新加坡混凝土预制技术的研究和开发

新加坡政府专门成立了一个预制技术研究和开发中心。给我们留下了一个令人印象深刻范例,即如何以高素质的研究和教育, 促进有发展前途的技术

新加坡混凝土预制技术的研究和开发

在过去的二十年间，预制混凝土建筑在新加坡的经历是极其成功的。由于认识到任何技术进步，都应以其深厚的知识为底蕴，因此，新加坡政府专门成立了一个预制技术研究和开发中心。其结果已给我们留下了一个令人印象深刻范例，即如何以高素质的研究和教育, 促进有发展前途的技术. 建房发展局（HDB）是新加坡的公共住宅管理部门，是一个政府性的机构，主管住宅业，并进行自己的设计和施工管理。在八十年代初期，HDB认识到预制结构是一种切实可行的建筑结构。预制混凝土大大提高了公共建设的生产力，而且已变得日益重要。特别是近六年来，该行业已呈现出一种预制技术蓬勃发展的景象。据HDB报道，预制混凝土在公共住宅建设中的市场份额已从1996年的30%，增加到2001年的60%。

1994年成立的HDB 预制技术中心（PTC），在预制混凝土加工技术领域中，已开展了一系列的研究和开发课题。从其成立以来，中心的研究人员已从1995年的10人增加到 2002年的30人。在此阶段，预制技术中心所属的预制加工厂的生产力也取得了巨大的提高。先进的模板技术，优质的材料，送输和生产技术是这些预制加工厂基本的生产组成部分。在此期间，PTC举办了大量的培训班和技术研讨会。相关的行业学会传授和交流研究成果、技术知识、和经验，给建筑行业带来了深远的影响。近七年来，PTC在预制加工技术中的研究和开发，已使其成为声誉卓著的研究结构。而这些成绩的取得，正是由于PTC一直努力推动和强调这些技术的重要性及其深远的意义。

PTC开业三年后，由于这些技术的日益流行和推广应用，需进一步扩大其生产设施，以适应更大规模的研究和开发。于是，PTC扩建了一个厂房，以迎接新加坡预制混凝土行业迈向新千年的征程。

扩建厂于2000年九月竣工，总投资为1500万新币。该扩建设施包括四层高的预制生产设施，120人座位的大厅，两间培训室和其他辅助办公室。PTC总占地

新加坡政府专门成立了一个预制技术研究和开发中心。给我们留下了一个令人印象深刻范例,即如何以高素质的研究和教育, 促进有发展前途的技术

面积17000m2，其中使用面积为21000m2。

推动新技术诀窍的创新应用

PTC将自己的技术知识和专业技术移植到新工厂的建筑结构中，并使其新工厂成为100%的预制建筑。所使用的预制混凝土构件包括：结构柱、梁、倒T型板类构件、楼梯和建筑立面构件。所设计的全部预制构件均可以进行无支撑施工。这种施工方法可以使不同专业工种，诸如机电分项工程的施工，在上部楼层土建施工时同步进行，从而有助于缩短整个施工工期。假定所设计的建筑物，有75%以上是采用模数化的构架和构件，那么其可营建性分值可高达90分。2000年，新加坡建筑和施工管理部已采用可营建性分值，对新建筑的施工友好性进行评估。对于理论上最高分值为100分而言，获得90分，应该是一个相当高的得分了。

该新建筑的施工工期为九个月，而同类建筑采用其他施工方法的平均施工工期为11-14个月。该新建筑的造价为699新币/m2，工时为1.2 人工·天/m2， 而其他施工方法的造价为950-1200新币/m2。工时为2.33人工· 天/m2。

物流和良好的工厂设计

采用这种新工厂设施，PTC可生产高质量的适用于工业和研究为目的的预制构件。有若干个不同实验室，已被用来进行预制结构体系的开发和优化。结构试验室配备了某些先进测试设备，提供足尺结构性能和合格性试验（测试）。还建立了工程材料试验室，对诸如混凝土立方体试块和钢筋进行结构材料试验。此外，还进行混凝土基本原材料，诸如砂、集料和水泥的试验。预制生产试验室是一幢4层高的预制生产厂，它向我们展示了在可用土地奇缺的新加坡高效率使用土地的范例。采用“简单的方法营建超过4层高的预制厂，解决了有限占地面积的问题。材料和构件的运输采用23台高架式行吊和两台10吨门式吊机。高架式行吊安装在1-3层生产区，门式吊机安装在第4层生产区。所有吊机都设置长吊索，可以把构件吊到底屋进行装卸作业。这种吊机管理系统是首次在新加坡设计和使用的的，可防止不同层面吊运作业时碰撞。电动运输车、运载能力达15T，可方便地进行构件和生产材料的运输作业，底层是敞开式的生产区。

