装配式预应力混凝土（精选9篇）
装配式预应力混凝土 篇1
1 工程概况
鄂河大桥为吉县至河津高速公路的一座大桥, 经乡宁县横跨鄂河。本桥中心桩号为K15 + 126, 孔跨为18 × 40 m, 桥梁全长713 m。桥梁下部桥台采用柱式台、肋板台, 桥墩采用柱式墩、实心墩、空心墩, 基础采用桩基础, 桥梁上部采用40 m预应力混凝土先简支后连续T梁。
2 T梁组合式刚性台座
鄂河大桥共有预制T梁180 片。但由于地形沟壑纵横, 地势陡峭, 与桥梁相连的路基均为深挖路堑, 深挖最深处达96 m, 为缩短T梁场建设时间, 决定采用组合式刚性台座进行T梁预制施工 ( 见图1) 。
台座的加工制作使用的全部都是型钢及钢板, 具备工厂化生产、快速安装、方便支拆、使用周转次数多且可与梁场同步建设, 以及缩短了梁场建设周期、组装完毕即可投入生产等优点。完工后, 进行场地恢复时, 机械投入少, 环境污染小。
组合式刚性台座构造及组装施工要点:
刚性台座的设计本着既能满足整体刚度要求又节省材料的原则进行设计, 市场上型钢材料长度一般为6 m ~ 12 m, 纵梁的长度选择为3 m/段, 横梁长度为1 m, 材料基本不会浪费。
1) 台座由14 个小段分接而成, 每小段长度为3 m, 底纵梁采用三根并排20 号槽钢, 中间横梁采用6 根10 号槽钢等间距布置, 上纵梁采用并排4 根5 号槽钢等间距布置, 面层平铺5 mm厚钢板, 并确保钢板、槽钢焊接牢固。
2) 分段组装台座之前, 应针对梁场开展混凝土硬化工作, 并完善设置排水设施, 对梁场里台座的位置进行合理规划, 并严格依据控制点标高组装台座, 通过挂线组装确保分段台座保持在同一个水平上, 避免产生错缝、错台。
3) 安装端头台座时务必要挖除基础1 m, 并完成钢筋混凝土浇筑工作, 将厚1 cm的钢板预埋在混凝土的顶面, 焊接好预埋钢板与刚性台座, 确保T梁在张拉之后不会出现端头台座下沉的现象, 避免对再次使用台座产生影响。
4) 在组装台座的环节, 应选择水平尺、水准仪对拼装台座的高差进行精确的量测, 并选用钢楔子精调台座整体高差与错台, 之后用高标号的水泥砂浆封闭台座底部。
5) 组装好台座之后, 应将钢板表面的浮锈、脱模剂清除掉, 并及时投入使用。
3 选择“胎架法”绑扎钢筋
选择“胎架法”绑扎安装预制梁钢筋 ( 如图2 所示) , 并定位波纹管, 这样做不仅能促使工作效率得到有效提高, 还能保证钢筋的间距及其数量是一致的, 也促使波纹管定位的精度得到有效提高。
“胎架法”施工要点主要体现在以下四个方面:
1) 选择竖向平台定位架的方法绑扎T梁腹板钢筋, 且定位架应隔3 m设置1 台, 以方便搬运。
2) 在开始绑扎钢筋之前, 务必要在定位的胎架以及T梁台座的侧面合理设定主筋与箍筋之间的距离, 骨架的实际长度、横隔板以及变截面的具体位置, 为下一步对钢筋的位置与间距进行核对提供方便。依据间距摆放竖向钢筋, 并将横向筋穿入固定, 且由横向间距架来固定横向筋的间距。依据标注的间距来牢固绑扎腹板钢筋与马蹄筋骨架, 同时严格进行校正, 保证钢筋的间距跟既定的规范、设计要求等相符。
3) 按照规范及施工图要求, 将混凝土垫块绑扎在钢筋骨架的外侧与底部, 并交错布置成梅花状, 垫块纵横间距不能超过0. 7 m, 而梁板垫块之间的距离不可超过0. 5 m, 避免露筋。
4) 选择定位架法安装横隔板钢筋, 确保间距、高低一致, 并与设计要求相符, 不产生露筋现象。将横隔板的定位架安放在梁的两侧, 并将横隔板钢筋放在该定位架上绑扎。
4 混凝土浇筑
1) 混凝土浇筑前, 应再次检查模板安装质量、钢筋间距、预应力波纹管坐标、锚垫板及锚下螺旋筋设置、伸缩缝和防撞护栏预埋筋数量及位置等是否符合设计要求, 检查混凝土拌和站、运输罐车、布料龙门吊、振捣器等设备是否完好, 并完成自检及监理报验手续。
2) 混凝土浇筑入模采用罐车运输、龙门吊吊料斗布料, 采用“分层浇筑, 逐级推进”的浇筑方法, 即“水平分层、纵向分段” ( 见图3) 。具体做法是: 分段长度一般控制为4 m ~ 6 m, 由梁的一端向另一端水平分层浇筑, 并先浇筑底板再浇筑腹板; 浇筑腹板时水平分层, 一般情况下, 水平分层厚度不应超过30 cm, 并确保下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。在距梁端4 m ~5 m处, 从梁的另一端布料, 防止水泥浆聚集到梁端而出现梁体强度不均的现象。
5 混凝土振捣
振捣T梁混凝土主要选择高频附着式振动器, 并辅以插入式振捣器, 该方法能有效防止腹板浇筑过程中对T梁波纹管损伤, 有效地保证后期张拉时应力与伸长量的对应关系。
1) 附着式振动器安装高度为距离底模顶面700 mm, 梁端第一个振动器距梁端800 mm, 间隔1 m上下错开30 cm设置1 台 ( 一般情况下, 40 m T梁每侧布置附着式振动器约30 台) 。为保证支座处振捣密实, 可在端模靠近支座位置增加一个振动器。在对附着式振动器进行安装时, 应使其密贴侧模振动架, 使振动力能最大限度被混凝土吸收。同时, 交错布置梁体两侧的附着式振动器, 避免抵消振动力。如果振动器跟侧模加劲肋位置冲突, 可适当移动振动器位置。高频附着式振捣器的振动为间断式, 每次开动20 s ~ 30 s, 停5 s, 再开动, 每层混凝土振捣3 次~4 次。
