施工第3章第12节钢筋模板(编辑).doc
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第三章混凝土和钢筋混凝土工程施工
混凝土和钢筋混凝土工程施工,一般分为现场浇筑和预制装配两大工艺。
现浇混凝土和钢筋混凝土结构整体性好,抗震、防渗性能强。
其缺点是施工难度大、工期较长、模板及支架材料消耗多、现场运输量大、劳动强度高,特别是港口航道工程施工受水文、气象等自然条件影响大,常需要采取许多额外的技术措施,从而增加工程造价。
钢筋混凝土预制构件可实行工厂化、机械化施工,在很大程度上减少了劳动强度,而且可以使施工现场的组织和管理工作大为简化,因而隆低了工程造价。
在港口航道工程中广泛采用装配式混凝土和钢筋混凝土结构体现了混凝土工程发展的方向。
钢筋混凝土工程施工,主要由钢筋工程、模板工程和混凝土工程等工序组成。
第一节钢筋工程
钢筋工程施工,一般先在钢筋工厂将钢筋加工成成品,然后运到浇筑现场架立。
这样既能保证质量又能加快施工速度。
工程常用钢材有钢筋和高强度钢丝。
钢筋按其强度分为I、II、III、IV、V五级,钢筋级别越高,其强度和硬度也越高,但塑性则相应降低。
高强度钢丝有冷拔低碳钢丝和碳素钢丝两类。
高强度钢丝和小于ø10的钢筋,一般卷成圆盘运至工地;大于ø12的钢筋,都轧成6~12m一根的直条筋。
钢筋进厂,应首先进行质量抽检,并根据品种规格按批分别堆存,不得混淆。
钢筋加工包括:
调直去锈、划线剪切、弯曲、绑扎及焊接等工序。
此外,有时还需对钢筋进行冷加工,以改善钢筋性能。
一、钢筋加工
1.调直及去锈
钢筋在使用前应先进行调直,未经调直的钢筋将会影响结构正常受力,使混凝土开裂。
钢筋可用机械或手动工具调直。
使用机械能将调直、去锈和剪切等工序一次完成。
钢筋调直也可以采用冷拉的方法。
单纯为了调直的冷拉,其冷拉率(钢筋被拉伸的伸长率)常控制在1%以内,或拉到钢筋表面的氧化铁皮开始剥落时为止。
经过冷拉或机械调直的钢筋,一般不必另行除锈。
但若保管不良,产生鳞片状锈蚀时,则应除锈,以保证混凝土对钢筋的握裹力,为此,可用除锈机或风砂枪,也可以用钢丝刷或在砂堆中往复拉擦除锈。
轻微锈蚀的钢筋,不致影响工程质量,可不必除锈。
2.划线与剪切
划线是按图纸要求选配材料,划好长度。
配料时应考虑整料整用、零料零用,节约材料。
划线时要考虑弯曲时的伸长。
钢筋剪切。
可采用钢筋剪切机床或手动剪切机等进行剪切。
手动剪切机可切断直径20mm以内的钢筋;剪切机床可切断20~40mm直径的钢筋:
40mm以上的粗钢筋应用电弧或氧气切割。
3.钢筋弯曲
钢筋弯曲,ø40以内的钢筋,宜采用电动弯曲机;对ø30以内的钢筋,有时也可以用扳手在工作台上进行手工弯曲。
对于大弧度环形钢筋,应先制作弧形样板,然后在样板上弯制。
4.绑扎与焊接
钢筋的接长、钢筋骨架或钢筋网的成型应采用焊接,但在现场,目前仍大量采用人工绑扎。
人工绑扎一般用20~22号铁丝。
绑扎时应注意钢筋位置是否准确、绑扎是否牢固,搭接长度及绑扎点位置是否符合规范要求。
钢筋焊接是节约钢材、提高钢筋混凝土构件质量、加速工程进度的重要措施。
常用的焊接方法主要有接触对焊、接触点焊和电弧焊。
(1)接触对焊钢筋接触对焊(简称对焊)工作原理如图3-1所示。
它是利用对焊机使两根钢筋端面接触,通以低电压的强电流,使焊件本身的固有电阻和接触处接触电阻产生高温,待钢筋端头熔化时,即施加轴向力顶锻,便形成对焊接头。
对焊用于各级钢筋的接长及预应力筋与螺丝端杆之焊接。
(2)接触点焊(简称点焊)系利用点焊机来焊接相互交叉的钢筋,如焊接钢筋网和骨架等。
图3-2表示单点点焊机工作原理图。
将已除锈污的钢筋交叉点放入点焊机的两板极间,由于此处具有很大的电阻,当电流通过时产生很大热量,使钢筋变成塑性状态,在电极压力作用下将焊点金属焊牢。
