裝配式PC 構(gòu)件吊裝定位精度提升方式

劉義龍

（中鐵十六局集團第二工程有限公司，天津 300171）

0 引言

近年來，我國已成為橋梁大國，但鋼結(jié)構(gòu)橋梁的占比卻極少， 僅占不到1%， 遠低于發(fā)達國家30%的水平。鋼結(jié)構(gòu)建筑的占比可以衡量一個國家的現(xiàn)代化程度， 推廣鋼結(jié)構(gòu)對我國推進綠色建筑和建筑工業(yè)化， 化解鋼鐵產(chǎn)能過剩等具有重大意義。 在此背景下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)橋梁是我國橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)展的必然趨勢。

1 基于PC 構(gòu)件的裝配式建筑施工技術(shù)要點

1.1 PC 構(gòu)件的吊裝

構(gòu)件的吊裝工序可以分為以下工序： 吊裝墻板→支撐→校正→支撐加固→錨管注漿→連接墻板→拼縫注漿。 在吊裝過程中，要確保樓面與構(gòu)件底部有大概20 mm 左右的空隙， 同時要保證灌漿處于流動狀態(tài)。 利用1~10 mm 不同厚度的墊鐵放置到空隙中， 保證構(gòu)件安裝完畢后和設(shè)計圖紙要求的高度一致。 在開展安裝前要檢查預(yù)埋構(gòu)件，確保其完全安裝到位， 同時保證其型號及位置與設(shè)計要求相符。 在試吊過程中，要確保其距離地面不大于0.5 m，并控制好起吊速度。 在構(gòu)件下降過程中，在底部系好纜繩，然后微調(diào)構(gòu)件的位置，保證構(gòu)件能準確就位[1]。還要控制好構(gòu)件與安裝面的距離，當構(gòu)件與安裝面距離只有1.5 m 左右時要停頓一下，調(diào)整構(gòu)件位置，保證構(gòu)件上預(yù)留的灌漿孔與地面預(yù)留鋼筋能一一匹配。 當全部插入后，要慢慢下降構(gòu)件，當距離安裝面只有30 cm 時，輔助人員要根據(jù)定位線情況利用撬杠調(diào)整位置。 當構(gòu)件就位后，需結(jié)合測量控制線、構(gòu)件邊線、軸線調(diào)整構(gòu)件最終的位置，保證不存在任何問題后，再利用連接板，臨時固定好構(gòu)件，樓面與構(gòu)件垂直后，操作人員可去除吊鉤。

1.2 支撐固定技術(shù)

為確?；炷两Y(jié)構(gòu)的安全和施工質(zhì)量，施工人員應(yīng)使用工具固定混凝土結(jié)構(gòu)。安裝前須調(diào)整計算機的高度和精度，為維護計算機組件（如橫梁），支架須安裝在結(jié)構(gòu)前，以防止結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌。此外，安裝完成懸掛籃后，不能拆除支架和斜柱。

1.3 PC 構(gòu)件的連接

完成上述的PC 構(gòu)件吊裝、 臨時固定等任務(wù)后，按施工順序連接PC 構(gòu)件，形成建筑主體。 PC組件前后兩端預(yù)留鋼筋，便于連接和加固。 套管可用于連接預(yù)留鋼筋， 既可提高PC 組件的穩(wěn)定性，又可提高主體結(jié)構(gòu)的美觀性。

水泥漿液可用于相鄰PC 構(gòu)件的連接表面，以增強附著力和穩(wěn)定性。 但在涂覆水泥漿前須清潔PC 組件表面，以提高粘接效果。 特別要注意PC 構(gòu)件與現(xiàn)澆主梁的連接位置，使之形成整體，提高主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。 PC 部件按設(shè)計要求連接好后，再進行下一步施工。

通常，在安裝和連接完成后，可連接計算機組件以啟動操作。 在具體的接頭施工過程中，應(yīng)注意以下質(zhì)量控制點：首先，接頭施工前應(yīng)單獨檢查套管規(guī)格，以確保符合所需的接頭鋼筋類型。同時，應(yīng)測試管體的質(zhì)量和清潔度，并在完全清潔后清潔管體。 其次，PC 墻須在清潔施工期間建造。 最后，在PC 組裝和連接的施工過程中， 應(yīng)嚴格遵守施工質(zhì)量。 PC 墻和下墻之間的連接須通過螺栓或焊接進行，以確保連接的質(zhì)量。

