钢筋混凝土空心板梁

钢筋混凝土空心板梁（精选12篇）

钢筋混凝土空心板梁 篇1

1工程概况

某跨河桥梁,全长140 m。全桥共分两联,为7孔20 m后张法预应力混凝土空心板梁桥。空心板梁高0.9 m,板上现浇12 cm厚的混凝土层,桥面连续。桥宽16.5 m,单向四车道。桥面横向布置为0.5 m(防撞栏)+15.5 m(车行道)+0.5 m(防撞栏)。该跨线桥设计荷载为:城-A,人群荷载为4.5 kN/m2。为检验空心板梁在设计荷载作用下的工作性能,以保证使用安全。选择一片中板进行静力载荷试验。中板跨中断面图如图1所示。

2试验方案

2.1试验加载控制指标

本次预制梁荷载试验的主要试验工况为最大正弯矩工况,试验控制截面为跨中截面。即取梁二期恒载和汽车荷载共同作用下跨中截面弯矩值977 kN.m作为控制弯矩。

采用内力等效的原则在预制梁中部进行加载,其加载计算简图如图2所示(a=4.67 m,b=5 m,L=19.34 m)。经内力等效原则换算成均布荷载q=27.25 kN/m,即加载重量为27.25 t[1,2,3]。

采用在梁跨中间分级加载方式。试验荷载采用沙袋加载,加载过程中严格控制加载重量的准确性,对每个沙袋进行称重记录后再进行堆载。

正式加载前对试验梁进行预加载,使结构进入正常工作状态,预加荷载取为最大试验荷载的30%左右,预压时间控制在20 min,以消除支点的不利影响,卸载20 min后进行正式试验。试验按6级加载,分别为20%、40%、60%、80%、90%、100%每级加载后持续15 min稳定后再观测数据。卸载分60%,30%,0三级卸载,荷载工况见表1所示。

2.2检测内容[4]

(a) 使用DT—615静态数据采集仪、振弦式应变计等设备测量梁跨中截面的最大正应变及应变分布情况。

(b) 测量梁跨中、1/4跨、支点处的竖向位移。

(c) 使用裂缝测宽仪观测梁跨中附近下边缘表面裂缝及裂缝宽度。

2.3试验观测点布置

通过在梁跨中截面两侧沿高度布置应变测点,测试截面应变分布情况、中性轴高度位置;在跨中2 m范围内空心板梁的一侧下缘布置连续的抗裂应变测点进行测试分析,对结构预应力度作出评定。应变测点布置方案如图3所示。

在跨中、1/4跨、支点处布置竖向位移测点进行测试分析,对结构整体刚度作出评定。挠度测点布置如图4所示。

3试验梁静载试验结果

3.1梁整体挠度试验分析

试验过程中,温度在22 ℃～26 ℃之间,温度变化不大,对挠度检测不作温度修正。在满荷载作用下,经过支座变形修正后,实测最大级试验荷载作用下跨中挠度最大值为13.98 mm,理论挠度值为17.8 mm,挠度校验系数为0.785,满足试验规范0.6～1的要求。在各级荷载作用下梁的整体挠度曲线如图5所示。

卸载后跨中的最大残余变形为3.24 mm,挠度相对残余变形为23.18%。

由试验结果知,在设计荷载作用下,梁体的最大挠度为13.98 mm,挠跨比f/L=1/1 383,远小于1/600,说明该梁的结构刚度满足设计要求。

3.2梁截面应变分析

根据图示的跨中截面应变测点布置图,在各级荷载作用下将跨中两侧等高度应变测点的实测应变进行平均,如表2所示。沿截面高度进行线形回归,其跨中截面的整体应变如图6所示。

从图6中可以看出:

在最大级试验荷载作用下,实测应变沿截面高度呈线形变化,线形相关系数为0.921 4,符合平截面假定;试验梁在满荷载作用下,实测梁体下缘的最大拉应变为105.8με,换算成应力为3.65 MPa,理论计算值为6.49 MPa,应力校验系数为0.562,满足试验规范0.5～0.9的要求;

实测梁体中性轴高度为48.5 cm,理论计算值为43 cm,实测值与理论值相差较小。

3.2抗裂性分析

预应力混凝土梁的抗裂性是反映其承载能力的主要指标,预应力混凝土梁的抗裂性的检验方法和原理是:试验时在跨中2 m范围内空心板梁的一侧下缘布置连续的抗裂应变测点进行测试分析,分级加载使梁体跨中截面弯矩逐级达到设计弯矩,测试每级荷载作用下梁体下缘应变。以荷载效率系数为X轴,梁体下缘实测应变为Y轴,绘出关系图,如果在关系图上出现拐点,则表示该测点处或附近出现开裂。图7为15#、16#测点实测应变与荷载效率关系图。

从图7中可以看出,实测应变与荷载效率呈良好的线形关系,相关系数分别为0.968 6、0.976 9,表明梁体下缘在试验过程中未出现开裂,在最大级试验荷载作用下,仔细检查梁体跨中附近下缘,未发现有开裂产生。表明试验空心板梁满足设计要求。

4结论

(1) 实测最大级试验荷载作用下跨中挠度最大值为13.98 mm,理论挠度值为17.8 mm,挠度校验系数为0.785,满足试验规范0.6～1的要求;卸载后跨中的最大残余变形为3.24 mm,挠度相对残余变形为23.18%。由试验结果知,在设计荷载作用下,梁体的最大挠度为13.98 mm,挠跨比f/L=1/1 383,远小于1/600,说明该梁的结构刚度满足设计要求。

(2) 在最大级试验荷载作用下,实测应变沿截面高度呈线形变化,线形相关系数为0.921 4,符合平截面假定;实测梁体中性轴高度为48.5 cm,理论计算值为43 cm,实测值与理论值相差较小。试验梁在满荷载作用下,实测梁体下缘的最大拉应变为105.8 με,换算成应力为3.65 MPa,理论计算值为6.49 MPa,应力校验系数为0.562,满足试验规范0.5～0.9的要求;

(3) 在最大级试验荷载作用下,仔细检查梁体跨中附近下缘,未发现有横向裂缝产生。表明试验空心板梁满足设计要求。

摘要：进行了跨径为20 m的预应力混凝土空心板静力载荷试验,对梁的整体挠度、梁截面应变以及抗裂性试验数据进行了详细分析。结果表明:(1)该梁的刚度满足设计要求;(2)实测应变沿截面高度呈线形变化,符合平截面假定;应力校验系数为0.562,满足试验规范的要求;(3)在最大级试验荷载作用下,未发现有横向裂缝产生,试验空心板梁满足设计要求。

关键词：预应力,空心板梁,静力载荷试验

参考文献

[1]中交公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2004).北京:人民交通出版社,2004

[2]中交公路规划设计院.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62—2004).北京:人民交通出版社,2004

[3]建设部城市建设研究院.城市桥梁设计荷载标准(CJJ 77—98).北京:中国建筑工业出版社,1998

[4]谌润水,胡钊芳.公路桥梁荷载试验.北京:人民交通出版社,2003

钢筋混凝土空心板梁 篇2

来源：上海华预加气混凝土设备网

混凝土空心砖施工方法标准

(一）施工准备：

1、混凝土空心砖施工材料：

（1）砖：砖的品种、强度等级必须符合设计要求，并应规格一致，有出厂合格证明及试验单。

（2）水泥：品种与标号应根据砌体部位及所处环境选择，一般宜采用325号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；应有出厂合格证明、准用证和试验报告方可使用；不同品种的水泥不得混合使用。

（3）砂：宜采用中砂。配制水泥砂浆或水泥混合砂浆的强度等级等于或大于M7.5时，砂的含泥量不应超过5%；强度等级小于M5时，砂的含泥量不应超过10%。

（4）水：应采用不含有害物质的洁净水。

（5）掺合料：

1）石灰膏：熟化时间不少于7天，严禁使用脱水硬化的石灰膏。

2）其他掺合料：电石膏、粉煤灰等掺量应经试验室试验决定。

（6）其他材料：拉结钢筋、预埋件、木砖、防水粉等均应符合设计要求。

（二）操作工艺：

1、拌制砂浆：

砂浆采用机械拌合，手推车上料，磅称计量。材料运输主要采用井字架作垂直运输，人工手推车作水平运输。

（1）根据试验提供的砂浆配合比进行配料称量，水泥配料精确度控制在±2%以内；砂、石灰膏等配料精确度控制在±5%以内。

（2）砂浆应采用机械拌合，投料顺序应先投砂、水泥、掺合料后加水。时间自投料完毕算起，不得少于1.5min。

（3）砂浆应随拌随用，水泥浆和水泥混合砂浆必须分别在拌成后3小时和4小时内使用完毕。

2、组砌方法：

（1）砖墙砌筑应上下错缝，内外搭砌，灰缝平直，砂浆饱满，水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度一般为10mm，但不应小于8mm，也不应大于12mm。

（2）砖墙的转角处和交接处应同时砌筑，均应错缝搭接，所有填充墙在互相连接、转角处及与砼墙连接处应沿墙高设置2￠6＠600通长拉结筋。对不能同时砌筑而又必须留置的临地间断处应砌成斜槎，并加设拉结筋，拉结筋的数量按每12cm墙厚原放置一根直径6mm的钢筋，间距沿墙高不得超过50cm，埋入长度从墙的留槎处算起，每边均不应小于50cm，末端应有90°弯钩。

注：抗震设防地区建筑物的临时间断处不得留直槎。

（3）隔墙和填充墙的顶面与上部结构接触处用侧砖或立砖斜砌挤紧。

3、砖墙砌筑：

施工顺序：弹划平面线检查柱、墙上的预留连结筋遗留的必须补齐砌筑安装或现浇门窗过梁顶部砌体。

（1）排砖撂底（干摆砖样）：一般外墙第一皮砖撂底时，横墙应排丁砖，前后纵墙应排顺砖。根据已弹出的窗门洞墨线，核对门窗间隔间墙、附墙柱（垛）的长度尺寸是否符合排砖模，如若不合模数时，则要考虑好砍砖及排放的计划。砍的砖或丁砖应排在窗口中间、附墙柱（垛）旁或其他不明显的部位。

（2）选砖：选择棱角整齐、无弯曲裂纹、规格基本一致的砖。

（3）盘角：砌墙前应先盘角，每次盘角砌筑的砖墙角度不要超过五皮，并应及时进行吊靠，如发现偏 1

差及时修整。盘角时要仔细对照皮数杆的砖层和标高，控制好灰缝大小，使水平灰缝均匀一致。每次盘角砌筑后应检查，平整和垂直完全符合要求后才可以挂结砌墙。

（4）挂线：砌筑一砖厚及以下者，采用单面挂线；砌筑一砖半厚及以上者，必须双层挂线。如果长墙几个个同时砌筑共用一根通线，中间应设几个支线点；小线要拉紧平直，每皮砖都要穿线看平，使水平缝均匀一致，平直通顺。

（5）砌砖：砌砖宜采用挤浆法，或者采用三一砌砖法。三一砌砖法的操作要领是一铲灰、一块砖、一挤揉，并随手将挤出的砂浆刮去。操作时砖块要平、跟线，砌筑操作过程中，以分段控制游丁走缝和乱缝。经常进行自检，如发现有偏差，应随时纠正，严禁事后采用撞砖纠正。应随砌随浆溢出砖墙面的灰迹刮除。

（6）木砖预埋：木砖应经防腐处理，预埋时小头在外，大头在内，数量按洞口高度确定；洞口高度在1.2m以内者，每边放2块，高度在2~3m者每边放4块。预埋木砖的部位一般在洞口上下四歧砖处开始，中间均匀分布。门窗洞口考虑预留后安装门窗框，要注意门窗洞口宽度及标高符合设计要求。

（7）门窗过梁当洞口L0＜800时，用钢筋砖过梁，当L0≥800时，用预制钢筋砼过梁，在砖墙上的支承长度不小于240；当支承长度不足时，应按过梁与柱、墙直接连接处理。当门窗洞边无砖墩搁置过梁时，采用在相应洞顶位置的砼墙、柱上予埋铁件或插筋，以便和过梁中的钢筋焊接。

