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装配式建筑异形PC构件吊装技术分析

发布时间:2020-01-20    作者:admin    点击量:

摘要

 

异形PC构件通常指体积较小、形状不规则的混凝土预制构件。异形预制构件在脱模起吊、运输起吊时,易因起吊点、吊钉载荷、吊装方法等设置不合理,而造成吊装困难,甚至预制件损坏;在现场安装时,常由于吊装误差偏大,造成预制件之间拼缝宽度不一致、相邻预制件的平整度超差、垂直度超差等。

 

为解决异形PC构件吊装偏差问题,本文结合某工程实例,针对项目采用的预制平窗(凸窗)、预制阳台及预制楼梯等异形预制构件,主要从吊钉设置、吊装方法及吊装精度控制等方面对吊装技术进行分析。为类似工程项目预制构件吊装提供参考。

 

关键词

 

装配式建筑;异形构件;PC构件;吊装

 

引言

 

目前装配式建筑在国内大范围开展,各省市和地区不断出台相关政策,积极推动装配式建筑的发展。由于具有节能、环保等特点,装配式建筑已成为建筑业发展的必然趋势。装配式建筑是由预制构件通过可靠的连接方式装配而成的,主要体现在混凝土结构、钢结构和木结构上。对于装配式混凝土结构,由于PC构件自重、尺寸较大,在脱模起吊、运输起吊及安装起吊等过程中,构件可能不能承受吊装过程中因自重产生的内力而导致开裂甚至破坏[1],所以对PC构件的吊装技术研究显得尤为重要。

 

PC构件包括预制楼板、预制梁柱、预制隔墙等标准构件,还包括预制平(凸)窗外墙、预制楼梯、预制阳台等异形构件(即非标准构件)。异形PC构件通常指体积较小、形状不规则的混凝土预制构件。目前国内关于PC构件吊装技术的研究文献相对较少,主要是后续几位学者进行了研究。赵国辉等[2]针对预制超大剪力墙从平吊和立吊两多方面对吊装技术进行了研究;王瑞杰[3]从吊装和施工的角度,对预制构件吊环的设计与施工进行了研究分析;赵勇等[4]从施工验算的控制标准、荷载取值、计算模型等方面对PC构件吊装技术进行了分析;彭春生[5]则对屋架吊装施工进行了探讨;邵子洋[6]对叠合板吊装系统设计进行了研究;周光毅等[7]从吊具安装、构件起吊调整、构件下落、调整对位等吊装工艺进行分析。通过已有文献分析,多数学者针对标准PC构件吊装技术进行了研究,而未重点分析异形PC构件吊装技术,并且在吊装精度控制方面少有学者进行阐述。

 

本文结合湖北武汉某工程项目,主要针对项目采用的预制平窗外墙、凸窗外墙、阳台及楼梯等异形PC构件,从吊点设置、吊装方法及吊装精度控制几方面进行吊装技术的研究。通过采用预制生产方式,节约大量人力、物力和财力,为工程项目提升经济效益,有效促进地区装配式建筑的发展。

 

一、项目概况

 

位于湖北武汉的某工程项目,建设多栋6至31层的多、高层住宅楼及配套商业楼。其中住宅楼和商业楼的平窗外墙、凸窗外墙、阳台及楼梯,均采用预制的方式。构件在PC工厂生产,且外墙面砖、装饰线条等一次成型,再运转至项目现场,结合现浇混凝土技术,进行安装拼接。

 

二、吊点设置

 

异形预制构件极易因吊点设置不合理而偏心起吊,造成预制构件损坏。在浇筑混凝土前,需合理布置起吊点,并预埋规定荷载的吊钉或吊环,之后进行起吊工作。

 

对于起吊点的位置,首先需要找到异形预制构件重心,根据重心位置及起吊高度,确定吊钩合力作用点方向,从而合理设置吊钉预埋位置,并建立相关数据,标识在预制构件外形尺寸深化图中。本工程异形PC构件规格较简单,直接AutoCAD三维建模功能,内建立预制构件三维实体模型,建立UCS坐标,找到重心位置,从而确定吊点,预埋吊钩。

 

三、吊装系统设计

 

对于平窗、凸窗外墙预制构件,采用“—”型吊梁起吊,吊链采用两爪吊链,吊链与吊梁的水平夹角α不宜小于60°[8],确保预制构件在起吊过程中能够垂直起吊,保证吊装过程的稳定性和安全性,如图1所示。

 

 

对于阳台预制构件,采用“□”型吊架起吊,吊链采用四爪吊链,吊链与吊架的夹角同样不宜小于60°[5],确定阳台预制构件垂直起吊,保证吊装稳定性和安全性,见图2。

 

楼梯预制构件为斜型结构,为确保楼梯预制构件在起吊过程中垂直起吊,使楼梯在吊装时呈现就位时的角度,一般采用四爪吊链起吊,4条吊链为两长两短,吊链与楼梯踏步面的夹角不应小于60°[8],见图3。

 

吊链的型号须根据预制构件的重量及相应吊装构配件的参数进行设计计算。

 

四、吊装精度控制

 