(3)电弧焊系利用电弧焊接机使焊条与焊件之间产生6000℃左右的高温电弧,将焊条与电弧燃烧范围内的焊件金属很快熔化而形成焊缝或焊接接头使两焊件合成整体。
电弧焊接广泛用于钢筋的搭接接长、钢筋骨架的焊接、钢筋与钢板的焊接、装配式结构接头的焊接及其他各种钢结构的焊接等。
钢筋电弧焊接接头常采用搭接和帮条焊两种形式(图3-3)。
它们的使用范围和要求应当按施工规范的规定执行。
二、钢筋的冷加工
钢筋冷加工,是在常温下用强力使钢筋产生塑性变形,从而提高钢筋强度的一种方法。
冷加工的方法有冷拉、冷拔和冷轧,下面介绍钢筋的冷拉。
冷拉是用超过钢筋屈服点而小于极限抗拉强度的力,在常温状态下强力拉伸钢筋使其产生塑性变形,卸除强力后,钢筋增加了长度,也提高了强度。
在冷拉的同时钢筋表面锈碴自动剥落,亦完成了除锈工作。
采用冷拉,可节约钢材10%~20%。
冷拉后的钢筋搁置一段时间再张拉,屈服强度还会随着时间的增长而进一步提高,这一现象叫“冷拉时效”。
冷拉设备主要有拉力装置、承力结构、钢筋夹具、测量装置等,图3-4。
为保证冷拉钢筋的质量(强度和塑性伸长),必须对冷拉进行控制。
控制的方法有两种:
单控法——仅用冷拉率(即钢筋被拉伸的伸长率)控制;双控法——同时用冷拉应力和冷拉率控制。
采用单控法时,其控制冷拉率须先由试验确定,且应在表3-1的允许范围内。
这种方法施工简便,但当钢材质量不匀时不能保证冷拉质量,因此,一般少用。
采用双控法时,冷拉控制应力和允许的冷拉率应符合表3-l的规定。
冷拉时钢筋已达控制应力而冷拉率未超过允许值则认为合格。
若钢筋已达允许的冷拉率而冷拉应力还小于控制应力,则这根钢筋应降低强度使用。
冷拉钢筋的控制应力和冷拉率表3-1
项次
钢筋级别
直径(mm)
冷拉控制应力(MPa)
最大冷拉率(%)
1
I
≤12
280
10
2
II
8~25
450
5.5
28~40
430
3
III
8~40
500
5.0
4
IV
10~28
700
4.0
三、钢筋加工厂
钢筋加工大多在钢筋加工厂内进行。
钢筋加工厂一般由原材料仓库、加工制备车间、成品装备车间及成品仓库四部分组成。
加工厂工艺流程可按流水作业布置,一般应设粗、细钢筋两条流水作业线生产(图3-5)。
为减少运输工作量和方便运输,钢筋加工厂的位置一般应设在主要施工现场附近,并靠近交通干线;用于混凝土预制场时,应尽量靠近构件成型车间。
四、钢筋的安装
1.现场绑扎或焊接
将加工好的单根钢筋运至现场,应按施工图进行绑扎或焊接。
安装时先在模板底部按施工详图进行划线,然后装设主钢筋、加混凝土保护层垫块,再进行横筋、弯曲筋的架立。
双层钢筋之间,可绑扎短钢筋支撑,使其不发生变形变位。
2.成型骨架或网片的架立
在工厂中将钢筋焊接成成型骨架或网片,然后运到现场用起重机吊装就位。
为防止钢筋骨架或网片的变形,在运输和安装过程中要根据相应的受力状态采取临时加固措施。
起吊时吊点设在骨架重心,着力部分均要使用加强筋。
安装时应事先拟定好安装程序。
钢筋工程属于隐蔽工程,在浇筑混凝土前必须对钢筋及预埋件进行检查验收。
凡质量不合格者,应立即整改。
第二节模板工程
一、模板的作用和要求
模板是用作浇筑混凝土构件的模子,在浇筑混凝土过程中及混凝土未能受力的一段时间内,模板还承受着混凝土和钢筋的重量、侧压力、震捣力及浇筑工人作用力等各种荷载。
对模板的技术要求如下:
(1)模板尺寸、位置和高程必须准确,以保证浇筑构件的形状尺寸和位置的准确;
(2)模板必须有足够的强度和刚度,以保证在混凝土浇筑过程中不损坏、变形小;
(3)接缝不漏浆,面临浇筑混凝土的表面应平整光滑,以保证拆模后混凝土构件的外观质量;
(4)构造简单,拆装方便;
