PTW生产制作工艺
在建筑施工行业预制化程度日益推行的大背景下，以大型施工企业的大项目平台为依托，引进国外先进预制化生产和施工工艺的同时，我们着力发展绿色、高效的建筑施工新模式。
PTW（PrecastTrussWall）,是从韩国新引进的一种预制剪力墙结构形式，主要分为三部分组成，A墙板+钢桁架+B墙板，该种预制构件形式直接解决了以往厚度较大剪力墙预制难度较大的困难，直接在工厂中完成墙体主体的结构形式，并于后期现场安装后省去模板工程，架料投入、大量管理人员投入，大大的缩短现场的工期和缩减了繁杂的工序。
该种预制墙体用可用于大型洁净厂房、多功能用途的高层建筑、大体量公共建筑、群体住宅等多用途的建筑类型，在工厂中完成厚度较大的剪力墙体的预制工作，意味着预制化工艺的又一个飞跃，精细化和全面可控化程度较高的预制工艺，对于建筑行业理念转变和成本把控又是一个大大提升。
关键词：PTW（PrecastTrussWall）；多用途；剪力墙预制；精细化；
1引言
1.1技术背景
总建筑面积为537462m2，其中UT栋、CT栋和GREEN栋预制化程度达85%以上，预制类型涵盖剪力墙(PTW)、COLUMN、BEAM、GIRDER、HALF-SLAB等全部类型的构件，预制体量多达30000m3左右，构件数量达20000多个，预制构件种类多样，形式不一，预制化程度非常之高，达到当前国内建筑预制行业的绝对领先水平。
1.2选题目的和意义
当前国内的预制工业化属于新兴发展阶段，各地区都在不同程度的进行着建筑预制工业化的尝试与体验，预制工业化相对于传统场现浇的施工工艺，可以带来颠覆性的改变：大部分施工作业由工地前线转为后台作业、工作环境转向工厂室内、施工工艺转向流水线作业、整体施工作业队伍素质提升、施工进度和材料成本更为全面深入的把控、迎合当前世界上绿色环保施工的主题、带动物流运输行业和预制工厂的大规模发展、造就新一代建筑施工的工人群体等等。
本文以三星二期UT栋和CT栋的地下室剪力墙（PTW）构件的生产工艺作为题，详细叙述该种新型的构件类型的工厂生产工艺，其中不乏借鉴韩国的预制新工艺，为以后建筑预制行业的技术更新和新的工艺衍生做个小小铺垫。
2PTW概述
PTW（PrecastTrussWall）,是从韩国引进首次在中国使用的一种剪力墙结构类型，构件本身由A墙板+钢桁架+B墙板组成，墙体的混凝土标号为C50，钢筋φ20以上为四级钢，φ20以下为三级钢。墙板本身构成部分有钢筋网片、钢筋桁架以及各种埋件等，墙体的厚度尺寸有600/800/1000mm,高度达11000mm,单面墙体最重多达6t，整构件最重达10.5t，构件工厂制作工艺较为复杂。
A墙板 TRUSS（钢桁架） B墙板（组装成型） 表2-1PTW组成
对于PTW墙体本身来说，根据尺寸和外观不同，又分为大墙、角墙和小墙，其中大墙墙高等于结构层高，直接可以和楼板组合后进行封闭；小墙则为了考虑机电设备管道、电线电路等功能使用，特殊制作的墙体，后续和部分现浇墙体结合后进行封闭；角墙则是转角部位的墙体类型。
大墙 小墙 角墙 表2-2PTW类型
3生产厂区说明
在进行PTW构件制作之前，要综合对当地的预制工厂进行考察，包括厂家的人力配备、设备投入、资源调动能力、场地规模、物流团队、后勤物资供给、厂区地理位置、厂家业绩和业界声誉等多方面。
针对三星二期的PTW构件生产制作厂家，厂区具体情况如下：
两条专用的PTW生产线，A墙板和B墙板各一条；
根据构件的吊重不同，按照桁吊的位置合理划分A墙板和B墙板的生产场地，模具进场后按照规划布设完成；
蒸养锅炉和管道在生产启动前进行检修，模台对应的蒸养棚罩布设完成；
