全国首例全预制装配式停车楼研发与建造全过程解密

WE筑2018-12-05 06:52:50

工程概况


全国首例预制装配式立体停车楼,建筑总占地面积11583.04㎡,抗震设防烈度为7度,地下部分为现浇结构,地上部分采用预制装配式大跨双T板-剪力墙结构体系,总建筑面积78834.64㎡,共7层,建筑高度24m。1层层高4.5m,2~7层层高3.2m,整个停车楼分南楼、北楼两栋,楼长110m,宽110m。该楼装配率达90%以上。车位沿剪刀型坡道双向布置,可停放2400辆轿车。



结构示意图                      建筑效果   


工程特点及难点


结构体系选择及深化设计优化难度大


要实现结构形式选择与建筑功能划分协调,在确保结构受力及抗震性能的前提下,需形成大跨度、大开间、模数化、重载荷的结构体系,并且要便于实现双向坡道和车位的灵活合理布置和工厂化生产。结构体系选择及设计方面缺乏相关的借鉴经验。


装配式程度高, PC构件“三超一多”,生产精度要求高


受停车楼建筑特点制约,除楼板叠合层采用80mm现浇混凝土外,其余墙、梁、板、梯结构均采用预制构件,装配率达95%,PC构件“三超一多”,(超长、超大、超重,类型多),工艺复杂,生产精度(插筋定位、套筒定位、螺栓孔定位)要求高,给相关PC构件生产工艺提出了新要求。


结构安全性要求高, 节点设计难度大,可借鉴经验少


本工程竖向构件1362个、水平构件2148个,连接节点32650个,如何在保证结构安全性能的前提下,使各构件传力路径和组合方式最合理、安全性能最优,并能够满足预埋件精度定位、安装效率高和标准化加工,是节点深化设计的一大难题。




各构件节点组合连接型式


成品保护要求高,运输难度大


本墙、板、梁、柱等构件多达3780余块,外墙为清水混凝土,成品保护要求较高,加之构件大多超限,对运输车辆选择、构件支承、固定方式、装卸车吊点布置及人员协调的难度大。


施工环境复杂,构件安装施工精度要求高,安装难度大


由于竖向构件采取2层一预制,下层牛腿对应双T板安装不能竖向下落,只能从上下层牛腿间平吊穿板,而水平结构与竖向结构间安装空隙仅为25mm,极大的增加了吊装难度。同时,构件连接采用套筒连接和螺栓连接,误允许差需控制在2mm以内,对构件安装施工精度要求极高,即使在PC构件生产精度能够保证的前提下,也还需对吊装过程严格控制,预制构件在安装定位过程中的精度控制难度较大。


建造关键技术


装配式大跨双T板-剪力墙结构停车楼体系设计


剪刀梯式双坡道建筑布局比传统8m柱网车库,节约建筑面积30%,较平面停车场能提高75%空间利用率,相比钢结构在综合造价、结构耐久性具有更大优势。


结构平面布置


竖向构件主要为预制混凝土剪力墙和柱,平面X向和Y方向都有布置;水平构件主要为预制预应力双T板、预制倒T梁和预制连梁;预制双T板板顶现场浇筑80mm厚现浇混凝土叠合层,加强楼屋盖的自身刚度和整体性,增强各预制柱及预制剪力墙在平面内的联系。

结构抗侧力体系组合图


为大幅度减少现场湿式作业,减少构件数量、灌浆节点、提高安装速率,首次在预制结构墙—梁、板--墙、梁—柱、楼梯等连接中采用了“干式连接”技术。


双T板与墙体干式连接节点


装配式大跨双T板-剪力墙结构停车楼深化设计


通过合理深化拆分,将一层整体划分一个吊装竖向单元段进行拆分,X 向抗侧力构件单层拆分,其它Y向抗侧力构件2~7层采用“两层一预制构件拆分技术”,共减少构件数量和灌浆节点各1000多个、提高了安装效率,大大缩短了工期。



