裝配式建筑預(yù)制疊合板存放架研究

蘭國權(quán)，周健，鄒世洪

（1重慶建工高新建材有限公司，重慶 401122；2重慶建工建材物流有限公司，重慶 401122）

0 引言

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)簡稱裝配式結(jié)構(gòu)，是以混凝土預(yù)制構(gòu)件為主要受力構(gòu)件，經(jīng)裝配、連接而成的混凝土結(jié)構(gòu)[1]。我國裝配式技術(shù)尚處于相對落后的階段，實(shí)施過程中還存在著諸多問題和技術(shù)難題，因此備受研究者的關(guān)注[2]。疊合板由預(yù)制底板和后澆層疊合而成，結(jié)合了裝配式樓板和現(xiàn)澆樓板的優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛應(yīng)用[3]。疊合板的堆放采用平放堆放，一般堆放層數(shù)不超過6層，占用堆場面積比較大，并且在疊合板構(gòu)件裝車的過程中是每塊吊裝入車，裝車效率比較低。目前這種常規(guī)的堆放及裝車方式極大地制約著預(yù)制工廠的產(chǎn)能釋放，為此本文介紹了一種新型疊合板存放架，既提高疊合板的存放效率，又能提高疊合板的轉(zhuǎn)運(yùn)和安裝效率。

1 新型疊合板存放架設(shè)計(jì)

疊合板在工廠生產(chǎn)完成后需要將構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)至構(gòu)件堆場進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間后才可以送至現(xiàn)場安裝，構(gòu)件生產(chǎn)需要一定面積的堆場來暫時(shí)存放構(gòu)件，堆場面積將是預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能是否可以完全釋放的決定性因素。此外，疊合板直接堆放在堆場，在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)一塊一塊吊運(yùn)，這樣不僅轉(zhuǎn)運(yùn)工作量較大，而且每次對構(gòu)件直接吊運(yùn)，也增大了在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中損壞構(gòu)件的風(fēng)險(xiǎn)。

疊合板存放架的設(shè)計(jì)需要解決多層存放和高效轉(zhuǎn)運(yùn)的問題。根據(jù)構(gòu)件運(yùn)輸車輛的寬度及疊合板的常用尺寸，初步確定存放架的平面尺寸為2300mm×3700mm，立柱高度取1000mm，滿足疊合板存放6層的要求，L_1、L_2分別采用HM150×100×6×9和HN200×100×5.5×8， 立柱采用HW150×150×7×10， 均選用Q345鋼材，構(gòu)件參數(shù)見表1，存放架平面及立面圖如圖1、2所示。

表1 梁、柱規(guī)格及截面特性表

圖1 存放架平面布置圖

圖2 存放架立面圖

2 存放架計(jì)算分析

2.1 存放計(jì)算分析

存放架分為兩層，每一層堆放層數(shù)為6層，考慮轉(zhuǎn)運(yùn)方便，進(jìn)行上、下層分離式設(shè)計(jì)。根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，疊合板尺寸取2100mm×3500mm×60mm，動力系數(shù)取1.5，疊合板自重作用在L1上的均布荷載為q1，受力示意如圖3所示。

圖3 L1受力示意圖

L1受彎強(qiáng)度及整體穩(wěn)定性計(jì)算如表2、表3所示，Z1整體穩(wěn)定性計(jì)算如表4所示。

表2 L1受彎強(qiáng)度計(jì)算表

表3 L1整體穩(wěn)定性計(jì)算表

表4 Z1整體穩(wěn)定性計(jì)算表

2.2 軟件模擬計(jì)算

用PKPM軟件建模對存放架進(jìn)行承載力和穩(wěn)定性驗(yàn)算，模型如圖4所示。建模參數(shù)依據(jù)前述構(gòu)件類型和尺寸。由軟件計(jì)算得出的應(yīng)力比結(jié)果（圖5）可知，以最不利荷載情況進(jìn)行模擬存放架，滿足承載力要求，此種類型的存放架可以運(yùn)用于工程實(shí)踐中。

圖4 存放架模型

圖5 存放架應(yīng)力比計(jì)算結(jié)果

3 新型疊合板存放架應(yīng)用優(yōu)勢

重慶市涪陵城區(qū)第十八小學(xué)校工程由5棟教學(xué)樓組成，建筑面積約13000㎡。采用裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系，項(xiàng)目應(yīng)用的預(yù)制混凝土構(gòu)件有疊合梁、疊合板、預(yù)制外墻等，其中疊合板數(shù)量約1500塊。該項(xiàng)目在構(gòu)件堆放及轉(zhuǎn)運(yùn)過程中采用疊合板存放架，取得了較好的效果。