安装过梁基标高、位置及型号必须符合设计图纸要求，坐浆饱满；如坐浆厚度超过200mm时，要用细石混凝土铺垫，过梁伸入两端的支承长度应一致。

（8）填充墙墙高≥4米时，190墙，填充墙墙高≥3米时，应在墙中部或门洞上口标高处设置一道120厚的现浇钢筋砼配筋带，其两端钢筋与柱或抗震墙预留的拉筋搭接，洞口处之截面高度及配筋应按过梁要求。具体做法详见建筑设计说明。

（9）填充墙体与梁板交接的顶砖用实心小砌块，并斜砌顶紧。

（10）空心砌块门窗洞边200mm内的砌体应采用不低于M5的砌筑砂浆或C15细石砼填实砌块的孔洞。窗台处用盲孔砌块砌筑并加设钢筋砼窗台板，且铺设2Φ6钢筋。门窗顶如有砌体，应加设过梁，过梁采用钢筋混凝土过梁，过梁配筋及规格详见设计具体要求。具体做法详见附图大样。

（11）砖墙砌筑除满足设计要求外，其节点和构造还应满足深圳《非承重混凝土小型空心砌块墙体技术规程》（SJG—1997）的要求。空心砌块门窗洞边200mm内的砌体应采用不低于M5的砌筑砂浆或C15细石砼填实砌块的孔洞。窗台处用盲孔砌块砌筑并加设钢筋砼窗台板，且铺设2Φ6钢筋。门窗顶如有砌体，应加设过梁，过梁采用钢筋混凝土过梁，过梁配筋及规格详见设计具体要求。具体做法详见附图大样。

（三）质量标准：

1、保证项目：

（1）砖的品种、强度等级必须符合设计要求。

（2）砂浆品种符合设计要求，强度必须符合下列规定：

(1）同品种、同强度等级砂浆各组试块的平均强度不小于1.0k；

(2）任意一组试块的强度不小于0.75k。

(3）砌体砂浆必须密实饱满，实心砖砌体水平灰缝的砂浆饱满度不少于20%。

钢筋混凝土空心板梁 篇3

关键词:混凝土空心楼盖；施工方案；GBF 薄壁管；施工质量；控制

随着科技高速发展，GBF现浇钢筋混凝土空心楼盖技术是我国建筑领域的一项重大的创新。其具有减轻自重、提高净空、保温隔热、隔音,能有效节约能源、减少钢材、砼级模板的用量,降低造价等优点,具有巨大的经济价值。结合该工程实例，,就现浇混凝土空心楼盖施工过程中如何做好质量控制进行初步探讨。

1 现浇混凝土空心楼盖简介

现浇混凝土空心楼盖适用范围广，尤其是大跨度、大净空的开间，使楼板成为真正的平板，没有任何凸于板面的主次梁，空间更加开阔有效提高空间的利用率。不但自重轻、刚度大、抗震性能好，而且隔声、隔热效果明显提高，有利于建筑节能。但是由于现浇空心楼盖混凝土净厚度相对较小， 水电设备等线路布置难度大， 尤其是水平管道纵横交错布置容易造成结构缺陷。此外，如果施工不当，混凝土楼板容易开裂。

2 施工的质量控制

2.1 专项施工方案的审查

现浇混凝土空心楼盖施工应有专门的施工技术方案，经监理单位审查批准后实施，并在实际施工中不断调整、完善。专项施工方案的内容包括：

（1）施工现场健全的质量管理体系，施工质量控制和质量检验制度。

（2）模板结构系统应经计算并复核确认。内模的安装应按模板分项工程的要求，并適度提高标准进行质量控制和验收；对内模进行单项隐蔽工程验收。

（3）混凝土浇筑时采取防止单个内模上浮、局部楼板底模上浮和钢筋移位的有效措施。具体的施工方法要细化、量化，并具可操作性。

（4）施工机具的准备情况：能保证施工机械和机具正常运行的措施，包括突发情况下的应急预案。

（5）大面积混凝土连续浇筑的顺序和路线优化，避免产生施工冷缝。

（6）整个施工过程中的安全措施必须满足安全操作规程的相关要求，并派专人现场全程监督检查。

2.2 主要原材料质量控制

现浇混凝土空心楼盖结构各分项工程应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204；对芯管的材料检验，要按同一生产厂家、同一材料、同一生产工艺、同一规格，且连续进场不超过5000件为一个检验批，检查产品合格证、出厂检验报告；对外观质量应全数目测检查；每个检验批随机抽取20个试件进行尺寸偏差检验；检验合格后，从中随机抽取3个试件检验重量和抗压荷载；检验结果应满足《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175：2004 第7.2.2、7.2.3 条要求。

2.3 工序质量监控

（1）模板支设

模板宜采用1.5cm～1.8cm 厚胶合板、木工板，竖向结构支撑为可调式钢支架，配以扣件式钢管支撑，水平支撑为50mm×100mm 木龙骨和钢管。施工时，先搭设支撑系统，再安装木龙骨及楼板模板。模板拼缝必须方正严密，且所有板缝均粘贴柔性胶条， 充分保证振捣混凝土不发生漏浆现象，使混凝土内实外光，外观质量良好。由于板跨度较大，支设模板时要按2‰起拱。对模板安装质量指标要按企业质量标准执行，尤其是模板面平整度的控制。

此外，后浇带支撑模板与系统分离支置，保证其它区域拆模不影响后浇带支撑和模板。

（2）钢筋绑扎

钢筋绑扎先完成纵横主梁钢筋，然后排插肋梁钢筋。在绑扎完梁筋并核对无误后，为保证板筋、芯管及预埋件、预留孔洞位置的准确，应先在模板上标出其位置，再按照顺序逐一安装。

为控制高强复合薄壁芯管，在混凝土浇筑时不上浮，可采用底排板筋上口敷设20mm×40mm方钢管搁置芯管，再沿截面方向用8# 铁丝环绕。在各截面尺寸确认，尤其是底部钢筋保护层得以确认后， 将铁丝两头分别穿过模板并与支撑系统水平管相连扣紧绑牢。最后布置面层板筋，并按设计要求定位，严格控制双层双向钢筋位置和混凝土保护层。

（3）高强度复合薄壁管安装

芯管的布置除考虑施工的便捷外， 更为关键的是芯管整体布置应能合理传递各种结构内力，使结构受力合理，传力直接明确。不同的楼盖支承方式其芯管布置亦有所不同。因此芯管安装质量控制主要有以下几个方面：

①安装时芯管的同心度；

②芯管安装的垂直位置；

③芯管间的距离；

④芯管与钢筋之间的间距；

⑤芯管的完好无损。

在布管完成后逐根检查芯管定位尺寸及外观， 做到以上5 个方面的控制， 保证芯管在混凝土楼板中准确定位是整个工序的关键。因此必须严禁将施工机具等直接放置在内模上，施工人员不得直接踩踏内模。

（4）混凝土浇筑

由于芯管与芯管之间、芯管与板底的间距较小，根据工程的实际情况，可采取以下措施来保证混凝土的施工质量：

①采用泵送商混凝土连续浇筑。混凝土级配经试验，并由设计认可，坍落度一般不小于150mm，布料机臂管直接到达浇筑部位上方。

②因为芯管有一定的吸水性，在混凝土浇筑前所有芯管表面应充分浇水湿润， 以免芯管大量吸水而降低混凝土的和易性和坍落度，从而产生空洞、麻面现象。浇筑过程中要派专人跟踪检查， 一经发现局部破损的芯管立即采用水密性胶带等进行封堵。

③混凝土下料时不宜太猛，也不可太多，当板厚超过25 cm 时混凝土应分层浇筑， 但间隔时间不得超过混凝土初凝时间。混凝土的浇筑应沿平行于薄壁管方向下料和振捣，若沿垂直薄壁管方向下料时，必须顺管方向振捣，不得采用多点围合式浇筑。

④浇筑混凝土空心楼盖时，暗梁或大梁处可用普通振动棒，管与管肋处应严格采用插入式小振动棒进行振捣，面层混凝土用平板式振动器振捣。先将插入式小振动棒在管间缝隙中振捣，不宜直接触压薄壁管进行振捣，管间混凝土密实后可采用平板式振动器随振随找平， 随捣随抹。

⑤浇筑混凝土时，要注意安装管是否有上浮现象，一旦有上浮，应立即停止混凝土浇筑，待采取相应措施后再继续作业。

⑥按照规范和设计要求制作混凝土试块，按规范要求进行混凝土养护。在混凝土强度达到100%后，才能拆除底模。外露铁丝及时处理。

3 工程实例

某综合楼工程为钢筋混凝土框架结构，地下1层为人防（建筑面积2000m2）地上10层，总建筑面积9279m2。建筑高度39.9m。楼盖结构采用GBF空心管现浇混凝土空心板楼盖，布管方向见图集05SG343《现浇混凝土空心楼盖》边支承（二）大样，空心管离梁边净距不应小于50mm，离预留洞边净距不应小于100mm，离暗梁边净距大于50mm，管壁间的间距为50mm。空心管采用1.0m 规格标准管，非标管长1500mm、1200mm、800mm、600mm、400 mm，管头之间100mm 为实心混凝土。空心管的排放应综合考虑楼板预留孔位置，避免预留孔在空心管处，板上有轻质隔墙处不能布管。

3.1梁钢筋和楼板底筋绑扎完毕后，用钢卷尺测量实际铺设GBF 管空间尺寸，分隔点用石笔在底筋上划线，整齐排放下翼缘的方钢管，排管时拉线调直后再固定。

3.2为确保内模整体或局部不上浮，采用16# 铁丝每间隔1.0 m 距离扎在上层钢筋交叉点上， 并穿过模板固定在模板上支撑的水平钢管上，在四周及转角处加固时应适当加密，以确保内模不上浮。

3.3为防止GBF 管水平滑移，方钢管上按布管图管间距要求安放钢筋限位卡。

3.4 GBF 管应严格按照施工图或布管图进行排管。

3.5排布GBF 管时，应按GBF 管结构布置图施工。如设计未作要求，宜将其与最靠近的梁、墙钢筋的净空间距调为50 mm 左右， 与预留孔洞的净空间距调为≥50 mm。

3.6 GBF 管下的预留线盒、预埋管线交叉点应尽可能布置在管间肋位置， 必要时该位置的GBF 管可断开， 或在GBF 管管身锯缺口并填堵， 让出管线位置。管线特别集中的大面积处可以小直径GBF 管替代。

3.7加强对GBF 管的成品保护

①加强GBF 管堆放管理：GBF 管运至现场， 安排专人卸货，做到轻拿轻放，堆放整齐，严禁随意乱放，任意摔坏GBF 管。

②切实加强GBF 管的吊运管理：GBF 管吊运必须有专门的吊笼或吊箱， 严禁使用钢丝绳直接吊运。GBF 管吊运过程中，应避免忽上忽下，防止GBF 管受到冲击力而损坏。

③严格执行GBF 管安装操作、混凝土浇捣规定，切忌施工人员踩踏在已安装的GBF 管上。所有施工材料均不得直接堆放在GBF 管上，振动棒等不宜直接与GBF 管接触，以免造成GBF 管破损，影响工程质量。

④严格遵循施工程序， 各专业工种交叉作业时要认真保护好相互之间的成品，杜绝野蛮施工。

通过上述质量监控措施进行施工， 使施工中的技术问题得到预控。经质检部门按优质结构质量标准进行检测，达到规范标准，满足设计要求，取得了较好的效果。

4 结束语

总之，浇钢筋混凝土空心楼盖施工技术，作为建设部重点推广应用的一项新技术，其研究与推广应用已取得了长足发展。在施工过程中，必须坚持贯彻执行施工现场质量管理制度,认真的做好全面质量控制,就能取得较满意的效果。

参考文献

[1] 傅礼铭，现浇混凝土空心楼盖施工方法[J].施工技术,2006.04

现浇钢筋混凝土空心楼板施工技术 篇4

关键词：钢筋混凝土,空心楼板,GRC薄壁管

1 工程概况

本工程是一座以商业服务和商务办公为主的太行商务大楼,地下1层,地上21层,总建筑面积为27 574.03 m2,地下1层为停车库,地上1～4层为商业裙房,5～21层为商务办公,此建筑大楼耐火等级为一级,抗震设防裂度为8°,基本地震加速度值为0.20 g,建筑场地类别为Ⅲ类,设计使用年限为50年。楼板采用现浇钢筋混凝土空心板,填充料为新型无机复合材料(GRC)薄壁管,混凝土强度在标高15.53 m以下为C30,标高15.53 m以上为C25[1]。