两层一预制拆分的墙体             单层一预制拆分的墙体


多类型PC构件生产施工技术


采用“组合式钢模具”,实现了“一模具生产多种类型构件”的目的,提高了模具的通用性,达到了“拆装方面、一模多用,提高工效”的效果。



      相邻墙板牛腿位置不统一          双T板肋梁端头截面多样


针对坡道位置墙板牛腿标高不一、类型多样的情况,创新应用了“组合式可调牛腿型墙钢模具”,通过在3.5m×9.0m的模台上,开凹型牛腿洞,使模板面牛腿位置固定不变,调整边模的位置,同时调整上部“可拆卸移动牛腿定位架”的位置,实现一模台生产多块墙板,提高了模具的通用性,并通过采用“插筋定位器、套筒固定组件等措施,解决了精准定位施工难题。


墙体构件类型多样、牛腿不统一       组合式可调牛腿型墙板模板


采用一种“可调节端部模板的通用性模具”,达到双T板构件改变长短的目的,同时将端头侧模拆卸组装成三部分,根据端头变截面形式,任意变换,最终达到“一模多用,便于拆卸”的效果。



插入式组合端头侧模板


根据构件截面形式,选择与之截面对应的端头底座穿孔板进行替换,达到改变端头截面的目的,大大减少了侧模板的加工量。



        增设角钢双T改单T               多功能组合式可调型双T板模板


大型异形构件专项运输技术


通过在车底用工字钢焊制钢架,增加车底整体刚度,同时枕木长度应比构件边缘短50mm,减小与墙板构件角部的接触,并在枕木与构件间加设一层硬质橡胶垫,防止墙板构件与枕木接触造成掉角及污染。



墙板运输摆放示意



双T板运输摆放示意


构件堆放时应满足“先吊的后进,后吊的先进,先吊的置顶,后吊的置底”的原则,尽力减少2次搬运,遵循双T板不超过3层,墙板类构件不超过5层的堆放原则,二层及二层以上的构件堆放枕木禁止采用通长枕木,上下枕木保证在同一直线上,并与吊点位置一致。



双T板运输与堆放


复杂工况下大型PC构件安装技术


1)设备选择


通过采用一台220t吨和一台130t汽车吊分别对南、北楼覆盖区域进行吊装,同时采用一台250t履带吊作为主吊兼顾两栋楼覆盖区域吊装,三台主吊装设备共同配合完成吊装任务。



          施工段的划分            吊装线路选择


吊车的站位


2)“递推阶梯式”安装施工


按楼层段划分四个安装梯段,底层率先吊装推进的原则,在一层、二三层、四五层、六七层处形成阶梯式四个吊装单元,各吊装单元间交替吊装,期间平行穿插灌浆施工、座浆料封堵,充分利用灌浆强度上升时间,实现流水作业、提高了施工效率。

 


递推阶梯式吊装流程图               墙体递推阶梯式单元的形成


3)“临时支撑”措施


采用“可调刚性墙体支撑架”、实现了各类墙体支撑位置可调,确保了倒退阶梯式安装的过程中构件的临时稳固,同时可减少临时支撑点的预埋量,节省了成本。



可调刚性墙板支撑架


墙体采用“平卧式堆放”,并且多数墙体中间带洞口,吊装过程中需进行翻身并且对刚度要求较高,需避免裂缝的产生。



带洞口墙体的翻身起吊


套筒低温灌浆施工


通过积极探索,借鉴混凝土工程冬季施工工艺,形成了套筒低温灌浆工艺,实现了灌浆工艺施工期有效延长20~30天。


1)通过采用“灌浆料热拌”技术保证灌浆料前期质量。灌浆料拌合用水通过电加热的方法,将水温提升到30℃,保证搅拌浆料温度,并通过控制灌浆料拌合数量,保证灌浆施工温度。


2)本工程采取创新的电热保温灌浆法进行保温加热施工,通过工业电热带加热升温,棉被和塑料布包裹的方法进行预热和保温,确保灌浆套筒内的浆料温度,使灌浆料强度得以保证。


3)为了灌浆时能准确测量套筒内浆料温度,参考大体积混凝土测温方法,灌浆前在构件内部放置测温探头,用电子测温仪准确测量其温度;室外温度可直接用水银温度计测量,二者对比实际提升15℃左右。



灌浆料热拌         电热毯保温


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来源:施工技术



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