桁吊等吊转设备检修完成，桁吊规格包括20t一台，65t一台和10t两台，总计四台，每台桁吊含有两个电葫芦并配备电控系统，电动葫芦可采用单手柄同时和单独进行控制；
翻转机安装完成，翻转机方向和桁吊线、模具长向平行；
厂区内设置PTW墙A板生产区，面积约为2100m2，配备A板模具30台；设置PTW墙B板生产区约2000m2，配备B板模具30台；
厂区自有混凝土搅拌站，构件生产前要确认砂石骨料和混凝土等原材料储存充分；
钢筋原材厂家、埋件厂家、钢桁架加工厂家等落实到位并按计划进场存放，辅助材料供应到位；
厂区内安全警示标志灯环境文明措施安排就绪；
规划好构件堆放区域；
图3-1厂区布置图
4重难点说明
4.1钢桁架制作、采购
图4-1钢桁架制作图
钢桁架属于PTW组成的关键环节，材质组成为：
1 6mm厚钢板 4 40×40×2.3方钢 2 L50×50×4角钢 5 φ13栓钉 3 50×50×2.3方钢 6 φ10圆钢 表4-1钢桁架组成
钢桁架焊接技术要求
严格按照设计图纸要求进行满焊，焊缝高度和长度必须满足要求；
焊缝的咬边深度不得大于0.5mm，咬边的长度不得大于10mm；
焊缝表面不得有裂纹，未熔合、夹渣、气孔、烧穿和焊瘤。焊缝上的熔渣和两侧的飞溅必须清除干净；
满足二级焊缝探伤要求；
图4-1钢桁架
难点
单个钢桁架本身焊缝极多，焊接用母材薄，焊接区域有限，故此在较高制作质量标准要求下，焊接制作难度极大！
钢桁架单片焊接后变形较大，故此对于完整钢桁架的组装要求较高，要制作专用的组装工装，进行组装，组装后对于变形要进行校正！
运输过程和构件组装时要注意对钢桁架采取合理的保护措施，防止变形！
制作工艺
钢桁架制作工艺流程：原材选型、采购—图纸确认—切割、下料—单片制作—组装—成型后校正—验收—出厂
单片制作 单片完成 组装 验收后出厂 表4-2钢桁架制作流程
4.2厂区堆场布置
构件数量较多，对厂区内的场地布置和规划提出更高要求，根据厂区的构件储存场地情况，构件堆放必须兼顾以下因素：
构件必须在桁吊吊装范围内；
避开A、B板生产材料堆放和运输路线；
现场后期吊装优先顺序；
构件装车出厂便利性；
考虑厂区存放容量，及时消化堆放量；
图4-2厂区堆场布置
4.3严格的验收、质量监控流程
图4-3验收流程图
4.4超负荷的吊运需求
桁吊吊运能力分析 作业区域 工作内容 工作时间 工作时长 日平均总时长 使用率 A板区
（10t桁吊） A板起模 上午 3h 14h 21.5% A板组装 上午~下午 7h 50% A板材料装卸 随时 1h 7% 成品A板装车 早上 1~2h 7% 配合出货装车 随时 1~2h 7% 配合防水构件倒运 夜间 1~2h 7% B板区
（65t桁吊） B板起模 上午 3h 16h 18.75% B板组装 上午~下午 8h 50% B板材料装卸 随时 1h 6% 配合出货装车 随时 1~3h 6% 配合防水构件倒运 夜间 2~3h 13% 配合A板翻转 上午~下午 1h 6% 表4-3吊次分析
5生产投入
5.1人
A墙板区域 B墙板板区域 工种 人数 工作时间（min） 时间累计 工种 人数 工作时间（min） 时间累计 拆模（起吊） 5 60 940
min 拆模（起吊） 6 60 1030min 出模（起吊） 5 40 出模（起吊） 6 40 清模-涂模 60 清-涂模 60 安装网片 8 120 安装网片 8 150 安装埋件 安装埋件 型钢桁架 型钢桁架 组模 组模 浇筑（振捣）、静养、拉毛 8 180 浇筑（振捣）、静养、拉毛 8 240 养护 2 480 养护 2 480 其余工种