3.1 提高堆場利用率

預(yù)制混凝土構(gòu)件在運(yùn)往施工現(xiàn)場安裝前需要在專用堆場堆放一段時(shí)間[4]，專用堆場的堆放主要有兩個(gè)作用：首先，疊合板在生產(chǎn)車間內(nèi)是采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，而流水線設(shè)備上養(yǎng)護(hù)窯空間有限，為了可以充分釋放設(shè)備的產(chǎn)能，疊合板在下一個(gè)臺班生產(chǎn)前就需要轉(zhuǎn)運(yùn)出養(yǎng)護(hù)窯，此時(shí)構(gòu)件強(qiáng)度還未達(dá)到現(xiàn)場安裝要求，需要在堆場進(jìn)行一段時(shí)間的自然養(yǎng)護(hù)，達(dá)到強(qiáng)度要求后運(yùn)往現(xiàn)場安裝；其次，由于施工現(xiàn)場用于臨時(shí)堆放構(gòu)件的場地有限，構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)需要在堆場提前存放部分構(gòu)件以保證現(xiàn)場的安裝進(jìn)度。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)需要大面積的堆場來滿足存放和自然養(yǎng)護(hù)的要求，然而傳統(tǒng)的疊合板平放堆放形式，由于堆場存放的疊合板強(qiáng)度還未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一般最多可以堆放6層疊合板，堆放層數(shù)過高容易造成疊合板開裂和變形，導(dǎo)致構(gòu)件損壞，堆放層數(shù)受限會使疊合板存放的占地面積增大，堆場的空間不能得到充分利用。

項(xiàng)目采用上述存放架進(jìn)行疊合板存放，通過存放架之間疊放，如圖6所示，將傳統(tǒng)的平面堆場變成立體堆場，成倍提高堆場的空間利用率。傳統(tǒng)存放方式和采用存放架形式的對比見表5，并且一個(gè)存放架對應(yīng)6塊疊合板，以存放架為單元進(jìn)行疊合板的堆場管理，可以大大提高管理效率。

圖6 存放架疊放示意

表5 兩種存放方式對比

圖7 疊合板轉(zhuǎn)運(yùn)示意圖

3.2 提升堆場轉(zhuǎn)運(yùn)效率

疊合板從堆場轉(zhuǎn)運(yùn)至運(yùn)輸車上常規(guī)采用單塊轉(zhuǎn)運(yùn)的方式，這種方式不僅轉(zhuǎn)運(yùn)速度慢，而且在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中造成構(gòu)件損傷的風(fēng)險(xiǎn)很大。采用存放架后以存放架為單元進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)就可以解決上述問題，如圖7所示。

常規(guī)方式一次轉(zhuǎn)運(yùn)1塊疊合板，以存放架為單元轉(zhuǎn)運(yùn)，一次可以轉(zhuǎn)運(yùn)6塊疊合板，如表6所示，在存放架上存放疊合板，裝滿一車疊合板相較于常規(guī)方式可以節(jié)約73%時(shí)間，可大幅提升裝車效率。此外采用存放架后裝載疊合板可以達(dá)到運(yùn)輸車輛的最大載重，降低單車的運(yùn)輸成本。另外，疊合板預(yù)制部分厚度只有60mm，在完成疊合層之前是處于薄弱階段，在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)的受力狀態(tài)和正常使用階段也有所不同，直接作用在疊合板上轉(zhuǎn)運(yùn)很容易造成疊合板損傷。采用存放架存放疊合板，在轉(zhuǎn)運(yùn)裝車時(shí)吊點(diǎn)是在存放架上，可避免疊合板直接受力造成損傷。

表6 轉(zhuǎn)運(yùn)效率對比

3.3 提升現(xiàn)場安裝效率

現(xiàn)場采用塔吊進(jìn)行疊合板安裝。高層住宅建筑中疊合板構(gòu)件單塊重量小，但是數(shù)量很多，疊合板的現(xiàn)場吊裝需要占用大量塔吊工作時(shí)間。現(xiàn)場常規(guī)的吊裝方式是將每塊疊合板從現(xiàn)場臨時(shí)堆場吊至構(gòu)件安裝位置，每塊疊合板要經(jīng)歷一次豎向運(yùn)輸和一次水平運(yùn)輸過程。疊合板現(xiàn)場采用存放架時(shí)，可以利用存放架一次吊運(yùn)6塊疊合板至施工面，然后將存放架上的疊合板分別吊運(yùn)至安裝位置，這樣安裝可以減少5次塔吊的豎向運(yùn)輸。而塔吊的豎向運(yùn)輸速率要低于水平運(yùn)輸速率，樓層高度越高，這種吊裝方式節(jié)省的時(shí)間就越多，安裝效率就越高。這種方式特別適合高層建筑。

4 結(jié)論

疊合板作為重要的預(yù)制混凝土構(gòu)件，其特點(diǎn)是單塊構(gòu)件重量小，單個(gè)建筑的疊合板數(shù)量很多，其存放所需要的堆場面積較大，為了提高疊合板存放的效率，針對疊合板存放問題的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文選取疊合板構(gòu)件的存放架為研究對象，結(jié)合疊合板生產(chǎn)、運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)，通過計(jì)算分析設(shè)計(jì)疊合板立體存放架。存放架的使用不僅能成倍提升堆場的空間利用率，降低轉(zhuǎn)運(yùn)造成的構(gòu)件損傷風(fēng)險(xiǎn)，而且可以大幅提高疊合板在堆場的轉(zhuǎn)運(yùn)以及現(xiàn)場安裝效率，可以為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的疊合板存放提供有益參考。