教学材料《结构设计原理》-6

第六章钢筋混凝土梁的施工预制（二）模板的种类按制作材料分类，桥梁施工常用的模板有木模板、钢模板、钢木结合模板、竹材胶合板模等。有时为了节省钢木材料，也可利用土模或砖模来制梁。模板按其装拆方法分类，可分为零拼式模板、分片拆装式模板、整体装拆式模板等。１木模板木模板的基本构造由紧贴于混凝土表面的壳板（又称面板）、支承壳板的肋木和立柱或横档组成，壳板可以竖立拼装［图６-１（ａ）］或水平拼装［图６-１（ｂ）］。壳板的接缝可做成平缝［图６-１（ｂ）］、搭接缝或企口缝［图６-１（ｃ）］。当采用平缝拼接时，应在拼缝处衬压塑料薄膜或水泥袋纸以防漏浆。为了增加木模的周转次数并方便脱模，往往在壳板面上加钉一层薄铁皮。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制２钢模板钢模板造价虽高，但周转次数多，降低了实际成本，并且经久耐用，接缝严密，能经受强力振捣，浇筑的构件表面光滑，所以目前采用日益增多。图６-２所示为一种分片装拆式钢模板的结构组成。侧模由厚度一般为４～８ｍｍ的钢壳板、角钢做成的水平肋和竖向肋，支托竖向肋的支撑、斜撑，固定侧模用的顶横杆和底部拉杆以及安装在壳板上的振捣架等构成。底模通常用１２～１６ｍｍ的钢板制成，它通过垫木支承在底部钢横梁上。在拼装钢模板时，所有紧贴混凝土的接缝内都用止浆垫使接缝密闭不漏浆，止浆垫一般采用柔软、耐用和弹性大的５～８ｍｍ橡胶板或１０ｍｍ左右的泡沫塑料。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制３钢木结合模板如果将钢模板中的钢制壳板换成水平拼装的木模板，用埋头螺栓连接在角钢竖肋上，在木壳板上再钉一层薄铁皮，这样就做成钢木结合模板，这种模板不仅节约木材，成本低，而且具有较大的刚度和紧密及稳固性，是一种较好的模板结构。４空心板内模板内模是空心截面梁的预制关键，其结构形式直接影响到制作是否简便、经济，拆装是否方便，周转率是否高的问题。图６-３所示是桥梁工程中目前常用于空心板梁的木制芯模构造。为了便于搬运装拆，每根梁的模板分成两节。木壳板的侧面装置铰链，使壳板可以转动。芯模的骨架和活动撑板，每隔７０ｃｍ一道。撑板下端的半边朝梁端一侧用铰链与壳板连接，安装时借榫头顶紧壳板上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制５土模板土模板按其位置高低可分为地下式、半地下式和地上式三种。一般用于基础施工，土模板的优点是节约材料和施工空间。６竹木胶合板模竹木胶合板模在桥梁上部结构中应用较多，它具有强度高、刚度大、表面光滑等优点，特别是竹木胶合板模的尺寸较大，混凝土表面的平整度较好，可用作清水模板，常用于底模和侧模。二、钢筋工程（一）钢筋加工的准备工作１钢筋的检查上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制进场钢材应具有出厂质量证明书，对中小桥所用的钢筋，使用前可不进行抽检，对于大桥所用的钢筋，应进行抽检。检验内容是抗拉、冷弯和可焊性试验，应遵照《公路桥涵施工技术规范》（ＪＴＧ／ＴＦ５０—２０１１）的规定。２钢筋的调直直径为１０ｍｍ以下的细钢筋多卷成盘形，粗钢筋常弯成“发卡”形，以便于运输储存。所以，运到工地的钢筋应先调直。钢筋的调直工作根据钢筋直径的大小采用不同的方法。对于直径在１０ｍｍ以上的钢筋，一般用锤打调直，对于直径不到１０ｍｍ的，常用手摇或电动铰车通过冷拉调直，拉直时，应对应力进行控制，使任意段的伸长率不大于１％，并注意调直时，不得使钢筋受损伤，调直后发现被擦伤的表面伤痕超过钢筋截面的５％时，该段钢筋不得使用。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制３钢筋的除锈去污钢筋表面应洁净，以保证钢筋与混凝土之间的握裹力。油渍、漆污及用锤敲击时，能剥落的浮皮铁锈应在使用前清除干净。４钢筋的配料、下料及切断（１）配料。钢筋加工应根据施工设计图将不同直径、不同长度的钢筋按规格和编号顺序填制配料，见表６-１。（２）下料。钢筋经调直、除去污锈后，即可按图纸要求进行划线下料工作。为了使成型的钢筋比较精确地符合设计要求，在下料前应计算在图纸上标明的折线尺寸与弯折处实际弧线尺寸的差值（通常可查阅现成的计算表格），同时还应计入钢筋在冷作弯折过程中的伸长量。弯折伸长量可按表６-２估算。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制５钢筋的弯转与接头下料后的钢筋可在工作平台用手工或电动弯筋器按规定弯曲半径弯制成型，钢筋的两端亦应按图纸弯成所需的标准弯钩。如钢筋图中对弯曲半径未做规定时，则宜按钢筋直径的１５倍为半径进行弯制。对于需要较长的钢筋，最好在接长以后再弯制，这样较易控制尺寸。此部分详见项目一中第一章的钢筋材料的物理、力学性质。（二）钢筋骨架的成型和安装在支架上浇筑钢筋混凝土梁时，为减少在支架上的钢筋安装工作，梁内的钢筋宜预先在工厂或工地制成平面或立体骨架。当梁的跨径较大时，可预先分段制成骨架。当不能预先制成骨架时，则钢筋的接头应尽可能预先完成。