2 现浇钢筋混凝土空心楼板技术的发展

现浇钢筋混凝土空心楼板技术在国内外已有几十年的发展历史。目前,美国与法国的技术较为成熟。20世纪80年代末,国内也开始了现浇空心楼板的研究,并取得了一系列研究成果。

随着经济社会的发展,建筑使用者对于建筑的用途、高度、跨度等都有了更高的要求,建筑结构也由使用预制构件向全现浇混凝土结构发展。但是空心楼板的自重轻、保温隔音、省材料的优点却是普通混凝土材料无法比拟的,如何才能将这两种建筑材料的优点同时发挥?一种新型的现浇混凝土空心无梁楼板中的应用技术应运而生[2]。这种技术不仅继承了预制空心楼板的优点,而且可适用于大跨度、大空间、大荷载、预应力的建筑中。

现浇混凝土空心楼盖是按一定的规则放置埋入式的“内模”,然后在现场进行混凝土浇筑,使“内模”成为混凝土板内的空腔,从而形成空心楼板。“内模”即为埋置在现浇混凝土空心楼盖中用以形成空腔且不取掉的物体。在混凝土板中放置的这种“内模”可以是各种形状,常用的有圆形管型、多边形管型、箱型。“内模”在浇筑完混凝土后就被埋入混凝土中不再取出,主要起成孔作用,不参与结构受力,当混凝土成型并达到设计强度后,“内模”也就完成了它的使命。

3 施工程序及质量控制要点

3.1 工艺流程

搭设脚手架→测量放线→安装平板模→放暗梁及GRC管位置线→绑扎暗梁及板底钢筋→预埋水电管道→绑扎肋间钢筋网片→安装GRC管→绑扎板面钢筋→检查、验收→浇筑混凝土→养护→拆模。

3.2 操作要点

1)顶板支撑体系采用满堂式脚手架,其间距应经过荷载计算确定。

2)板底模应按照图纸设计要求和放线尺寸安装,双向板应双向起拱,单向板应单向起拱,模板中心起拱高度一层在0.3%～0.5%之间。

3)依照图纸首先放出暗梁边线,然后根据梁间距排出GRC管及网片筋位置,并放出预埋水电管线定位线,当垂管方向排数不够整数时,应加大管间距。管端接头处要求至少留50 mm的空隙,但不可大于150 mm(见图1)。

4)绑扎钢筋应先绑扎暗梁钢筋,暗梁主筋在间距满足规范要求的前提下,应尽量通过柱内。板下部钢筋应弯起锚入暗梁内,为防止浇筑混凝土时GRC管上浮带动底板钢筋,每5 m2左右用1根12号铅丝穿过底模,将底板钢筋与脚手架连接,板上部钢筋绑扎必须与同方向钢筋在同一水平面上,防止叠加过厚,在管肋间纵向每米设一钢筋马凳支撑上层板筋,防止上层板筋直接压在管上。

5)直径小于等于20 mm的水电管线可布置在板的上下翼缘,直径大于20 mm的管线应布置在板肋或暗梁中,管线交叉处可将GRC管断开,断开后的GRC管应进行封堵。

6)安装时,必须使用吊篮吊运GRC管,严禁用缆绳直接绑扎空心管进行吊运,空心管被吊到安装楼层后应及时排放,不宜再叠层堆放。排管时应先放标准管,后放非标准管,固定GRC管时,应先将板底钢筋与脚手架用12号铅丝连接,然后用14号铅丝在空心管两端将管与板底钢筋捆绑牢固。

7)现浇混凝土空心楼盖结构浇筑,其混凝土塌落度应比普通混凝土楼板稍大,可取180～200 mm,骨料粒径宜选用5～25 mm。混凝土浇筑宜采用泵送,沿楼板跨度方向顺序依次进行,布料应尽量均匀,避免混凝土在同一位置堆积过高损坏内模。浇筑混凝土前,应检查GRC管位置,管距不匀应进行调整,破损的GRC管用胶带封好,并浇水湿润GRC管,浇筑混凝土应沿管纵轴方向单向进行浇筑,不宜沿垂直管纵轴方向做多点围合式浇筑。浇筑过程中随时调整管及钢筋位置。混凝土坍落度不宜低于150 mm,骨料最大粒径不宜超过30 mm,振捣时应采用d 30 mm振动棒,严禁将振动棒直接放在管壁上振捣。振捣棒沿肋梁位置顺浇筑方向依次振捣,振捣时间和振捣点数量应比普通楼板适当增加,振捣同时观察内模四周,直至不再有气泡冒出,表示内模底部混凝土已经密实,振捣棒应避免直接碰触空心箱模。浇筑过程中如遇内模破坏,必须及时处理。为防止在浇筑混凝土时因两侧压力不均造成管平位移,在浇灌混凝土之前,可以用方木插在两个空心管之间,等到每肋的混凝土浇灌填满初凝后即可把方木拔出,再用混凝土把方木形成的孔洞填平[4]。浇筑混凝土时应在混凝土落点处放一块缓冲板,不得将混凝土直接倒在管上。

8)混凝土浇筑完后进行二次抹压,及时覆盖塑料薄膜养护,12 h后派专人进行洒水养护,且不少于7 d。当混凝土强度达到设计强度时方可拆模。

9)顶板拆模后,如果原来固定底层钢筋的铅丝暴露在顶板外,需要把铅丝齐顶板折断,并且涂上防锈漆做防腐处理。

4 空心楼板技术在施工中的优势

现浇混凝土空心无梁楼盖在柱与柱、柱与剪力墙间设置框架梁(一般为暗梁,梁高同板厚),框架梁围成的板采用现浇空心板,空心板内预埋GRC高强薄壁管,整个楼板形成若干分散空间受力的工字结构体系,使结构更加合理。与传统的楼板施工技术相比,空心楼板施工技术具有以下5点明显优势。

1)施工中楼板的支模速度明显加快,省去了梁的支模工序,加快了施工速度,也缩短了施工工期。

2)楼板区格内无次梁,模板基本上不用破坏,整块拼装,减少了模板裁损,节约了机械、周转材料的租用费及其他不变成本。拆模板只要按顺序依次拆下,不费力气,模板完整,可以整体用到下一层,减少损耗、降低模板成本。

3)顶板完全平整,无需吊顶,节省了吊顶装修费用,降低了层高,减少了竖向水、电、内外装修。

4)钢筋绑扎比传统的施工方法更加简便、快捷。因为楼板格内无次梁,楼板的钢筋完全在一块大的整板上绑扎完毕,给施工人员带来了很大的便利条件,既减少了钢筋的截断工序和钢筋的损耗,同时降低了施工成本。

5)拆模时,因为没有凸出的梁,不存在梁侧模与板模相交叉的现象,比传统施工方法快速简便,且破损比较少。

总之,现浇混凝土空心无梁楼盖技术既适用于各种跨度及荷载的建筑,也适用于大跨度、大荷载和大空间的多层和高层建筑,尤其适用于灵活间隔或经常改变使用功能的建筑以及有特殊隔音、保暖要求的建筑。通过将现浇混凝土空心楼板技术运用于某商务大楼中,不仅克服了传统预制混凝土空心楼板整体性差、跨度小、楼板出现裂缝、漏水、隔音不好等诸多不利因素,而且整体浇筑无缝隙、整体性受力非常好。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.GB50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版,2002.

钢筋混凝土空心板梁 篇5

摘要：现浇混凝土空心楼盖技术是最近几年国内发展起来的楼盖结构新技术，它是在实心楼盖的基础上在其内部按照一定规则放置一定数量的高强薄壁管，用高强薄壁管来取代部分混凝土，以减少混凝土用量，减轻结构自重。是继普通梁板、密助楼板、无粘结预应力搂盖之后开发的一种现浇钢筋混凝土新结构体系。

关键词：空心楼板;原理;施工

一 技术设计原理

现浇混凝土空心楼板结构技术设计原理是：在现浇板中放置芯管，沿布管方向的板的正截面就变成了“工”字形截面。垂直于布管方向的板的正截面变成了平面外有联系的“工工”字形截面，这种“工”字型截面和“工工”字形截面的承载能力与等量的实心板相同。由于“工”字形截面减轻了自重，故板的`配筋比等厚的实心板要少，同时也减轻了柱和基础的荷载，现浇空心板方案比实心方案的综合造价要节省5%～20%左右。该芯管简称为GZ组合高分子新型材料，密度相对流体混凝土很小，浇筑过程中极容易上浮，该工艺施工的核心技术为芯模抗浮加固。芯管(简称GZ)具有强度高、壁薄.质轻、不燃、成孔规范、安装施工简便、对钢筋无锈蚀等特点，是国家推广新材料、新工艺施工技术。芯管密度相对流体混凝土很小，浇筑过程中极容易上浮，无梁空心楼盖施工工艺为新工艺，施工过程中不可遇见性问题较难掌握，尤其是芯管加固技术难度大。

二 施工技术措施

抑制芯管上浮是本工程施工的重点、难点。该工艺施工的核心技术为芯管抗浮加周。存在几个不利因素：楼盖厚度较大，分别为250mm、300mm.芯管底部混凝土不易振捣密实，芯管直径较大，分别为150mm，200mm，密度小，极易上浮，采用商品混凝士，水灰比较大，对芯管上浮力作用明显。在这些综合因素影响下，芯管必然受到很大的浮力，存在着上浮的危险。流态混凝土与芯管的密度差异以及在振捣器作用下，混凝土中骨料下沉与芯管上移是导致芯管上浮的主要因素。在混凝土未凝固前，芯管上浮客观存在的，必须采取有效措施保证芯管的位置不发生变化，否则会影响到混凝土的质量和结构的安全。主要采用模板支撑体系加固芯管，合理安排混凝土浇注顺序，并严格控制混凝士的振捣方式等综合措施来平衡流态混凝土中芯管的上浮力，控制芯管上浮并确保顺利泵送和浇注。

(一)芯管上浮的原理分析

1 芯管上浮力分析

混凝土的成型是由具有可塑性到失去可塑性，从流态逐步变化为固态混凝土并具有强度和硬度的过程。在流体混凝土中，芯管要排出混凝土体积，芯管必然会受到很大的上浮力，另外，处于流动状态的混凝土，振捣时骨料下沉，容易沉积在芯管底部，造成芯管受挤压上浮而无法回落。随着混凝土失去塑性，强度增长，混凝土固化，芯管最终被嵌固混凝土内部，形成稳定的空心楼盖结构。

2 芯管上浮原因分析

根据施工现场勘验发现：初次浇注时由于经验不足，芯管仅与板底钢筋进行绑扎，结果芯管上浮严重超标，说明芯管受到的上浮力很大，能把板底钢筋拉上来.单靠板内钢筋加固芯管不能满足要求。混凝土按照常规方式浇注.靠近梁边部位芯管上浮幅度较小，板中上浮幅度较大，说明粱内混凝土及钢筋对芯管上浮起到阻碍或约束作用，每次混凝土摊铺厚度为整个板厚时，板底部混凝土不易振实，芯管容易上浮，说明板浇注应分层成型。还发现一旦某振点出现过振情况，则芯管也会上浮，说明操作工人振捣控制也很重要。由此可以看出，芯管固定不牢固是造成芯管上浮的最主要因素，混凝土浇注顺序不当，每次摊铺厚度过大，操作工人振捣方式不对也是造成芯管上浮的主要因素。 (二)芯管抗浮加固措施

1 模板支撑系统

先固定板底钢筋.板底筋作为芯管连接的中间环节，铺设完板底钢筋后，在板底模板上钻眼.间距不大于1米，梅花形布置，对应模板钻眼位置，在支撑架体上焊接短钢筋.穿8#铁丝将板底钢筋与架体短钢筋拉接。为防止钢筋网片反弹回松，在拧紧8#铁丝的同时先施加一个应力，并用暗劲拧紧。安放芯管时，芯管与底部钢筋之间用12#铁丝间距200ram绑扎拉接，并用中8钢筋间距400垫撑。最后在距离芯管两端1/4长度处加绑抗浮合金绳，一端绑扎芯管，一端穿过模板，锚拉于架体系短钢筋上.使芯管与下部的支撑体系连接成整体。此外在绑扎板面筋时.将板面筋与梁箍筋用双股扎丝绑扎，增加另一道抗浮保险系数。