2) 钢筋密集处采取边下料边振捣的方法, 采用小型插入式振动器振捣, 辅以插钎插捣。用 30 mm振动棒将锚垫板后的钢筋密集区振捣密实, 避免应力张拉时因不密实的混凝土而造成锚头破裂。在对负弯矩齿板进行浇筑时, 应将内衬管加进去, 避免混凝土浆进入预留好的管道。采用插入式振捣器将不易振捣的部位振捣密实, 包括马蹄以及翼腹板、横隔板之间的连接处和预应力钢材锚固的密集区等。在实际的振捣过程中, 应安排人员专门负责拖动内衬管, 禁止振捣棒触碰到波纹管, 避免管道破裂漏浆而对张拉、压浆产生不利影响。
6 自动喷淋养生
对T梁的养生采用自动喷淋设备养生。自动喷淋养生工艺是通过继电器调节喷水时间和间断时间, 喷淋设备采用定时开关, 养生时间可以自动调整, 每一个梁场只需专门安排一名人员负责开展养护工作, 保证能全面落实T梁的洒水养护工作。该专职养护人员只需看管并对喷淋养生设备进行合理的调控, 通过人工及时对喷淋不到位的一些四角进行洒水养生, 在快速提升混凝土强度的基础上避免其表面出现裂缝, 且自动喷淋养生设备的配套设施能周转使用, 有效减少覆盖土工布、水管等的资金投入。
7 预制T梁智能张拉
鄂河大桥180 片T梁张拉过程中, 全部采用智能张拉设备。该设备的优越性表现在: 能对施加预应力值的大小进行精确控制; 对预应力钢绞线的伸长量实时准确量测; 持荷时间精准控制。张拉过程中, 避免受到环境、人等因素的干扰。
智能张拉机操作流程:
将张拉控制站布置好→将三相四线连接好→将位移传感器安装好→将笔记本电脑启动, 并将无线网关连接好, 将控制软件启动→启动张拉程序, 进入施工控制界面, 系统自动连接设备→关闭设置张拉梁参数界面, 并启动调试→单击显示参数, 弹出设置张拉梁参数的界面, 根据程序将参数填写好→再次检查千斤顶的安装, 确保正确, 并启动梁板两端的张拉设备→点击启动张拉→密切关注千斤顶与梁板两端设备在张拉过程中的工作情况, 注意安全→完成整片梁板张拉施工后按顺序将软件、电机关闭, 并切断电源, 拆卸油管、千斤顶, 同时擦拭设备及配件, 做好保管工作。
8 一次性封锚T梁端头
通过改装模板预制T梁端头并封锚, 避免二次支模及混凝土二次浇筑。在T梁模板的订做中, 应将张拉的槽口预留在封锚端头的模板处, 待完成T梁的张拉与压浆后, 选择高强度混凝土将槽口封堵好, 不仅能取得良好的封堵效果, 且施工简单, 改进封锚施工工艺, 同时减少人员投入, 有效节约成本 ( 见图4) 。
9 高度可调节的临时支座
在吉河吊装T梁的施工过程中, 应该坚持大胆创新, 选择高度可微调的临时支座, 合理控制高差, 避免超出误差允许的范围, 并控制好横坡。较传统的砂箱临时支座而言, 高度可调节的临时支座具备轻便、灵活以及便于拆装等优点。通过应用压力机对压力进行检测, 如果该临时支座所承受的压力达到100 t时也能保持状态良好, 不会出现变形或损坏, 那么它就满足施工要求 ( 如图5 所示) 。
可微调高度临时支座施工操作要点:
1) 临时支座安装前, 要仔细检查丝扣是否有咬口、损坏, 并及时更换, 严禁临时支座带伤作业。
2) 临时支座安装要根据梁板底面标高和支座标高调整临时支座高度, 并将锁脚螺栓紧固。
3) 临时支座调节螺旋行程为5 cm, 有效调节高度为2 cm ~3 cm。梁板标高较设计标高相差较大时, 可在临时支座下方支垫钢板进行调整。
4) 梁板就位后, 对梁顶标高及时进行测量, 并与设计标高比较, 再用桁吊缓缓将梁板起吊, 调节临时支座螺旋, 将梁板标高调整到设计高程, 落梁, 支撑稳固。
5) 梁板落梁就位后, 发现梁顶标高与设计标高不符或相邻梁板之间出现错台时, 可通过再次调节支座螺旋进行调整。利用千斤顶将梁板端部顶起, 微调支座螺旋高度, 消除相邻梁板间错台, 支撑固定, 撤除千斤顶。
6) 梁板体系转换完成, 浇筑湿接头和湿接缝混凝土, 待混凝土强度达到设计要求后, 拆除临时支座。
7) 临时支座拆除时, 将锁脚螺栓松开, 临时支座自动卸落。
总之, 在建设公路工程的过程中, 虽然T梁施工技术已经很成熟, 但位于吉河高速公路线上的鄂河大桥T梁施工人员基于成熟的工艺大胆创新, 选用精细化的方式进行操作, 积极使用新的施工工艺, 促使T梁施工质量得到了很好控制, 使T梁预制与安装标准化、精细化程度不断提高, 取得了良好的经济效益。
装配式预应力混凝土 篇2
根据笔者研究可知，目前国外混凝土装配式住宅建筑施工技术得到了很好地运用和发展，并且也取得了不错的成效，这就充分地表明了该技術所具有优势及可行性。结合实践来看，对每一项住宅建筑施工技术来说，资金地投入都是确保其更好运用与发展的重要因素，因而通过加强混凝土装配式住宅建筑施工技术可以在确保材料质量、设备完善以及支持技术进一步研发情况下推动其实现更好地运用和发展。
2.2 做好企业之间充分交流、整合技术资源
就现阶段看来，在我国不同建筑企业中所应用的混凝土装配式住宅施工技术存在参差不齐的现象。虽然有部分企业已经能够很好的应用该项技术，但是部分企业还处在一个初始发展阶段，所以在面对该种情况，应当要增进各企业间的交流与合作，积极交流与探讨已掌握的混凝土装配式住宅施工技术，通过取长补短优势互补来建立起一个科学的混凝土装配式住宅施工技术体系和管理体系，实现技术上的资源共享。此外，相关技术人员也需增进合作与交流，加大对相关技术的研发力度，并结合当前技术所存在不足之处来积极优化与改进混凝土装配式住宅施工技术，努力提升混凝土装配式住宅施工技术的施工效果和可行性，从而为推动该技术更好地运用与发展打下坚实的基础。
参考文献
[1] 戴祝泉.混凝土装配式住宅建筑施工技术优势[J].城市建设理论研究：电子版，(25).