(5)尽量采用标准模板,通用性要好,标准模板的尺寸和种类的数目应尽量减少;
(6)模板的周转率高,材料用量少,费用省。
二、模板的种类与构造
模板可按使用方式分为现场浇筑混凝土模板和预制构件模板两大类;按模板制作材料可分为木模板、钢模板、钢木混合模板以及钢筋混凝土模板或钢丝网水泥模扳;按模板的结构形式分,有拆移式、固定式、移动式和滑升式等。
现将港口航道工程中常用的几种模板基本形式分述如下:
1.拆移式模板
拆移式模板也叫标准模板或工具式摸扳。
一般都在加工厂做成元件,然后到现场拼装。
当混凝土达到拆模强度后,将模板拆下,送到另一浇筑地点使用。
这种模板具有拆装方便、能多次周转使用、省工省料、能加快施工进度等优点,因而使用极为广泛。
木模板由面板、支撑及固定用的配件或支架等基本部分组成(图3-6)。
面板由厚度25~50mm木板条拼合而成。
板条宽度不宜超过200mm,以保证在干缩时不易翘曲和浇筑后易于密缝。
但梁底板的板条宽度可不受此限制,宽板可以减少拼缝,防止漏浆。
面板的长短、宽窄可以根据结构各种构件的尺寸,设计出几种标准尺寸,以便组合使用。
每块板的重量以两人能搬动为宜。
当面板的板条长度不够而需要接长时,板条接缝应位于肋木处并相互错开,以保证面板的刚度。
支撑的肋木一般做成截面为25mm×35mm~50mm×50mm尺寸不等的枋材,其间距视浇筑混凝土侧压力大小及面板厚度而定。
当面板厚25mm时,肋木间距可取400~450mm;板条厚于25mm时,间距可取450~500mm。
木模板对木材要求较高,且消耗量大,重复利用率低。
目前较多采用定型组合式钢模板图(3-7)。
板块的连接件有钩头螺栓、U形卡、回形销、L形插销、紧固螺栓等,如图3-8所示。
支撑一般沿梁的轴线布置间距1~1.5m,常用8cm×8cm方木或直径10~12cm圆木做成,支撑应支承在坚实的地面上,下垫木楔。
支撑之间应注意用水平及斜向拉条钉牢,以防止模板系统整体倾斜或支撑本身失稳而发生事故。
拉条可用半圆木,一般沿支撑铅直方向每2m安装一层。
安装梁模板时,先架主梁模扳并在次梁的位置留缺口,以便安装次梁。
为了防止由于支架系统在浇筑混凝土后变形而引起跨中梁底下垂,跨度大于4m时,跨中应该“起拱”。
起拱高度若设计未规定时,宜为全长跨度的0.2%~0.3%。
近年来,我国许多港口工地采用定型组合式钢模板整装。
它是以定型钢模板组成大型平面模板(尺寸达14m×8m),用工字钢和桁架焊接支撑以构成整装大片(图3-9),每片重量有5~6t用起重机吊运安装。
用这种整装大片安装沉井、沉箱及船坞和船闸的墙壁模板时,只要将两侧模板用螺栓对拉固定,即可完成模板安装工作,施工十分方便。
2.固定式模板
当结构外形较复杂且特殊时,模板或在木模厂加工或在现场按具体形状的变化就地进行拼装。
由于它只适用于一个固定的形式,故称固定式模板。
这种模板一般只能使用一两次,耗费大、成本高,应尽量避免采用。
固定式模板有定型和不定型两种。
不定型模板是用零散的木料和木板条在施工现场临时拼钉而成,需要什么形状就做成什么形状。
如图3-10所示,在岩基上浇筑最下层混凝土时,为使模板的下部边缘与岩石的外形符合,就必须临时拼钉固定式不定型模板。
固定式定型模板多用于形状比较复杂的结构物或结构部位上,如船闸输水廊道某些曲面模板,就要根据图纸设计的形状在工厂预先做好,然后送到施工现场安装。
3.滑升式模板
滑升模板简称“滑模”。
它是沿建筑物底部周边一次装设高为l.2m左右的模板,一面不断向模板内浇筑混凝土,一面不断向上提升模板。
随着模板的不断滑升,逐步完成建筑物的混凝土浇注工作。
采用滑升模板,可以连续施工,滑模已广泛应用于工业民用建筑(如水塔、烟
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