2 混凝土浇筑顺序控制

先浇注梁，再浇注板，由板四周逐步向板跨中延伸。板中混凝土浇注顺序应沿芯管纵轴线单向进行，不宜沿垂直芯管纵轴作多点围合式浇注。本工程采用的是商品混凝土，泵管下料时，冲击力较大，为防止混凝土侧压力将芯管挤倒，利用混凝土的自流性，采用混凝土斜向挤混凝土的方式推行前进，避免泵管内的混凝土直接冲击芯管，造成芯管移位。

3 混凝土振捣控制

粱内混凝土用50mm振动棒振捣。板内混凝土分2次浇注：第1次浇至板肋2/3处，用3 Omm振动棒仔细振实，振点间距25cm。第2次浇至设计高程，用振动棒振实后，用平板振动器沿芯管纵横向振平。每个振点时间控制在3 s左右，不可久置于同一地方振动，否则混凝土会挤入芯管底部，导致局部芯管上浮，更不得将振动器直接接触芯管进行振捣，以免振破芯管。

(三)材料易损坏其有效防止、补救办法

薄壁管在装卸，搬运、叠堆时应小心轻放，严禁抛掷。吊运安装时，用专用吊篮吊运.严禁用缆绳直接绑扎薄壁管进行吊运。吊至安全楼层后应及时排放.不宜再叠层堆放。

薄壁管如在安装现场损坏，临时应急补救方法是：如小面积破损用湿水泥袋粘贴其上。如大面积破损应先用湿麻袋填充，再用编制袋包好，如管端损坏用编制袋包好后用1 2号铁丝扭紧。

安装固定薄壁管施工过程，应在管顶随铺垫木作保护，不允许直接踩踏薄壁管。

浇筑混凝土时，在薄壁管上架空安装、铺设浇灌道，禁止将施工机具直接压放在薄壁管上，施工人员不得直接踩踏板筋或GBF管。

(四)施工组织管理

工程开工伊始，便成立了以总工程师为组长，科技质量处、项目经理为成员的科技领导小组，对工程中使用的新技术、新材料攻关，研究施工工艺，制定施工方案和质量保证措施，施工中强化落实。对芯管加固情况，施工浇注顺序指挥，混凝土的振捣，逐级进行技术交底，让每个成员熟悉施工工艺流程及施工的重点和难点，关键环节责任到人，保证施工有条不素。

三 效果及结论

钢筋混凝土空心板梁 篇6

关键字混凝土砌块；设计；施工；质量

砌块建筑在我国还是个较新的建筑结构体系。我国自50年代起开始研制、生产、应用各类小型空心砌块，取得了很大成就，但是也存在很多问题，以致于今天砼小型空心砌块也没有在广大的城乡得到普遍推广应用。

一、混凝土小型空心砌块砌体工程的要求

(一)主控项目：

1、砌块强度等级符合设计要求。检查和验收：检查出厂合格证、试验报告、批量，符合设计要求为合格。

2、砂浆强度等级符合设计要求，要有配合比报告，计量配制，在试块强度未出来之前，先将试块编号填写，出来后核对。并在分项工程中，按批进行评定，符合要求为合格。

3、墙体转角处和纵横墙交接处应同时砌筑。临时间断处应砌成斜槎，斜槎水平投影长度不应小于高度的2/3。

4、水平灰缝的砂浆饱满度不低于90％，按净面积计算。用百格网检查，每批不少于3处，每处检测3块小砌块，取其平均值。

5、竖向灰缝不低于80％，竖缝凹槽填满砂浆，不出现瞎缝或透缝。

6、轴线位置偏移10mm，检查全部承重墙，不大于10mm。

7、层高垂直度，选质量较差的抽查，不少于6处，不大于5mm。经纬仪、吊线和尺量检查。

(二)一般项目：

1、水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度，宜为10mm，以8～12mm为限。每个检验批不少于3处，用尺量小砌块5皮高度的砌体，检查2mm砌体长度的竖向灰缝折算。

2、基础顶面和楼面标高，±15mm，用水平仪和尺检测。

3、表面平整度，清水墙5mm，混水墙8mm，用2米靠尺及塞尺测量。

4、门窗洞口高宽(后塞口)±5mm，尺量检查。

5、窗口偏移20mm，吊线或经纬仪检查。

6、水平灰缝平直度，拉10mm小线尺量检查。

二、小型空心砌块结构的优化设计

1、建筑及节能设计

常用的标准砌块实际尺寸为390mm(长)×190mm(宽)×190mm(高)，加10mm灰缝后的标志尺寸为400mm×200mm×200mm。因此该种砌块的合理模数应为2M(M=100mm)，即墙段的平面尺寸及竖向尺寸应为200mm的倍数，对于清水砌块建筑更是如此。这样可以减少异型砌块的用量及施工现场切割工作量，简化了材料的生产及施工操作，提高工效，降低成本。当不能满足上述要求时，水平和竖向可采用nM模数。当采用90mm高度砌块时，应对此处的砌体强度进行折减，或用灌孔混凝土将孔灌实。

对可能安装空调机、热水器、抽油烟机等重物的砌块墙体，指定位置并把该范围内的空心砌块用混凝土灌实。在用户手册中指明灌实砌块的具体位置，告知用户关于砌块建筑使用与维护的须知内容。

在砌块住宅建筑的门厅和楼梯间内，应安排好竖向水、电管线用的管道井以及各种表盒的位置，并保证表盒安装后的楼梯及通道的尺寸符合有关规范要求。当需要在墙片上开边长≥500mm的洞时，在开洞墙片设芯柱和钢筋混凝土带，形成封闭框架式的墙体，其抗裂能力可提高33％—100％。

墙体内部不应设置各种带有压力的水、暖、燃气和蒸汽管线。电线管应在墙体内上下贯通的砌块孔洞中设置，不得在墙体内水平设置。等等。

2、结构设计与抗裂措施

因砌块建筑对地基不均匀沉降较为敏感，故应加强基础整体刚度。可在基础底板处设一素混凝土梁，其宽度可比砌块墙体稍宽，这样即可以将墙体传下的线荷载扩散在较大范围，使基础底板受力均匀，又可使砌块从同一水平高度开始砌筑，减少所用砌块规格的数量。在楼、屋盖处的所有纵横墙上设置现浇钢筋混凝土圈梁，不得采用槽形小砌块作模，圈梁设在同一水平，并交圈闭合。圈梁的截面高度宜为块高的倍数，且不宜小于200mm。圈粱的配筋不宜少于4φ12，箍筋φ6@200(当圈梁兼作过梁时，应适当加密箍筋)。混凝土的强度等级不应低于C2O。

在多层砌块建筑中，混凝土砌块墙体门窗洞口的过梁，当采用预制和支座处局部现浇的构件时，不仅可提高施工速度，而且也能保证工程质量，预制部分过梁混凝土的长度≥洞净宽加80mm，两端部甩出钢筋的长度≥150mm。为增强预制过梁与砌体交接处的抗裂能力，宜将甩筋端部的箍筋焊接，否则甩筋锚固长度应≥30d，且≥300mm，其截面及配筋按单体设计。所用混凝土强度不应低于C2O。

从结构受力的角度，对端部为构造柱其间为芯柱的墙与垒芯柱墙进行了对比试验，证明前者的变形能力、抗剪能力较后者有所改善。因此对于横墙较少房屋，应在外墙四角、大房间四角设置钢筋混凝土构造柱加强。构造柱处墙体应砌成马牙槎，构造柱两侧的砌块孔洞亦应用混凝土灌实。在其他部位采用芯柱，芯柱之间、芯柱与构造柱之间的距离，应符合有关标准的规定，但不宜大干2m。

采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。当采用横墙承重，且坡屋面为现浇钢筋混凝土板时，在屋脊处应设通长分隔缝。

三、混凝土小型空心砌块结构在使用过程中存在的几个主要问题：

1、防裂抗渗问题仍未得到根本性的解决：由于温度和湿度的变化、砌体的碳化收缩和基础沉降等原因，引起建筑砌块墙体的位移，砌体收缩被抑制时，墙体就会逐渐产生拉应力，当这些拉应力超过砌体的抗拉强度、超过砌体和砂浆间的粘结强度或超过水平灰缝的抗剪强度，墙体就会产生裂缝，进而造成墙面渗水。此外，由于温差应力导致刚性屋面砌块房屋顶层墙体出现裂缝产生渗漏；砌块墙体水平和竖向灰缝达不到规范要求的砂浆饱满度而产生渗漏。

现有的解决途径有许多，如：提高屋顶保温隔热性能、控制施工中勾缝和砌筑的质量、限制砌块的含水率、配制抗裂钢筋、在墙体中设置泄水孔等。但由于设计施工人员对砼小型空心砌块结构的性能不十分了解，在设计与施工中普遍存在一些误区，急需有相关的设计指南和施工规程做指导，许多设计施工技术有待进一步研究与细化，渗漏问题依然是住宅使用中急需解决的重要问题之一。

2、热工性能需要改进：单排孔砌块墙(内外各抹20厚水泥砂浆)的热阻值是0.21m2·K/w，双排孔砌块墙(内外各抹20厚水泥砂浆)的热阻值是0.24 m2·K/W，砼小型空心砌块壁薄，墙体厚度小，因而保温隔热性能不好；另外，由于抗震构造的要求，芯柱灌孔面积占墙体面积的较大比例，灌孔后墙体导热系数增大，形成热桥，边角容易结露，砌块墙体的实测热阻小于理论热阻和实验热阻。因此，小型砼空心砌块墙体的保温隔热性能远达不到国家有关规范、标准对居住建筑外墙的绝热性指标。

钢筋混凝土空心板梁 篇7

作为一种新型的结构体系, 现浇钢筋混凝土空心板结构采用轻质填芯材料 (有管状或球状等) 代替厚板中的混凝土, 达到减轻楼盖自重而承载力基本不变的力学特性;它具有适应大空间、大跨度柱网的结构要求以及楼板隔声效果好的工程应用价值。到目前为止, 人们在工程实践中主要提出按单向板计算、按实心双向板计算以及按空间网格梁进行空间计算的3种理论, 在设计理念上尚不完全成熟。因此, 系统地开展对不等边长的板进行试验研究, 对发展现浇钢筋混凝土空心板结构技术和计算理论, 加快该结构体系的工程应用, 具有重要意义。

本文按照空间网格梁理论设计了长宽比为1.4∶1的现浇钢筋混凝土空心板模型, 对以下问题进行了研究。

(1) 通过测得板在两向简支条件下中心点的荷载——挠度关系, 分析得到现浇钢筋混凝土空心板纵横两方向的抗弯刚度比, 与空间网格梁法所采用的等效刚度比进行比较。

(2) 通过对试验模型的静载试验, 测得板挠度变化、钢筋应变值、裂缝的开展过程、破坏形态和破坏荷载, 分析该结构的力学特征。

(3) 为该现浇钢筋混凝土空心板的有限元分析提供必要的试验数据。

(4) 验证计算理论的适用性, 为现浇钢筋混凝土空心板的设计提供依据。

2 研究课题简介

2.1 试件的设计与制作

研究模型为:3.44 m×4.74 m (计算跨度3.2 m×4.5 m) 、厚度为110 mm (高跨比为1/29.1) 的现浇钢筋混凝土空心板, 内置DN50UPVC管51排, 管中心距为80 mm, 按面积等效、抗弯惯性矩等效的原则折算成“工”字形断面。边界条件取板四边简支在240 mm厚砖墙上, 设计混凝土强度等级为C25, 钢筋使用Ⅰ级钢。具体结构配筋详见图1。

注:所有分布筋均为ϕ6@250

2.2 材料的力学性能

实测材料的力学性能指标如下:混凝土28 d标准养护立方体抗压强度为31.9 MPa;ϕ6钢筋抗拉屈服强度为320MPa, 极限抗拉强度为480 MPa。

2.3 装置及方法

课题研究是在室外进行的, 操作过程执行《混凝土结构试验方法标准》GB50152292。主要装置和方法简述如下。

(1) 数据采集 静态数据采集器连接至计算机, 适时测量电子位移计和测点钢筋应变片读数, 并记录稳定后的数值。

(2) 挠度测量 用5个电子位移计测定试件中心点和支座处的挠度 (消除支座沉陷的影响) 。

(3) 钢筋应变测量25个120Ω电阻式钢筋应变片测量各测定点钢筋的应变, 将钢筋应变片贴于底部钢筋中间处, 长钢筋间距为间隔放置 (应变片编号为18～25) , 短筋每间隔2根放置1个应变片 (编号为1～17) 。