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立挂间距12M，可直接进行运输拖车的装卸作业。为了节省空间，PTC采用预拌混凝土，依赖其良好的供应商网络，为其预制生产供料。机械化的混凝土送料系统只需要一个预拌混凝土的运输车卸料点，其他均为预制构件装车点。预拌混凝土先送进输送斗，然后将其提升至上层由液压控制的3M3的分配斗。分配斗中配有搅拌装置，搅拌湿混凝土以防止混凝土的离析和凝结。混凝土分配斗可在各种生产跨间横向移动，最后将预拌混凝土送至1.5M3的浇筑斗，进行混凝土的最终浇筑作业。

分配斗和浇筑斗均配备液压控制的卸料阀门，进行混凝土的卸料作业，取代了传统的采用费力的手工操作的机械杠杆式储料斗。预制混凝土构件均为某一施工或研究项目专门定制，因此，没有库存。在厂旁边设7000M2堆放场地，仅供存放等待运至工地现场的构件。

优化生产的新颖浇筑技术

当前HDB的结构设计部门从事大量的研究和开发项目，生产新一代的预应力板类构件。这类构件适用于成组立模垂直浇筑，与常用的水平浇筑相比，是一项新的研究成果。垂直浇筑的理念，产生于一种在单位生产面积1M2内更高的混凝土构件生产方量（体积）。象新加坡这样的国家，土地奇缺，工业用地相当昂贵，节省空间的预制技术就更为重要了。

PTC生产中心建成了一套6个模腔的生产预应力板类构件的成组立模生产线，其长度40M，高度2.4M，适用于生产最大宽仅为2.4M的标准板类构件。该套成组立模生产线可生产各种厚度和宽度的板类构件，它每平方米生产面积的构件产量为1.8M2，而传统的平模生产法，每平方米面积的构件产量仅0.5M2。在高峰生产时，每天一个生产周期。为了节省时间和成本，PTC已将这种生产技术用于住宅建设项目。

MAP微波快速生产法，一项革命性的预制混凝土构件养护法

在一项与新加坡国立大学联合后进行的研究项目中，PTC已开发成功一种新的预制混凝土构件养护法。在常规的室温养护下，波特兰水泥混凝土安全起吊大

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约需要1天养护期。在混凝土中，使强度发展速度更快，就可大大促进预制业在整个建筑业中的应用。对于预制生产，在一个较短的时间内，总希望获得充分的混凝土强度，从而缩短生产周期，并有效地提高模板的重复使用率。一种新的养护方法就是采用微波加热。该方法的基本依椐是把内部能量扩散，并与电磁场中的分子，偶极子的激发相结合，从而达到快速均匀地加热。与传统的养护方法相比，诸如蒸汽养护，其养护时间较短，而且可提供更充分的早期强度。通过在PTC进行的研究，现已证实采用微波养护的混凝土脱膜只需4小时，而传统的常温和蒸汽养护，脱膜时间分别为20小时和10小时。基于此研究结果，PTC已开发研制了第一个原型的工业研究微波炉。该微波炉与运输皮带系统一起运输预制构件。在试验性的应用中，PTC已采用MAP来试验生产次结构屋面板，这是MPA在全世界的第一个工业用户。

改变传统的预制结构理念

为改善和提高预制构件性能，PTC已进行了大量研究工作，其中包括把更多的专业融入预制加工过程，并把附加值产品提供给整个预制混凝土行业，使预制构件尽可能完美。举例来说，使每平方米墙体构件平均价格达到40-80新元。通过把供水和供电系统电缆、管道完整地包含在墙体中，使混凝土墙体的价格翻倍，但又不增加生产面积。研究和开发为预制混凝土构件提供了成功的美好前景。近期HDB和PTC已展开的进一步研究和开发计划，包括在预制墙体构件体系上涂特种涂料来降低热传输；集成的建筑部件，诸如把窗兜融入预制过程；以及通过采用薄壳预制构件，降低预制构件重量。