装配式预应力混凝土 篇3
关键词：在用装配式简支T梁,桥梁加固,体系转换
1 前言
由于装配式简支T梁采用工厂预制, 现场装配施工, 施工时由于施工队伍技术水平参差不齐, 导致桥梁整体横向联系较差, 加之现行实际运营荷载超限, 导致桥梁结构在运营中横向联系破损而出现单梁受力过大或各种病害。而我国在用的装配式简支T梁结构在国省干线又占据了绝对比例, 因此对该桥型进行病害分析、维修加固、消除安全险患就显得尤为重要。但无论采用哪种加固方法, 均应据结合结构的病害情况、经济技术指标才能确定最终方案。
2 加固工程实例
2.1 工程概况
某桥建于1986年, 上部结构为30m预应力混凝土简支T梁桥, 每孔7片梁, 如图1。全桥共12孔, 桥梁总长370m。下部结构为重力墩、肋板式桥台, 浅基础。桥面净宽为9.0m和两侧各设1.25m人行道。桥面铺装采用沥青混凝土铺装。设计荷载等级均为汽车—20级、挂车—100。
2.2 结构主要病害情况简介
(1) 全桥T梁翼缘普遍受水侵蚀;全桥共有4片T梁梁端处翼缘局部破损;9-1号梁右侧翼缘有1条斜向裂缝, 裂缝宽度为0.60mm。翼缘裂缝较宽, 已经严重超过规范限值, 这对结构病害较为不利, 若钢筋混凝土桥面铺装层破损, 则桥面容易形成局部破损露空。
(2) 全桥T梁铰缝普遍渗水泛碱, 边铰缝泛碱较严重。全桥空心板3%的铰缝有轻微泛碱现象, 1%的铰缝局部破损露筋。这将对T梁混凝土耐久性造成较不利影响, 最终导致结构承载能力下降。
(3) 全桥T梁2%的横隔梁下缘局部破损、钢板外露、锈蚀。横隔梁的破损会直接导致结构横向分配能力下降, 这对行车安全造成一定的隐患。
2.3 加固方案
通过对该桥病害结构维修加固综合考虑整治方案, 使结构承载能力提高, 行车舒适性增强, 且加固后桥梁适应日益增加的重载交通需要。
(1) 针对该桥所处的地理位置和实际运营的交通情况, 将原荷载标准提高荷载等级至城市—B级。
(2) 为增加桥梁结构的行车舒适性, 将原结构简支结构变更为连续结构, 对T梁采用在墩顶增加预应力钢筋进行体系转换, 如图2。
(3) 对T梁横隔梁局部凿除, 重新浇筑横隔梁。对T梁翼缘局部凿除, 重新浇筑湿接缝。这将大大提高结构的横向分配能力, 对于单梁来说, 相应的结构荷载效应降低, 间接地提高了结构的承载能力。
(4) 对T梁简支端及连续端梁端腹板加宽, 这即可以满足连续结构的要求提高结构。
(5) 拆除原桥桥面铺装混凝土及沥青混凝土, 全桥重新浇筑铺装层混凝土。
2.4 内力分析
(1) 结构计算说明:
结构分析采用有限元程序桥梁博士V3.3梁单元进行。结构计算时共离散为106个单元, 如图3。
(2) 施工阶段:
本次施工阶段按两种方案进行模拟, 如表1。
(3) 按相应施工阶段方案一、二组合Ⅰ、Ⅱ, 正应力如图4～图7, 内力计算结果见表2。
由图3、图4知:组合Ⅰ σha方案一=14.2MPa<0.5R
组合Ⅱ σha方案一=15.3 MPa <0.6R
由图5、图6知:组合Ⅰ σha方案二=16.1MPa<0.5R
组合Ⅱ σha方案二=16.6 MPa <0.6R
由此, 成桥后施工阶段方案一、二应力:
组合
组合
其中施工方案二虽较方案一施工工序简单, 但T梁下缘的正应力方案二的增加明显。因此从安全的角度出发采取方案一更加合理。
结构的承载能力方面, 加固前后正截面承载能力提高25%, 斜截面由于体系转换后, 截面加大, 承载能力提高了150%, 由此可知加固结构承载能力提高明显。
3 注意事项
(1) 在对已经运营了26年的桥梁改造加固中, 由于结构的收缩、徐变均基本完成, 而后加固截面新浇注的混凝土其收缩、徐变才开始, 由此产生的二次力, 这对结构跨中截面相对有利, 而对墩顶截面则相反, 设计中必需加以注意。
(2) 施工中必须按设计的施工工序进行施工, 否则过早进行体系转换, 如施工阶段方案二中主梁下缘正应力会增加9%～12%, 这降低了结构的安全储备, 对结构受力较为不利。
4 结论
采用本方法对预应力混凝土简支T梁桥改造加固时, 桥梁结构承载能力提高了25%以上。这种采取简支变连续的加固方法, 在对在用桥梁结构进行提载加固时, 即满足了结构的承载能力, 又有效地提高了行车的舒适性, 在实践中收到了较好的加固效果。当然也应该注意到对该类桥梁改造加固时, 加固设计中需要加强对各施工阶段的验算, 以免加固后对结构又产生其它不良影响。
参考文献
[1]JTG/T J22-2008, 公路桥梁加固设计规范[S].