劳动力投入 A/B板冲洗 编号打码 A板构件倒运至B板并翻转 修补 2 2 5 4 焊工（模具改制、埋件焊接） 车间下料 夜间构件倒运 其余杂工 6 8 6 4 说明：此劳动力投入属于日产量在15A+15B的情况下的平均人员投入，合计95人左右，根据产量的浮动，劳动力投入会随时变化。 表5-1人力投入
5.2材料
序号 材料名称 规格 材料概况 报材料承认邀请书 样品提交 材料数量 部位 品牌 型号 数量 采购量 1 钢筋 HRB500 PTW 龙钢 22/20 ▲ ▲ O O 2 HRB400 PTW 龙钢 10/8 ▲ ▲
O O 3 埋件 PZ-2215P PTW 陕西科海
▲ ▲ O O 4 M16 ▲ ▲ O O 5 M30/M20 ▲ ▲ O O 6 PZ-4080P ▲ ▲ O O 7 PZ-5215P ▲ ▲ O O 8 C50砼 PTW 自产 P8防渗 ▲ ▲ O O 9 型钢桁架 1141组 PTW 陕西科海 1201206 ▲ ▲ O O 10 钢筋网片 HRB400 PTW 韩城 100100 ▲ O O 11 钢筋桁架 HRB400 PTW 自加工 110mm ▲ O O 12 角钢 L50 PTW ▲ O O 13 直螺纹套筒 HRB400 PTW 自购 20 O O 14 M16螺杆 PTW 自购 L75 O O 15 爱敬树脂 ▲ ▲ O O 16 玻纤毡 ▲ ▲ O O 14 说明：▲表示样品已提交??????▼表示样品未提交 表5-2材料投入
5.3机具投入
序号 名称 型号 图片 用途 1 桁车1 65t
构件组装起吊、翻转、装车
2 桁车2 10t
构件组装起吊、翻转、装车
3 板车 6m
构件倒运
（A板和整板）
4 自卸运输车 4m
钢桁架、钢筋、埋件运输
5 混凝土罐车 15m3
混凝土浇筑
6 空压机
组模后清理
7 氧气乙炔 用于钢材切割，豁口模具制作 8 电焊箱
用于埋件焊接、豁口模具制作、模具改制、桁架加固
9 切割机
用于钢筋切割
10 钢筋弯曲机 HRB500E
用于HRB500E级钢筋弯曲加工
11 叉车 6T 用于材料转运 12 冲洗机 2Mpa
构件浮浆冲洗
13 千斤顶
B板组装时校准
14 喷雾器 脱模剂喷洒涂刷 15 套丝机
组装时螺母紧固
16 角磨机
用于构件边角打磨
17 平衡梁
构件吊装、运输
18 汽车吊 25t 构件倒运、翻转 表5-3材料投入
6PTW制作生产工艺
PTW构件制作的工艺流程为：进场材料验收—A墙板生产—冲洗、修缮、堆放—A墙板翻转—B墙板生产—冲洗、修缮、堆放—验收—出厂
6.1进场材料验收
PTW构件涉及材料种类较多，主要有钢桁架、钢筋桁架、钢筋网片、埋件、预埋管道、豁口模具等等，对于进场材料的质量把关是保证构件后续生产品质的首先环节，为此在构件生产前严格对进场原材进行把关。
表6-1进场材料验收
埋件验收
钢桁架验收
钢筋桁架验收
钢筋下料区验收
成品豁口模验收
6.2A墙板生产
6.2.1A墙板生产的流程
模具布设—蒸养棚罩放置—模具清理—埋件定位销焊接、模具验收—脱模剂涂刷—埋件、钢筋网片、钢桁架放置—埋件焊接、矫正—清理—验收—混凝土浇筑—收面、静养、拉毛—养护
模具布置 蒸养棚罩布设 模具清理 埋件定位销焊接、模具验收 脱模剂涂刷 埋件、钢筋网、钢桁架放置 埋件焊接、矫正 清理 验收 混凝土浇筑 收面、静养、拉毛 蒸养养护 表6-2A墙板生产工艺流程
6.2.2A墙板生产关键控制点
（1）验收关键点
图6-1A墙板验收控制点
A墙板成品关键点控制
图6-2A墙板成品控制点
