施工第3章第12节钢筋模板(编辑)

1 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 10 的钢筋 一般卷成圆盘运至工地 大于 12 的 钢筋 都轧成 6 12 m 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 2 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 40 以内的钢筋 宜采用电动弯曲机 对 30 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 3 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 4 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 5 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 1I 1228010 8 25450 2II 28 40430 5 5 6 3III8 405005 0 4IV10 287004 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 7 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 8 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 9 10 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 25 mm 35 mm 50 mm 50 mm 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 25 mm 时 肋木间距可取 400 450mm 板条厚于 25mm 时 间距可取 450 500 mm 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 11 12 支撑一般沿梁的轴线布置间距 1 1 5 m 常用 8cm 8cm 方木 或直径 10 12 cm 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 14 m 8 m 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 13 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 14 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 2 m 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 烟囱 油罐 高层贮仓 和水利水运工程 如竖井 沉箱 沉井 闸墩 桥墩及挡土墙等结构 中 滑升模板由模板系统 模板 围圈和提升架等 操作平台系统 操作平台 上辅助平台和内外吊脚手等 和提升机具系统 支承杆 千斤顶或卷扬机和提升操纵装置 等三部分组成 图 3 11 它们通过 提升架连成整体 全部荷载也都通过提升架传递给千斤顶 再由千 斤顶传递给支承杆承受 滑模滑升速度直接影响混凝土施工质量和工程进度 应根据混 凝土凝固速度和出模强度 季节和气温的变化情况 劳动力配备 混凝土制备和运输能力等因素全面考虑予以确定 在正常气温条件 下 一般为 200 mm h 左右 采用滑模施工的结构构件截面要有一定厚度 以保证模板内的 混凝土自重大于粘着力 使混凝土不致在滑升过程中被模板带起 而出现水平裂缝或断裂 一般混凝土壁的最小厚度不得小于 12 cm 对于方形柱的边长不得小于 25cm 15 4 预制构件的模板 常见的预制构件模板有工具式模扳 即拆移式模板 和台模 采 用工具式模板装拆容易 模板周转率较高 适于预制各种类型的构 件 工具式模板由装配式的侧板 端边和底板组成 用工具式夹具 或斜撑安装固定 混凝土浇筑 l 2 天后侧板和端板便可拆卸周转 底板一般要等 构件混凝土达到起吊强度起吊后 才能拆卸周转 台模系以混凝土平台作为底板 然后在平台上面装配侧板和端 板 固定后便可浇筑混凝土 因此台模也称无底的工具式模板 用 台座法生产预制构件的模板多属这种形式 台模表面必须平整 应 具一定的强度和刚度 以保证构件在生产过程中不发生变形 大多 数台模用混凝土做成 也可以采用砖砌 其表面铺 1 2cm 厚的 l 2 水泥沙浆抹平 在浇筑混凝土前 台座面必须打扫干净 然后涂一 16 层隔离剂 如肥皂下脚液 以利脱模 三 模板设计 一般小型构件的模板常根据经验和规范规定选择模板断面尺寸 重要结构的模扳和特种形式的模板及其支架系统 应该进行必要的 设计及强度验算 以选择既安全又经济的断面尺寸 在模板的设计工作中 除了模板荷载及其组合较特殊外 结构 计算与一般结构计算方法相同 一 荷载规定 模板承受的竖向荷载有 1 模板和支架自重 根据设计图纸或实物确定 如用木材 针 叶类按 5885 N m3计 阔叶类按 7846 N m3计 2 新浇混凝土的重量 采用 24520 N m3 3 钢筋重量 根据设计图纸确定 4 人和运输工具的荷载 计算模板和直接支承模板的楞木时 模板或铺板为 2452 N m2 计算支承楞木的结构构件时为 1471 N m2 计算支架立柱和支承楞木的其他构件时为 1000 N m2 对于模板和铺板的板材或直接支承这些板材的粱 除按上述荷 载计算外 还需要用相当于一辆 2452N 重的双轮手推车或以其他方 式运输混凝土而造成的集中荷载 但不小于 1274 N 进行验算 如模板板条宽度小于 150mm 上述集中荷载可分布在相邻的两 块板上 5 振捣混凝土所产生的荷载为 980 N m2 但与第 4 项荷载不同 时考虑 例如在计算梁模板的底板时 6 新浇混凝土对模板侧面构件的压力 影响这一侧向压力的因 素很多 如混凝土的容重 浇筑速度 振捣时的 触变 作用 凝 结速度以及钢筋的疏密 骨料尺寸 模板尺寸等 这些因素中只有 一部分可以较准确地测定 而较多的则在浇筑过程中会发生变化 因此 对于混凝士侧压力 目前还不能进行精确的计算 只能采用 一些经验公式进行计算 17 P R 3 1 P H 3 2 式中 P 初凝前混凝土最大侧压力 N m2 R 内部振捣器作用半径 m H 初凝前混凝土浇注厚度 m 混凝土容重 N m3 式 3 1 适用于 H R 的情况 其荷载图形为一梯形 图 3 12a 式 3 2 适用于 H R 的情况 其荷载图形为一三角形 图 3 12b 7 倾倒混凝土所产生的水平动力荷载可按表 3 2 中的数据采用 18 倾倒混凝土产生的水平动力荷载 表 3 2 项次向模板中供料方法 作用于侧面模板的水平荷载 N m 1 用溜槽 串槽或直接由混凝土导管流 出 2000 2用容量小于 0 2m 运输器具倾倒2000 3用容量 0 2 0 8m 运输器具倾倒4000 4用容量大于 0 8m 运输器具倾倒6000 高度大于