[2]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
装配式预应力混凝土 篇4
1 装配式混凝土建筑的分类和特点
1.1 装配式混凝土建筑的分类
根据建筑的装配化程度，装配化混凝土建筑可以分为全装配和部分装配另类。全装配建筑的全部部分都是现场装配的，一般适用于低层建筑或者临时应急建筑。部分装配建筑是把预制构件与原址上的已建成部分结合起来，使用更加广泛。如果根据承载特点，装配式混凝土建筑又可以分为装配式混凝土剪力墙结构和内浇挂式混凝土建筑。
1.2 装配式混凝土建筑的特点
装配式预应力混凝土 篇5
关键词：预制混凝土,框架结构,梁柱节点,后张预应力,有限元分析,抗震性能
现代工业迅速发展,建筑行业的各个领域也发生着深刻的变化。以往的高耗能,高耗材,高污染的粗放型建筑模式已经越来越不适应社会发展的需要,在国家节约环保减少碳排放的政策背景下,改变建筑行业的粗放型生产方式已经显得刻不容缓。能否将大规模工业化生产模式引入到建筑行业?用模数化,规模化,快捷化的方式来生产住宅建筑?答案是可以的,预制体系的出现和成熟让这一设想变为可能。将建筑的主要构件在工厂进行预制,然后在施工现场进行装配连接,现场施工湿作业量大幅度减少,施工速度快,需要人工少,质量可控可靠等优点,以及节约环保的生产方式,预示着建筑住宅产业化,预制构件工业化[2,3]是未来建筑业发展的必然趋势之一。
美国和日本在20世纪90年代初合作开展了一项预制混凝土结构抗震研究项目PRESSS(Precast Seismic Structural System Research)[2,4],此项目主要的结构体系是预制梁、柱组成的装配式框架结构体系以及与预制剪力墙组成的装配式框架剪力墙结构体系,本文的主要研究对象是预制装配框架体系中的梁、柱节点。该体系的主要特点是,柱为多层预制,梁为单跨预制,通过在梁中部穿过预应力钢筋将多跨预制梁与柱连接起来,在梁顶部和底部设有后插入的非预应力连接钢筋,并穿越柱,将两端梁与柱连成整体。梁端与柱接触面设现场灌浆缝,以增强梁柱在正常使用时的连接性。在节点受到较大水平地震作用时,梁柱接触面会分离,这时梁顶部和底部的非预应力钢筋进入塑性状态消耗能量,当水平地震作用停止后预应力钢筋提供回复力,使得结构能够回复到受力之前的状态。由于在地震作用下非预应力钢筋塑性变形消耗大量能量,能够有效的保护混凝土,使得节点损伤比现浇结构轻很多,且震后节点能够较好的恢复到震前状态。抗震原理示意见图1。
目前国内关于该节点抗震性能的研究仍很少。本文采用非线性有限元分析的方法研究了该类节点的承载能力、延性及抗震性能。
1模型建立及有限元分析与试验结果的对比
本文中分析的节点模型包括丁字形节点和十字形节点两类,其中丁字形节点主要基于已有试验[5]建立,用以验证有限元分析方法、参数、本构关系的正确性。十字形节点为本文的主要研究对象,通过变化参数以研究不同影响因素对节点抗震性能的贡献。
1.1有限元模型建立
全部节点采用ANSYS有限元软件实体建模,混凝土采用Solid65单元,钢筋及预应力钢筋采用Link8单元,砂浆接触面采用Target170、Contact174单元。
混凝土采用Rüsch[6,7]本构关系,极限强度与破坏强度相同,应力应变曲线不进入下降段,材料模型为多线型随动强化模型KINH。钢筋采用双折线本构关系,材料模型为双线型随动强化模型BKIN。预应力钢筋为三折线本构关系,0.7fc时Es=1.95×105,0.7fc～fc时Es=1/4Es,材料模型为多线型随动强化模型MKIN。
现浇模型梁柱内箍筋整体式建模,纵向钢筋采用分离式,可以具体分析观察纵向受力钢筋的屈服状态和应力应变关系。预制预应力装配式模型主要考察梁内非预应力钢筋应力应变及柱内纵筋受力,梁内箍筋与纵筋为整体式建模,柱内箍筋为整体式建模。而柱内纵向钢筋、梁内的后插非预应力钢筋和预应力钢筋采用分离式建模。主要考察非预应力钢筋应变状态和预应力钢筋的应力状态。
网格划分综合考虑分离式钢筋位置、计算成本及局部应力误差问题,除特殊位置网格边长为30 mm,其余位置都大于100 mm。
1.2丁字形节点参数介绍
试验模型一共四个,包括一个现浇节点MCJ和三个预制预应力装配节点PCJ1～PCJ3。预制丁字形梁柱节点外形及边界条件如图2。
丁字形模型,混凝土材料强度取值见表1,钢筋材料强度取值见表2,预应力钢筋采用1×7的Φs15.2无粘结钢绞线,由于钢绞线没有明显屈服点,所以取Faria[8]等和Dodd[9]等提出的本构模型,0.7fc时Es=1.95×105,0.7fc～fc时Es=1/4Es,构件尺寸及参数见表3。
1.3丁字形现浇节点模型对比分析
现浇节点MCJ有限元计算与试验骨架线对比如图3。
可以看出计算骨架线与试验骨架线趋势相同,开始屈服位置也较为接近(计算屈服转角0.44%,试验屈服转角0.4%),在屈服前的线性阶段基本吻合,这是由于混凝土所受压应力还远远小于极限应力,本构关系上升段与实际混凝土材性较为相符,所以计算值与试验值能较好地吻合。
2.4丁字形预制预应力装配式节点模型对比分析
PCJ1有限元计算与试验骨架线对比如图4。
有限元计算结果与试验结果较为吻合,计算屈服点转角为0.49%,试验屈服点转角为0.47%。计算屈服荷载为67.5 kN,试验屈服荷载为63.7 kN。计算极限荷载为86.563 kN,试验极限荷载为81.51 kN。
