疊合預制預應力雙T板的連接方法比較

楊永寧 時春霞 潘 峰

上海建工五建集團有限公司 上海 200063

預制預應力雙T板是一種三維預制預應力構件。與其他預制構件相比，雙T板優(yōu)點明顯，承載能力高，節(jié)點連接多樣化，可用于大跨度結構。它的受力特性與其他預制構件不一樣，是已預先在構件中施加了預應力，構件本身處于上部受拉下部受壓的工作狀態(tài)，在施工中應引起重視。

雙T板廣泛應用于北美的裝配式停車場結構中，近年來也逐漸在我國工程中得到應用[1]。雙T板曾首次應用于大型商業(yè)綜合體——上海顓橋萬達廣場項目，因為采用非標構件，因此需要單獨設計[2-3]。上海李爾總部項目也采用了雙T板結構，主要特色是采用了缺口式端部，確保凈高。

預制預應力雙T板在上海項目中應用的案例不多，常用于公共建筑、工業(yè)廠房等大跨結構中。本文主要介紹了上海浦東臨港項目中采用的疊合預制預應力雙T板（以下簡稱“雙T板”）在吊裝就位后，需要綁扎疊合層鋼筋，最后澆筑混凝土。

本文總結形成了雙T板的標準施工流程，對雙T板疊合連接節(jié)點的關鍵技術進行研究和梳理，并基于雙T板的受力特殊性，對反拱、吊裝和安裝就位等施工工況進行有限元計算分析，確保施工過程中受力安全并符合構件受力特性，為具有特殊受力雙T板的施工安全提供保證。

1 工程概況

2 特色和創(chuàng)新點

1）疊合預制預應力雙T板的項目應用不多，相應的施工技術分享也不多，本文的總結可供類似項目參考。

2）本文總結梳理了疊合雙T板的多種特殊的連接節(jié)點做法，著重分享了多種構件間縫隙的處理方法，并給出了一些施工建議。

3）創(chuàng)新地通過運用有限元計算分析方法，對特殊受力雙T板的多種施工工況進行復核計算分析，確保施工安全。

3 雙T板的施工流程

疊合預應力雙T板施工前，需對吊具、構件、倒T梁吊裝進行檢查，檢查達標后，安裝墊塊，吊裝雙T板就位，安裝調平，處理雙T板節(jié)點拼縫處，疊合層鋼筋綁扎，最后進行混凝土澆筑。

雙T板在施工中有一些事項值得注意：在吊裝之前，需要對雙T板的質量進行檢驗，包括外形、尺寸、質量、變形或裂縫等情況，確保雙T板構件滿足相關規(guī)范并符合施工要求。

在吊裝過程中，本項目中的雙T板質量一般不超過6 t，低于部分預制主梁和預制柱的質量，最終塔吊根據(jù)預制主梁和預制柱的施工要求進行選型。雙T板的吊裝采用懸吊法進行，應采取保證所有吊環(huán)均勻受力的措施。由于雙T板翼緣端部很薄，應輕落輕移，減少磕碰和撞擊，避免雙T板板面發(fā)生破損。雙T板支撐采用滿堂支撐架的形式。安裝樓板前，應將支撐高度調整至設計標高，以控制樓板的標高以及平整度。

另外，在雙T板的施工過程中，因其特殊的結構形式和受力方式，很容易出現(xiàn)裂縫和破損現(xiàn)象，需要引起重視。文獻[4]對雙T板的生產、運輸、存放、吊裝和安裝就位全施工過程中出現(xiàn)的裂縫和破損問題進行詳細剖析，并提出了相應的注意措施和解決方案。

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例如，堆放時注意擱放墊木和堆疊整齊、吊裝時注意要水平起吊和禁止突然制動、就位時宜采用橡膠支座等。該文提出的保護措施可供現(xiàn)場施工技術人員參考和采用，可以提高雙T板的安全性與經濟性，增加雙T板的可推廣性，確保施工質量與安全。

4 雙T板的連接節(jié)點關鍵技術

疊合預制預應力雙T板的施工特色之一是連接節(jié)點的做法和處理[5]。本節(jié)介紹了雙T板與倒T梁連接節(jié)點、雙T板與板長方向預制框架梁連接節(jié)點和雙T板與雙T板（疊合板）連接節(jié)點等多種連接節(jié)點，就一些關鍵的做法和縫隙的處理方法進行總結和分享，并給出了施工建議，確保雙T板的施工質量。

