专利名称：二次预应力装配整体式混凝土板及施工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑结构部件及施工方法，特别是一种预应力建筑混凝土板及施工方法。
背景技术：
现有的混凝土板可现浇、预制或半预制半现浇，包括普通钢筋混凝土和预应力混凝土板。其中半预制、半现浇的预应力混凝土板通常称为预应力装配整体式混凝土板。该板常用“先张法”或“后张法”(含前南斯拉夫体系IMS)其中的一种方法施工。造型有多种形式，如圆孔、腰圆孔、矩形孔、SP等多种孔型的单向空心板，圆球形空心板、槽形板、密肋板、轻混凝土板和夹层板。以往的装配整体式叠合板，常用先张法预制半成品混凝土板，到现场吊装就位后，再叠加一层现浇混凝土，内配普通钢筋加强，形成只有一定程度的整体性的结构。通常，一个柱网若用一整块双向受力的预应力预制板铺就，由于体积、面积太大，不便于运输和吊装；若采用条形板拼接，则结构抗拉、抗弯性能较差，不能形成双向受力结构，并容易出现拼接缝开裂、漏水的问题。
发明方案本发明的目的是提供一种二次预应力装配整体式混凝土板及施工工艺，解决以往一个柱网用一整块预应力预制板自重大、工时多、造价高、不便于运输和吊装的问题；又解决了条形板拼接后强度较低、易出现拼接缝开裂、漏水问题。
本发明二次预应力装配整体式混凝土板的技术方案在现场吊装就位的先张法制作的半成品预制预应力混凝土板上，复合一层现浇钢筋混凝土叠合层，其特征在于半成品预制预应力混凝土板两个侧面在下半部分别伸出预埋伸出弯起筋，该预埋伸出弯起筋在伸至靠近拼接板缝的另一边后，拐直角向上至现浇钢筋混凝土叠合层内，再水平拐向板心方向，共弯起两次，呈大弯钩状，拼接板缝两侧相对的大弯钩在侧面相互连接；在拼接板缝内沿长向设置有曲线预应力钢筋，该曲线预应力钢筋呈波浪形布置，波谷在半成品预制预应力混凝土板中段的下半部，波峰在现浇钢筋混凝土叠合层内支承梁处，该曲线预应力钢筋经张拉后与周围混凝土固结为一体，形成二次预应力整体结构。
上述现浇钢筋混凝土叠合层内平铺钢筋网片。
上述拼接板缝两侧的预埋伸出弯起筋侧面相互焊接。
上述拼接板缝两侧的预埋伸出弯起筋与相交的拼接板缝构造筋搭接。
上述半成品预制预应力混凝土板是单向预应力混凝土板、双向预应力混凝土板或连续预应力混凝土板。
上述半成品预制预应力混凝土板是夹层板、空心板、槽形板、密肋板、轻混凝土实心板或叠合板。
上述曲线预应力钢筋是无粘结或有粘结预应力钢筋。
上述曲线预应力钢筋在柱间的板缝和叠合层内形状是通长抛物线形、搭接抛物线形、加帽索抛物线形或弧线形。
上述半成品预制预应力混凝土板的横肋的刚度远小于纵肋，而受拉区配筋率高于纵肋。
这种二次预应力装配整体式混凝土板的施工工艺，其特征在于有以下步骤(a)、用先张法制作半成品预制预应力混凝土板，在施工现场吊装就位，在梁、板之间坐浆；(b)、在拼接板缝处吊模板，将半成品预制预应力混凝土板两侧面伸出的预埋伸出弯起筋焊接或与相交的拼接板缝构造筋搭接；(c)、沿拼接板缝长向放置曲线预应力钢筋以及板缝吊顶的预埋件，然后铺板面点焊钢筋网片；(d)、浇筑拼接板缝内的混凝土，振捣密实，并在其初凝前浇筑现浇钢筋混凝土叠合层的混凝土，振捣密实后，覆盖和养护；(e)、当混凝土达到设计要求的强度后，张拉曲线预应力钢筋；(f)、张拉完成后，对两边跨的板底反拱产生的缝隙进行封堵，并切割曲线预应力钢筋多余长度，用油脂封端；
(g)、浇筑张拉端槽穴内的混凝土，并养护；(h)、拆除拼接板缝处的模板，勾缝。
