1、预应力混凝土双T板的发展简介

 国际上的预制标准构件种类很多，预应力混凝土双 T 板（Precast concrete double-Tees）就是其中的一种，其下图所示。

双T板是由面板、肋梁结合成的预制预应力混凝土承重构件，由宽大的面板和两根窄而高大的肋组成，面板一般较宽（2.0~3.0m），肋梁则窄而高（宽度100mm、120mm，肋高0.6m~0.9m），因其断面呈两个“T”型，故称之为双T板。

其板面既是横向承重结构，又是纵向承重肋的受压区。受压区截面较大，中和轴接近或进入面板，方便使用高强预应力钢筋和高强混凝土，受拉主筋有较大的力臂。双T板具有良好的结构力学性能，明确的传力层次，简洁的几何线条，是一种可以制成大跨度、大覆盖面积的比较经济的承重构件，在国际上广为广泛使用。

双T板是20世纪50年代初期从美国开发出来的大跨楼（屋）盖构件，其最初是由美国人 Harry Edwards 于1952年设计成型，当时的双 T 板翼缘宽为 2.4m，跨度大约15m。50年代后期，双T板在世界各国均有所发展。60年代在美国普遍采用，成为建造单层多跨工业厂房和多层公共、民用建筑的常用建筑构件。

目前，美国是双T板应用最多的国家，在各种建筑类型的公共建筑中有广泛的应用，特别是在大多数汽车停车库中均采用了双T板，如下图所示，而且双T板停车库还编制有定型的图纸和专门的设计手册。近些年，双T板在中国范围内得到了广泛的应用。目前全国已有双T板生产企业200家以上，我国的双T板主要用于各种工业厂房，并在一些公共建筑中应用，而且主要用作屋面板，部分工程中也作为楼面板使用。

美国双T板生产与选用主要参考美国预制预应力混凝土协会编写的《预制与预应力混凝土协会（PCI）设计手册》（简称“PCI手册”），各个构件生产商可根据美国混凝土结构协会编制的美国混凝土规范 ACI 318-2011进行深化设计。

?? 表1 中美双T板比较

2、预应力混凝土双 T板的特点

（1）双 T板截面型式多样化

双T板肋采用预应力钢筋作为纵向钢筋时，双T板跨度一般可达18m以上，常见有18m、24m和30m，如采用高强混凝土可达30m以上。双T板的面板宽度一般2.0~3.0m， 为了使双T板的受力性能更好，肋梁间距一般为板面宽度的一半，对称布置，肋梁高度可根据需要取0.6~0.9m高。因腹板高度较高，肋梁底部宽度不宜小于100mm，常见有100mm 和120mm 宽两种。

（2）结构性能好，成本低廉，经济性能好

双T板用作板梁合一的屋面构件，可降低建筑物高度，简化支撑；用作多层厂房的楼板，可便于管道布置，减少楼板规格。随着双T板的板面宽度增加，可以有效减少构件数量，加上材料、人工、运输及安装的费用减少，可使得双T板的成本大幅下降。

实际工业建筑中，当建筑跨度为15m~24m时，采用钢屋架钢结构优势发挥不出来，双T板和相同跨度的钢屋架相比，可减轻结构自重和节省钢材均为50%以上，同时大大降低房屋的结构高度，综合效益很可观，经济效益显著。此外，双T板与钢结构大跨度屋面相比，具有防火、耐腐蚀、免维护、抗台风能力强和使用寿命长等优点，尤其适用潮湿环境的地区。

（3）采用高强预应力钢筋

（4）整体性好

（5）应用范围广，应用前景良好

当楼面板和外墙板均采用双T板时，为了方便彼此连接和支承则应该使用相同截面的双T板，可采用单一类型，数量相对较少，可有效减少结构自重，缩短建筑施工工期。双T板非常适合各类工业厂房、物流仓库、立体停车库、大型冷库等，能满足其设备工艺要求，可广泛适用于各类大跨度建筑屋面。

双T板体系工业厂房就是一种有别于传统体系的新型工业厂房结构型式，与常用体系厂房相比,具有简洁美观、抗震性能好、设计简化、结构通用性强、工期短、节约材料等优点。当跨度为15m~24m时，采用双T板作楼面和屋盖时，具有自重轻、成本低、施工简单等诸多优点，对沿海潮湿地区，双T板系预应力混凝土构件抗裂性能好，远远优于钢构件。对于防火有要求的建筑，采用双T板较钢构件有明显的优势。