4.1 雙T板與倒T梁連接節(jié)點

為了節(jié)約層高，考慮在預制結構梁側設置牛腿（即倒T梁做法）。雙T板的安裝就位過程中，預先在預制倒T梁挑耳上放置墊片，支撐點必須擱置在墊片上，然后進行調平，若不平整，則可用薄墊片墊平，然后再進行下一塊預制構件安裝。預應力雙T板擱置在預制梁上，通過在預制梁上設置橡膠墊塊控制雙T板安裝精度，同時也可以起到保護預制梁免受磕碰的作用。對于雙T板的支座和預埋件的位置和規(guī)格需要進行全方位管控，確保安裝就位符合相關要求。雙T板與倒T梁連接節(jié)點做法如圖1所示。

圖1 雙T板與倒T梁連接節(jié)點

雙T板就位時，要求板縫寬窄均勻、相鄰板面平整、四角坐實，這就要求前期預制倒T梁吊裝準確，以及墊塊定位準確，盡量避免重復起吊調整，降低施工效率。吊裝就位后，根據(jù)各控制線和設計要求，進行數(shù)據(jù)復核審查，對于不合格的情況，應采取措施進行調整就位。經復核審查合格之后進行標識，便于對安裝質量進行管控[6]。

豎向縫隙：在施工中，由于雙T板的疊合厚度與預制倒T梁的疊合高度不同，故經常在雙T板與預制倒T梁之間存在高差，從而產生不小的豎向縫隙，導致漏漿，影響混凝土澆筑操作。因此，在現(xiàn)澆疊合層施工前用模板以及封條等進行封堵，模板與封條的尺寸由豎向縫隙的大小確定，同時要將封條固定牢靠，確保封堵住縫隙，保證施工中混凝土的澆筑質量。

局部屋面由于層高問題，將預制雙T板肋部進行尺寸調整，預制時將肋部兩端預留一個缺口，將雙T板下沉，以達到設計要求。

4.2 雙T板與板長方向預制框架梁連接節(jié)點

累積的水平縫隙：預制雙T板全部吊裝完成后，由于累積誤差，一般邊緣雙T板與板長方向的預制框架梁之間會有一道縫隙，縫隙不宜太寬，縫隙設計單位要求控制在500 mm以內，若太寬，說明之前的雙T板吊裝不合格，或者雙T板質量不過關，需進行問題排查。處理累積的水平縫隙方法是在雙T板板長方向的縫隙封堵時采用通長模板，該方法牢固可靠。通長模板的尺寸視縫隙寬度而定，對雙T板側面進行封閉，堵住存在的縫隙，防止漏漿現(xiàn)象，確保混凝土澆筑質量。

縫寬達標后，在縫隙處進行附加抗剪鋼筋的綁扎，主要起抗剪承載作用。若預制框架梁是中間梁，預制抗剪鋼筋應伸入兩側預制雙T板的長度至少為鋼筋直徑的32倍。若預制框架梁為端部梁，預制抗剪鋼筋一側伸入預制雙T板，另一側伸入預制框架梁，伸入的長度均至少為鋼筋直徑的32倍，且應過預制框架梁的中心線。預制抗剪鋼筋直徑應與疊合層上部鋼筋相同，并為分布筋。

附加抗剪鋼筋綁扎結束后，進行上部疊合層的鋼筋綁扎，最后一起澆筑混凝土，澆筑混凝土時要保證振搗密實。

4.3 雙T板與雙T板（疊合板）連接節(jié)點

板間水平縫隙：吊裝時，板與板之間的縫寬控制在20 mm左右，驗收合格后，附加一塊鋼板將兩側雙T板預埋的鋼板通過焊接連接起來。雙T板之間的拼縫及時采用干硬性防水砂漿塞縫，塞縫寬度大于30 mm，應采用防水細石混凝土塞縫，防止混凝土澆筑中漏漿。處理好縫隙后，綁扎上部疊合層鋼筋，隨后一起澆筑混凝土，確保振搗密實。

