＞6个，保证全部预应力钢筋的高度一致，即确保保护层厚度一致。

⑤均匀布设预应力钢筋，预应力PK板薄弱处，需增加预应力钢筋数量。

（2）混凝土施工技术。以试配方式，确定预应力PK板施工过程中的混凝土配合比。按照理论配合比试拌与修正基准配比，分析混凝土拌合物的使用性能，制备规定龄期试件，确定最终配合比。全部预应力PK板混凝土的养护条件需保持一致[6]。以干硬性混凝土为主，可提升混凝土质量与匀质性。混凝土浇筑时无须加水，并采用振捣棒捣实混凝土。预应力PK板在每个方向上的大小，均需控制在允许偏差内。预应力PK板浇筑混凝土后，需对其表面进行打毛处理，确保划痕深度一致，通常划痕深度需控制在4.5 mm以下。

（3）蒸汽养护技术。预应力PK板混凝土浇筑结束后，需对其进行保温养护，养护2～3 h后，继续升温，以＜18 ℃/h的升温速率，将养护温度升至目标温度，随后开始恒温养护，以达到设计养护时间为止。

（4）吊装施工技术。吊装施工技术主要包含以下3个方面：

①预应力PK板吊装次数尽量为1次，且尽量一次便可将预应力PK板吊装至指定位置，避免吊装位置出现偏差，导致预应力PK板出现撬动损坏问题。

②吊装预应力PK板时，需重点保护锚固钢筋，避免其出现弯曲与折断现象，锚固钢筋的位置需处于主筋以下的核心区中。

③预应力PK板施工时，不可在预应力PK板上放置钢筋与钢管等施工器具。在预应力PK板上垫放木楞，可临时放置钢筋与钢管等施工器具，起到保护预应力PK板的作用，同时放置位置不可集中在一处。

（5）板底拼缝处理施工技术。板底拼缝处理施工步骤如下：

步骤1：通过钢丝刷清洁预应力PK板的缝隙，确保预应力PK板拼缝处无杂质。

步骤2：选择掺入纤维丝的混合砂浆作为填缝材料。

步骤3：对填缝材料进行压实填平处理，压实填平次数为2次，2次压实填平时间需要＞6 h。

步骤4：板底批腻子情况下，需在板缝位置粘贴纤维网格布，厚度为12 cm，防止板底拼缝出现裂缝。

2.2 预应力PK板施工质量控制

2.2.1 局部支撑架布置质量控制

局部支撑架布置质量控制主要包含以下9个方面：

（1）重点检查局部支撑架立杆接头位置、数量与垂直度。

（2）在不同框格内，放置立杆与水平杆接头；邻近2根立杆的接头在不同步内错开，1根立杆的2个邻近接头高度需不同，2个邻近接头的高度差需超过450 mm；每个接头中心与主节点的距离需低于1/3步距。

