一种装配式结构预制工艺的制作方法

本发明涉及一种装配式结构预制工艺。

背景技术：

装配式建筑是目前我国正在大力推广的新型建筑形式之一，也是建筑工业化的一个重要特点。在装配式建筑中主要有两种结构形式，一种是混凝土结构，另一种是钢结构。由于两种结构的材料特性不同，表现出显著的结构特性。我国的装配式建筑结构，还是以混凝土结构为主，在混凝土结构中有钢筋混凝土结构和钢-混组合结构，它们均是将钢与混凝土两种材料加以组合，使构件具有良好的承载能力和长期良好的工作性能。目前装配式混凝土结构预制构件在工厂预制时大都采用预制钢平台，不论是梁、板等水平构件，还是柱、墙等竖向构件，均利用平置于钢平台的模板来加工预制构件，板构件在钢平台上预制，所需的模板量少，但梁、柱、墙构件采用平卧式预制工艺，所需的模板量大，混凝土养护时间长，使构件的制作成本上升。在装配式高层建筑中，钢-混组合截面将成为竖向结构构件的重要形式，这种结构形式将大大增加平卧式预制构件的加工难度。平卧式预制构件拆模困难，易使构件受到损伤，甚至导致构件的报废。

技术实现要素：

为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种降低工人劳动强度、降低模板成本、实现自动生产线快速生产的装配式结构预制工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种装配式结构预制工艺，所述方法包括以下步骤：

1)根据预制构件设计的截面制作模盘，模盘是可以在流水线上平移的构件制作平台，构件采用直立方式制作，将构件内的轴向组件固定在模盘上，在模盘上设置相应的槽和孔、固定机构；

2)柱构件中的竖向连接；

3)柱构件与梁构件均有箍筋，柱构件和梁构件的箍筋均随竖向钢筋的竖立后将事先加工好的箍筋从柱上端逐个套入，再按设计间距与竖向钢筋连接，卡上塑料环圈保证混凝土保护层厚度；

4)构件钢骨架在流水线上组装完成，经检验合格后进入混凝土浇筑仓，在仓内根据截面设计尺寸组合滑动模板，模板高度和爬行的速度根据喷射混凝土凝固时间确定，模板高度取600mm～1000mm；组合好后的滑动模板4个拐角各设一个套环，与立于4个拐角的滑模爬杆上的液压千斤顶连接，由液压千斤顶控制平台随喷射混凝土的注入逐步上升直到构件顶部；

5)滑动模板滑到顶脱离构件，待混凝土完全凝固，可由生产线平移构件至混凝土蒸养仓进行蒸气养护，平移过程速度控制要慢，一定要平稳，不能对构件有大的振动；

6)构件在蒸养仓内的养护温度不低于60°,湿度控制在90％～100％之间；

7)待构件的混凝土强度达到设计强度的75％以上时，可以移出养护仓至堆场；

8)模盘上的预制构件吊走后，模盘随生产线移至下个相同截面构件的制作工位。

进一步，所述步骤2)中，柱构件中的竖向连接采用竖向钢筋的连接或者在高层建筑采用型钢间的连接。大部分情况是竖向钢筋的连接，在高层建筑也常见型钢间的连接。

所述步骤1)中，模盘有上盘和下盘组成，其中上盘上设有与型钢或钢筋相对应的通槽或通孔，下盘上设有型钢固定板和钢筋固定板，上、下盘采用对称分布的4个立板固定，模盘上盘两侧各设2个通槽，作为模盘间的连接所用；模盘下盘底部设置聚四氟乙稀板，在模盘下盘两侧设置了与流水线平台板扣接装置。

更进一步，所述步骤2)中，竖向钢筋的连接采用灌浆套筒方式，柱构件制作时竖向钢筋下端插入模盘，插入长度为插入灌浆套筒的长度，竖向钢筋的上端与灌浆套筒直接用螺纹连接，套筒上口盖好端盖，防上制作时混凝土及其它杂物落入套筒内，钢筋下端利用位于模盘下盘的钢筋固定板，采用螺栓固定；竖向钢筋在构件长度范围内可以采用套筒接头接长，但接头不得在同一水平面上。