PCJ2有限元计算与试验骨架线对比如图5。
有限元计算结果与试验结果较为吻合,计算屈服点转角为0.345%,试验屈服点转角为0.363%。计算屈服荷载为48.51 kN,试验屈服荷载为50.08 kN。计算极限荷载为70.03 kN,试验极限荷载为72.34 kN。
PCJ3有限元计算与试验骨架线对比如图6。
有限元计算结果与试验结果较为吻合,计算屈服点转角为0.211%,试验屈服点转角为0.154%。计算屈服荷载为32.21 kN,试验屈服荷载为34.88 kN。计算极限荷载为65.52 kN,试验极限荷载为60.72 kN。PCJ3节点有限元分析的破坏转角与试验值有差距较前两节点小,分析因为预应力施加量较小,所以接近破坏时混凝土应力应变较小,整体结构刚度退化慢于高预应力节点。
装配式节点有限元分析结果与试验结果对比见表4。
从表4看出有限元计算结果与试验结果较为吻合,有限元模型可以较为准确地模拟实际构件。
2非线性有限元参数分析
十字形现浇节点用PJ表示,而PJ1,PJ2……表示具体的某个十字形现浇节点,十字形预制预应力装配式节点用PPJ表示统称,而PPJ1,PPJ2……表示具体的某个十字形预制预应力装配式节点。
2.1十字形模型参数介绍
外形及边界条件如图7。
十字形模型,混凝土材料强度取值见表5,钢筋与预应力钢筋材料强度取值见表6,预应力钢筋与丁字形模型相同。构件尺寸见表7,构件编号及参数列表见表8。
2.2现浇节点与预制预应力装配节点的承载力对比分析
要使预制预应力节点能够在实际中得到认可和接受,首先应保证预制节点有足够的承载性能。
在轴压比相同的条件下,根据非预应力钢筋面积、强度及初预应力、预应力筋面积等影响因素选取PPJ1、PPJ8、PPJ13、PPJ15、PPJ16五个节点与现浇节点进行对比。P-Δ对比曲线见图8
从图8可以看出预制节点的屈服荷载同现浇节点相比基本相同,并且当梁内配筋率(预制节点配筋率指全部后插非预应力受拉钢筋截面积与预制梁截面积的比值,现浇节点的配筋率指梁截面受拉钢筋面积与梁截面积的比值)接近时预制节点屈服荷载略大于现浇节点。而预制节点的极限荷载要略低于现浇节点。现浇节点与预制节点承载力对比见表9。
从表9中可以看出随着配筋率的增大,节点极限荷载也在增大,当现浇节点与预制节点的截面配筋率基本相同时,二者的承载力差距很小,说明预制节点在承载力性能方面是可以通过合理的设计与现浇节点达到相同水平的。
2.3滞回性能分析及对比
2.3.1滞回曲线
通过对现浇节点和预制节点的有限元滞回模拟得到现浇与预制节点滞回曲线,见图9、图10。
从图9看现浇节点滞回曲线,由于有限元计算的收敛问题,现浇节点较难计算进入承载力下降的区段,但是可以看到现浇节点的滞回曲线比较饱满,说明现浇结构有很大的塑性变形以及卸载后的有较大残余变形。
从图10中看出预制节点滞回曲线较为饱满,说明预制节点形式在抗震中有很好的耗能性能。同时在卸荷后的残余变形较小,说明节点具有很好的自恢复性能,当地震荷载过后节点能较好地恢复到震前形态,对于震后修复有很好的帮助。
2.3.2刚度退化性能
结构构件的退化刚度按下式计算:
式中Kl——退化刚度;
Pij——第j级加载,第i次循环的最大荷载;
δij——第j级加载,第i次循环对应最大荷载的位移值;
n——第j级加载的循环次数。
图11中纵坐标为退化刚度Kl与弹性刚度K1之比,横坐标为柱顶位移。可以看出在相同轴压比下预制节点刚度退化都要比现浇节点快,而经过计算两节点的刚度退化差距在20%以内,所以在刚度退化指标上预制节点相对于现浇节点有结构形式上的弱点,还需要近一步的研究。
2.3.3耗能性能
从图12可以看出预制节点的阻尼系数与现浇节点相差不大,从表10对比来看,在5 mm位移处预制节点阻尼系数较现浇节点小一半,主要是因为这时变形很小,现浇节点的耗能主要是混凝土受拉塑性开裂,而现浇节点由于在小变形下混凝土基本无开裂,所以耗能较低。而在30 mm以上的大变形状态,两类节点阻尼系数差距大约是20%左右,分析原因为预制节点主要靠后插非预应力钢筋耗能,现浇节点靠钢筋及混凝土开裂耗能,所以有一定的耗能差距。
3结论
通过对试验设计节点的有限元模拟计算,得到了现浇节点和预制预应力装配节点的承载力性能和抗震耗能性能。
1)通过对承载力的对比,预制节点通过合理的设计承载能力可以达到与现浇节点相同的能力。
2)通过耗能分析可以看出预制节点的刚度退化快于现浇节点,但是差距在20%以内,需要做进一步的研究改善性能。
3)预制节点耗能性能与现浇节点基本接近,在小震中的耗能性能还要好于现浇节点。而在大震中的耗能性能有一定减弱,大约在20%左右,需要进一步研究。而预制结构有着很好的自恢复性能,这一点是现浇节点不能媲美的。
计算分析说明预制节点相对于现浇节点在各性能上有一定差距,但是差距并不很大,说明此结构形式通过改善,提高性能后可以替代现浇结构。
参考文献
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装配式预应力混凝土 篇6
1 模型简况
模型从施加横向预应力大小、预应力筋距梁底距离及预应力筋顺桥向布设位置方面进行了试验分析, 通过位于梁横向端头的螺母施加预应力, 单片梁之间通过合页连接, 从而模拟实际的铰缝 (满足抗剪要求, 且可以转动) 。从采集到的数据得到荷载横向传递过程, 与有限元软件得到的空心板桥梁底挠度进行比较, 从试验的角度验证了施加横向预应力方法的加固效果。所采用的试验材料及仪器见表1。