6.3B墙板生产
6.3.1B墙板生产的流程
模具布设—蒸养棚罩放置—模具清理—埋件定位销焊接、模具验收—脱模剂涂刷—埋件、钢筋网片、钢桁架放置—埋件焊接、矫正—清理—验收—混凝土浇筑—收面、静养、拉毛—养护
模具布置 蒸养棚罩布设 模具清理 埋件定位销焊接、模具验收 脱模剂涂刷 埋件、钢筋网、钢桁架放置 埋件焊接、矫正 清理 验收 混凝土浇筑 收面、静养、拉毛 蒸养养护 表6-3B墙板生产工艺流程
6.3.2B墙板生产关键控制点
（1）验收关键点
图6-4B墙板验收控制点
B墙板组装关键点控制
图6-5B墙板组装关键控制点
6.4蒸养
根据规范要求，在短周期的现场进度需求下，预制构件的养护采用蒸养，构件生产可用于厂房室内或者室外，一般的蒸养窑无法满足该类构件的养护需求，故此可采用室外蒸养棚罩覆盖，用蒸养管道接通模台蒸养孔进行构件蒸养养护。
蒸养时间冬季规定为2-6-2（单位：小时）
2h升温—6h恒养—2h降温（最高温度不超过65℃）
夏季适当减松该规定，但必须保证出模强度。
对于构件的蒸养时间进行记录并形成蒸养记录资料。
图6-6蒸养养护
6.5模具改制
对于预制构件制作来说，模具改制工作不可不免，即是是类型化程度较高的构件，在考虑构件的种类繁多的情况下，模具改制的效率和精确，直接关系到构件生产的外观精度质量。
图6-7模具改制
6.6A墙板翻转
对于PTW构件的生产，需要在A墙板生产结束后进行翻转，之后子在和B墙板进行组合，完成整构件的生产工作，为此构件翻转也是PTW生产制作过程的一个重要环节，在构件翻转过程中，在保证翻模机的正常运转前提下，构件翻转时的成品保护和翻转受力点把握至关重要。
图6-8A墙板翻转
6.7构件编号、验收
在以设计图纸为主要依据的前提下，结合已有的先进的预制构件生产工艺、规范和行业标准要求，对构件制作过程中的每道程序进行严格把关，确保构件的生产制作质量（尺寸偏差、观感质量、埋件数量位置等）是构件制作的最重要环节。
对构件在生产前期进行策划，指定一套方便高效的构件编号规则，确保后续和现场的安装以及设计建筑平面图纸一一对应。
在经过层层的验收检查验收程序之后，构件生产完成并形成最终的一一对应的构件资料，做到每个构件的生产过程记录在案，有据可循。
图6-9构件编号、验收资料
6.8构件修缮、堆放
6.8.1构件修缮
预制构件的生产过程固然重要，但是在精细化的生产工艺也避免不了构件成品以后的瑕疵和缺陷，常见的构件缺陷主要有：
构件棱角掉角破损
钢桁架固定件出厂前切割、加固焊接
吊环切割
构件预留洞口蜂窝、麻面修补
构件微裂纹修补
构件预留埋件堵塞处理
构件表面浮浆冲洗清理
构件修缮采用地铁管片修补的高强修补材料，构件修补后要进行标记，等到强度满足条件后方可进行堆放或者出厂。
构件的冲洗采用高压水枪进行冲洗，压力值要求25mpa以上，冲洗后浮浆率必须保证在10%以下，出厂前对整个构件进行冲洗，包括表面污渍和内部拉毛表面。
表6-3构件修缮
6.8.2构件堆放
构件堆放需要综合考量现场的构件安装需求、构建生产的进度、厂区的构件存放场地面积以及构件本身堆放的受力等做种因素。
构件堆放之前要进行合理的规划，按照构件类型或者建筑区域等分化区域进行堆放，以便后续构件出厂有序，构件编号统计和各环节的监控。
堆放原则 单层堆放 双层堆放 表6-4构件堆放
6.9构件出厂
6.9.1构件出厂前验收
构件出厂前，要对构件进行最后的出厂前检查，加盖合格章，对不合格的构件还需要在进行修缮。
图6-10构件出厂前验收
6.9.2构件出厂