再进一步，所述步骤2)中，型钢间的连接利用工字钢或h型钢的腹板，用螺栓连接，在型钢件制作时就需加工好连接螺栓孔且上下柱的中心腹板各自反向折半个板厚，以便上下柱连接后受力中心线保持竖直不变，所以制作时模盘下盘中心腹板位置设了固定立板，可在立板上开槽，利用型钢腹板的连接螺栓孔与立板固定。

本发明的基本原理是改变目前混凝土预制构件在平面台模上平放加工，不断翻动钢筋笼、型钢，构件立模、浇筑混凝土、拆模等工艺，将预制构件的钢筋与型钢改为立式组合，尤其是对一些竖向结构构件，使构件加工过程与其工作状态一致，均保持直立状态，可减小拆模、吊装过程中对构件的损伤。一个构件在一个截面模盘上组合，多个模盘组成连续的构件链形成生产线，在不同工位上顺序将组件组合到构件上。生产线最后是混凝土浇筑仓和养护仓，在浇筑仓内以液压滑模+高性能湿式喷射混凝土方式快速浇筑构件，送入养护仓进行蒸养，以提高混凝土的质量。

本发明的有益效果主要表现在：降低工人劳动强度、降低构件模板成本、实现自动生产线快速生产。

附图说明

图1是混凝土构件竖向预制生产线示意图。

图2是钢-混组合柱构件的浇筑方式示意图，1.模盘；5.柱构件混凝土；6.滑动模板；7.混凝土喷头；8.滑模爬杆。

图3是附图2a-a截面示意图。

图4是钢-混组合柱构件模盘的构成示意图，其中，(a)是主视图，(b)是侧视图，(c)是俯视图，1.1.模盘上盘；1.2模盘下盘；1.3.型钢连接板通槽；1.4.竖向钢筋连接通孔；1.5.模盘间连接槽；1.6.型钢连接板固定板；1.7.竖向钢筋固定板；1.8.上、下盘固定连接板；1.9.聚四氟乙稀板；1.10.模盘扣接装置。

具体实施方式

下面结合附图以型钢混凝土组合结构方柱为例对本发明作进一步描述。

参照图1～图4，一种装配式结构预制工艺，包括以下步骤：

1)根据预制构件设计的截面制作模盘，模盘是可以在流水线上平移的构件制作平台，由于本发明的构件均采用直立方式制作，需要将构件内的轴向组件固定在模盘上，就必需要在模盘上设相应的槽和孔，还要有固定机构，模盘有上盘1.1和下盘1.2组成，其中上盘上设有与型钢与钢筋相对应的通槽1.3与通孔1.4，下盘上设有型钢固定板1.6和钢筋固定板1.7，上、下盘采用对称分布的4个立板1.8固定。模盘上盘两侧各设2个通槽1.5，作为模盘间的连接所用。模盘下盘底部设置聚四氟乙稀板1.9，以减小与流水线平台板的摩擦力，在模盘下盘两侧设置了与流水线平台板扣接装置1.10。图4为一个方形型钢-混凝土组合柱截面模盘的构成示意图。

2)竖向钢筋的连接采用灌浆套筒方式，柱构件制作时竖向钢筋下端插入模盘，插入长度为插入灌浆套筒的长度，竖向钢筋的上端与灌浆套筒直接用螺纹连接，套筒上口盖好端盖，防上制作时混凝土及其它杂物落入套筒内，钢筋下端利用位于模盘下盘的钢筋固定板1.7，采用专用螺栓固定。竖向钢筋在构件长度范围内可以采用套筒接头接长，但接头不得在同一水平面上。

柱构件中的竖向连接主要有两部分，一部分是型钢间的连接，大部分情况下利用如工字钢或h型钢的腹板，用螺栓连接，在型钢件制作时就需加工好连接螺栓孔且上下柱的中心腹板各自反向折半个板厚，以便上下柱连接后受力中心线保持竖直不变，所以制作时模盘下盘中心腹板位置设了固定立板1.8，可在立板1.8上开槽，利用型钢腹板的连接螺栓孔与立板1.8固定。