1.4 后腳部位混凝土澆筑施工技術(shù)

后腳部位混凝土是保證預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量的關(guān)鍵。 在混凝土澆筑前，施工人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)標準仔細檢查模板、鋼筋和預(yù)購產(chǎn)品的質(zhì)量，確保這些構(gòu)件的質(zhì)量在澆筑前符合標準。 在檢查過程中，應(yīng)及時清理模板和鋼筋中的污染物， 確保模板之間的間隙未被堵塞。 在混凝土澆筑過程中，不同構(gòu)件應(yīng)按照標準澆筑方法進行施工。 澆筑墻柱時， 混凝土必須用30~50 mm 厚的砂漿澆筑在墻板上。 在層壓混凝土中，應(yīng)特別注意控制層壓材料的厚度。一般分層澆筑厚度為400 mm 左右，在混凝土振搗過程中，應(yīng)遵循高速插入和低速抽出的原則，有效防止混凝土離析和空洞[2]。

1.5 混凝土澆筑及養(yǎng)護

在澆筑混凝土前，應(yīng)檢查模板、鋼筋、嵌件。 如果模板表面出現(xiàn)裂縫，需進行修復(fù)操作。 在混凝土澆筑過程中，施工人員應(yīng)根據(jù)澆筑現(xiàn)場的實際情況選擇合適的澆筑工藝。 例如，在墻體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑過程中，只有在構(gòu)件底部建造40 mm 混凝土后，才能開始真正澆筑混凝土。 在分層澆筑時，應(yīng)嚴格控制切割厚度，盡量控制在400 mm 左右。 在混凝土振搗時，為避免混凝土結(jié)構(gòu)的分離和間隙，振搗器必須快速插入，緩慢取出。 此外，為防止振動損壞，還須保護模板、鋼筋和內(nèi)置構(gòu)件。如果振動器與鋼筋、模板和預(yù)置件發(fā)生沖突，應(yīng)進行檢查，以避免影響后續(xù)工程。安裝后，需要進行適當?shù)酿B(yǎng)護。一般來說，普通混凝土的養(yǎng)護時間應(yīng)大于7 d。 防水混凝土的養(yǎng)護時間應(yīng)大于14 d。

2 吊點布置一般性原則

對于吊點位置的選擇需要考慮結(jié)構(gòu)吊起后在空中的姿態(tài)及其受力，選擇的吊點位置應(yīng)能使結(jié)構(gòu)在起吊過程中保持平衡與穩(wěn)定，使結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形盡可能小，確保結(jié)構(gòu)不會發(fā)生塑性變形。 大量學者在大跨度鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝研究中得出了一些吊點位置布置的一般性原則：①吊點宜以結(jié)構(gòu)重心為對稱中心進行對稱布置， 使各吊點提升力大致相等；②吊點應(yīng)盡量布置在對結(jié)構(gòu)內(nèi)力有利的地方，宜布置在桁架節(jié)點或支座附近；③在滿足提升力的情況下，吊點宜布置在上弦桿節(jié)點處。

3 PC 構(gòu)件吊裝定位精度控制技術(shù)要點分析

3.1 計算構(gòu)件重心位置

在吊裝技術(shù)應(yīng)用過程中，首先要計算構(gòu)件重心位置，從而確定構(gòu)件起吊點位置，避免出現(xiàn)構(gòu)件荷載偏移問題。常用的重心位置計算處理方法有稱重法、懸掛法、理論計算法等，本項目采用理論計算法確定構(gòu)件重心的具體位置。 在該方法的應(yīng)用過程中， 首先按照標準幾何形狀單元劃分PC 構(gòu)件，再次根據(jù)已知材料密度、構(gòu)件體積分別計算出每個單元塊重量， 最后根據(jù)杠桿平衡條件建立方程組，計算出平衡時支點位置，即構(gòu)件重心位置。