制作钢筋骨架时，应焊扎牢固，并采用适当技术措施临时加固，以防止运输或吊装过程中变形。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制三、混凝土工程混凝土施工过程包括混凝土搅拌、混凝土运输、浇筑混凝土、振捣密实、养护以及拆模等工序。混凝土的砂石配合比及水灰比均应通过设计和试验室的试验来确定，拌制一般采用搅拌机。混凝土的振捣一般采用插入式振捣器、附着式振捣器、平板式振捣器或振动台等设备，这应依据不同构件和不同部位的需要来选用，目的是达到模板内的软体混凝土密实，不能使混凝土内存在大的空洞、蜂窝和麻面。（一）混凝土的拌制混凝土一般应采用机械搅拌，上料的顺序，一般是石子—水泥—砂子。人工搅拌只许用于少量混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制不管采用机械或人工搅拌，都应使石子表面包满砂浆、拌合料混合均匀、颜色一致。人工拌合应在铁板或其他不渗水的平板上进行，先将水泥和细集料拌匀，再加入石子和水，拌至材料均匀、颜色一致为止。如需掺附加剂，应先将附加剂调成溶液（指可溶性附加剂），再加入拌合水中，与其他材料拌匀，在整个施工过程中，要注意随时检查和校正混凝土的流动性或工作度（又叫坍落度），严格控制水灰比，不得任意增加用水量。混凝土的最少拌合时间不少于４５ｓ。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制（二）混凝土的运输（１）混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，务必使混凝土在运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。无论采用汽车运输还是搅拌车运输，其运输时间不宜超过表６-３中的规定。（２）采用泵送混凝土应符合下列规定：１）混凝土的供应必须保证输送混凝土泵能连续工作。２）输送管线宜直，转弯宜缓，接头应严密，如管道向下倾斜，应防止混入空气，产生阻塞。３）泵送前应先用水泥浆润滑输送管道内壁。混凝土出现离析现象时，应立即用压力水或其他方法冲洗管内混凝土，泵送间歇时间不宜超过１５ｍｉｎ。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制４）在泵送过程中，受料斗内应具有足够的混凝土，以防止吸入空气产生阻塞。（三）混凝土的浇筑跨径不大的简支梁桥，可在钢筋全部扎好后，将梁与桥面板沿一跨全部长度用水平分层法浇筑，或者用斜层法从梁的两端对称地向跨中浇筑，在跨中合拢。较大跨径的梁桥，可用水平分层法或用斜层法先浇筑纵横梁，然后沿桥的全宽浇筑桥面板混凝土。此时桥面板与纵横梁之间应设置工作缝，如图６-４（ａ）中的虚线所示。采用斜层浇筑时，混凝土的适宜倾斜角与混凝土的稠度有关，一般可为２０°～２５°，如图６-４（ｂ）所示。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制（四）混凝土的振捣混凝土拌合料具有受振时产生暂时流动的特性，此时其中的粗集料靠重力向下沉落并互相滑动挤紧，集料间的空隙被流动性大的水泥砂浆所充满，而空气则形成小气泡浮到混凝土表面被排出，这样会增加混凝土的密实度，从而大大地提高混凝土的强度和耐久性，并使之达到内实外光的要求。１平板式振捣器平板式振捣器放在浇筑层的表面振捣，通过平板将振动力传给混凝土，使之密实。常用于大面积混凝土施工，如桥面、基础等。振捣时间为２５～４０ｓ。２附着式振捣器附着式振捣器是挂在模板外部振捣，借振动模板来振捣混凝土，对模板要求较高，而振动的效果不是太好，常用于薄壁混凝土构件，如梁肋部分等，振捣布置与构件厚度有关，当厚度小于１５ｃｍ时，可两面交错布置；当厚度大于１５ｃｍ时，应两面对称布置。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制３插入式振捣器插入式振捣器是插入混凝土内部振捣，振捣棒插入混凝土时应垂直，不可触及模板和钢筋。插点要均匀，可按行列式或交错式进行，两点间距离以１．５倍作用半径为宜，如图６-５所示，作用半径可实际测得，一般为４０～５０ｃｍ。振捣上一层的混凝土时，应将振捣器略微插入下层３～５ｃｍ，以消除两层之间的接触面。要注意振捣时间为１５～３０ｓ，过久的振捣所造成的危害（如分层等）比振捣不足更大。插入式振捣器常用的是软管式的，只要构件断面有足够的地方插入振捣器，而钢筋又不太密就可以采用，它的效果比平板式和附着式都要好。四、养护及拆除模板混凝土中水泥的水化作用过程，就是混凝土凝固、硬化和强度发育的过程，它与周围的环境和湿度有密切的关系。上一页下一页返回第六章钢筋混凝土梁的施工预制混凝土浇筑完毕后，应在收浆后尽快用草袋、麻袋或稻草等物予以覆盖和洒水养护。洒水持续时间，随水泥品种的不同和是否掺用塑化剂而异，对于用硅酸盐水泥拌制的混凝土构件，不少于７昼夜，对于用矿渣水泥、火山灰水泥或在施工中掺用塑化剂的，不少于１４昼夜。混凝土构件经过养护后，达到了设计强度的２５％～５０％时，即可拆除侧模，梁桥