有益效果二次预应力装配整体式混凝土板是一种半预制、半现浇、分两次成型、先后两次施加预应力的装配整体式混凝土叠合板。预制的部分采用“先张法”生产成半成品预制预应力混凝土板，该混凝土板可以是单向、双向或连续预应力板。半成品预制预应力混凝土板吊装到梁上之后，在其拼接板缝与叠合面作了专门构造处理，一次性地浇灌拼接板缝和叠合层的混凝土，再用“后张法”将拼接板缝和叠合层内的曲线预应力钢筋张拉完毕，形成整体式结构。本发明既改变了以往一个柱网用一整块双向受力的预制板，不便于运输和吊装的问题；又解决了以往条形板拼接之后，不能形成双向受力结构，易出现拼接缝开裂、漏水等许多问题。本发明的二次预应力装配整体式混凝土板在正常施工时不用脚手架和模板，节省工期和现场用工，增加了二次曲线预应力钢筋，因而改进了结构抗拉、抗弯性能，减轻了自重、节省了工时，降低了造价，一般每平方米建筑面积可节省投资40～120元人民币，适合于跨度4～12m，建筑高度50米以下的各种建筑物和构筑物。
图1是本发明的平面示意图；图2是图1的I-I剖面图；图3是图1的II-II剖面图。
图4是拼接板缝节点实施例平面放大图；图5是图4的A-A剖面图。
图6是拼接板缝节点另一实施例平面放大图；图7是图6的B-B剖面图。
图8是曲线预应力钢筋位置、形状的示意图；图9是图8的C-C剖面图。
图10是曲线预应力钢筋位置、形状的示意图；图11是图10的D-D剖面图。
图12是曲线预应力钢筋位置、形状的示意图；图13是图12的E-E剖面图。
图14是实施例一夹层板装配整体式板拼接缝的结构平面图；图15是图14的A1-A1剖面图；图16是图14的B1-B1剖面图。
图17是实施例二空心板装配整体式板拼接缝的结构平面图；图18是图17的A2-A2剖面图；图19是图17的B2-B2剖面图。
图20是实施例三槽形板或密肋板装配整体式板拼接缝的结构平面图；图21是图20的A3-A3剖面图；图22是图20的B3-B3剖面图。
图23是实施例四轻混凝土实心板或预制轻混凝土叠合板装配整体式板拼接缝的结构平面图；图24是图23的A4-A4剖面图；图25是图23的B4-B4剖面图。
1—半成品预制预应力混凝土板、2—现浇钢筋混凝土叠合层、3—预埋伸出弯起筋、4—曲线预应力筋、5—支撑梁、6—柱、7—板缝纵筋、8—拼接板缝、9—板缝构造筋、10—钢筋网片。
具体实施例方式
二次预应力装配整体式混凝土板的结构如图1、2、3所示在工厂用先张法制作半成品预制预应力混凝土板1，该板是单向预应力混凝土板、双向预应力混凝土板或连续预应力混凝土板均可。在现场吊装就位的半成品预制预应力混凝土板1上，复合一层现浇钢筋混凝土叠合层2。在半成品预制预应力混凝土板两个侧面在下半部分别伸出预埋伸出弯起筋3，该预埋伸出弯起筋在伸至靠近拼接板缝8的另一边后，拐直角向上至现浇钢筋混凝土叠合层2内，再水平拐向板心方向，共弯起两次，呈大弯钩状，拼接板缝两侧相对的大弯钩在侧面相互连接；在拼接板缝内沿长向设置有曲线预应力钢筋4，该曲线预应力钢筋呈波浪形布置，波谷在半成品预制预应力混凝土板中段的下半部，波峰在现浇钢筋混凝土叠合层内支承梁5、柱6处，该曲线预应力钢筋经张拉后与周围混凝土固结为一体，形成二次预应力整体结构。
如1、3所示，在拼接板缝内沿长向设置有曲线预应力钢筋，该曲线预应力钢筋呈波浪形布置，波谷在半成品预制预应力混凝土板中段的下半部，波峰在现浇钢筋混凝土叠合层支承梁处，该曲线预应力钢筋与周围混凝土固结为一体，形成整体结构。
双向预应力混凝土板的横肋或暗肋受拉区配筋率异常地高于含预应力钢筋的纵肋，而刚度远小于纵向，经内力分析和配筋计算，使两个方向的抗裂度相近。侧面节点拼接缝处伸出的钢筋抗拉承载能力大于横肋或暗肋内受拉区配筋的承载能力。