以一座实体板桥为研究对象, 做了1/4缩尺的有机玻璃模型。原桥跨径为13 m, 计算跨径为12.6m, 桥净宽9 m, 由9块宽1 m的单片梁拼装而成。模型跨度3.15 m, 宽2.25 m, 板厚0.15 m, 如图1所示。细部构造如图2所示。
在模型中, 于跨中搭设混凝土试块的方法施加集中荷载, 依次作用在各个单片梁的跨中, 集中荷载大小为F=4.2 k N, 测量各个单片梁跨中处的挠度。施加集中荷载之前在模型中横向预留的孔道中穿入A12钢筋, 通过两端的螺母施加预应力, 同时用锚索测力计对所施加的预应力实时监控。施加荷载的方式如图3所示。
2 测点布置及测试方法
在有机玻璃空心板梁桥模型梁底设置5个挠度测点, 即C1~C5, 然后在每个测点布置一块位移计, 并采用DH3815数据采集箱进行数据采集, 待所施加的荷载稳定后先后共采集3次数据, 取其平均值并记录, 然后绘制梁底挠度图。试验模型简图如图4所示, 其中J1~J5表示布设预应力筋的五个位置。通过不同加固方法的加固效率及梁底挠度图来综合评价不同加固方法的加固效果。通过以下公式计算加固效率
式中ηpmax为配置横向预应力筋后梁底挠度最大值;ηpmin为配置横向预应力筋后梁底挠度最小值;ηmax为未加固时梁底挠度最大值;ηmin为未加固时梁底挠度最小值。
3 试验内容
试验开始前, 利用ANSYS有限元软件建立了与有机玻璃模型尺寸相同, 加固方案相同的有限元模型, 板间采用铰接进行模拟, 经计算分析得到不同工况下的梁底挠度图, 如图6~图8的ANSYS部分所示。ANSYS有限元模型如图5所示。
首先测量加固之前有机玻璃模型空心板梁桥的挠度, 然后采用单一变量法采用以下所述的各个加固方法进行试验。
以下, /根+集中荷载F, 表示在距梁顶1/4梁高处, 沿横向均匀布置3根预应力筋, 施加的预应力大小为30 k N/根, 同时作用集中荷载F, 测得在此条件下得到的位移计数据, 其他情况以此类推。
3.1 施加横向预应力大小
为了考察横向预应力大小对于梁底挠度的影响, 在模型中均匀布置5根预应力筋, 即J1~J5, 如图4所示。所施加的预应力等级分别为:0 k N、30k N、50 k N、70 k N, 将集中荷载F=4.2 k N作用在5号梁跨中位置, 并按照如下4种加载方案分别进行试验, 从而得到不同工况下的挠度图, 如图6所示 (单位:0.01 mm) 。
图6挠度图 (集中荷载作用于5号梁) Fig.6 The deflection figure (concentrated load acts on the 5th beam)
由图6及表2可看出, 增设预应力筋后, 梁底挠度曲线整体趋于平缓, 由此表明:施加横向预应力可以明显提高空心板桥的横向连接, 提高其横向整体性, 加固效果显著。然而, 随着所施加的预应力大小的增加, 加固效率增大不明显, 中梁梁底挠度变化较小且边梁逐渐出现较为明显的“反拱”这一不利现象, 由此可以看出, 预应力大小对改善空心板桥横向整体性贡献不大, 且较大预应力易致使空心板桥的边梁出现“反拱”现象, 因此, 对于本试验, 施加30k N/根为宜, 对于实际工程进行预应力加固时不宜施加较大的预应力。
3.2 预应力筋距梁底距离
为了考察预应力筋距梁底距离对梁底挠度的影响, 在试验模型中按照50 k N/根横向均匀布置5跟预应力筋, 按如下4种方法进行试验:无预应力;预应力筋分别距梁底h/4处、h/2处、3h/4处。将集中荷载F=4.2 k N作用在5号梁跨中位置, 从而得到不同方法下的挠度图, 如图7所示 (单位:0.01mm) 。
由图7和表3可以明显看出:随着预应力筋距梁底距离的减小, 加固效率逐渐增大, 梁底挠度曲线趋于平缓, 说明空心板桥的横向整体性亦随之提高, 但在边梁处也逐渐出现了“反拱”现象, 又同时考虑到预防钢筋锈蚀的因素, 因此在空心板桥的实际加固工程中, 在满足构造要求的前提下, 距梁底一定距离处张拉预应力筋进行加固即可。
图7挠度图 (集中荷载作用于5号梁) Fig.7 The deflection figure (concentrated load acts on the 5th beam)
3.3 预应力筋顺桥向布设位置
为了考察横向预应力筋沿顺桥向布设位置对于梁底挠度的影响, 采用如下四种布设预应力筋的方法: (1) 不施加预应力; (2) J1、J3、J5共同提供5F大小的预应力; (3) J2、J3、J4共同提供5F大小的预应力, (4) J1~J5共同提供5F大小的预应力。将集中荷载F=4.2 k N作用在5号梁跨中位置, 从而得到不同方法下的挠度图, 如图7所示 (单位:0.01mm) 。
图8挠度图 (集中荷载作用于5号梁) Fig.8 The deflection figure (concentrated load acts on the 5th beam)
由图8和表4可以明显看出:横向预应力钢筋顺桥向不同的布设位置对加固效果有着较大的影响:方法 (4) 的加固效果最为明显, 挠度曲线最为平缓, 然而与方法 (3) 相比, 其加固效率没有明显提高, 且有了“反拱”的趋势。方法 (2) 的加固效果相对较差。因此可得出:在梁底接近跨中的位置张拉预应力筋的加固效果最好, 且较为经济。