（3）全部支撑架杆件交接位置均需设置扣件。

（4）立杆垂直偏差，以及横杆水平偏差满足设计需求。

（5）扣件的拧紧力矩需控制在40～55 N·m之间。

（6）按照工程特点，制订合理的混凝土浇筑方案，保证支撑架在混凝土浇筑时受力均匀。

（7）预应力PK板施工时，局部支撑架不可集中堆载，确保局部支撑架不会出现过载现象，若存在过载问题，需及时制订有效的控制措施。

（8）混凝土浇筑时，需聘请专业人员，检测支撑架的支架与支承状态，若出现变形问题，需及时反馈并立刻解决。

（9）上层预应力PK板未浇筑混凝土前，不可拆除下层支撑架。预应力PK板设计强度达到设计标准时，未张拉预应力PK板不可拆除支撑架。

2.2.2 预应力PK板质量控制

预应力PK板施工质量控制主要包含4个方面，具体分析如下：

（1）预应力PK板大小与吊装位置，均需符合工程建设需求。

（2）预应力PK板施工时，需定期检查施工设备，确保施工设备无故障。

（3）预应力PK板施工时，需实时记录施工数据，确保后期出现问题时，能够找到事故原因。

（4）预应力PK板施工时，需时刻分析钢筋应力，确保其符合工程建设需求；预应力PK板施工结束后，利用回弹法检测混凝土强度。

混凝土浇筑前钢筋的允许偏差如表1所示。

表1 混凝土浇筑前钢筋的允许偏差

预应力PK板大小的允许偏差如表2所示。

表2 预应力PK板大小的允许偏差

2.3 预应力PK板性能分析方法

利用加载装置，分析应用该施工技术与质量控制方法后，该预应力PK板的使用性能。在PK板的跨中与1/4跨处，分别安装千分表与应变仪，测量预应力PK板的挠度。

挠度Y的计算公式如下：

式中：q——均布荷载；

n——荷载加载次数；

E——弹性模量；

I——截面惯矩。

利用正向均布加载方式，可模拟预应力PK板的实际使用情况，加载步骤如下：

步骤1：预加载，将全部仪器均归零，在预应力PK板弹性范围内加载。分析所有试验装置与荷载设备是否稳定，并分析每个测点参数是否存在异常情况，如果存在异常情况，需及时找到原因，并进行维修。

步骤2：正式加载。以人工分级加载方式，进行加载试验。当预应力PK板处于弹性阶段时，各级荷载均为1.0 kN/m2，持续12 min后记录试验数据，预应力PK板出现裂缝后，各级荷载为0.5 kN/m2，同样持续12 min后记录试验数据，直到预应力PK板被完全破坏为止。

3 实验分析

分析应用本文施工技术与质量控制方法后，该预应力PK板在不同荷载下的挠度变化情况，分析结果如表3所示。

表3 预应力PK板在不同荷载下的挠度变化情况

由表3可知，随着荷载的提高，预应力PK板跨中与1/4跨处的挠度均呈上升趋势，当荷载＜8 kN/m2时，跨中与1/4跨处的挠度上升速度均较缓慢，说明此时预应力PK板处于弹性阶段；当荷载＞8 kN/m2时，跨中与1/4跨处的挠度上升速度均较快，说明此时预应力PK板进入塑性阶段。其中，不同荷载下，跨中的挠度值均高于1/4跨处的挠度值，跨中最大挠度值是60.19 mm，最小挠度值是1.23 mm，平均挠度值是14.66 mm；1/4跨处的最大挠度值是53.91 mm，最小挠度值是1.14 mm，平均挠度值是13.13 mm；且跨中与1/4跨处的最大挠度值均未超过允许挠度值，说明应用本文施工技术与质量控制方法后，该预应力PK板的延性性能较优，具备较优的抗弯性能。

4 结 语

预应力PK板具备成本低、工期短等优势，在建筑领域广泛应用。以某综合楼工程为研究实例，研究预应力PK板施工技术与质量控制方法，提升预应力PK板的使用性能。实验结果表明，不同荷载下，应用本文施工技术与质量控制方法后，该预应力PK板跨中的最大挠度值是60.19 mm，1/4跨处的最大挠度值是53.91 mm，均未超过允许挠度值，说明该预应力PK板的延性性能较优，即应用本文施工技术与质量控制方法后，可提升预应力PK板的抗弯性能。

[2] 张波平.30 m预应力箱梁预制施工技术质量控制要点[J].低碳世界，2020，10（4）：143-144.

[3] 杨昌国，邓翠娥.桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制[J].黑龙江交通科技，2022，45（9）：92-94.

[4]武恒.预应力混凝土T梁施工技术与质量控制分析[J].工程技术研究，2022，7（4）：84-86.

[5]王跃龙，俞沛然，奚林胜.组合钢板梁桥全宽预应力桥面板预制施工关键技术[J].施工技术，2020，49（4）：36-39.

[6]刘建伟，张维炎，虞旭东.三段折线式布置竖向预应力结构施工质量控制[J].施工技术，2021，50（14）：11-15，92.