3)柱构件与梁构件均有箍筋，柱构件与梁构件的箍筋随竖向钢筋的竖立后将事先加工好的箍筋从柱上端逐个套入，再按设计间距与竖向钢筋连接，卡上塑料环圈保证混凝土保护层厚度。

4)构件钢骨架在流水线上组装完成，经检验合格后进入混凝土浇筑仓，在仓内根据截面设计尺寸组合滑动模板，模板高度和爬行的速度根据喷射混凝土凝固时间确定，一般模板高度可取600mm～1000mm。组合好后的滑动模板4个拐角各设一个套环，与立于4个拐角的滑模爬杆上的液压千斤顶连接，由液压千斤顶控制平台随喷射混凝土的注入逐步上升直到构件顶部。

5)滑动模板滑到顶脱离构件，待混凝土完全凝固，可由生产线平移构件至混凝土蒸养仓进行蒸气养护，平移过程速度控制要慢，一定要平稳，不能对构件有大的振动。

6)构件在蒸养仓内的养护温度不低于60°,湿度控制在90％～100％之间。

7)待构件的混凝土强度达到设计强度的75％以上时，可以移出养护仓至堆场。

8)松开模盘上固定板1.6和固定板1.7上的专用固定螺栓，起吊预制构件；模盘上的预制构件吊走后，模盘随生产线移至下个相同截面构件的制作工位。

本发明将混凝土柱、梁、墙等预制构件竖向直立进行预制，可大大提高构件生产线的利用效率，减少模板的使用量。

本发明构件浇筑中采用液压滑动模板技术和湿式喷射混凝土技术，提高混凝土浇筑的机械化水平，加快构件的预制速度。

本实施例中，将建筑结构中的主要预制构件柱、梁、墙均采用立式制作，不同的构件截面在下部有一个截面模盘，每个预制构均有一个模盘，模盘上有构件截面上的型钢、竖向钢筋的插入槽或孔及相应的固定件，可保证组件可直立于模盘上，各模盘间相互连接成生产线，模盘可在生产线上滑移，也可随生产线集中控制平移。生产线边上设置工位，每个工位上有与所需安装的组件相适应的升降式操作平台，当安装作业操作动作深入分解后，可利用机械手代替工位上的安装工人将组件安装到位。

待每个安装工位均安装完成，经检验合格后将构件的钢骨架平移进混凝土浇筑仓，混凝土浇筑仓与混凝土搅拌站相连，入仓后自动立模，采用滑模形式，减少模板品种及用量，提高模板的复用率，液压滑模+高性能湿式喷射混凝土相结合快速成型。再将浇筑好的钢-混组合构件平移至蒸养仓进行蒸汽养护，直至达到设计要求后移出生产线至构件堆场。

如图1以型钢-混凝土组合柱的生产工艺为例表明了本发明的工艺流程。其中的模盘1～模盘n是指工程设计所确定不同截面柱的模盘，相同柱截面的模盘可以用同一编号，也可按顺序编号，各模盘组在一起随生产线平台向前平移，以提高操作效率。而工位1～工位n是相对于柱中型钢、钢筋的组合顺序而确定的，如工位1应该是检查模盘形式、具体结构是否符合设计要求，工位2专门竖立型钢件，工位3专门插立竖向钢筋……，工位n即检验钢骨构架的组合质量。其它预制构件，如墙、梁均可采用相同的方法。

浇筑仓内可根据生产规模逐个构件浇筑，也可以若干个构件一次性浇筑，采用液压滑模+高性能湿式喷射混凝土工艺，主要目的是通过压力喷射混凝土使混凝土的密实度得以保证，喷射混凝土的快速成型也可提高构件成型效率，采用滑模形式可以大幅度降低喷射混凝土的回弹损耗量，提高喷射混凝土构件的表面光洁度。柱构件的浇筑方式如图2和图3所示。

考虑到构件长度对预制厂房的要求及构件本身稳定性的问题，一般预制构件长度不宜超过6m，过长的构件可以采用现行的卧式台座上预制，楼板构件也不适合本方法制作。

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