(4) 荷载 用密度为17 kN/m3 (现场实测值) 的普通粘土砖堆载, 后期用铁块加载。

(5) 试验终止条件 当板最大挠度大于1/300或最大裂缝超过0.3mm时, 认为结构达到不安全状态, 研究停止。

2.4 研究的内容

本课题分5种工况进行, 具体内容如下。

(1) 工况1

测试该现浇钢筋混凝土空心板沿布管方向的刚度 (横截面抗弯刚度) , 即在布管方向两端简支, 中间加载, 加载面积为0.6 m×4.74 m, 每级加载为1.8 kN/m2, 拟进行5级加载。

(2) 工况2

测试该空心混凝土板垂直于布管方向的刚度 (纵截面抗弯刚度) , 即在垂直于布管方向两端简支 (l0=4.06 m) , 中间加载, 加载面积为0.72 m×3.44 m, 每级加载为0.9 kN/m2, 拟进行4级加载。

(3) 工况3

测试该空心板在四边简支、加载位置和荷载级别同工况1下的挠度变化。

(4) 工况4

测试该空心板在四边简支、加载位置和荷载级别同工况2下的挠度变化。

(5) 工况5

空心板在四边简支、在整个板面上均匀加载、每级加载1.8 kN/m2, 出现裂缝后, 在中间1/3板域上继续加载为3.6 kN/m2 (用铁块加载) , 测得挠度变化、钢筋应变、裂缝的发展和分布, 并记录破坏荷载值。

3 结果简述

1试件的荷载—测点挠度关系对该现浇钢筋空心混凝土板分别按5种工况方式加载, 得到每一级荷载及其对应的板中心点的挠度值, 见图2a, 图2b。

对比工况1和3、工况2和4的荷载-挠度曲线, 板在四边简支 (工况2、工况4) 时的最大挠度比单向支承时小, 反映出该不等边长的现浇钢筋混凝土空心板具有明显的双向抗弯曲性能;图2a, 图2b显示荷载与挠度呈线性关系, 说明该现浇钢筋混凝土空心板在较小荷载作用下的变形接近线弹性。

3.2 钢筋的荷载——应变关系曲线

在试验过程中测得在工况1、工况2、工况3和工况4的各级荷载作用下, 各点钢筋的应变值增量均接近于零, 说明此时钢筋基本不受力, 板混凝土未开裂, 可以近似认为板的挠度变形呈线弹性。考虑试件板的结构对称性, 剔除损坏的应变片, 得到该试验模型在工况5时钢筋应变值 (图3) , 试验板在前6级荷载作用时钢筋应力值变化很小, 均接近于零。

由图3可知, 在较大荷载作用下, 两方向的钢筋都产生拉应力, 位于板跨中的钢筋产生的拉应力大于跨边钢筋, 平行于短边的钢筋 (测点1～17) 受力最大;平行于长边的钢筋 (测点18～25) 受力较小, 各钢筋应变值基本相近;板底出现裂缝后, 钢筋应力出现重新分布现象, 跨中钢筋应力增加较多, 边缘钢筋略有下降;板出现裂缝至破坏前, 跨中钢筋应力急速增加, 板边钢筋中点应力平稳增长, 增幅不大;测点6～12的应力值接近, 并一直保持较大值, 说明在板中心长度1.44m范围内为最大应力区, 与实心等厚钢筋混凝土板的理论最大应力线长度 (4.5～3.2=1.3 m) 相近。

3.3 试验模型的裂缝发展和分布因受加载条件的限制, 考虑安全因素, 本试验没有进行到最终的破坏, 仅将该试验模型的最大裂缝宽度大于0.3 mm作为终止条件, 本试验最大裂缝超过了0.4 mm, 因此, 裂缝的发展和分布成为反映它破坏形态的重要参数。图4为实测的最终裂缝分布图。

裂缝的分布 (如图4所示) 呈现双向板形式。在第10级荷载作用下, 第1条裂缝出现在平行于长边的跨中处, 长1 310 mm, 说明该处承受最大正弯矩;在第12级荷载作用时, 陆续发现第2条裂缝、第3和第4条裂缝, 均为斜向裂缝;现场测量得到, 中间平行于长边的裂缝长度在1 300 mm左右, 裂缝带宽度约为1 400 mm。

4 结果分析

4.1 两方向的抗弯刚度比

(1) 两正交方向抗弯惯性矩的实测值

由图2a, 图2b所示的工况1和工况2的荷载—挠度曲线, 按照试件在小荷载作用下呈线弹性变形的特性, 可以应用线弹性材料挠度公式undefined来表示, 故

由此得 I1/I2=1.035

(2) 两正交方向抗弯惯性矩比的计算值

折算厚度 (80×110-252×3.14) /80=85.47 mm

空心率 (110-85.47) /110=22.3%

每米横管方向折算抗弯惯性矩:

undefined

每米宽度顺管方向抗弯惯性矩:

undefined

折算刚度比I1/I2=1.065

对比可知, 现浇钢筋混凝土空心板两向抗弯刚度实测值与理论计算值相近, 说明了在空间网格梁法计算中, 对板两正交方向的抗弯刚度采用折算刚度法, 计算结果是可靠的。

4.2 受力特点与破坏方式

根据四边简支现浇钢筋混凝土空心板在均布荷载下的试验研究结果, 可将其受力特点与破坏方式归纳为以下几点。

4.2.1 受力特点

①由试件的挠度曲线分析得到, 开裂前, 板处于近似线弹性工作状态。

②无论通过各工况的挠度曲线分析还是板钢筋应力的分布图, 都反映该试件板中作用有双向弯矩, 短跨方向弯矩较大, 最大弯矩发生在短跨跨中截面, 其长度约为l长-l短, 沿长跨方向的最大正弯矩并不一定发生在跨中截面, 而是存在一定的区域内。

4.2.2 破坏方式

由试件的受力特点及裂缝出现的位置和顺序, 并观察破坏时裂缝的分布图, 可以发现, 该两向尺寸差异较大的现浇钢筋混凝土空心板具有等厚实心双向板的力学性能。

①试件在第10级加荷后, 在板底中部并平行于板长边方向出现第1批裂缝, 随荷载渐增, 裂缝大致沿着45°角的方向逐渐向四角扩展, 同时在板平行于板长边方向中心区继续产生平行裂缝, 当形成截面塑性铰线后或者裂缝宽度超过规范界限, 板即破坏 (图4) 。

②图4所示试件破坏后, 裂缝分布图类似于实心板的塑性破损图。

4.3 承载力

工况5的试验结果表明, 在荷载达到2.7 kN/m2前, 挠度和外加荷载基本上呈线性关系, 可以认为板处于线弹性工作阶段。随着裂缝的开展, 板的挠度快速增大, 荷载增至第15级时, 挠度为11.949 mm, 为跨度3.2 m的1/270, 大于混凝土规范规定的1/300;最大裂缝宽度大于0.4 mm, 大于混凝土规范规定的0.3 mm, 视为破坏。若按模型板最大弯矩相等的原则将局部荷载等效成板面均布荷载的话, 则第15级破坏荷载为21.6 kN/mm2, 是荷载设计值6.3 kN/m2的3.43倍, 说明此结构的安全储备较高。

5 结 论

通过研究分析, 可以得到以下结论。

(1) 在空间网格梁法计算中, 对板两正交方向的抗弯刚度采用折算刚度法计算, 结果是可靠的。

(2) 通过对试验构件进行静载测试, 试件板的工作性能表现出双向受力的特征。虽然试件空心管按单向布置, 但在均布荷载的作用下, 实测该板的受力特征和破坏方式仍呈现双向板的性能:

①空心板在较小荷载作用下的挠度变形接近线弹性;

②在各级荷载作用下, 不同位置钢筋应变值体现了板的双向承载能力;

③裂缝的发展和分布呈双向板的特征。

(3) 在目前排管方式前提下, 对不等边长的现浇钢筋混凝土空心板的承载力设计, 我们可以按双向折算刚度采用空间网格梁法计算并配置双向受力钢筋, 能够保证结构的安全性。 [ID:3713]

参考文献

[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室.现浇砼圆孔空心楼板在设计中的应用研究与实践[R].2004.

[2]夏钢.现浇钢筋混凝土无梁空心板楼盖结构设计总结[J].化工设计通讯, 2005, (2) .

钢筋混凝土空心板梁 篇8

关键词：铁路,空心高墩封顶,预制混凝土,盖板

近年来, 随着铁路工程的迅速发展, 铁路桥梁中空心墩的设计已十分普遍。但因空心墩的施工工艺复杂、施工进度缓慢的缺点而成为各铁路项目头疼的问题。如何控制空心墩的施工质量, 加快空心墩的施工进度已成各项目时刻研讨的课题。空心墩的施工进度、质量、安全的控制关键在于空心墩的施工控制, 空心墩施工控制关键点在于封顶实体段的施工控制。本文结合中铁三局五公司承建的准神铁路前红进塔特大桥空心墩封顶的实例, 对该桥采用钢筋混凝土盖板法封顶的施工工艺及安全事项进行了解析。

1 工程概况

新建准神铁路红进塔至红柳林段运煤专线 (内蒙段) Ⅱ标段位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内, 起讫里程为DK2+378~DK6+958.81, 全标段主要以桥梁和路基工程为主。前红进塔特大桥是我公司管段最长桥梁, 中心里程DK3+467.738, 全长610.775 m, 是为绕避滑坡山体而设的旱桥, 全桥位于直曲线上, 采用18 m~32 m后张法预应力钢筋混凝土单线铁路桥梁。桥梁墩身均为圆端形, 设计有实体墩和空心墩两种, 其中空心墩14个, 空心墩最大高度36 m。墩身外坡比35∶1, 内坡比70∶1, 墩顶平板段长280 cm, 圆端外直径360 cm, 墩顶为高315 cm的实心部分分, , 空心墩顶部壁厚最小为50 cm, 与实体部分衔接过渡段采用100 cm×200 cm的倒角。

2 空心墩封顶工艺概述

目前施工解决竖向承重的常规办法是搭设满堂脚手架的方式。但空心高墩封顶施工中若采用此方法, 会存在以下几个问题:1) 空心墩内部空间比较狭小;2) 要求搭设满堂支架最高高度达到30 m, 技术上很难把握;3) 施工完毕后的材料运输只能通过进人洞, 且进人洞位于墩身正面, 施工很不方便;4) 施工周期长, 模板的周转利用率很低, 施工很不经济;5) 上实体段混凝土浇筑方量较大, 对于支架要求较高。

基于上述原因, 如果采用传统的方法解决空心墩上实体段竖向承载力问题, 较不现实。因此必须寻找更合理、更经济、更可靠的施工方法解决问题。

在前红进塔特大桥空心墩封顶施工中, 经过方案比选, 经设计、业主及监理工程师同意, 最后选用提前在预制场预制好0.10 m厚的C35钢筋混凝土盖板, 将盖板在空心墩顶实心段底部倒角上铺设作为底模进行施工的方法。施工过程中为了减少盖板底模的承重量, 采用将顶部的实心段分为两次进行浇筑的方式:第一次先完成0.6 m高度的实心段浇筑施工, 当该段的混凝土达到一定的强度之后, 将其作为后浇筑段的支撑结构, 再进行剩余的2.55 m高度实心段的施工。两端混凝土都施工完成后, 进行洒水养护将两者作为一个共同作用的整体。而作为封顶的混凝土盖板不用取出, 将其作为桥墩的一部分, 下一个桥墩施工时再采用相同的预制盖板即可, 依此循环, 完成所有墩身施工。

3 施工工艺

3.1 盖板预制

1) 结构尺寸设计。结合墩顶空心部分的形状及封顶面积确定盖板的结构尺寸, 尺寸确定后可根据具体大小将盖板分段或者整体预制。

前红进塔特大桥空心墩内顶空形状为圆端形, 圆端直径为60 cm, 平板段长为280 cm。封顶混凝土盖板制作模板时尺寸比桥墩顶空外延尺寸均扩大10 cm作为担板, 即圆端直径变为80 cm, 平板长仍为280 cm。设计板厚10 cm。

2) 钢筋布置。封顶盖板的钢筋采用单层钢筋网片, 直径为10 mm, 网片间距为10 cm×10 cm。钢筋的制作加工应该符合相应标准规范, 钢筋的保护层在上下方位各4 cm、四周各3 cm。