另外, 从图6~图8还可以看出, 由实际试验得到的挠度曲线与相同条件下ANSYS软件得到的挠度曲线基本吻合, 从试验角度上验证了有限元软件得出的施加横向预应力进行装配式空心板桥加固方法可行且有效的结论。
4 结论
把空心板桥横向预应力加固方法成功地从有限元模型转移到了实体模型上来, 并以实体有机玻璃模型为载体, 就影响加固效果的几个方面:横向预应力大小、预应力筋距梁底距离以及预应力筋顺桥向布设位置方面进行了分析和研究, 得出如下结论。
(1) 施加横向预应力这一加固方法对于改善空心板桥的整体性效果确实十分显著, 减小了“单板受力”这一病害的发生的概率, 提高了空心板桥的使用性和耐久性。
(2) 施加的预应力大小对于装配式空心板桥的加固效果影响不大, 且随着预应力的增加, 会出现边梁“反拱”的不利现象, 这反而会加剧“单板受力”这一病害。
(3) 在满足构造要求的前提下, 尽量将预应力筋布设在距离梁底较近的位置, 且靠近跨中布置, 这样的加固方法最有效最经济。
参考文献
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装配式预应力混凝土 篇7
随着我国道路桥梁建设的不断推进, 高标号混凝预制构件的生产、应用从数量上取得较大的进展, 但其质量控制仍存在一定的不足。装配式预应力砼T梁作为高速路桥梁最常用的结构形式, 在高速路桥梁施工建设中常存在钢筋加工速度慢误差大难控制、张拉力控制不精准、T梁养生不到位, 砼容易出现裂纹、裂缝影响砼强度和耐久性等质量缺陷, 大多数缺陷都是因施工技术受人为因素影响较大, 造成工程质量不稳定。本文将以资兴高速公路第五标段装配式预应力砼T梁智能化施工为例, 针对装配式预应力砼T梁钢筋加工、张拉压浆、砼养生从智能化施工的角度提出一套规范严谨、切实可行的智能化施工技术, 以供同类工程作参考。
1 工程概况
资兴高速公路第五标段起讫桩号为K31+450~K45+000, 线路位于资源县资源镇及中峰乡境内, 全长13.55公里。本标段主线 (含互通区主线) 大中型桥12座, 互通区匝道桥2座;除互通区C匝道桥采用现浇梁, 其余桥梁均采用装配式预应力砼T梁, 装配式预应力砼T梁共计1075片, 其中20m装配式预应力砼简支T梁405片, 30m装配式预应力砼先简支后连续T梁586片, 40m装配式预应力砼先简支后连续T梁84片。砼采用C50预应力钢筋砼进行浇筑, 钢筋采用HPB300和HRB400, 数字化加工, 钢绞线采用低松弛高强度预应力钢绞线, 抗拉强度标准值fpk=1860MPa, 公称直径Φs=15.2mm, 弹性模量Ep=1.95×105MPa。采用智能化张拉压浆施工, 砼养生采用自动喷淋系统养生。
2 智能化施工技术
2.1 钢筋数字化加工
钢筋数字化加工是当前较先进的钢筋制作工艺, 是指将钢筋原材料通过数控钢筋加工设备加工成设计要求形状的过程, 具有钢筋成品误差小, 批量加工速度快等优点, 越来越广泛地应用于重点工程部位钢筋加工。本工程引入了这一先进工艺, 配备一套数控立式钢筋弯曲中心, 其钢筋加工技术流程如图1所示。
数控立式钢筋弯曲中心通过计算机编程储存按照设计要求画好的钢筋加工大样图来实现钢筋成品的精确加工, 能自动测长、自动弯曲、快速成型, 产品尺寸误差小。以预制T梁中加工程序较复杂的马蹄筋为例, 采用传统钢筋加工工艺受人为影响大其成品合格率在70%~85%之间, 采用数字化加工工艺合格率能达98%以上。数字化钢筋加工工艺不仅省时、省力, 更生产出优良的钢筋加工成品、半成品为准确控制混凝土保护层厚度提供了基础条件。
2.2 智能张拉压浆
2.2.1 智能张拉
智能张拉的工艺:千斤顶的标定→根据标定证书计算张拉书→将计算的数据输入张拉软件内→千斤顶放入相应的钢束上→电脑启动张拉软件进行张拉。
智能张拉系统排除了人工控制的各种不稳定因素, 使张拉控制更加安全、精准, 其优点有: (1) 智能张拉能够更加精准的分级张拉、分级持荷, 通过时间-位移、时间-压力的曲线表能够直观的看出张拉是否正常, 如图2所示; (2) 分级张拉时, 分级持荷时张拉控制力达不到分级张拉所需控制力时, 系统会自动的给相应的千斤顶进行补压, 保证分级持荷所需相应的张拉控制力, 克服了传统人工张拉无法精准控制这一最大弊端; (3) 持荷时间得到了保证, 只要输入相应的持荷时间, 电脑会根据持荷时间进行保压张拉, 使力更好的传递到钢绞线内部; (4) 当张拉过程出现断丝或滑丝等各种问题时, 系统会提示并自动停止张拉, 直至相应问题解决, 才能张拉, 与人工张拉相比, 更加安全, 更加规范。
2.2.2 智能压浆
智能压浆的工艺流程:试验室下达压浆料配合比→将配合比数据输入软件内→启动定量加水、定时制浆、高速搅拌桶按键制浆→打开阀门将浆液放入低速搅拌桶搅拌→启动压浆按键进行压浆→浆液回满至低速搅拌桶启动稳压阀门进行稳
在压浆处理时重点做好以下方面的控制:第一, 水泥浆强度为M50, 以压浆料进行拌制, 将水灰比控制为0.26-0.28, 收缩率在2%以内;第二, 拌合时间需要控制在2min以内, 在完成水泥浆过筛之后, 将其在储浆桶中进行存放, 以低速的方式进行搅拌, 保证其数量能够满足2根管道压浆的连续完成。同时, 也需要做好时间的控制, 从开始调制开始, 到压入管道的时间需要控制在40min内;第三, 在实际压浆工作中, 要按照从下到上的顺序进行处理, 如果管道长度在30m以上, 则需要对压力进行适当的提升, 并在每个压浆孔道的两端进出浆口位置对具有阀门的短管进行安装, 并在压注完成后做好封闭处理, 保证水泥浆材料能够在稳压的状态下凝固, 且整个系统阀门以及胶管位置的内径在10mm以上, 避免堵塞现象。 (图3)