在将近三十年的推广使用中，双T板具有构造简单（屋盖板梁合一）等一系列突出优点，深受用户好评和欢迎，应用前景良好。

3、长线预应力双T板生产线对推广装配式建造方式的重要意义

近年来，在国家和地方政府大力提倡节能减排的政策号召下，我国建筑业开始迈向绿色建筑和建筑产业现代化发展的转型升级之路。在2016年9月27日印发的《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》中明确提出：因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑；力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。

建筑工业化是住宅产业化发展的前提，混凝土预制技术是实现建筑工业化的途径之一。通过混凝土预制技术实现住宅建筑的高效率、高品质、低资源消耗和低环境影响，具有显著的经济效益和社会效益，是当前住宅建筑的发展趋势。装配式混凝土结构作为建筑工业化的主要手段，仍然存在成本较高，标准化程度不高等种种问题，而装配式建筑行业很多关注点放在住宅建筑上，基本都是普通预制混凝土结构的体系及新型构件进行推广研究，很多预制构件的生产工艺比较复杂、施工困难，施工质量难以保证，生产设备折旧摊销大等种种原因导致装配式建筑成本偏高。

而预应力混凝土构件由于使用高强钢丝和钢绞线，以及高强混凝土能够做到节省材料，并且预应力混凝土构件在一定范围内做到施工无支撑，减少施工成本，尤其对于工业建筑，对于大跨、重载的要求较高，预应力混凝土构件有其独特的优势。

目前，国内的双T板生产采用的是都是单模生产，固定的模具生产固定高度、固定宽度的双T板，工程应用的双T板种类居多，跨度从9m~24m，高度350mm~900mm，宽度有2.0m、2.4m、3.0m，导致生产双T板的模具也是琳琅满目，对预制混凝土构件PC工厂而言，模具存放成本增加，周转率下降，造成极大的资源浪费。

 建筑行业预制预应力构件偏低的应用比例不太正常，预应力混凝土双T板目前在我国推广虽然取得一定成效，但仍有很大的发展空间，整个行业今后需要做的工作还很多。为此，从双T板的生产效率出发，新型的长线预应力混凝土双T板生产线对于解决装配式建筑行业生产效率低下、单模生产的弊端等问题有着非常重要的意义和较大的推广价值。

长线预应力双T板生产线简介

1、生产线基本要求

可扩展组合式长线预应力混凝土构件生产线（以下简称：长线台生产线）主要用于预应力混凝土双T板的生产，能够涵盖常用的双T板结构类型，包括双T屋面板、双T外墙板、以及双T楼层板等，并且能满足常用楼层板及屋面板荷载等级，以及大跨、重载用双T板的具体要求，并且能保证在生产过程中，模具的变形在容许值之内，满足张拉力的要求。

同一条生产线可以生产不同高度、不同宽度、不同跨度的预应力混凝土双 T 板，并且能够保证可移动、易组装等。可扩展组合式长线台生产线模具为自持荷模具，即通过模具自身的钢结构保证预应力钢绞线在张拉完成后的持荷。模具采用自持荷结构，具有不受生产场地限制，可实现任意转场生产优点。

借鉴美国长线台预应力混凝土双T板的生产技术，从双 T板截面入手，对截面进行相关优化、选型，然后考虑国内常用双T板的跨度荷载等级估算长线台模具生产线的最大张拉力，从模具支座角度完成可扩展组合式生产，实现同一条生产线生产不同跨度、不同宽度、不同高度预应力混凝土双T板的要求。

2、截面设计

为了满足工程需要，用同一条长线台生产线生产不同高度，不同宽度，不同跨度的双T板，真正实现可扩展组合式生产，对双T板的布筋方式进行了相关研究，最后对双 T屋面板及楼层板分别给定特定的布筋方式及布筋间距，如图2。