板間的水平縫隙連接除了采用預埋鋼板焊接方法外，還有用粗鋼筋預埋焊接的連接方法。

對于單體局部小跨度部位，會產生小塊空缺，出現(xiàn)異形板或者小面積板，出于經濟以及結構合理的考慮，未采用預應力雙T板，而是采用了預制疊合板。

因此，會出現(xiàn)預制疊合板與雙T板間的連接做法，該節(jié)點的做法需要添加附加鋼筋來保證預制疊合板與雙T板連接節(jié)點的質量。附加鋼筋一側應伸入預制雙T板，另外一側應伸入預制疊合板，伸入的長度均至少為鋼筋直徑的32倍。附加鋼筋直徑同疊合層上部鋼筋，且為分布筋。在附加鋼筋添加好后，綁扎上部疊合層鋼筋，然后一起澆筑混凝土，確保振搗密實。

5 雙T板的施工工況有限元計算分析

在設計中，對疊合雙T板進行了必要的手算，主要根據(jù)GB 50010—2010《混凝土結構設計規(guī)范》的附錄H，施工階段內力按后澆的疊合層混凝土未達到強度設計值之前的階段（第1階段）和疊合層混凝土達到設計規(guī)定的強度值之后的階段（第2階段）來驗算，驗算均滿足要求，方可安全使用。

另外，本文對雙T板的幾種施工工況進行有限元建模計算分析，包括反拱度驗核、吊裝、安裝就位等，確保雙T板在施工中安全可靠，構件正常可用。在計算分析的同時，本文也提出了相應的施工意見。

雙T板在Midas FEA中進行有限元建模，包括混凝土材料、普通鋼筋、預應力筋、吊索等。首先建立混凝土實體的幾何模型，在相應位置建立普通鋼筋的線模型，預應力筋采用B樣條曲線進行幾何建模，通過對預應力筋施加端部張拉力模擬預應力。施加約束處宜采用局部面約束以防止支座處出現(xiàn)異常的局部壓碎。在進行吊裝和安裝就位驗算時，分別額外考慮相應的吊索拉力和施工荷載。

5.1 雙T板反拱有限元計算

工廠生產完后，對預應力雙T板的反拱有要求，12 m以內的雙T板反拱要求在5 mm以內。有限元計算結果，預制預應力雙T板的反拱在4.35 mm，滿足要求。

疊加層前單塊預制預應力雙T 板的最大應變?yōu)?.001 48。支座處有集中效應。端部采用橡膠支座將減少局部荷載作用力，減少集中效應。

5.2 雙T板吊裝有限元計算

針對雙T板的吊裝施工，進行有限元計算分析，結果如下。

吊裝工序中，雙T板的縱向最大位移為2.6 mm，比反拱度值的位移減少了1.75 mm。從位移和應力可以看到，在雙T板吊鉤放置的地方，應力明顯增大。因此，雙T板預制時需注意吊鉤的埋置深度，防止破壞。

5.3 雙T板安裝就位有限元分析

雙T板安裝就位后，板與板之間的縫還未處理，現(xiàn)澆疊加層前，考慮會有一部分施工荷載作用在預制雙T板上。恒載分項系數(shù)為1.2，施工活荷載分項系數(shù)為1.4。設計中不復核該施工工況，為確保安全，進行有限元計算分析。

施工荷載作用下，雙T板的最大的豎向位移數(shù)值為2.31 mm。板面中部應力相對減少，翼緣處除外。經復核，在施工荷載作用下，雙T板安全。

6 結語

1）項目中采用的雙T板具有多種連接節(jié)點的做法，包括雙T板與倒T梁連接節(jié)點、與板長方向預制框架梁連接節(jié)點、與雙T板（疊合板）連接節(jié)點。本文除了介紹項目中的施工技術以外，對節(jié)點的一些細節(jié)處理和縫隙處理提出了建議，例如：需要增加倒T梁挑耳上的墊片；存在高差縫隙時，采用模板以及封條進行封堵的措施；采用缺口式端部解決層高問題；根據(jù)縫寬，選擇板與板之間縫隙的處理方法；等等。以上的節(jié)點做法在項目中取得了很好的使用效果。

2）本文對具有特殊受力的雙T板的多種施工工況進行了復核計算分析，包括反拱度驗核、吊裝、安裝就位等。通過有限元的計算，確保施工安全，并且給出了相應的建議：端部采用橡膠支座，以減少局部荷載作用力；確保吊鉤的埋置深度，防止受拉破壞等。

3）疊合預制預應力雙T板在預制結構中并不多見，本文中的技術總結為今后類似項目的雙T板應用提供了技術參考，具有一定的借鑒意義。