预应力混凝土双T板在大跨度屋面结构中应用研究

预应力混凝土双 T板在大跨度屋面结构中应用研究

安利永

河北建设集团股有限公司 河北 保定 071000

摘要：国际上的预制标准构件种类很多，其中用途广、经济性好的构件最主要的有预应力多孔板和双T板两种，广泛应用于各类房屋的楼盖与屋盖。双T板是一种板梁结合的预制钢筋混凝土承载构件，由宽大的面板和两根窄而高的肋组成。其面板既是横向承重结构，又是受弯纵肋的受压区。由于受压区截面较大，中和轴接近或进入面板，受拉钢筋力臂较大，因此双T板具有良好的结构力学性能，明确的传力层次，简洁的几何形状，是一种可制成大跨度、大覆盖面积的比较经济的承重构件。

关键词：混凝土；屋面结构；应用研究；

对于有空间要求的厂房、礼堂等建筑物采用双T板作为屋面板其综合造价低，且其抗腐蚀性、耐久性、防火性能等方面具有明显的优势，后期的维护远远低于钢结构建筑物。

在选题实施工程项目中，其中两个单体工程为礼堂和食堂，食堂工程中南北跨度为15.3m，礼堂工程中南北跨度为26.15m，不仅对使用空间有要求，同时结构跨度大，要求结构体的轻量化，减少屋面工程的施工难度。根据上述双T板结构力学性能好、结构轻量化、适用于有空间要求的大跨度结构的特点采用预应力混凝土双T板作为结构屋面，板体结构自身进行找坡，避免二次屋面找坡施工。

为了减轻结构自重，屋面工程放弃原本的细石混凝土而采用为发泡混凝土作为保温保护层。屋面做法情况如下：

1.防水层施工

2.水泥砂浆找平层

3.发泡混凝土保温保护层

4.满铺保温板

5.局部找平

2、项目研究技术路线、关键技术及创新点

2.1项目研究技术路线

根据结构特点进行预制构件选型，预埋件定位安装，解决板体配型设计以及定位问题。然后结合实际情况进行吊装方案设计，在双T板施工的整体过程中，吊装安装质量的要求是施工要点，为了在短期内完成吊装工作，对影响双T板的吊装效率的因素进行分析，最终发现吊车的选型和布置、构件受力计算不周全、构件运输与堆放这三个是主要因素，所以通过对室内吊装和室外吊装两种施工方案计算比选，最终采用室外吊装方案结合二次倒运方法解决吊装问题。吊装完成后进行板缝处理。同时为减轻屋面的永久荷载，提高构件安全性，对屋面进行优化设计，采用轻质材料施工屋面。

2.2关键技术

吊装方案选择→吊装前准备→技术准备→机具准备→起吊实验→双T板安装→板缝处理→屋面层施工→检验交工

1.在施工前方案选定时，利用BIM技术进行排板、模拟双T板施工过程；

2.在屋面层施工时，为减轻屋面的永久荷载，提高构件安全性，对屋面进行优化设计，采用轻质的发泡混凝土代替细石混凝土作为找坡、找平层。

2.3创新点

（1）通过对预应力混凝土双T板构件结构形式的研究，根据工程实际情况进行深化设计，从而可以更加合理的施工工序安排，提升工程质量，加快施工进度。

（2）应用三维可视化技术进行预先排板、预埋件定位校核，并对板体进行编号，保证吊装过程有序进行。

（3）由于双T板自身结构原因，板体与板体、墙体之前存在缝隙，在传统的封堵方式的基础上进行优化设计，采用新型U型吊模进行板缝封堵，提高防渗性能，同时满足板体的伸缩变形。

（4）通过设计优化，将原设计找坡层、EPS保温层、找平层优化为轻质材料发泡混凝土，减轻屋面永久荷载，加快施工进度，降低施工成本，提升经济效益，提高结构构件的安全稳定，同时保证建筑节能设计要求。

3、项目实施主要内容

3.1施工方案的选择

1、起重机的选择

1）起重机类型的选择

结合本工程的现场实际情况，由于外汽车吊开赴吊装地点迅速、方便，吊装机动、灵活，因此起重机选用汽车吊．

（1)工程采用单机作业，26m长的双T板板自重205kN，即Q1=205kN，考虑索具重力Q2=10kN，则Q≥Q1+Q2=215kN；

（
2）起重高度计算(图2)：取h1=14.15m，h2=0.3m，h3=0.15m，h4的取值考虑如下：吊装采用4点起吊，吊索与水平面的夹角取45°，h4=6.0m，选用起重机的起重高度：H≥h1+h2+h3+h4=20.60m；