通过生产模具肋底高度简单的调节装置，实现同一生产线生产不同高度的产品，如下图所示，由此可见，不同的双T板高度会有不同的肋宽，结合工程应用需求，设计生产线所生产截面高度从 400mm~1000mm 不同高度双T板共 11 种， 其相应的肋高对应如下表2所示。板面通过侧边宽度的限制装置，可对板面宽度进行调整，生产宽度从1.8m~3.0m的双T板，真正实现了可扩展组合式长线生产。

3、模具设计整体思路：

 可扩展组合式长线台生产线模具由两个端头节和若干个中间节（指标准模具单元）组成，节与节之间通过定位装置和紧固件连接为一体。

长线台生产线模具两端分别设置锚固端和张拉端板，端板上根据预应力双T板张拉钢筋的规格和位置开孔，采用单根张拉双控；模具中间设置若干分隔板，分隔板上开出相应的张拉钢筋孔，根据双T板长度分隔板可以灵活选择放置的位置；边模可以拆卸并且根据双T板顶部宽度进行一定范围的调整。

在长线台生产线模具两 T肋间距不变的情况下，通过增加 T肋槽底部不同高度的 T槽底模（又称T肋填充模）来调整双T板需要的 T 肋高度，每种高度单独配置相应的T肋填充模，这样的话可以生产不同高度的双T板。

长线台生产线模具分别设置能够保证覆膜设备行走的轨道和蒸养管道；浇筑完成后通过振捣棒振捣，人工进行抹平顶面；覆膜设备在生产线模具设置的轨道上行走进行覆膜；蒸汽管道设置在模具的空腔内进行辐射蒸养，外接暖气输送管道。

另外长线台生产线模具需要匹配相应的辅助设备，如智能张拉机、双梁桥式起重机不少于两台（荷载20T）、钢绞线牵引设备、T槽清理设备、提吊式料斗等。

4、生产线主要组成

为满足上述不同高度、不同宽度、及不同跨度的生产需求，开发一种长线法预应力混凝土双T板生产线，见图3所示，其主要包括两组以上的标准模具单元、安装在标准模具单元上的宽度调节装置、长度调节装置和安装在标准模具单元T肋模具槽内的高度调节装置；两组标准模具单元之间固定连接，在双T板生产模具两端分别安装张拉锚固板，在双T板生产模具内安装蒸养管道。标准模具单元尺寸为10m，组合而成的生产线总长为140m。

?? 图3 长线台模具结构示意图

标准模具单元包括底座、安装在底座顶面上的中间面板、沿中间面板长度方向安装在其左右两侧的左面板和右面板；所述左面板侧壁和中间面板左侧壁之间的空腔为左T肋模具槽， 所述右面板侧壁和中间面板右侧壁之间的空腔为右T肋模具槽；相邻两个左面板的对应端部外侧壁之间和相邻两个右面板的对应端部外侧壁之间固定连接；相邻两组标准模具单元的左T肋模具槽连通，相邻两组标准模具单元的右T肋模具槽连通；所述张拉锚固板分别安装在左T肋模具槽和右T肋模具槽的两端部。

中间面板为开口向下的 U 形架，左面板和右面板分别为其侧壁与中间面板两侧壁对应的倒L形折板，所述蒸养管道分别位于中间面板、左面板和右面板的底部；所述相邻两个左面板的对应端部外侧壁之间和相邻两个右面板的对应端部外侧壁之间通过定位锥度销固定连接。

双T板的宽度调节装置为设置在左面板和右面板长度方向上的边模框架，边模框架与左面板和右面板顶面通过磁力盒、G型夹或压板压紧。边模框架一般建议每段长度不超过5米。

双T板的长度调节装置分隔端模架，分隔端模架顶面通过磁力盒、G型夹或压板压紧。

双T板的高度调节装置为安装在左T肋模具槽和右T肋模具槽内结构相同的T槽高度底模（又称T肋填充模）。

在左面板和右面板顶面外侧壁上均匀固定对应的套管， 在套管内插装养护棚架。T肋高度底模包括条形的壳体、安装在壳体顶面上的顶板以及间隔安装在壳体底部的垫板。T肋高度底模一般每段长度不超过3米左右，使用较方便。长线台模具安装示意图如图4