3) 混凝土浇筑施工。为避免耽误空心墩身的施工进度, 可以选择盖板的预制工作和墩身下部混凝土施工同步进行, 场地尽量不远离空心墩, 如附近没有合适的施工场地, 则选取合适的位置建造专门的盖板预制场, 预制完成后现场统一堆码存放、集中运输。前红进塔特大桥封顶盖板预制场选在9号墩处硬化场地内。为施工安全、可靠, 封顶盖板统一采用同墩身混凝土相同标号的C35混凝土进行预制。

C35混凝土由公司搅拌站统一供应, 搅拌运输车运输。混凝土运输过程中, 罐车保持一个速度进行搅拌, 以避免混凝土出现离析、漏浆或者坍落度损失等现象。采用平板振捣器进行盖板的浇筑施工, 保证混凝土充分振捣。混凝土搅拌完成后同步制作标准试块, 用来检验混凝土的28 d抗压强度, 保证混凝土的施工质量。

盖板混凝土施工完成后及时覆盖养生, 减少混凝土的暴露时间, 防止表面水分蒸发。

3.2 盖板吊装

1) 吊装前先检查盖板强度, 检测结果达到要求之后再进行吊装施工。2) 分析施工现场情况, 确定合适吊装设备, 本项目中选择了塔吊设备, 因此我们在盖板的施工中预先在盖板四角的位置各埋设1个吊环, 施工中采用4条钢丝绳, 一头挂在塔吊吊钩上, 另一头分别悬吊4个吊环, 钢丝绳固定好后起吊盖板, 过程中保证盖板不得倾斜。3) 当墩顶盖板起吊到达设计位置后, 技术人员开始进行安装。安装之前依据盖板的尺寸, 在墩顶倒角顶面对盖板的安装轮廓线进行精确放样, 施工人员安装盖板时要严格按照轮廓线安装, 空心墩顶与盖板两边的接触面均控制在10 cm左右, 确保两侧受力平衡。4) 吊装相关注意要点。a.施工之前技术人员首先应该检查盖板, 如果存在表面有贯通裂缝、预埋吊环松动的情况禁止起吊, 将盖板更换之后方可继续施工。b.起吊之前对钢丝绳进行检查, 如存在断丝、起毛的情况, 必须更换合格的钢丝绳。c.吊装人员均应持有特种作业证件, 无证人员严禁上岗。d.吊装施工需安排专人统一指挥, 确保作业安全。

4 实心段施工

待混凝土盖板底模安装完毕后, 依次进行0.6 m实心段及2.55 m实心段钢筋混凝土的施工。0.6 m段混凝土浇筑完成后, 当混凝土强度达到2.5 MPa以上时, 对混凝土面进行人工凿毛处理, 用水冲洗干净凿毛处理后的混凝土面。在浇筑2.55 m实心段混凝土前, 对水平施工缝宜在旧混凝土面上铺一层10 mm~20 mm厚水胶比比混凝土略小的1∶2的水泥砂浆, 待处理层达到一定强度后再进行混凝土浇筑。

5 结语

对于墩身高度较高的空心墩, 墩顶实体部分传统的施工方法是在空心墩腔内搭设支架进行施工, 但是因为空间狭小, 施工完成后材料只能通过进人洞进行运输, 施工非常麻烦, 不仅费时费力, 而且工期长, 结构安全难以保障。前红进塔特大桥采用钢筋混凝土盖板铺设法封顶, 空心墩的墩身高度不会成为限制难题, 而且过程省工、省时、操作简单, 降低了施工成本及封顶时间, 提高了施工效率。通过在本项目的施工, 该技术已成熟, 可为同类型的空心墩施工提供借鉴。

参考文献

[1]杨文渊, 徐犇.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社, 1996.

现浇钢筋混凝土空心板的施工技术 篇9

1 现浇钢筋混凝土空心板的优点

现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖也称现浇钢筋混凝土空心板, 它采取埋芯 (非抽芯) 成孔工艺, 内每隔一定间距, 放置圆形 (或方形;梯形;异形等) GBF高强薄壁管在楼板中填充形成厚板无梁楼盖结构, 这种结构与一般梁板结构体系相比, 技术经济效果显著, 优点如下:

⑴适用范围广

现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖适用于各种跨度和各种荷载的建筑, 特别适用于大跨度和大荷载、大空间、采用集中空调的多层和高层建筑, 如商场、办公楼、图书馆、展览馆、教学楼、车站、多层停车场、宾馆、娱乐设施、大开间住宅以及多层或单层工业厂房、仓库、车库等。

⑵空间间隔灵活

楼面平板有利于房间灵活隔断, 适合于大开间布置, 如大开间住宅, 只用固定卫生间和厨房, 分户墙, 其它房间由住户自行设计布置。对办公楼、娱乐场所、展览馆等需要随时变更间隔的公共建筑尤为适用。

⑶使用功能优良

无梁空心楼板使空间更开阔美观, 使用更加方便;无柱帽, 无凸出部位, 开孔洞方便, 射钉、电锤、打孔, 吊挂不受影响。

⑷抗震性能好

无梁空心楼板自重轻、抗震性能好。

⑸隔音、隔热效果好

无梁空心楼板隔音效果优良, 封闭空腔结构大大减少了噪音传递, 使隔热、保温性能得到显著提高。

⑹缩短施工工期

工程直接减少支模、拆模的工序, 施工便捷, 相对与一般的梁板结构约缩短工期30%。

2 施工工艺流程

楼层测量放线→结构模板安装→顶板结构模板上放线 (定位水泥空心管) →清扫模板→安装暗梁及顶板下部钢筋、保护层垫块→水泥空心管定位、钢筋网片及水泥空心管安装→定位网片与底层钢筋绑扎固定 (抗浮拉结) 及安装预埋件→检查验收预埋件及空心管敷设质量→安装上部钢筋→定位钢筋网片与上部钢筋绑扎固定→水泥空心管修补→隐蔽验收→搭设混凝土浇筑施工马凳 (或在上部钢筋上铺行道板) →敷设混凝土泵送管→管底混凝土浇筑振实→上部混凝土浇筑振实→找平搓毛。

3 技术要点和构造要求

3.1 技术要点

主要包括以下6个方面:

(1) 定位钢筋网片的焊接制作, 应有模具平台, 做到标准化生产, 避免尺寸误差。

(2) GBF薄壁管的敷设, 应按设计要求准确定位, 钢筋绑扎牢固, 扎点间距应≤250mm。

(3) 顶板混凝土浇筑时, 应先分段将GBF管底混凝土铺平振实, 使之与板底部钢筋共同作用, 形成GBF薄壁管的上浮抗力。

(4) 造成GBF薄壁管上浮危害的因素较多, 敷设大孔径管时, 除应按经验公式计算外, 还应作预埋成孔管混凝土浇筑模拟试验.。

(5) 在模板上钻孔, 间距lm, 梅花状布置, 从下往上穿丝, 为防止固定钢筋网架与板上层钢筋绑扎时绑扎丝露头, 影响砼浇筑质量, 采用新研制的扎丝打结方法对扎丝进行打结。

(6) 根据现场实际情况选择砼浇筑路线为垂直管的方向, 选择管的中间部位为浇筑点, 减少或消除混凝土浆体流动对管的影响。

3.2 构造要求

GBF管空心楼板结构体系设计和施工时, 应注意以下构造要求:

(1) 混凝土强度等级应≥C20。

(2) GBF管空心楼板的最小配筋率为0.2%, 最大配筋率为1.2%

(3) GBF管空心楼板空心率一般为30%~50%。

(4) 一般G B F管直径宜为板厚的7 5%~8 5%, 管间净距一般为0.08~0.30倍板厚, 且不大于30mm。

(5) 一般GBF管结构体系适应跨度≤15m (非预应力) 和≤25m (预应力) 。

(6) 框架梁一般为暗梁, 暗梁高度与空心板厚度相同, 暗梁按宽扁梁考虑。

4 质量控制和质量标准

4.1 质量控制

芯管安装要按图纸标识及弹线位置顺直准确安放, 管底铺衬垫铁, 管间的肋宽采取在肋间钢筋片上焊U型钩。

除采取普通有梁板结构板厚控制措施以外, 尚应注意以下几点:

(1) 由于芯管上下部位砼均只有50mm, 交叉管线应尽量改道在肋间或暗梁部位。每根管上必须保证绑扎两根压筋, 并用铁丝穿过楼板与模板下的支模架悉数扎牢, 不允许直接牵扯在模板上。为防止管底砼厚度过小而导致日后水电空调等安装困难, 管底要加短钢筋铁或砼块垫高。

(2) 为保证芯管下方振捣密实, 避免形成蜂窝麻面及孔洞, 坍落度应控制在18cm左右, 振捣砼时应采用高频振动片或直径30mm的振动棒, 利用振动器的作用范围, 使砼挤进芯管底部, 保证底部砼密实。砼浇捣应尽可能一次完成。如施工中遇特殊情况须留设施工缝时, 应在第一次浇筑边界封拦竖向密目铁丝网。

(3) 防止卫生间及其附近处楼面出现渗漏现象的控制措施:

卫生间处上下立管穿楼板均采用预埋套管, 所有预留预埋套管均在平板模上逐个划线标出并固定好, 严禁日后凿打。卫生间与房间接触处, 设计成隔梁, 防止卫生间可能渗漏, 污水进入房间芯管。对于卫生间低于楼面标高的处理则用拦木楞等方法加以解决。由于绑扎抗浮钢筋用的铁丝底部穿过楼板底面, 故其顶部必须低于楼板顶面, 防止其形成渗水通道。

(4) 施工中起拱方式:模板是双向板应双向起拱, 单向板应单向起拱, 模板中心起拱高度一层在3‰~5‰之间, 二层及二层以上模板中心起拱高度在2‰~3‰之间。

(5) 空心管运达到施工现场后卸车时不得直接往地面上抛, 堆放要整齐, 不得用较重物件对空心管进行砸和压, 放在地面和钢筋上要稳定。

(6) 震捣方法:在浇灌混凝土时不宜在空心管上面堆积较多的混凝土, 卸下的混凝土应立即摊开震捣, 必须坚持少浇勤震, 震捣混凝土时宜选用d=30的震捣棒, 不得使用平板震捣器。

(7) 空心管间距的控制:在浇灌混凝土之前可以用60x60的木方插在两个空心管之间, 等到每肋的混凝土浇灌填满初凝后即可把木方拔出, 再用混凝土把由木方形成的孔洞填平。

(8) 混凝土的浇筑方法:应当顺着空心管的方向从板中心开始浇筑, 随后从中心向周边扩散, 或者用固定内模的钢筋叉, 叉住几排内模于浇筑振捣完成之后, 抽出钢筋叉固定下一排, 以此类推。

4.2 质量标准

(1) 芯管整体顺直度和端头顺直度 (指有横肋时) 控制偏差2.5%, 最大不应超过15mm。

(2) 预埋钢套管中心误差控制在±15mm以内;套管外壁与薄壁净距不小于50mm。

(3) 现浇芯管砼楼盖应遵照国家标准 (GB50204-2002) 《砼结构工程施工质量验收规范》。

结语

钢筋混凝土空心板梁 篇10

众所周知, 预应力简支空心板梁具有结构简单、施工方便、吊装重量轻、经济等优点, 成为公路、城市桥梁中最为常见的结构形式之一。由于混凝土自身的特性决定其抗拉强度远远低于抗压强度, 混凝土结构出现裂缝是常见的。目前大量预应力混凝土空心板梁均存在底板纵向开裂的现象, 裂缝多出现在沿底板布置预应力筋位置或空心板底板最薄弱处 (如底板与腹板交接位置) 。宽幅空心板梁为薄壁结构, 一旦出现裂缝容易贯穿板厚, 对结构的耐久性、受力状态都有不可忽视的影响。如开裂后梁体扭转刚度明显降低, 使得主梁横向连接刚度明显减弱, 荷载横向分布系数增大。影响的程度根据纵向裂缝开展的宽度、深度而各不相同。本文工程中, 预应力空心板梁在预制养生阶段底板出现明显的纵向裂缝, 故初步分析认为纵向裂缝很可能与设计、施工质量有关。