上述曲线预应力钢筋周围与混凝土是普通混凝土或轻混凝土。预制板宜采用补偿收缩混凝土，拼接缝与叠合层的后浇混凝土应采用补偿收缩混凝土或高性能混凝土。叠合层内应设点焊网片。上述曲线预应力钢筋是无粘结或有粘结曲线预应力钢筋。板与梁柱的连接、构造、配筋和预应力，应经结构内力分析和配筋计算确定。
图4、5是半成品预制预应力混凝土板侧面拼接板缝节点实施例的示意图，下层的预埋伸出弯起筋按施工图给的尺寸将其向上弯起90°，至现浇钢筋混凝土叠合层2内再次按给定高度再拐向板心方向，将其端部向板面上弯起90°，形成对接的大弯钩，其端点伸展到叠合层内锚固。拼接板缝相邻两预埋伸出弯起筋大弯钩在内部侧面弯起处搭接，中间用一根筋将两弯钩焊接，预埋伸出弯起筋与板缝纵筋7、箍筋焊接或设局部加强筋。上述现浇钢筋混凝土叠合层内可以平铺钢筋网片10。
图6、7是半成品预制预应力混凝土板侧面拼接板缝节点另一个实施例的示意图，预埋伸出弯起筋3的大弯钩与相交的板缝构造筋9搭接。
如图8、9所示，曲线预应力钢筋4采用通长抛物线。
如图10、11所示，曲线预应力钢筋4采用加帽索曲线预应力钢筋。
如图12、13所示，曲线预应力钢筋4采用几段抛物线在需要加强的部位搭接的做法。充分利用拼接缝加叠合层的空间有效高度，使支点接缝处最大负弯矩处的抗裂性和承载能力，远高于常规的预应力混凝土叠合板。
如图14、15、16所示，半成品预制预应力混凝土板1是夹层板。
如图17、18、19所示，半成品预制预应力混凝土板1是空心板。
如图20、21、22所示，半成品预制预应力混凝土板1是槽形板或密肋板。
如图23、24、25所示，半成品预制预应力混凝土板1是轻混凝土实心板或轻混凝土叠合板。
本发明二次预应力装配整体式混凝土板的具体实施方法半成品预制预应力混凝土板1两侧面的预埋伸出弯起筋3应事先在预制厂预埋好。在该板吊装时，一个柱网或开间内拼接的楼板应选择混凝土生产日期相同和反拱相近的，以保证各预制板之间整体楼板侧向拼接平整。按施工图，在梁的接缝位置弹墨线，使吊装偏差小于±5mm，并按施工图要求座浆，使梁和楼板整体共同工作；用靠尺控制板底座浆，使其平整度在两端达设计使用要求。若图纸未注明要求，在混凝土梁上表面，宜采用粘结性能较好、强度不低于叠合层混凝土强度等级的水泥砂浆，垫层约10mm厚；对于钢梁，则改为水泥与胶结剂或专用粘结剂浆，垫层1～2mm厚。在拼接板缝内放置板缝纵筋、板缝构造筋，并与半成品预制预应力混凝土板两侧面伸出的预埋伸出弯起筋3连接，焊接预埋铁件。然后，再用靠尺检查垮中板底平整度，用螺旋式脚手杆或对头楔顶撑，调整达到平整后再焊接拼接缝内的钢筋，随即在接缝处吊模板，按设计图确定用清水还是浑水模板。
沿拼接板缝长向放置无粘结曲线预应力钢筋4；放置拼接缝内的钢筋骨架，上述钢筋骨架包括承压钢垫板和局部承压钢筋以及板缝吊顶的预埋件；然后布置负弯矩筋和板面点焊钢筋网片10。
浇筑拼接板缝内的混凝土，振捣密实；并在其初凝前浇筑板面的现浇钢筋混凝土叠合层2的砼，振捣密实后，覆盖塑料薄膜，浇水养护保持潮湿。
当混凝土达到设计要求的强度后，现场张拉曲线预应力筋4。张拉完成后，两边跨的板底反拱产生的缝隙应压力灌浆；然后切割钢绞线多余长度，保留长度≥30mm，油脂封端。浇筑张拉端槽穴内的砼，即混凝土封端，新老砼之间应刷界面剂，并养护。然后拆除接缝处的吊模板；勾缝。
权利要求
1.一种二次预应力装配整体式混凝土板，在现场吊装就位的先张法制作的半成品预制预应力混凝土板上，复合一层现浇钢筋混凝土叠合层，其特征在于半成品预制预应力混凝土板两个侧面在下半部分别伸出预埋伸出弯起筋，该预埋伸出弯起筋在伸至靠近拼接板缝的另一边后，拐直角向上至现浇钢筋混凝土叠合层内，再水平拐向板心方向，共弯起两次，呈大弯钩状，拼接板缝两侧相对的大弯钩在侧面相互连接；在拼接板缝内沿长向设置有曲线预应力钢筋，该曲线预应力钢筋呈波浪形布置，波谷在半成品预制预应力混凝土板中段的下半部，波峰在现浇钢筋混凝土叠合层内支承梁处，该曲线预应力钢筋经张拉后与周围混凝土固结为一体，形成二次预应力整体结构。