?? 图4 长线台模具安装示意图

长线预应力双T板生产关键工序

1、某工程采用的双T板性能参数

2、生产线的安装调试

（1）长线台生产线模具安装说明以及安装流程图

1) 地坪测量放线：在预留地坪面的预留洞口中间用墨斗放一条基准线，根据长线台双T生产线模具的宽度引条辅助线；

2) 模具安装：先测量地面的水平值，然后安装第一节端头模，之后逐节安装各标准节，最后安装另一节端头模。安装过程中需严格按照地面的墨线及测量水平值来安装，每安装一节都要全线检查复核生产线的直线度和平整度，避免安装累积误差。

3) 全线模具安装好后再用经纬仪检查直线度，用水平仪检查水平度，往返两次闭合检查复核。

4) 地坪面的预留洞浇筑并把螺栓安装，螺栓要按照图纸要求预埋的深度，混凝土凝固后就安装铁压板并把螺母锁紧；确保模具与地面垂直固定。

5) 安装蒸汽管道，按压力管道要求安装好蒸汽管道，并要试压确保管道安装可靠，试气确保各接口无泄漏。

6) 安装覆膜机，注意轨道的直线度及电机电缆的保护。

7) 最后安装相关电气设备。

（2）长线台生产线模具的检验指标

3、生产过程控制关键工序

（1）长线台座法生产预应力双T板的生产工艺图

（2）钢绞线张拉控制

在端头模两侧用工具式锚具和三片式夹片将钢绞线锚固好。选用的锚具及夹片必须是与钢绞线型号相吻合的，夹片的丝口无明显划痕或受损，三片夹片尾部有用铁丝圈圈住，三夹片碰口齐整，夹片之间隙均匀，收紧锚具后能稳固夹住钢绞线。钢绞线与夹片的锚固质量在生产自检后需专职质检员确认合格后方可进入下一工序。

通过张拉设备拉伸钢绞线，将钢绞线拉伸到设计张拉值即完成张拉。根据张拉设备的不同分为智能同步张拉和油压千斤顶单根张拉。

单根张拉法的步骤如下：穿好的钢绞线先做好编号，两条肋的钢绞线相互交错张拉，原则是先在一侧张拉1条钢绞线，再在另一侧张拉2条钢绞线，再回到另一侧张拉2条钢绞线，以此类推。预张开始后利用单根张拉机按照上述的顺序对钢绞线逐根预张拉，使预张拉达到设计张拉力的20%以下后静停大约2分钟，然后继续张拉到设计值的100%，持荷大约2分钟后张拉下一条钢绞线。

智能同步张拉法是每次按照预先设计的顺序同步张拉两条肋的钢绞线，可以是对称同步张拉两肋各1条钢绞线，也可以是对称同步张拉两肋各2条钢绞线，前提还是先全部预张拉完成后，再逐步进行对称同步超张拉，整个张拉过程必须在班组长、质检员监控下进行。

钢绞线张拉的施工工艺如下：

① 采用钢绞线一端固定，一端单根张拉时，宜两条肋同时张拉，张拉前根据对等、交错、平均分布受力原则确定每根钢绞线的张拉顺序，并在张拉端标识好先后张拉顺序。

② 按照事先设定的张拉顺序，逐一将两肋的全部钢绞线拉直，注意此步仅仅是拉直，不宜施加超过5%的设计张拉力。当张拉端和连接器处拉紧，在拉直的钢绞线上选择适当的位置测量起始长度，等超张拉完成后再次测量最终长度，两者数据相减计算出单根钢绞线伸长量。

③ 全部钢绞线拉直后，应暂停张拉并安排操作人员对全部钢绞线从一端往另一端检查，确定是否有钢绞线缠在一起的问题，无误后开始预张拉。预张拉第一根钢绞线时需加传感器以对比校验张拉设备是否正常工作。

④ 按从钢绞线拉直状态→预张拉（设计张拉值的20%）→超张拉（设计张拉值的100%，持荷2分钟锚固）的顺序施加张拉力，全部钢绞线预张拉完成后即要全面检查钢绞线的状态，锚固端、张拉端的夹片情况等，确保状态合格。继续按照设定的顺序进行超张拉，达到设计张拉值的100%后停止张拉并持荷2分钟锚固，确保钢绞线处于稳定状态后千斤顶回油至零。