1 工程概况

1.1 结构形式及病害简介

工程结构, 装配式先张法预应力混凝土简支变截面空心板梁, 跨径为20m, 板宽165.8cm, 跨中截面:梁高80cm, 底板、顶板、腹板厚均为10cm, 内室总宽145.8cm。端部截面:梁高由80cm渐变为90cm, 底板厚度渐变为20cm, 渐变段长100cm。横向连接采用小铰缝, 边板外侧无翼板。底板布置三束预应力, 预应力钢绞线采用高强度低松驰钢绞线, 强度为Ry'=1860Mpa, Ey=1.95×105Mpa。中板梁截面尺寸如图1所示:

预制空心板梁存在多处裂缝, 纵向裂缝为最多, 纵向缝基本处在预应力束管道位置, 最长的有近16m, 裂缝宽度主要集中在0.10至0.54mm之间, 局部宽度在2mm左右;同时存在横向裂缝和不规则裂缝, 横向裂缝处在跨中和支点附近, 裂缝宽度从0.05至0.20mm不等。

1.2 施工工艺及施工环境

准备好经校验的张拉机具, 使千斤顶的张拉力作用线与钢绞线的轴线重合一致。钢绞线放置在锚固端, 置于砼平台上, 并用钢筋架起, 防止钢绞线下垂。放置预应力失效隔离套管, 等张拉完毕后, 定位套管。现场施工采取预应力钢绞线整体同时张拉, 调整使钢绞线初应力相同。张拉程序0-初应力-σ (持荷2min) 。在混凝土拌制过程中, 对混凝土坍落度随时进行检查, 以保证混凝土和易性, 拌制时间一般控制在1.5min左右, 使用外加剂应适当增加搅拌时间。预制空心板梁混凝土浇筑分二次进行。首先浇筑底板, 然后安装内膜, 进行腹板和顶板浇筑。混凝土浇筑完毕初凝后, 用麻袋覆盖;终凝后再洒水养护。保持混凝土面经常处于湿润状态, 并连续养护7d。根据设计图纸要求, 当试块强度达到设计强度的90%以后, 方可进行放张。

经核实, 发生开裂的预应力混凝土空心板的施工方法、养护条件、存放吊装过程均按照规范要求施工, 其施工记录中并无特殊之处。而开裂的空心板梁施工时间多为夏季高温时期。由施工经验得知:夏季预制预应力空心板的预拱度明显比其他季节预制预应力空心板的预拱度要高。

分析认为:预应力空心板的预拱度与施加预应力的大小有关。夏季预制预应力空心板时, 钢绞线在太阳暴晒下温度远远高于常温, 按照施工规范要求:浇注混凝土时钢绞线温度不能过高。否则钢绞线在高温差的作用下, 发生较大收缩产生超过设计值的张拉力, 导致预应力空心板预拱度增大, 空心板底板受横向力也增大, 易于发生纵向开裂。

2 计算分析

2.1 模型建立

本模型模拟预制先张法预应力空心板梁, 结构计算采用大型通用有限元分析软件ANSYS进行建模计算。建模尺寸按实际设计和施工1:1比例尺建立。选用整体式模型模拟钢筋混凝土, 采用可以模拟开裂的solid65体单元模拟C40钢筋混凝土混凝土, 采用link8杆单元模拟预应力钢绞线。由结构的对称性, 取四分之一结构进行建模, 共划分57420个单元, 77610个节点, 可保证计算精度。该模型有关应力计算采用单位为国际单位制, 即力为N、长度为m、应力为Pa。

2.2 计算结果

参数选取及工况划分材料参数取值:弹性模量不考虑其发展过程, E取3.25×1010Pa、密度ρ取2550kg/m3、泊松比取0.2、线膨胀系数α取1.0×10-5。根据上述初步分析, 建立模型进行仿真分析。分别建立如下荷载工况分析:

模型1:结构自重、预应力;模型2:结构自重、预应力、钢束降温10℃;模型3:结构自重、预应力、钢束降温20℃;模型4:结构自重、预应力、钢束降温30℃;模型5:结构自重、预应力、钢束降温40℃。

2.2.1分析结果

(1) 模型1结果分析

底板应力等值线图如图2所示。

图2说明:在结构自重及预应力作用下, 结构支点附近4m范围内混凝土拉应力超限, 最大值为2.63Mpa。结构开裂位置均位于布置预应力钢束处, 沿纵桥向延伸。开裂位置与实际工程开裂位置吻合, 但长度较短, 仅在结构自重及预应力作用下, 不会产生较长裂缝。

(2) 对钢束施加不同降温结果分析

当预应力钢束温度较高时, 施工浇注混凝土后, 钢束将降温收缩。故分别建立钢束不同温差模型, 进行分析此温差对结构的影响。各模型计算得钢绞线最大拉应力增值如表1所示。温差-钢绞线最大拉应力增值关系曲线如图3所示。

由上述图表可知:温差-钢绞线最大拉应力增值呈明显线形关系。钢绞线对温度影响敏感, 降温收缩产生的拉力不容忽视, 当温差达到40℃时, 钢绞线最大拉应力为1470Mpa超出钢绞线抗拉强度设计值1395Mpa的5.4%;混凝土最大拉应力达到2.96Mpa, 超出混凝土极限拉应力2.4Mpa。夏季施工过程中, 一旦钢绞线在太阳下暴晒而未经处理, 极易导致先张法预应力空心板开裂。

结语

预应力空心板的整体承载力取决于:预应力的大小、结构的刚度。其中结构刚度主要决定因素是腹板的高度。而底板的厚度虽然对结构整体承载力贡献不大, 但是决定了底板局部受力的抗裂能力。虽然结构设计都能满足规范要求, 但仍需要适当增大板厚, 以便增大结构的安全系数, 以避免结构发生局部破坏。施工预应力工艺, 应严格按照施工规范要求操作。钢束受温度影响较大, 应避免应用高温钢束施工。高温天气张拉时须采取措施, 避免在温度差的作用下, 钢绞线收缩很可能产生超过设计限值, 致使空心板底板受横向劈裂力增大, 易发生局部开裂。

摘要：本文以实例工程为背景, 围绕预应力简支空心板梁预制阶段出现底板纵向裂缝的问题, 利用大型有限元分析软件ANSYS对其进行了仿真分析研究, 分析结果与实际裂缝位置吻合;得出结论是裂缝主要是由于空心板设计时为了节约而采用较低安全系数以及施工环境导致预应力钢束与混凝土的温差较大所引起的。

关键词：预应力,纵向裂缝,混凝土

参考文献

[1]占玉林, 赵人达, 毛学明.钢-混凝土组合结构中剪力连接件承载力的比较[J].四川建筑科学研究, 2006 (6) .

[2]常兴文.全比例波形钢腹板PC箱梁力学特性试验研究[J].桥梁建设, 2006, 4.

混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度 篇11

关键词：剪压复合作用；混凝土空心砌块砌体；抗震抗剪强度；下降段；破坏形态

中图分类号：TU398 文献标志码：A 文章编号：16744764（2012）05000105

随着竖向压应力σy的增加，混凝土空心砌块砌体的剪切破坏依次表现为剪摩、剪压和斜压3类破坏形态[15]，如图1所示，而与之对应的分别是库仑、主拉应力和主压应力理论[1， 612]，如图2所示。但是，中国现行《砌体结构设计规范》[13]（简称砌体规范）和《建筑抗震设计规范》[14]（简称抗震规范）对混凝土空心砌块砌体的静力和抗震抗剪强度采用了各自不同形式的库仑理论公式，两者不仅在计算方法上不统一，而且在可靠度的取值上也与相对成熟的烧结普通砖砌体相差较大。具体表现在以下几个方面：

〖=D（〗 吕伟荣，等：混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度〖=〗 1）正如图1、2所示，单一的库伦理论公式仅适用于其对应的剪摩破坏，而对于另两类破坏形态，特别是具有明显下降段的斜压破坏，则拟合较差，甚至偏于不安全[1]。

2）如图3所示，尽管现行抗震规范较2001版规范在混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度计算上进行了调整，但当σ0/fv大于16时，按水平段取值仍不具备下降段，与实际明显不符，不能满足日益增长的高层配筋砌体结构设计[1516]的要求。

3）以MU10、M75的烧结普通砖砌体和MU10、Mb7.5的混凝土砌块砌体为例（取永久荷载分项系数γG=1.2），如图3所示，对于国内试验数据相对较多，运用也较为成熟的烧结普通砖砌体，其静力抗剪强度曲线①普遍高于抗震抗剪强度曲线③；而对实验数据相对较少的混凝土空心砌块砌体，其静力抗剪强度曲线②普遍低于抗震抗剪强度曲线④。两本规范对于这两类砌体结构在抗剪强度计算上表现出来的不同规律，值得商榷。

综上所述，现行抗震规范采用库伦理论公式计算混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度不仅不全面，而且其可靠度也值得质疑。针对以上问题，李晓文[17]、骆万康[18]、蔡勇[8， 12]、梁建国[19]等中国学者均对此进行了系统地研究，并提出了各自的计算公式，但均无法实现对剪摩、剪压和斜压三类破坏形态的全面模拟。

为此，本文作者于2008年提出了砌体剪压破坏区理。该理论认为，既然在多数的砌体剪压试验中剪摩与剪压破坏或剪压与斜压破坏共同出现，不妨将砌体的三类剪压复合破坏分为剪摩剪压破坏区和剪压斜压破坏区，通过引入权函数，推导出相应的砌体静力与动力抗剪强度简化公式[11]：

其中A、B及a需根据试验结果确定。在文[11]中，尽管也曾提出了混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度公式，但该公式中A、B及a等参数的确定仅仅是在其静力抗剪强度公式的基础上，简单的对其曲线峰值折减15%得到，缺乏试验支持。

因此，本文将基于砌体剪压破坏区理论，引入近年来收集到的中国58片混凝土砌块砌体墙的剪压试验结果[19]，在保证可靠度的基础上，运用曲线拟合方法，确定式（1）的3个参数，提出了剪压复合作用下混凝土砌块砌体抗震抗剪强度设计值全曲线公式，解决了现行砌体和抗震规范中存在不合理和不安全的问题。1 剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体的抗剪强度全曲线 砌体剪压破坏区理论简化公式（1）具有下降段，能较全面的模拟砌体剪压破坏全曲线。为此，本文根据图1曲线中相关数学特征，可对公式（1）中的参数A、B及a确定如下：

根据中国现有的58片不同高宽比、不同试件尺寸、不同加载方式的混凝土空心砌块砌体结构试验结果[19]，如图4所示，同时参考相关文献研究成果，对剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体抗剪强度曲线的关键参数取值如下：

1）曲线峰值点坐标（b， ymax）的取值

如图5所示，对于坐标系统为x=σy/fm、y= fvm/fm的混凝土空心砌块砌体的剪压相关曲线而言，相关文献中横坐标b的取值各不相同：重庆建筑大学骆万康教授（1999年）对于普通粘土砖动力剪切试验回归曲线峰值点取为0502；湖南大学刘桂秋教授（2000年）对于砌体结构统一取为067[10]；而对于混凝土而言，其剪压相关曲线峰值坐标为060。综合以上取值，并考虑到动力试验的取值相对偏低，本文建议取为055。

如图4所示，文[19]的试验值与式（6）计算值比值的平均值为1.27，变异系数为0245，两者吻合较好，且式（6）的计算值偏于安全。

同时，与文[19]的公式相比，式（6）的改进在于：1）具有下降段，能全面的反映剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体的剪摩、剪压及斜压3个破坏阶段；2）解决了文[19]的计算取值偏于保守的取值，即当σy，m/fv0， m>5，文[19]取值为水平直线。同时，当σy，m/fv0， m>13.1，文[19]的计算取值由于缺乏下降段而导致不安全，无法适用于高层配筋砌块砌体结构。

2 混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式2.1 γ的取值

与試验平均值公式取值不同，现行砌体规范中已明确给出了fv0和f的取值，根据砌体规范表322所列的混凝土砌块砌体类型，可计算出γ的范围在（0.015～0.050）之间，平均值为0.026，

nlc202309032320

2.2 抗震抗剪强度设计公式的确定

根据可靠度理论，砌体的强度设计设计值f与强度平均值fm的关系为：

（8）

如图5所示，本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计公式（8）与试验平均值公式（5）相比，不仅具有可靠度保障，而且具有与试验曲线及理论分析相同的特征。为方便工程应用，本文对表1中的各种混凝土砌块砌体组合按式（8）的计算结果与现行规范中所采取的公式计算结果进行了对比，部分结果如下图6所示。

