2)調直。鋼筋宜采用無延伸功能的機械設備進行調直,也可采用冷拉方法調直。當采用冷拉方法調直時,HPB300光圓鋼筋的冷拉率不宜大于4%;HRB335、HRB400、HRB500、HRBF335、HRBF400、HRBF500及RRB400.帶肋鋼筋的冷拉率不宜大于1%。
3)剪切。鋼筋下料剪斷可用鋼筋剪切機或手動剪切器。手動剪切器一般只用于剪切直徑小于12mm的鋼筋;鋼筋剪切機可剪切直徑小于40mm的鋼筋;直徑大于40mm的鋼筋則需用鋸床鋸斷或用氧-乙炔焰或電弧割切。
4)彎曲。
①受力鋼筋的彎折和彎鉤應符合下列規定:
a.HPB300級鋼筋末端應做180°彎鉤,彎弧內直徑不應小于鋼筋直徑的2.5倍,彎鉤的彎后平直部分長度不應小于鋼筋直徑的3倍。
b.設計要求鋼筋末端做135°彎鉤時,HRB335級、HRB400級鋼筋的彎弧內直徑不應小于4d,彎鉤后的平直長度應符合設計要求。
c.鋼筋作不大于90°的彎時,彎折處的彎弧內直徑不應小于5d。
②除焊接封閉箍筋外,箍筋、拉筋的末端應按設計要求做彎鉤。當設計無具體要求時,應符合下列規定:
a.箍筋彎鉤的彎弧內直徑除應滿足受力鋼筋的彎折和彎鉤的規定外,尚不應小于受力鋼筋直徑。
b.箍筋彎鉤的彎折角度:一般結構不宜小于90°;有抗震等要求的結構彎鉤應為135°。
c.彎鉤后平直部分長度:一般結構不應小于箍筋直徑的5倍;有抗震等要求的結構不應小于箍筋直徑的10倍。
(3)鋼筋連接。
鋼筋的連接方法有焊接連接、綁扎搭接連接和機械連接。
1)鋼筋連接的基本要求。①鋼筋的接頭宜設置在受力較小處。同一縱向受力鋼筋不宜設置兩個或兩個以上接頭,接頭末端至鋼筋彎起點的距離不應小于鋼筋直徑的10倍。②當受力鋼筋采用機械連接接頭或焊接接頭時,設置在同一構件內的接頭宜相互錯開。縱向受力鋼筋機械連接接頭及焊接接頭連接區段的長度為35d(d為縱向受力鋼筋的較大直徑)且不小于500mm,凡接頭中點位于該連接區段長度內的接頭均屬于同一連接區段。同一連接區段內,縱向受力鋼筋機械連接及焊接的接頭面積百分率為該區聲內有接頭的縱向受力鋼筋截面面積與全部縱向受力鋼筋截面面積的比值。同一連接區段內,縱向受力鋼筋的接頭面積百分率應符合設計要求;當設計無具體要求時,應符合下列規定:①在受拉區不宜大于50%;②接頭不宜設置在有抗震設防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密區;當無法避開時,對等強度高質量機械連接接頭,不應大于50%;③直接承受動力荷載的結構構件中,不宜采用焊接接頭;當采用機械連接接頭時,不應大于50%。
2)焊接連接。常用焊接方法有:閃光對焊、電弧焊、電阻點焊、電渣壓力焊、埋弧壓力焊、氣壓焊等。直接承受動力荷載的結構構件中,縱向鋼筋不宜采用焊接接頭。
①閃光對焊。閃光對焊是利用對焊機使兩段鋼筋接觸、通過低電壓的強電流,把電能轉化為熱能,待鋼筋被加熱到一定溫度后,即施加軸向壓力擠壓(稱為頂鍛)便形成對焊接頭。鋼筋閃光對焊工藝通常有連續閃光焊、預熱閃光焊和閃光-預熱-閃光焊。閃光對焊廣泛應用于鋼筋縱向連接及預應力鋼筋與螺絲端桿的焊接。