⑤ 量测、记录每根钢绞线的延伸量，计算延伸率，延伸率控制在+6%的范围内，若不符合规定应找出原因及时进行处理。

⑥ 在全部钢绞线张拉完成5分钟以后，由专职质检员来检查钢绞线的绷紧度，锚具状况等，防止出现张拉力和油压表读数均达到设计张拉值而钢绞线没有绷紧的现象。若发现有问题，通知生产部安排重新张拉直至合格。

（3）混凝土浇筑与养护要点

 混凝土应遵循先进行两肋板混凝土浇筑，再浇注面板；整个浇筑应采用水平分层，纵向分段的浇筑方式，浇筑方向从板的一端循序渐进至另一端，在接近另一端时为避免板端混凝土产生蜂窝等不密实现象，改从另一端向相反方向投料，在该端4～5m处合拢。分层下料、振捣，每层厚度不超过30cm，上层浇筑必须在下层混凝土初凝前进行，保证接缝处混凝土的良好结合。

 混凝土浇筑完成后进行收光，覆盖潮湿的土工布，每天淋水4次以上，自然养护3天混凝土强度达到45MPa以上就可以放张起模。如果进行蒸汽养护，混凝土浇筑完成后进行收光，覆盖潮湿的土工布，再覆盖塑料薄膜，然后用帆布进行覆盖，待混凝土终凝后就可以开通蒸汽加热，蒸汽养护最高温度不应超过55℃。升温2小时，恒温4小时，降温2小时，混凝土强度达到设计要求以上可以放张起模。

（4）放张时间节拍与混凝土强度对应关系

（5）反拱的控制

起拱对于构件脱模十分重要，并且对于主要承受竖向荷载的双T楼板，适量的起拱不仅可以提高构件的承载能力还能抵消荷载产生的挠度，增加美观度。

但对于预制双T墙板，必须保持墙面平整，控制起拱十分重要，这需要合理布置钢绞线的分布并通过生产工艺控制预应力合力点的偏心距。

（6）预应力筋放张力度、放张速度、放张方式

从双T板两端的同条肋同条预应力筋开始同步放张，或从长线台中间开始从两条肋同时切割，再同时往两边从上到下依次进行。每根钢绞线的切割完成时间控制在10秒左右，建议放张顺序可以采取：第1批次双T板从锚固端往张拉端方向同步分层逐步放张；接下来连续3个批次双T板改为从双T模具中间往两端同步分层逐步放张；到第5个批次双T板调整为从锚固端往张拉端方向放张，依此循环放张。

（7）长线台生产线的人均产能分析

 其中12个工人分别是：钢筋绑扎工2人，装拆模与预埋安装工4人，张拉与放张工2人（其中1位为班组长），泥水工4人。生产车间的行吊工未计算在内。

长线台生产线的生产工序与完成时间段如下，依此循环进行生产：

4、双T板的结构性能检验

（1）双T板结构性能检测指标

试验过程记录试件的挠度、开裂情况、跨中裂缝宽度、以及破坏特征。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015，对跨度大于18m的大型构件，可只进行裂缝宽度、抗裂和挠度检验。 试验构件的承载能力加载到1.10Qd 未发生所有破坏形态，即判为合格，并停止试验。

（2）试验加载装置

??图5  堆载分布示意图

（3）试验测量

① 反拱测量：加载前在板底拉线，通过布置于跨中的钢尺量测反拱值d0 。

② 挠度测量：每级荷载两侧构件挠度。

（4）加载过程与试验实施

??图8  不同荷载等级下加载情况

（5）开裂荷载取值

（6）检测结果

??表7  开裂情况及裂缝宽度检测结果

??表8  结构性能指标检测结果

（7）检测结论

① 在标准荷载作用下，构件跨中实测挠度为19.69mm，小于允许值39.85mm；抗裂检验系数实测值为1.45，大于允许值 [ gcr ] 为 0.97，均符合规定要求。

② 双T板的承载力实测值超过 1.10 Qd ，符合规定要求；

③ 在达到承载力极限状态时，双T板受压区混凝土未出现破坏迹象，受拉主筋在板端部未滑移。

因此，所检验的YTPb2730-3型预制预应力混凝土双T板试件的结构性能符合相关规定的要求。

备注：部分内容引自中国建筑科学研究建筑工业化研究所的报告

消息来源：砼筑鹰城整编