HDB已向全东南亚大陆输出其技术知识和专业技术，并在亚洲的建筑市场，扮演着预制混凝土联络中心的角色。马来西亚、菲律宾、越南、韩国、中国（特别是香港地区）等国，为未来预制技术的发展，提供了巨大的可能性。但是，这些国家现有的预制混凝土技术与新加坡相比还有差距。我们还更应看到，不同国家间的技术转让和经验交流，有助于全球新技术的发展。将来，国际间的互助关系不仅是国家间的，而且还应是大陆间的，这对于预制混凝土行业的有益之处就更大了。

新加坡政府专门成立了一个预制技术研究和开发中心。给我们留下了一个令人印象深刻范例,即如何以高素质的研究和教育, 促进有发展前途的技术

(顾耀臣 译自德国BFT杂志 2002/4 p.38-42)

新加坡L＆M预制公司——亚洲领先的预制技术

四十多年来，预制混凝土在新加坡的建筑业中扮演着极为重要的角色。作为亚洲经济和技术中心的国家地位——新加坡带领整个东南亚大陆预制混凝土技术的发展。

1989年成立的L＆M预制（Tuas）股份有限公司，已发展成为该地区主要的预制混凝土生产厂商，设计和生产品种广泛的应用于房屋和土木工程项目的预制混凝土构件。

L＆M预制公司隶属于L＆M结构部，该部是一个由六个公司组成的集团公司，专门从事结构和土木工程项目的建设，具有完整的设计能力和使用最新预制技术的能力。L＆M预制公司已能为任何种类的工程项目出谋划策，并采用创新的建设方案。公司的生产范围以及最近承揽的工程项目，充分证明了采用多种多样预制混凝土结构的可能性。该公司现已拥有两家构件厂，其中Gul厂是1989年开始营业的。为了满足日益增长的市场需求，1995年又购买了另一家位于Tuas的预制厂。目前，新厂主要生产预制混凝土构件，而老厂经特别改造，生产用于高架桥的节段梁构件。

作为一家在房屋建设部注册的预制构件厂，而且还是政府住宅项目认可的构件供应商，L＆M预制公司在1992年就成为新加坡当地首家获得ISO9002认证的专业预制厂商。新加坡国际机场航站楼Ⅱ期工程项目的竣工，使该公司在1997年荣获英国结构工程师学会颁发的大奖，这也是亚洲地区首次荣获此项大奖。

总厂的年生产能力是空心板300,000M2，预制预应力板类构件600,000 M2，建筑立面墙板80,000 M2，以及其他预制钢筋混凝土构件50,000 M2。新加坡大约30%的预制混凝土构件是由这两家L＆M预制公司的构件厂生产的。

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两家构件厂的雇员人数超过400名，分两班生产，每班12小时。公司所属设计室的设计人员20名，包括设计主管、工程师、绘图员和行政管理人员。

总厂的面积60,000M2，内设六条浇筑生产线。最新的浇筑生产线是1999年建造的，厂房是新加坡首幢全预制的建筑。整幢厂房建筑均采用预制混凝土构件装配而成，其中包括桩、桩承台、立柱、墙板、梁、天沟和屋盖。该新厂房的建筑，使L＆M预制公司荣获2000年度新加坡房屋建设部BCA的最佳可营建性设计奖。

新加坡的房屋建设部BCA已成功开发出一种“可营建性分值”来评估用于新建房屋所用构件的施工友好性。该评分系统已被采用，以下就此评分系统作简要的总结归纳。

每一种建筑的构件均有一个分值，其中最高的是结构体系，其总得分为50分，围护墙体系的总得分为30分，其余构件的得分为20分，最后，将这些构件的所得分值相加，得出一个可营建性总得分分值，分值越高，其结构的效益也就越高。根据建筑类型的不同，建筑设计需符合规定的最低可营建性得分分值范围，即52-70分。L＆M自制的全预制厂房获得极高的87分可营建性得分，被证明是一种效益和经济性极高的预制建筑。

该构件厂的生产车间包括：四条用于生产空心板的浇筑台座，三条用于生产倒T型预应力板的台座，一个预制品堆场和装货区。空心板的厚度可达400MM，可在加热台座上进行24小时加热养护。每条生产台座使用两台龙门行吊进行空心板和倒T型预应力板的吊运作业。在屋顶天花板下设一条自动化的混凝土送料系统，用于将混凝土从搅拌台运至浇筑台座。混凝土搅拌台设在厂房旁。老厂房中四条生产台座主要用于生产钢筋混凝土板类构件。露天场地上分成若干个生产区，生产各种标准化产品，诸如，楼梯、梁、柱、立面墙板、水箱以及其他用于更新现有公寓大楼或其他建筑物的合子结构构件。