②電弧焊。電弧焊是利用弧焊機使焊條與焊件之間產生高溫電弧,使焊條和高溫電弧范圍內的焊件金屬熔化,焊化的金屬凝固后便形成焊縫和焊接接頭。電弧焊廣泛應用于鋼筋接頭、鋼筋骨架焊接、裝配式結構接頭的焊接、鋼筋與鋼板的焊接及各種鋼結構的焊接。鋼筋電弧焊的接頭形式有搭接焊接頭、幫條焊接頭、剖口焊接頭、溶槽幫條焊接頭和窄間隙焊。
③電阻點焊。電阻點焊是指當鋼筋交叉點焊時,接觸點只有一個,且接觸電阻較大,在接觸的瞬間,電流產生的全部熱量都集中在一點上,因而使金屬受熱而熔化,同時在電極加壓下使焊點金屬得到焊合。電阻點焊主要用于小直徑鋼筋的交叉連接,如用來焊接鋼筋骨架、鋼筋網中交叉鋼筋的焊接。
④電渣壓力焊。電渣壓力焊是利用電流通過電渣池產生的電阻熱將鋼筋端部熔化,然后施加壓力使鋼筋焊接為一體。電渣壓力焊適用于現澆鋼筋混凝土結構中直徑14?40mm的豎向或斜向鋼筋的焊接接長。
⑤氣壓焊。鋼筋氣壓焊是采用一定比例的氧氣和乙炔的裩合氣體燃燒的高溫火焰為熱源,對需要焊接的兩根鋼筋端部接縫處進行加熱烘烤,使其達到熱塑狀態,同時對鋼筋施加30?40N/mm2的軸向壓力,使鋼筋頂鍛在一起。氣壓焊不僅適用于豎向鋼筋的連接,也適用于各種方位布置的鋼筋連接。當不同直徑鋼筋焊接時,兩鋼筋直徑差不得大于7mm。
3)綁扎搭接連接。
①同一構件中相鄰縱向受力鋼筋的綁扎搭接接頭宜相互錯開。綁扎搭接接頭中鋼筋的 橫向凈距不應小于鋼筋直徑,且不應小于25mm。
②鋼筋綁扎搭接接頭連接區段的長度為1.3l1。(l1為搭接長度),凡搭接接頭中點位于該連接區段長度內的搭接接頭均屬于同一連接區段。同一連接區段內,縱向鋼筋搭接接頭面積百分率為該區段內有搭接接頭的縱向受力鋼筋截面面積與全部縱向受力鋼筋截面面積的比值,見圖4.1.19。
同一連接區段內,縱向受拉鋼筋搭接季頭面積百分率應符合設計要求;當設計無具體要求時,應符合下列規定:
a.對梁類、板類及墻類構件,不宜大于25%;
b.對柱類構件,不宜大于50%;
c.當工程中確有必要增大接頭面積百分率時,對梁類構件不應大于50%;對其他構件,可根據實際情況放寬。
③在梁、柱類構件的縱向受力鋼筋搭接長度范圍內,應按設計要求配置箍筋。當設計無具體要求時,應符合下列規定:
a.箍筋直徑不應小于搭接鋼筋較大直徑0.25倍;
b.受拉搭接區段的箍筋間距不應大于搭接鋼筋較小直徑的5倍,且不應大于100mm;
c.受壓搭接區段的箍筋間距不應大于搭接鋼筋較小直徑的10倍,且不應大于200mm;
d.當柱中縱向受力鋼筋直徑大于25mm時,應在搭接接頭兩端外100mm范圍內各設置兩個箍筋,其間距宜為50mm。
4)機械連接。鋼筋機械連接包括套筒擠壓連接和螺紋套管連接。①鋼筋套筒擠壓連接。鋼筋套筒擠壓連接是指將需要連接的兩根變形鋼筋插人特制鋼套筒內,利用液壓驅動的擠壓機沿徑向或軸向壓縮套筒,使鋼套筒產生塑性變形,靠變形后的鋼套筒內壁緊緊咬住變形鋼筋來實現鋼筋的連接。這種方法適用于豎向、橫向及其他方向的較大直徑變形鋼筋的連接。 ②鋼筋螺紋套管連接。鋼筋螺紋套筒連接分為錐螺紋套管連接和直螺紋套管連接兩種。錐形螺紋套管連接是指將用于這種連接的鋼套管內壁,用專用機床加工有錐螺紋,鋼筋的對接端頭亦在套絲機上加工有與套管匹配的錐螺紋,連接時,經對螺紋檢查無油污和損傷后,先用手旋入鋼筋,然后用扭矩扳手緊固至規定的扭矩,即完成連接。鋼筋螺紋套筒連接施工速度快,不受氣候影響,自鎖性能好,對中性好,能承受拉、壓軸向力和水平力,可在施工現場連接同徑或異徑的豎向、水平或任何傾角的鋼筋,已在我國廣泛應用。