图6的计算结果表明：1）本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度公式（8）普遍低于现行规范规定的混凝土砌块砌体静力抗剪强度计算值，不仅提高了其抗震可靠度，而且较好的统一、协调了烧结普通砖砌体和混凝土砌块砌体的抗震与静力抗剪强度设计值之间的变化关系。2）不同类型的混凝土砌块砌体按式（8）计算的抗震抗剪强度均在σy=f时趋于0，较好地实现了对砌体剪压相关曲线中3个破坏形态的模拟，避免了现行规范中抗剪强度单调递增的不合理和不安全。3 结论

1）在砌体剪压复合破坏区理论基础上，根据中国已有的58片灌芯砌块砌体墙片试验结果，推导出混凝土砌块砌体的剪压相关性试验值曲线公式（5）。与传统砌块砌体剪压相关曲线相比，该曲线不仅光滑连续，而且具有下降段。

2）通过对式（5）曲线顶点按f=0.42 fm进行折减以及起点、终点的相关处理后，本文推导出具有一定可靠度保证的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式（8）。如图5所示，经式（8）的计算得到的凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值不仅低于现行抗震规定的抗震抗剪强度，而且也普遍低于现行规范砌体规定的静力抗剪强度，这表明式（8）不仅满足设计可靠度要求，而且较好的统一、协调了烧结普通砖砌体和混凝土砌块砌体的抗震与静力抗剪强度设计值之间的变化关系。

3）如图6所示，本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计公式（8）不仅具有下降段，且对于不同类型的砌块砌体组合基本上均在主压应力σy=f时趋于0，较好地实现了对砌体剪压相关曲线中各种破坏形态的模拟，能直接运用于高层砌体结构设计，避免了现行规范中抗剪强度单调递增的不合理和不安全。

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（编辑 胡 玲）doi：10.3969/j.issn.16744764.2012.05.002

钢筋混凝土空心板梁 篇12

预应力混凝土简支梁桥以其施工方便和经济性好等特点, 被广泛应用于中小跨径的公路桥梁建设中[1]。虽然其设计、施工技术相对其它类型桥梁比较成熟, 但一些缺陷在现役的桥梁中还经常出现, 梁体过度上拱就是其中之一, 当对此控制不当时, 桥面会形成波浪形, 高速通过的车辆与桥梁之间会形成振动耦合, 不仅对桥梁本身的安全造成危害, 对车内驾乘人员乘车舒适性也造成不利的影响。而随着社会的进步行车舒适性问题将越来越受到人们关注。因此有必要对简支梁桥长期上拱度进行相应研究。

1 上拱度计算主要影响因素

1.1 混凝土弹性模量

弹性模量是混凝土的重要力学性能, 反映了混凝土所受应力和所产生应变之间的关系, 是计算钢筋混凝土结构的变形、裂缝开展和大体积混凝土的温度应力所必须的参数之一。后张法预制预应力混凝土梁张拉引起的起拱、变形和混凝土弹性模量有着密切的关系。为保证桥面的平整度, 在预制混凝土梁的过程中张拉预应力后梁的起拱度有严格的起拱度要求, 此时弹性模量也是一个重要的参数。

预计混凝土弹性模型的表达式[2]:

我们最关心的是混凝土弹性模量与混凝上龄期和强度的关系。混凝土的弹性模量随龄期而变化的规律一般可用双曲线幂函数表示。

式中:t-混凝土龄期, 以天计;

Ec (t) -龄期为t时混凝土的弹性模量;

A、B-由试验确定的常数。

1.2 混凝土徐变

混凝土的收缩徐变往往是造成大跨度预应力混凝土桥梁在长期运营后预应力损失、长期变形和内力重分布显著增加的一个主要原因[3]。在长期荷载作用下, 加载初期徐变应变增长较快, 后期增长减慢, 结构徐变变形累计总值可能超过弹性变形, 甚至达到弹性变形的2~4倍[4、5], 因而能够改变静不定结构的应力状态, 特别是由于温度、干缩等强迫变形引起的应力。

2 考虑徐变、截面曲率的预应力混凝土梁上拱度计算

由于预应力混凝土桥梁长期徐变上拱度的精确预测有重要的现实意义, 针对预应力混凝土桥梁结构的特点, 基于记忆模型的全量形式自动递进法[6] (ASUM) , 通过截面曲率分析同时考虑混凝土弹性模量随时间的变化、徐变柔量 (或徐变系数) 、配筋率预应力钢筋松弛、混凝土收缩等影响, 精确计算预应力混凝土梁的长期徐变上拱度值。计算精度可通过计算时间区段的细分而方便地控制。

2.1 应力应变关系的建立

根据徐变作用的叠加原理, 桥梁结构中t0时刻施加恒应力 (tÁ) 后t时刻混凝土的应力应变关系为

式中 为混凝土徐变柔量, 为时刻混凝土应力, 为 时刻混凝土弹性模量, 为 时刻加载至t时刻混凝土的徐变系数, 为混凝土的收缩应变。

将 时段分成n个 小时段, 设混凝土应力在时段 内线性变化, 将 (2-1) 式右端积分项在时段 内写成代数形式:

2.2 满足截面内力与变形协调的混凝土应力、应变约束方程

桥梁结构 (按典型的一层预应力钢筋与两层普通钢筋考虑) 在恒定外荷载N0, M0作用下, 某截面在任意t (tÁ) 时刻的内力满足下列方程。

下标c代表混凝土p、s分别代表预应力钢筋与非预应力钢筋。根据假定, 钢筋与同一位置的混凝土变形相同, 则有如下关系:

式中 (t) 为截面曲率, 为混凝土截面重心O处混凝土的应变, 为预应力钢筋在长度保持不变时在t-t0时段内应力的降低值 (称固有松弛) 可按文献[7]计算, 为考虑收缩、徐变影响的折减系数; 为预应力钢筋重心处混凝土与力筋的初始应力。

可推得t时刻距混凝土截面重心O点y处混凝土的应力为:

当y=0, 得O点处应力、应变关系:

式中

其中分别为下、上缘钢筋及预应力钢筋面积重心至O点的距离, 为截面回转半径, 分别为钢筋的截面配筋率, Np0与Mp0 (对于O点) 为预应力钢筋引起的初始值。

按下式 (文献[7]) 计算:

式中 为预应力钢筋应力初值, 为预应力钢筋强度;当力筋应力随时间降低时有

由混凝土截面上应变线性分布的假定, 可推得混凝土净截面重心处及预应力钢筋重心处混凝土应力、应变关系:

式中 为预应力钢筋重心处混凝土应力和应变。

2.3 求解混凝土应力的全量形式自动递进计算式

将式 (2-3b) 分别代入式 (2-10) (2-11) 求解

经整理得

式中:

上边 (2-13) 的四个式子表示的系数只与截面特征、配筋率、徐变柔度及混凝土收缩有关。因此只要选定了时间段的划分以及徐变柔度和收缩计算式的选定, 即可单独计算以上系数。

2.4 多次加载时全量形式的计算式

当有多次加载时, 设 时, 作用外常载N, (m为加载总次数, ) , 可推出下面计算式 (上ÁÁÁ标有e的为弹性量值)

式中

给定荷载及加载时间, 弹性响应可立即求得, 任意时刻混凝土净截面重心处混凝土的应力就可由式 (2-12) 或 (2-14) 自动递进计算, 其计算精度与 时段划分小时段的数目有关, 划分愈密精度愈高。求得 后, 回代相应的公式即可求解其它各个变量。

2.5 桥梁的长期变形

桥梁在恒载作用下, 任意t时刻跨中长期变形 (上拱或下挠) 可按下式近似计算[8]

式中l为计算跨度, A、B代表梁两端, M代表跨中。当桥梁受均布荷载作用或截面曲率沿梁长为二次抛物线变化时, 上式给出的是精确结果。

对于简支梁, 梁端 变化仅由混凝土收缩引起, 若假定没有钢筋时梁体全截面沿纵向均匀收缩则可推导出下面计算式:

式中 为梁体中素混凝土的自由收缩应变, e为所有钢筋重心 (包括预应力钢筋与非预应力钢筋) 至混凝土净截面重心的距离。

通过以上的分析可以求解任意时刻任意位置的简支梁的变形和应力, 下面将求解步骤作一归纳:a.确定徐变特性、收缩特性计算式;b.将 (t, t0) 划分成n个小段, 计算系数;c.计算施加外载引起的各变量的弹性响应;d.设 1.0, 由式 (2-12) 或 (2-14) 求解混凝土净截面重心处 e.将 代入式 (2-2) 求解 ;f.将 代入式 (2-6) 求解 ;g.将 代入式 (2-6) 求解任意位置混凝土 ;h.将 代入式 (2-4c) 求解 由此可得 代入式 (2-8) (2-9) 求解 代入式 (2-16) 即可求解t1时刻简支梁跨中变形。k.用 , 回到第 (2) 。

循环上述步骤, 即可求解任意时刻混凝土和钢筋应力、应变及截面曲率的全量值和跨中变形。

3 预应力筋布置对上拱度的影响

本部分内容基于以下假设进行讨论

3.1平截面假设横截面变形后仍为平面, 并与弯曲后的纵线正交。

3.2单项受力假设梁各纵向纤维之间不互相挤压, 只单向受拉 (压) 。

3.3小变形假设变形满足叠加原理。

根据预应力筋布置形式推导梁体变形分段积分计算公式

由材料力学知识, 梁的变形和弯矩之间有如下关系 (见图1)

由应力与应变的关系 , 可得

由曲率和变形的关系可得

其中

d A-横截面内所取微元的面积

1/ρ-曲率 (ρ-曲率半径)

w-梁变形 (x的函数, 对于小变形梁w'即为截面的转角θ, w''即为曲率)

M-弯矩 (x的函数)

对于两端铰接的简支梁来说在小变形的情况下, 式 (3-3) 可简化为

对于截面变化较小的中小跨径简支梁可近似做等直梁处理, 此时计算梁的变形w和转角θ可积分求得

式中的常数C和D由简支梁两端的变形 确定。常数C和D确定后即可由式 (3-5) 、式 (3-6) 计算任意横截面的转角和梁横轴线上任意一点的变形位移。分析式 (3-1b) 、式 (3-3) 和式 (3-6) 可知, 截面上下缘的应力差值与截面高度的比值 (横截面应力均匀性变化参数α) 越大, 微元dx的转角dθ就越大, 变形ω也越大。

对于中小跨径的简支梁, 预应力筋一般布置形式如图2所示, 可分为L1、L2、L3三段。其中L1、L3两端为直线, L2段为圆曲线, L1段弯起角度和L2段圆曲线半径根据具体的简支梁截面形式确定。对于这样的这样的预应力筋布置可用分段积分的方法求解任意截面的变形。

公式如下

从式 (3-7) 、 (3-8) 可以看出, 影响简支梁瞬时 (张拉预应力筋时刻) 弹性上拱度的因素除了与施加预加力Np有关外, 与Np的布置形式也有很重要的关系, 而决定预应力筋的布置形式的独立参数有力筋距板底的距离a、弯起点位置距跨中的距离L3、圆曲线段的半径R、和转角Φ的值。

4 结论

本文采用考虑徐变变形和曲率分析的全量形式自动递进法计算不同预加力作用下的长期徐变上拱度值。

4.1在简支梁横截面上下缘存在应力差值的时候, 由于混凝土徐变效应导致的简支梁上拱度值比较大, 在设计时应该必须给与考虑。

4.2应用最小二乘法对所求得的5组数据进行2阶多项式拟合。将允许上拱度值代入拟合公式, 求得保证梁板长期上拱不大于允许上拱度值的上下缘应力差值限制值和对应的最大允许预加力。

4.3根据简支梁横截面应力呈线性分布的特点提出应该在进行中小跨径简支梁板设计时应该增加横截面应力均匀性变化参数α限制值的要求。这一参数对于以后中小跨径简支梁的设计具有重要的意义。

4.4分析了预应力钢筋布置形式的不同对简支梁上拱度的影响, 并得出了相应的结论。

摘要：简支梁桥作为国内最普遍的桥型, 其使用性能应该引起我们的重视。简支梁桥特别是小跨径的简支梁桥利用计算的允许上拱值来寻求更为合理的设计和施工控制方法, 对工程实践具有较强的指导意义。

关键词：预应力混凝土简支梁桥,行车舒适性,允许上拱度

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