行业展望：预制混凝土叠合板如何实现智能制造
公众号同步 · 筑纬建筑科技 · 2023-11-15
以下文章来源于：智聚装配式绿色建筑
前言
装配式建筑作为一种新型建筑类型，与传统建筑相比，在提高建筑质量、节约资源、加快施工速度等方面具有明显的优势。在如今国家大力推行装配式建筑的大背景下，实现装配式建筑构件的智能加工制造成为了目前本行业的重点目标。因此，本文聚焦目前装配式建筑中应用最为广泛的预制混凝土叠合板，着重分析未来预制混凝土叠合板的智能制造技术路线。
预制混凝土叠合板如何实现智能制造
实现智能制造，主要从3个方面出发：
01
钢筋自动化加工与入模
02
混凝土自动化浇筑
03
养护自动化进库与出库
目前来说，混凝土叠合板如果要实现智能制造，需要从三个步骤入手，分别是钢筋的自动化加工与入模，混凝土的自动化浇筑与混凝土养护的自动化进库与出库。目前看，混凝土的自动化浇筑与养护自动化进出库已经在流水线实现，基本实现了智能制造，因此，目前智能制造落地的难点在钢筋的自动化加工与入模。
图为目前混凝土自动化浇筑与养护自动化进出库流水线
钢筋的自动化加工目前可以通过网片加工机实现，全自动钢筋网焊接生产线通过设备控制系统即可完成网片尺寸规格、设备工作方式和生产任务的设定，并支持连续自动生产多张、多种规格的网片的连续生产。
图为目前全自动钢筋网片生产流水线
钢筋自动加工好后，需要被吊起入模。但由于大部分叠合板都是四面出筋的构造设计，叠合模具上很多钢筋对应各自出筋孔，几十个出筋孔在加工累计误差下导致网片钢筋很难精准入模。由此导致钢筋的自动化加工与入模不能够落地。
图为目前叠合板过程动画，钢筋自动化入模困难
因此，要全面实现混凝土叠合板的智能制造，重点不在设备的更新迭代，而在于叠合板要实现四面不出筋的构造设计，即模具可以四面不开钢筋孔（钢筋预埋限制在模具内部或飞起钢筋在模具上方）。
四面出筋问题1：施工困难
四面出筋不仅是钢筋桁架叠合板智能制造的瓶颈，在现场工地安装上也带来了很多的痛点，极大的影响现场安装效率与质量。普通桁架叠合板钢筋需要进入支座，因此在现场施工中，胡子筋容易和梁负筋打架，从而给施工带来不便。如图所示，工人在安装时经常先把筋掰弯再回正的暴力施工，容易对刚度造成影响，带来了很大的安全隐患。
四面出筋问题2：拼缝问题多
此外，双向板模板小拼缝的做法，现场支撑与模板复杂，并且成形后由于模板漏浆还需要后期打磨或找平处理，极大影响了现场施工的效率与质量。
而最新基于T/SCQA 208-2023《砼肋混凝土预制板应用技术规程》的超高性能混凝土叠合板（简称TF板）突破了四面出筋的痛点，可以达到正面不出筋和单向板密拼从而四面不出筋。
正面不出筋的实现
根据2020年12月1日施行的 T/CECS715-2020《钢筋桁架混凝土叠合板应用技术规程》5.3.2规定，密拼式整体接缝连接时，后浇混凝土叠合层厚度不应小于桁架预制板厚度的 1.3 倍，且不应小于75mm。由于TF板的底板厚度仅为50mm，现浇层大于75mm，达到了1.3倍预制厚度，则可以实现正面不出筋的设计，通过现场附加钢筋锚固，这样在加工过程中避免了入模难的问题，叠合板钢筋网片焊接机的使用效率将得到极大提升，在钢筋绑扎环节实现工业化。
单向板密拼：四面不出筋的实现
当采用单向板形式时，超高性能混凝土叠合板（TF型）也可以实现侧面不出筋。可以在接缝处顶面设置垂直于接缝的附加钢筋。
项目实例海南某项目设计采用125厚TF叠合板且四面不出筋的设计，效果理想。
左图是上海某项目单向密拼直接成型的效果，由图可见TF作为单向板密拼，接缝很小，效果理想。
双向板接缝板构造：
模具不开孔，现场底面同标高
TF板双向板当采用后浇整体式接缝时，可采用拼缝板的构造形式，如下图所示，板侧伸出钢筋采用飞起筋的形式，接缝处采用免拆底模拼缝板，现场施工时，可免除模板安装拆卸工作，且工厂端生产时，由于采用飞起钢筋在侧边模具上方，板侧模具可不开孔，经济高效。
总结
TF板通过正面不出筋；侧面单向板情况下不出筋，双向板情况下飞起钢筋，现场通过拼接板连接；从而实现叠合板模具的四边免开孔，这样钢筋网片机加工的钢筋网片，由于没有模具钢筋孔需要穿过就可以轻松吊装入模，从而实现智能制造。
TF板其他优势
01
首先，TF型砼肋板较大的刚度可以帮助实现现场免撑或少撑（3米以内免支撑），由此可以享受上海0.55免模免撑高装配率系数，楼板部分装配率得分高20%+。
02
对外形尺寸为 3.6m*1.5m 的同规格TF 型砼肋混凝土叠合板以及钢筋桁架叠合板进行型检：
钢筋桁架叠合板在支撑跨度3m 工况下，加载至 150kg/㎡时，实测挠度为 6.8mm，出现裂缝，发生塑性变形。
相同工况下，TF 型砼肋叠合板的实测挠度为 2.1mm，仅为钢筋桁架叠合板的 1/3，且始终呈现线性变化趋势，砝码卸载后，板仍处于弹性阶段。
03
现场施工过程中，可以发现TF板的板面钢筋架立方便，这样可以避免钢筋的踩踏偏离，防止对刚度造成影响。
04
其次，TF板肋条与板面的焊接节点会在肋条内形成梯形孔，管线穿过更方便。避免了现场管线与钢筋打架的问题，保证了刚度不遭到破环。
总结
总结来说，在智能制造是叠合板生产的一大趋势的情况下，目前采用密拼缝或通过连接板做法的TF叠合板预制底板做到四面不出筋的设计，很大程度上解决了预制叠合板智能制造的难点问题。一旦实现了四面不出筋，在生产流水线上，叠合板的制造便可以实现结合钢筋网片机智能建造。这样生产模具重复利用率高，起吊脱模方便，工艺更容易实现标准化，同时降低了成本，提高了效率。
因此，TF板为未来预制混凝土叠合板的智能制造垫底了基础，解决了传统钢筋桁架叠合板智能制造所面临的难题，满足智能工业化生产的需求。
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