2.模板工程
模板是保證混凝土澆筑成型的模型,鋼筋混凝土結構的模板系統是由模板、支撐及緊固件等組成。
(1)模板類型與基本要求。
1)木模板。木模板是由一些板條用拼條釘拼而成的模板系統。板條厚度一般為25?50mm,板條寬度不宜超過200mm,工具式模板寬度不宜超過150mm,以保證干縮時縫隙均勻,澆水后易于密封,但梁底板的板條寬度不限制,以免漏漿。拼條的間距取決于新澆混凝土的側壓力和板條的厚度,多為400?500mm。木模板由于重復利用率低,損耗大,為節約木材,在現澆混凝土結構施工中使用率已經大大降低。
2)組合模板。組合模板是一種工具式模板,是工程施工中用得最多的一種模板,有組合鋼模板、鋼框竹(木)膠合板模板等。它由具有一定模數的若干類型的板塊、角膜、支撐和連接件組成,用它可以拼出多種尺寸和幾何形狀,也可用它拼成大模板、隧道模和臺模等。鋼框木膠合板模板由于自重輕、面積大、拼縫少、維修方便等優點,使用廣泛。
3)大模板。大模板是一種大尺寸的工具式模板。一塊大模板由面板、主肋、次肋、支撐桁架、穩定機構及附件組成(圖4.1.20)。面板要求平整、剛度好。次肋的作用是固定面板,把混凝土側壓力傳遞給主肋。面板若按單向板設計,則只有水平(或垂直)次肋;面板若按雙向板設計,則不分主、次肋。主肋是穿墻螺栓的固定支點,承受傳來的水平力和垂直力,一般用背靠背的兩個槽鋼,間距約為1.0?1.2m。一般是一塊墻面用一塊大模板。因為其重量大,裝拆皆需起重機械吊裝,但可提高機械化程度,減少用工量和縮短工期。是目前我國剪力墻和筒體體系的高層建筑施工用得較多的一種模板,已形成一種工業化建筑體系。
4)滑升模板。滑升模板是一種工具式模板,由模板系統、操作平臺系統和液壓系統三部分組成。適用于現場澆筑高聳的構筑物和高層建筑物等,如煙囪、筒倉、電視塔、豎井、沉井、雙曲線冷卻塔和剪力墻體系及筒體體系的高層建筑等。滑升模板施工的特點,是在構筑物或建筑物底部,沿其墻、柱、梁等構件的周邊組裝高1.2m左右的滑升模板,隨著向模板內不斷地分層澆筑混凝土,用液壓提升設備使模板不斷地沿埋在混凝土中的支承桿向上滑升,直到需要澆筑的高度為止。用滑升模板施工,可以節約模板和支撐材料、加快施工速度和保證結構的整體性。但模板一次性投資多、耗鋼量大,對建筑的立面造型和構件斷面變化有一定的限制。施工時宜連續作業,施工組織要求較嚴。
5)爬升模板。爬升模板簡稱爬模,國外亦稱跳模,是施工剪力墻體系和筒體體系的鋼筋混凝土結構高層建筑的一種有效的模板體系。由于模板能自爬,不需起重運輸機'械吊運,減少了高層建筑施工中起重運輸機械的吊運工作量,能避免大模板受大風影響而停止工作。由于自爬的模板上懸掛有腳手架,所以還省去了結構施工階段的外腳手架,因為能減少起重機械的數量、加快施工速度而經濟效益較好。爬模分有爬架爬模和無爬架爬模兩類。
6)臺模。臺模是一種大型工具式模板,主要用于澆筑平板式或帶邊梁的樓板,一般是一個房間一塊臺模,有時甚至更大。利用臺模施工樓板可省去模板的裝拆時間,能降低勞動消耗和加速施工,但一次性投資較大。按臺模的支承形式分為支腿式和無支腿式兩類。