构件出厂前，要合理安排和规划好行车路线，安排好物流运输车辆，和施工现场紧密沟通，对于装车构件装车方案进行确认，在构件装车和运输过程中注意成品保护，确保构件准确、完整进入施工吊装现场。
图6-11构件出厂前验收
7工艺效能对比分析
预制工业化是对于目前的建筑行业不在是新颖的字眼，但是当前预制化产业行业对于大体量、大厚度剪力墙的预制工艺尚不成熟，特别是墙体厚度达到600mm/800mm/1000mm的墙体，为此在考虑到建筑行业一贯推行的绿色产业化导向，该种构件的预制生产工艺推广前景非常广阔，值得借鉴。
对于PTW构件先进、完善的制作工艺进行全面的阐述，可以为以后的大体量构件的预制工艺提供模板，针对当前的建筑行业的现浇生产工艺和小墙体的预制工艺，该构件的生产工艺效能有点对比分析如下
项目 节能降耗减排 费用 质量 安全 创新性 可推广性 PTW制作工艺 PTW构件制作工艺，从构件制作伊始的深化设计图纸、原材料选用、构件生产过程的精细化、厂区内的生产工艺的成熟化、后期现场安装的简洁化等等方面，无一不体现节能降耗减排。主要有以下方面：
深化设计图纸的精细化
原材料用量的可控化
模具定型生产的高周转性
构件生产过程的规范化
绿色、文明施工的集成化
施工进度的可预知和可控化
现场施工环节的简约化 成本可控
费用相对于传统的现浇工艺费用明显降低 质量可控，构件厂的构件制作工艺成熟化和规范化，构件生产过程较少人力的突入即可严格把控质量关 厂区内流水作业、封闭化管理、制度严密化，施工设备和作业环境的可控化，作业人员的整体素质高、业务熟练，安全性可靠 对于大体量的墙体进行预制化作业生产，创新性较高。 值得推广 传统现浇工艺 大体量的结构施工，采用模板、架体、垂直运输、大量人力的投入、材料的不可控等等因素，逐渐有被建筑工业化所替代的趋势：
现场复杂的管理投入
大量的人力投入
施工环境的复杂化和不可控化
模板、架料、钢筋原材、混凝土等用量的不可控
绿色文明环保施工的高投入、少回报
施工进度的不可控因素较多
现场施工工人素质的杂乱性，导致现场施工的规范性较差 成本较高且不可控 质量控制难度较高，需要投入大量时间和人力去监控质量管理 现场的现浇作业的安全管理不容疏忽，不可控因素较多，安全管理难度较大，安全性可以去严格把控但是不能彻底避免 相对于预制工业化，毫无优点可言 传统工艺，可满足当前的工艺，长远发展必将被替代 当前小墙体预制工艺 和PTW预制构建筑制作的优点相同。 同PTW构件制作工艺优点 同PTW构件制作工艺优点 同PTW构件制作工艺优点 只能生产厚度较小的墙板，相对PTW构件制作工艺毫无优点可言 属于成熟工艺，不具备推广性 表7-1工艺效能对比分析
结语
以工业化的方式重新组织建筑业是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式，也是我国未来建筑业的发展方向。本文以大项目平台为依托，阐述从韩国首次引进的新型剪力墙—PTW的制作工艺全过程，迎合建筑工业化的相关先进理念，采用先进、适用的技术、工艺和装备科学合理地组织施工，发展施工专业化，提高机械化水平，减少繁重，复杂的手工劳动和湿作业。着力于发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营，为建筑市场后续各类通用建筑构配件和制品制作提供新思路和新理念，不断提高建筑标准化水平，以期建筑行业在采用现代管理方法和手段，优化资源配置，实行科学的组织和管理，培育和发展技术市场和信息管理系统，适应发展社会主义市场经济需求的道路上越走越远。
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