2.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述现浇钢筋混凝土叠合层内平铺钢筋网片。
3.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述拼接板缝两侧的预埋伸出弯起筋侧面相互焊接。
4.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述拼接板缝两侧的预埋伸出弯起筋与相交的拼接板缝构造筋搭接。
5.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述半成品预制预应力混凝土板是单向预应力混凝土板、双向预应力混凝土板或连续预应力混凝土板。
6.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述半成品预制预应力混凝土板是夹层板、空心板、槽形板、密肋板、轻混凝土实心板或叠合板。
7.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述曲线预应力钢筋是无粘结或有粘结预应力钢筋。
8.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述曲线预应力钢筋在柱间的板缝和叠合层内形状是通长抛物线形、搭接抛物线形、加帽索抛物线形或弧线形。
9.根据权利要求1所述的二次预应力装配整体式混凝土板，其特征在于所述半成品预制预应力混凝土板的横肋的刚度远小于纵肋，而受拉区配筋率高于纵肋。
10.一种二次预应力装配整体式混凝土板的施工工艺，其特征在于有以下步骤(a)、用先张法制作半成品预制预应力混凝土板，在施工现场吊装就位，在梁、板之间坐浆；(b)、在拼接板缝处吊模板，将半成品预制预应力混凝土板两侧面伸出的预埋伸出弯起筋焊接或与相交的拼接板缝构造筋搭接；(c)、沿拼接板缝长向放置曲线预应力钢筋以及板缝吊顶的预埋件，然后铺板面点焊钢筋网片；(d)、浇筑拼接板缝内的混凝土，振捣密实，并在其初凝前浇筑现浇钢筋混凝土叠合层的混凝土，振捣密实后，覆盖和养护；(e)、当混凝土达到设计要求的强度后，张拉曲线预应力钢筋；(f)、张拉完成后，对两边跨的板底反拱产生的缝隙进行封堵，并切割曲线预应力钢筋多余长度，用油脂封端；(g)、浇筑张拉端槽穴内的混凝土，并养护；(h)、拆除拼接板缝处的模板，勾缝。
全文摘要
一种二次预应力装配整体式混凝土板及施工工艺，先用先张法制作半成品预制预应力混凝土板，在施工现场吊装就位后，放置拼接板缝构造筋，并与半成品预制预应力混凝土板两侧面伸出的预埋伸出弯起筋连接；沿拼接板缝长向放置曲线预应力钢筋，铺板面点焊钢筋网片；浇筑拼接板缝和现浇钢筋混凝土叠合层的混凝土，再张拉曲线预应力钢筋，形成整体式结构。该板在施工时不用脚手架和模板，省工期和现场用工。解决了以往一个柱网用一整块预应力预制板、不便于运输和吊装的问题；解决了条形板拼接后性能较差和拼接缝易开裂、漏水问题。适用于地震区建筑高度50m以下的各种建筑物。该板每平方米建筑面积比同等条件的楼板节省投资40～120元。
文档编号E04B5/17GK1544773SQ20031011332
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者徐金声, 薛立红, 杜拱辰 申请人:建研科技股份有限公司, 杜拱辰, 徐金声