预制构配件结构在沙特扎瓦尔项目的应用

一、沙特扎瓦尔项目概述
　　沙特扎瓦尔项目是公司第一次以联合体的形式运作国际电站EPC项目。该项目土建部分全部整体分包给当地非常有实力的分包商CCC，通过与当地企业合作了解国外施工企业如何实施本土化战略，设计施工，施工方案的确定标志着升压站施工方案已经走在完全面向本土化战略的前沿。


　　本文所涉及的沙特扎瓦尔项目中的实例工程为电厂升压站，工期紧、质量要求高。其中，GIS楼长233米，宽25米，高14.78米，结构柱子共计114根，楼梯间柱子一共有18根，升压站的集中控制楼总长度为98米，宽度为27米的柱子有80根，单根柱子高度5.5-7米不等，从2012年4月底开始施工到2012年11月初土建移交安装。全部施工周期只有7个月，本工程升压站的GIS楼及控制楼能够在如此短的时间内施工完成，主要得益于采用了如下优化的施工设计方案：


　　1、升压站GIS楼施工设计方案。升压站GIS楼的结构采用现浇混凝土筏板基础，地上结构为预制混凝土柱子与女儿墙连接，屋面采用Double T与女儿墙搭接，由于GIS楼整体较高考虑到抗震、抗剪整体结构稳定性，在沉降缝位置采用现浇剪力墙与预制构配件相结合的方式。此结构形式为：预制混凝土柱、梁、楼板结构，屋面采用了Double T现浇楼板结构，保证了结构的稳定性。


　　2、升压站控制楼施工设计方案。升压站控制楼的结构采用现浇混凝土筏板基础，地上结构为预制混凝土柱子吊装与横向大梁搭接，屋面采用横向大梁与多孔板屋面板相结合的方式，上部结构整体采用预制混凝土构件安装方式。
　　
　　 二、预制构配件结构及其优点分析
　　（一）常见的预制构配件结构说明
　　1、预应力多孔板。预应力多孔板多作为居民新村和单位宿舍的楼地板，规格按设计要求，一般长2.2～4米，宽0.5～0.6米，高70毫米，孔数5～7个，早期工艺采用预应力芯棒作主要受力筋。同时也生产非预应力构件，如槽形板等。20多年前，国内(特别是华东地区)兴起研究、制造冷拔低碳钢丝预应力中小型构件的热潮，它具有节省钢材，构件抗裂强度强、性能好、制造简单的特点，备受社会青睐。


　　2、预应力屋架。预应力屋架采用装配式预制钢筋混凝土屋架，不用底弦，将支力点放在两侧墙柱上。由于框架结构普遍采用，预应力屋架有所减少。据相关工程人员测算：同样建筑面积，用预应力屋架建造的建筑比预应力多孔板结构建造的，可增加使用面积7.3%，工期节约1/3以上。但造价比预应力多孔板结构高15%～20%，钢材用量增加30%～40%。因此，预应力屋架的发展在很大程度上受到了制约。


　　（二）预制构配件结构的优点分析
　　与传统建造方式相比，预制构配件结构具有以下优点：一是预制结构施工方便，模板和现浇混凝土作业很少，预制楼板无需支撑，叠合楼板模板很少。采用预制及半预制形式，现场湿作业大大减少，有利于环境保护，更可以减少材料和能源浪费；二是预制结构工期短，由于减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护时间，施工速度大大加快，对周边工作生活影响小；三是预制结构质量易于控制, 建筑的尺寸符合模数，建筑构件较标准，具有较大的适应性。预制构件表面平整、 外观好、尺寸准确。而且混凝土容易养护，并且浇筑完成后混凝土质量好；四是预制构配件结构可实现标准化生产，现场施工机械化水平高，在很大程度上减少了人工使用数量，提高了工程的施工效率。
　　
　 　三、预制构配件结构在沙特扎瓦尔项目中的实际应用
　　1、预制柱子施工
　　GIS 楼柱子114根，楼梯间柱子18根，单根柱子重量13吨到8吨不等，长度8-13米不等，柱子尺寸为0.4m*0.7m。控制楼柱子80根，单根柱子重量大约5吨左右，长度5-6米不等。柱子起吊时使用50吨汽车吊和80吨履带吊配合，使柱子竖起，找正、就位时使用80吨履带吊，底部采用钢板螺栓连接。


　　2、梁吊装施工
　　GIS楼中间梁和顶部女儿墙大梁通过螺栓与预制柱子搭接，女儿墙为台阶形式，屋顶板为预制双T板与女儿墙搭接。中间小梁放置在预制柱子牛腿上，尺寸为5米左右长，035*0.65m，女儿墙是3个小台阶状，女儿墙放置在柱子上，通过16mm的螺栓连接, 使用机械为50吨汽车吊一台，2台manlift。 为保证小梁的稳定，在牛腿及预制梁上预留螺栓孔，共四个，小梁平均重量3-2吨。屋顶双T板采用250吨履带吊吊装，共98块，整体预制结构安装共用两个半月时间。
　　
　　3、控制楼顶部预制梁施工
　　大梁总跨度26.5米，形状为大写的I字，为保证其挠度，整体浇注成上拱形，每根大梁大约44.5吨，大梁共19根，南北面墙顶部为小梁连接，共有10个小梁重约2-3吨不等。控制楼梁吊装采用德国吊车500吨汽车吊，共施工3天半，为施工大梁在控制楼西侧回填大约宽度15米的吊车停放场地。
　　
　　4、剪力墙施工
　　剪力墙施工采用大模板预制配装结构，48个剪力墙采用96块大模板，每块模板有6米高。 模板加固及配型整体在预制场提前预制完成。平均每天4到6块的浇筑混凝土进度，25天的时间全部完成剪力墙的施工工作。


　　5、屋面施工
　　GIS楼屋顶双T板采用250吨履带吊吊装，控制楼屋面板采用hollow core , 即多孔板， hollow core两头搭接在大梁上，hollow core 施工与屋面钢筋网片通过大梁预留的钢筋连接成整体，增加屋面的整体性。另外，每块板由两块梁和板面组成，梁下面宽120mm,上面宽为180mm，屋面板高800mm在每个沉降缝位置断开与结构保持整体性。
　　
　　结语: 本工程中的升压站结构采用现浇混凝土筏板基础，地上结构为预制混凝土构件吊装与现浇混凝土剪力墙加双T型屋面板相结合的方式，此结构形式为预制混凝土柱、梁、楼板结构，在结构抗震方面采用了现浇混凝土剪力墙，保证了结构的稳定性。
　　
　　参考文献：
　　[1]韩雪冬．预制构配件结构在建筑施工中的应用探究[J]．辽宁建材，2012（6）．
　　[2]罗德智．预制构配件结构及其应用分析[J]．山西建筑，2011（16）．
　　[3]吴君芳. 预制混凝土结构在建筑工程施工中的应用[J]. 混凝土，2010（13）.