7)隧道模板。隧道模是用于同時整體澆筑墻體和樓板的大型工具式模板,能將各開間沿水平方向逐段逐間整體澆筑,故施工的建筑物整體性好、抗震性能好、施工速度快,但模板的一次性投資大,模板起吊和轉運需較大的起重機。隧道模有全隧道模(整體式隧道模)和雙拼式隧道模兩種。前者自重大,推移時多需鋪設軌道,目前逐漸少用;后者由兩個半隧道模對拼而成,兩個半隧道模的寬度可以不同,再增加一塊插板,即可以組合成各種開間需要的寬度。
8)永久式模板。永久式模板是指一些施工時起模板作用而澆筑混凝土后又是結構本身組成部分之一的預制板材。目前國內外常用的有異形(波形、密肋形等)金屬薄板(亦稱壓型鋼板)、預應力混凝土薄板、玻璃纖維水泥模板、小梁填塊(小梁為倒T形,填塊放在梁底凸緣上,再澆混凝土)、鋼桁架型混凝土板等。預應力混凝土薄板在我國已在一些高層建筑中應用,鋪設后稍加支撐,然后在其上鋪放鋼筋澆筑混凝土形成樓板,施工簡便。壓型鋼板在我國一些高層鋼結構施工中多有應用,施工簡便,施工速度快,但耗鋼量較大。
(2)模板安裝。盡管模板結構是鋼筋混凝土工程施工時所使用的臨時結構物,但它對鋼筋混凝土工程的施工質量和工程成本影響很大。模板安裝的基本要求如下:
1)安裝現澆結構的上層模板及其支架時,下層樓板應具有承受上層荷載的承載能力,或加設支架;上、下層支架的立柱應對準,并鋪設墊板;
2)在涂刷模板隔離劑時,不得沾污鋼筋和混凝土接槎處;
3)模板的接縫嚴密,不應漏漿;在澆筑混凝土前,木模板應澆水濕潤,但模板內不應有積水;
4)模板與混凝土的接觸面應清理干凈并涂刷隔離劑,但不得采用影響結構性能或妨礙裝飾工程施工的隔離劑;
5)澆筑混凝土前,模板內的雜物應清理干凈;
6)對清水混凝土工程及裝飾混凝土工程,應使用能達到設計效果的模板;
7)用作模板的地坪、胎模等應平整光潔,不得產生影響構件質量的下沉、裂縫、起砂或起鼓;
8)對跨度不小于4m的鋼筋混凝土梁、板,其模板應按設計要求起拱;當設計無具體要求時,起拱髙度宜為跨度的1/1000?3/1000;
9)固定在模板上的預埋件、預留孔和預留洞均不得遺漏,且應安裝牢固,其偏差應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204的規定;
10)模板安裝應保證結構和構件各部分的形狀、尺寸和相互間位置的正確性。現澆結構模板安裝的偏差、預制構件模板安裝的偏差應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204的規定;
11)構件簡單,裝拆方便,能多次周轉使用。
(3)模板拆除。
1)模板拆除要求。
①底模及其支架拆除時的混凝土強度應符合設計要求;當設計無具體要求時,混凝土強度應符合表4.1.1的規定。
②對后張法預應力混凝土結構構件,側模板宜在預應力張拉前拆除;底模支架的拆除應按施工技術方案執行,當無具體要求時,不應在結構構件建立預應力前拆除。
③后澆帶模板的拆除和支頂應按施工技術方案執行。
④側模板拆除時的混凝土強度應能保證其表面及棱角不受損傷。
⑤模板拆除時,不應對樓層形成沖擊荷載。拆除的模板和支架宜分散堆放并及時清運。 2)模板拆除順序。模板的拆除順序一般是先拆非承重模板,后拆承重模板;先拆側模板,后拆底模板。框架結構模板的拆除順序一般是柱、樓板、梁側模、梁底模。拆除大型結構的模板時,必須事先制定詳細方案。