PC构件在运往现场安装时,常由于吊装误差偏大,导致PC构件之间拼缝宽度不一致、相邻PC构件的平整度超差、垂直度超差等,从而需额外增加工程量进行调整、修补,影响工程项目的质量、进度和成本。所以PC构件在现场安装对吊装精度要求非常高,主要由塔吊或吊车起吊,并辅以其它工具、设备进行精度控制。

 

预制构件吊装就位前,需对预制构件水平度、垂直度及平面位置进行精细调节,保证预制构件准确就位。

 

4.1  平、凸窗预制构件精度控制

 

1)水平度(标高)控制

 

平窗、凸窗预制构件吊装就位时,用水准仪测出预制构件搁置部位的楼板面标高,与设计吊装搁置位置标高对比,通过设置于预制构件底部的钢垫板进行水平调节,直至调节到设计标高。预制构件在矫正过程中,水平度仍不能满足要求,需通过千斤顶及钢垫板进行调节。如图4所示,用螺栓将钢垫板与预埋接驳器连接,然后用千斤顶顶钢板进行调节,在钢垫板与预制构件底缝隙内嵌填钢垫块,直至水平度能满足要求。待预制构件与主体结构完成连接并达到设计强度后,通过千斤顶顶出钢垫板,取出钢垫块。

 

 

2)垂直度控制

 

预制构件上部通过2根斜拉杆(一般应设置于预制构件重心点偏上位置)与楼板连接,进行微调,直至垂直度满足要求后,在预制构件下部设置2个“L”形脚码,用螺栓使其与现浇楼板连接固定。

 

3)平面(左右、前后)控制

 

预制构件出厂前,在预制构件上弹出控制线;现场起吊前,在楼面上弹出所需的左右、前后控制线;吊装就位时,根据所有标识的控制线进行微调,从而保证保证预制构件在设计位置准确就位。

 

4.2  阳台预制构件精度控制

 

1)水平度(标高)、垂直度控制

 

阳台预制构件水平度控制主要通过钢管支撑架的调节杆来进行调节。预制构件就位前,先将阳台预制构件上搁置的钢管支撑架顶部调节杆预调至设计高度,如水平度不满足要求,继续调整钢管支撑架,直至水平度满足要求。因阳台为水平构件,水平度调平后,垂直度自然满足要求。

 

2)平面(左右、前后)控制

 

阳台预制构件左右、前后控制主要是通过阳台外侧三根槽钢(长度方向一般两根,宽度方向一般一根)调节。如图5所示,预制构件起吊前,将三根槽钢固定在下层阳台预制构件上,并将长度方向上的两根槽钢用钢管连接形成整体,然后与阳台的钢管支撑架连接固定,确保水平方向不移动。阳台预制构件起吊就位时,阳台两面紧靠槽钢缓慢下降至设计位置。

 

 

4.3  楼梯精度控制设计

 

1)水平(标高)控制

 

预制构件起吊前,用水准仪测出预制构件搁置部位的现浇楼梯休息平台面标高,与设计吊装搁置位置标高对比,通过预埋在现浇楼梯楼层板内的螺栓进行调节,直至调节到设计标高,然后用砂浆坐浆至螺帽面,如图6所示。

 

 

2)平面(左右、前后)控制

 

预制构件出厂前,在预制构件上弹出控制线;现场起吊前,在楼面上弹出所需的左右、前后控制线;吊装就位时,根据所有标识的控制线进行微调,从而保证保证预制构件在设计位置准确就位。

 

结论

 

新型装配式建筑是目前国内大力提倡的一种建筑施工方式,在不影响建筑物结构功能的前提下,合理拆分构件,再进行安全装配,有效减少人力、物力和财力的投入,符合绿色建筑发展的要求。推进装配式建筑,需要大力发展装配化,大大提高机械化和自动化水平[9]。通过提高吊装效率,进一步提高装配化。通过武汉某工程实例,从吊装技术进行了简要分析,总结吊装技巧,为类型工程吊装技术提供参考。

 

参考文献

 

[1]孙丽思. 预制混凝土构件的吊装[J]. 重庆建筑,2015,14(08):54-56.

 

[2]赵国辉,谢兰敏,金玲玲. 超大PC构件起吊结构分析[J]. 建筑结构,2016,46(S2):188-190.

 

[3]王瑞杰. 从吊装和施工角度谈预制构件吊环的设计与施工[J]. 混凝土与水泥制品,1994,(01):53-54.

 

[4]赵勇,王晓锋. 预制混凝土构件吊装方式与施工验算[J]. 住宅产业,2013,(Z1):60-63.

 

[5]彭春生. 浅谈工业厂房预制混凝土构件的吊装施工[J]. 福建建材,2009,(06):83-85.

 

[6]邵子洋. 工业建筑预制混凝土构件吊装设计[J].建筑,2016,(11):60-61.

 

[7]周光毅,宫立宝,王佳斌,黄巍,孙振宇,赵传莹. 装配式混凝土结构停车楼吊装施工技术[J]. 施工技术,2016,45(04):31-34.

 

[8] JGJ1-2014,装配式混凝土结构技术规程[S].

 

[9]王云燕. 我国建筑工业化及其发展[J]. 施工技术,2016,45(S2):854-856.

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