（3）吊装半径及起重臂长度计算：吊装半径R=12m,起重臂垂直高度为H+h0-h=20.60+2=22.60m，臂长约25m，主臂仰角约50°；

（4）综合考虑(1)、(2)、(3)及起重机的工作幅度，选用重型汽车起重机QY200汽车吊。

2）起重吊索选择

吊
索采用4支起吊，吊索内力计算如下：(见图3)：

吊装长度为26m的双T板：S=Q／sina／n，即S=215／sin45°／4=76kN

通过计算后得出结论，吊索应采用直径22mm钢丝绳，钢丝绳单根破断拉力为256kN，四根钢丝绳在安全负载的条件下允许拉力15.8t。钢丝绳的长度选用10m。

2、BIM技术的应用

利用BIM技术进行排板，提料，板体结构形式演示，结合起重机械的选型以及现场实际情况进行施工模拟，最终证实施工方案的可实施性，保证吊装质量。

3.2吊装前准备

1、安装要求

依据施工组织平面图，做好现场建筑物的防护、对作业范围内空中电缆设明显标志。做好现场的三通一平工作。安装前，要清除混凝土灰渣，设立基础定位线，要用红色油漆明显标示准确的“+”字轴线，以确保与双T板轴线吻合。

2、定位测量

吊装前需复核的项目：①梁柱砼标号；②吊装场地周围回填土夯实情况；③梁柱轴线标志，标高基准点；④安装轴线偏移量；⑤梁柱标高偏差。

3、双T板的运输

1)在装卸、运输过程应尽量保护层板，避免双T板在运输过程中受到损坏。

2)运输的双T板必须按照吊装要求程序进行发运，尽量考虑配套供应，确保现场顺利吊装。

3)双T板应对称放置在运输车辆上，装卸车时应对称操作，确保车身和车上双T板的固定。

4)双T板运输过程中应放置垫木，在用钢丝绳固定时应做好双T板四角保护工作，防止双T板变形和刻断钢丝绳，对不稳定双T板应采用支架稳定。

4、双T板的堆放

1)双T板堆放场地应平整，场基坚实，无杂草，无积水。

2)双T板堆放应使用垫木，垫木必须上下对齐，每堆双T板堆放高度应视构件的情况分别掌握，一般和次要构件（支撑、檩条、墙梁等）不宜超过1m，重型双T板采用单层堆放，每榀之间应放垫木。

3)双T板之间，应留出一定的距离（一般为2m）。

4)双T板可按吊装顺序及安装位置，在保证起重机械及运输车辆行走通畅的情况下，按各种型号分别堆放于吊装位置附近。

5)双T板编号宜放置在两端醒目处，以便于吊装时双T板的查找。

依据安装顺序分单元成套供应，双T板运输时根据长度、重量选用车辆，双T板在运输车上要垫平、超长要设标志、绑扎要稳固、两端伸出长度、绑扎方法、双T板与双T板之间垫块，保证双T板运输不产生变形，不损伤涂层。装卸及吊装工作中，钢丝绳与双T板之间均须垫块加以保护。

依据现场平面图，将双T板堆放到指定位置。双T板堆放后，设有明显标牌，标明双T板的型号、规格、数量以便安装。以两榀双T板为一个单元,第一单元安装时应选择在靠近山墙,有柱间支撑处.

5、双T板标注

吊装前对双T板做好中心线，标高线的标注，对不对称的双T板还应标注安装方向，应标注出重心和吊点，标注可采用不同于双T板涂装涂料颜色的油漆作标记，做到清楚、准确、醒目。

结束语：

随着时代的高速发展，各种铁路桥梁工程越来越多。针对预应力大跨度铁路桥梁施工难度高的特点，一定要引起足够的重视，制定合理的施工设计、施工方案，严格进行施工管理，充分做好工程测量工作。

参考文献：

[1]王岩.预应力混凝土T梁预制与安装施工技术探讨[J].建材与装饰，2019，000（015）：260-261.

[2]谢琦明.分析提高预应力混泥土T梁预制与安装的质量措施[J].四川水泥，2019，000（001）：305.