3.2 明確構(gòu)件吊點位置

PC 構(gòu)件本身的幾何形狀不統(tǒng)一， 在吊裝過程中需要明確吊點位置，以減少結(jié)構(gòu)損壞、斷裂等問題的發(fā)生概率。 在吊點位置的確定過程中，需根據(jù)起吊高度和構(gòu)件重心位置，確定起吊工具的合力方向，以此為基礎(chǔ)確定構(gòu)件吊點的具體位置。 同時在確定參數(shù)的過程中，借助CAD 完成三維建模，并以此為基礎(chǔ)來建立UCS 坐標系，借此評估所選預(yù)吊點位置的合理性。 確定參數(shù)信息滿足要求之后，在結(jié)構(gòu)處預(yù)埋吊鉤，為后續(xù)作業(yè)的有序進行奠定基礎(chǔ)。

3.3 合理篩選吊裝機械

合理篩選吊裝機械，可以提高吊裝作業(yè)過程的安全性，加快構(gòu)件的吊裝速度。選擇設(shè)備時，應(yīng)重點考慮以下三點：①機械設(shè)備本身的適用性。 在塔吊位置的布設(shè)中，需要考慮到塔吊的覆蓋范圍；對于較高樓層的建筑工程，應(yīng)做到一樓一吊。 對于一些較低樓層的建筑， 可以使用塔吊+汽車吊的方式，以提升垂直機械的覆蓋范圍。②吊裝機械參數(shù)的合理性。PC 構(gòu)件的體積和質(zhì)量相對較大，應(yīng)選擇吊裝能力較強的機械。 一般情況下選擇80~125 t 的起吊機械，結(jié)合實際情況進行選擇，滿足相應(yīng)的作業(yè)要求。③所選用吊裝機械不能滿足施工要求時的處理。 當施工過程中，所選用的吊裝機械不能滿足現(xiàn)場作業(yè)時應(yīng)及時與設(shè)計單位和預(yù)制構(gòu)件廠溝通進行多方協(xié)商處理。

3.4 進行外腳手架施工

在吊裝技術(shù)的應(yīng)用過程中，外腳手架可作為結(jié)構(gòu)作業(yè)平臺。在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)注意以下兩點：①確定外腳手架類型。在考慮經(jīng)濟性及安全性的前提下，對于高度較低的建筑工程，可選擇型鋼分層懸挑外腳手架；對于高度較高的建筑工程，則選用爬架，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 ②做好腳手架的固定工作。以附著式爬架為例，因為結(jié)構(gòu)跨度相對較大，需利用結(jié)構(gòu)外墻來作為分流結(jié)構(gòu)，使腳手架的荷載可以分流出去，在確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的前提下，提升結(jié)構(gòu)應(yīng)用狀態(tài)的可靠性。

3.5 合理監(jiān)督吊裝過程

吊裝過程中進行合理監(jiān)督， 可降低發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷問題。①做好起吊點前的檢查工作。安排專人士查看起吊點牢固程度、繩索穩(wěn)定性、機械設(shè)備工作狀態(tài)等，待滿足要求后，方可試吊。 ②做好結(jié)構(gòu)試吊時的合理監(jiān)督。 試吊高度控制在50 cm 左右，檢查起吊后繩索拉緊程度、吊鉤穩(wěn)定性、構(gòu)件傾斜狀態(tài)等，確定沒有問題后，進入正式吊裝環(huán)節(jié)。 ③在吊裝過程中，應(yīng)遵循“輕、慢”原則。 在正式吊裝過程中，應(yīng)保持勻速狀態(tài)，構(gòu)件的移動需保持水平或垂直運動，禁止出現(xiàn)大幅度擺動，以確保吊裝結(jié)果的可靠性。

4 結(jié)語

綜上所述，裝配式建筑是目前國內(nèi)倡導的一種建筑施工方式， 在不影響建筑物結(jié)構(gòu)功能的前提下，對結(jié)構(gòu)進行合理拆分，有效減少人力、物力和財力的投入，符合綠色建筑發(fā)展的要求。 推進裝配式建筑，需要提高機械化和自動化水平，提升現(xiàn)場吊裝精度及效率。