采用预制混凝土可以解决任何建设项目所需的建筑构件。L＆M预制公司已成功完成了各种各样的重大建设项目，充分证明了预制混凝土结构的广泛用途及其可营建性能。以下将结合近年来所竣工的一些最令人感兴趣的工程项目，对亚洲

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的预制混凝土市场的现状作一番简要的综述。

后涨法预制隧道管片

L＆M承担生产和装配用于新加坡港口2.1公里长电缆隧道的预制管片，这是至今为止L＆M公司所承担的最富挑战性的工程项目之一。每节隧道由21榀预制管片组合而成，采用后涨法装配后，再一起吊入海中。每节段构件重达7000T，是该地区单件起吊重量最高的构件之一。为了生产489榀管片组成的21节隧道构件，L＆M公司专门设计建造了一家现场预制加工厂。管片的平均尺寸为4.25×12M，在液压控制的钢模中浇筑而成，管片的尺寸精度极高。

采用280T门式吊机将管片从堆场运至海上拼装平台，经拼装和施加后张预应力后，形成平均由25榀管片组成的整节隧道构件，然后对所有节点采用特殊的水宓性防水处理，调试合格后，再整节沉入海中。

预制混凝土档土墙和大理石立面板

另一个工程项目是在填海造田工程中，L＆M公司负责为3.5公里长的防浪堤生产和运送预制混凝土L型重力档土墙。每榀档土墙高7.8M，长8M，宽3M，重50多吨。现场预制生产场地是专门为此项工程项目建造的。根据档土墙的形状尺寸，采用平面浇筑，然后待其强度达到所需要求时，再将其垂直翻起，并采用门式行吊将其吊入驳船，运至施工现场进行安装。

防浪堤档土墙顶部的大理石块状立面板，也采用预制加工，其尺寸为2.4M×

2.2M，先将其铺设在钢模中，然后再与混凝土档土墙板一起浇筑，方便了现场的安装，此工程项目，采用预制混凝土技术，可以解决潮水区域无法铺设大理石的困难。

预制混凝土雨棚

为新建的医院工程大楼加工生产总共248榀，规格达54种之多的预制预应力混凝土雨棚。构件最长达18M，最宽3.2M，最重的为30吨。预制混凝土雨棚的设计，对预制混凝土技术是一个极大的挑战。它不但要满足建筑上的审美要求，而

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且还要满足结构上的要求。作为一种建筑上的构件，它必须满足建筑师特殊的形态要求，诸如悬挑的外缘和各种转角轮廓。作为一种结构构件，它必须能够承受风荷载和活荷载。为了达到上述两种要求，必须采用预应力混凝土技术，以降低构件自重的挠度。此外，选择采用预制加工，就能确保构件的尺寸精度。

最初，该项目的建筑师曾建议采用钢结构雨棚，但是该方案后来被否定了，其原因是该地区常降强暴雨，暴雨在钢结构上会产生巨大的噪声，不适合医院建筑的设计要求

连接地铁线的高架桥梁构件

L＆M预制公司是新加坡市内两条地铁线站高架桥梁的专业承包商。该工程承包的范围包括：生产和架设后张预制高架桥梁，预制桥面梁，梁的总数达432榀，计划架桥的工期也相当紧迫。为此，L＆M公司专门建造了3个现场预制加工厂，专门生产高架桥的桥面梁。所有桥面梁均采用专门为预制桥面梁设计的架桥机进行架梁作业。梁的跨度从16M到25M不等，最重的达165吨。

用于更新住宅公寓的预制混凝土构件

L＆M公司另一个获得设计和建设项目奖的，是其在Jurong West项目中所应用的预制混凝土构件。这是新加坡政府专门为提高新加坡市民居住质量的一项立法动议。该工程项目的显著特色是采用预制构件来生产阳台、走廊、女儿墙和窗兜。半悬挑式阳台，内含完整的女儿墙和内装式电器管道，可专门为现有的公寓大楼另搭出一个阳台，提高公寓大楼的总体美观性。在预制窗兜和普通的走廊、女儿墙上加上各种独特的凹凸线脚，可以为现有的公寓大楼增加明显的建筑设计外观效果。L＆M公司已为住宅发展局完成了20个以上类似的大楼翻新改造项目，同时还为新加坡现有的陈旧教学大楼进行了翻新改造。

(顾耀臣 译自德国BFT杂志 2002/3 p.40-44)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j8hj.html