(4)新模板技術。
1)清水混凝土模板技術。清水混凝土模板是指能確保混凝土表面質量和外觀設計效果能達到清水混凝土質量要求和設計效果的模板,可選擇多種材質制作。清水混凝土模板必須做到表面平整光潔,模板分塊,面板分割和穿墻螺栓孔眼排列規律整齊,幾何尺寸準確,拼縫嚴密,周轉使用次數多等要求。清水混凝土模板施工技術一般施工工藝流程:根據圖紙結構形式設計計算模板強度和板塊規格→結合留洞位置繪制組合展開圖→按實際尺寸放大樣→加工配制標準和非標準板塊→模板塊檢測驗收→編排順序號碼、涂刷隔離劑→測量放線→鋼筋綁扎、管線預埋→排架搭設→焊定位筋→柱、墻模板組裝校正、驗收→澆筑柱、墻混凝土至梁底下50mm→安裝梁底模和一側幫模→梁鋼筋綁扎→拆除柱、墻下段模板、吊運保養→二次安裝柱頭、墻頭接高模板→第二面梁幫模板安裝、校正、驗收→鋪設平臺模板→平臺筋綁扎、管線敷設→澆筑混凝土、保養→模板拆除后保養待翻轉使用。
2)早拆模板技術。早拆模板技術是指支撐系統和模板能夠分離,當混凝土澆筑3?4d后,強度達到設計強度的50%以上時,可敲擊早拆柱頭,提前拆除橫楞和模板,而柱頭頂板仍然支頂著現澆結構構件,直到混凝土強度達到符合規范允許拆模數值為止的模板技術。早拆模板體系由模板、支撐系統(立柱)、早拆柱頭、橫梁和可調底座等組成。它的主要施工工藝為模板安裝和模板拆除。模板安裝按以下工序進行:
①按模板工程施工圖放線,在放線交點處安球獨立式鋼立柱或安放立桿,用橫桿將立桿互相連成整體支架;
②支架安裝后,將早拆柱頭、早拆托架或可調頂托的螺桿插入立桿頂部孔內,并使插銷和托架就位,然后放橫梁調整位置;
③橫梁就位后從一側開始鋪設模板,模板與柱頭板交接處隨鋪模板隨將柱頭板調至所需高度;
④鋪完模板后,涂刷隔離劑,板縫處貼膠帶防止漏漿,并進行模板檢查驗收和質量評定工作。模板拆除要滿足拆模強度,按模板施工圖保留部分立桿和早拆柱頭,其余部分可同步拆除,拆模時從一側或一端開始,保留的立桿和早拆柱頭應在混凝土強度達到正常拆模強度后再進行拆除,如需提前拆除保留立桿時,必須加設臨時支撐。
3)液壓自動爬模技術。它是將鋼管支承桿設在結構體內、體外或結構頂部,以液壓千斤頂或液壓油缸為動力提升提升架、模板、操作平臺及吊架等,爬升成套爬模。液壓自動爬模技術適用于高層建筑全剪力墻結構、框架結構核心筒、鋼結構核心筒、高聳構造物、橋墩、巨形柱等結構的施工。液壓自動爬模主要由模板系統、液壓提升系統和操作平臺系統組成。
①模板系統。由定型組合大鋼模板、全鋼大模板或鋼框膠合板模板、調節縫板、角模、鋼背楞及穿墻螺栓、鑄鋼螺母、鑄鋼墊片等組成。
②液壓提升系統。由提升架立柱、橫梁、斜撐、活動支腿、滑道夾板、圍圈、千斤頂、支承桿、液壓控制臺、各種孔徑的油管及閥門、接頭等組成。當支承桿設在結構頂部時,增加導軌、防墜裝置、鋼牛腿、掛鉤等。
③操作平臺系統。由操作平臺、吊平臺、中間平臺、上操作平臺、外挑梁、外架立柱、斜撐、欄桿、安全網等組成。
液壓爬模施工工藝包括:爬模的安裝、澆筑混凝土、脫模及爬升。
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