与传统的人工压浆相比, 智能压浆更加规范, 质量得到了有效保证, 存在优点有: (1) 浆液质量得到充分的保证, 根据实验数据, 只需启动定量加水、定时制浆按键, 浆液就能充分搅拌; (2) 压浆更加迅速, 3根管的只需2个大循环即可压完; (3) 压浆稳定时间及压力更好控制, 只需将稳压阀门调制0.5-0.7MPa之间, 系统会自动稳压至设定时间, 保证了孔道压浆的充盈度, 排除了人工压浆控制的不稳定因素。
2.3 自动喷淋养生
预制梁浇水养生环节, 本工程摒弃人工浇水养生的传统工法, 采用先进的自动喷淋养生系统 (如图4所示) , 按照图5所示工艺流程对预制T梁进行规范化的浇水养护。
首先根据图4在主水池进水管上安装好电磁阀, 同时根据需要水量在水池上方安装好浮筒控制器, 当水池水位下降, 进水管路电磁阀打开进水, 当水位上升到一定高度, 电磁阀自动关闭, 以保证水池的水能够供应喷淋系统。调节电结点压力表, 下限为工作值0.3MPa, 上限为安全值0.5MPa, 打开自动控制系统电源开关, 压力水泵开始工作, 将水池里的水抽到储压罐里, 当储压罐内压力达到0.3MPa时, 电结点压力表在压力作用下向喷淋时间继电器及电磁阀提供开启信号, 喷淋开始, 此时水泵仍在抽水, 保持罐内压力, 当达到0.5MPa时, 电结点压力表指挥水泵电源断电, 水泵停止工作。根据一次性喷洒时间来调节喷淋时间继电器时间, 时间到后自动停止喷淋。喷淋停止后, 测试梁体表面水分蒸发完毕时间, 根据此时间来调节水泵时间继电器, 当延时时间到后水泵再一次自动工作抽水, 如此周而复始直到养护期满为止。
自动喷淋养生的优点是: (1) 能保证养生期间全天候、全方位、全湿润的“三全”养生标准, 这是人工养生不可比拟的; (2) 基本实现了过程全自动化, 整个梁场养生仅需1名兼职人员即可完成所有梁板养生, 传统人工养生则至少需要2名专职人员, 提高了工作效率, 降低了人工成本。 (3) 设备成本低、拆装方便, 一套自动喷淋养生设备就可满足一个粱场的养生, 一套设备的制安费仅需1万多元, 配套设备也均为小型电器设备及PVC管, 在一般市场均可采购到; (4) 节约用水, 自动喷淋养生水经高压雾化后喷洒于梁板上, 节约了养护用水, 减少了积水, 又达到了保护环境的目的。
3 结论
本文所研究的装配式预应力砼T梁已经生产500余片, 钢筋加工成品检测合格率98%以上, 加工速度快而且能降低成本, 智能张拉压浆对张拉力控制精准, 安全方便, 压浆稳压好, 压浆饱满度好, 速度也更快, 自动喷淋砼养生连续有保障, 砼表面无裂纹、裂缝, 砼强度上升快, 说明T梁智能化施工技术控制效果好, 并且技术措施切实可行。建议将本工程的智能化施工技术推广应用到更多同类工程项目中, 以期使之不断完善。
摘要：近年来, 我国的道路桥梁在很多地区得到了较大规模的建设。在道路桥梁施工中, T梁预制是经常应用的一类梁板形式。在本文中, 将以资兴高速公路第五标段装配式预应力砼T梁智能化施工进行详细介绍。
关键词：装配式,预应力砼T梁,智能化施工
参考文献
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装配式预应力混凝土 篇8
关键词：装配整体式,预应力框架结构体系,抗震性能,BIM技术,设计,施工
中国经济的快速发展令世界瞩目,但环境的承载能力也考验着经济发展的内在质量。在环境保护面前,每一个锐意进取的中国企业都在思考着属于自己的责任与担当。上海市关于预制装配式的最新文件要求:新建装配式建筑,各区县政府在本区域工地面积总量中落实装配式建筑的建筑面积比例:2 014年不少于25%;2015年不少于50%;2016年,外环线以内符合条件的新建民用建筑原则上全部采用装配式建筑,装配式建筑比例进一步提高。
中建八局响应国家号召,以大力发展装配式建筑作为推行节能减排的重要切入点,努力提升建筑业工业化水平。将大量高噪声、高污染的“湿作业”搬到工厂中生产,有效减少了建筑污水排放、施工噪声扰民、有害气体及粉尘污染,最大限度减少建筑施工对周边环境的影响。同时,在加快施工速度、减少劳动力、提高工程质量等方面,装配式建筑优势明显。
1 工程概况
该工程位于虹桥核心商务区,紧邻中国博览会会展综合体。设计初期为项目售楼处,交付使用后作为物业办公楼使用,工程效果如图1所示,建筑平面如图2所示,其中横向最大柱间距12.6m,纵向柱间距5.4m,建筑面积1 200m2,建筑高度8.5m,地上2层,一层层高4.5m,二层层高4.0m,预应力混凝土框架结构,采用预制装配式施工方法建造,主要预制构件为预制柱、预制梁、预制叠合板和预制楼梯,预制率达到80%以上。
2 体系介绍与协同设计
2.1 装配整体式预应力混凝土框架结构体系
北美国家,如美国、加拿大等,从20世纪二十年代开始探索预制混凝土的开发和应用,到20世纪六七十年代PC技术得到大面积应用。目前,PC技术在居住建筑,学校、医院、办公等公共建筑,停车库,单层工业厂房等建筑中都得到广泛应用。在工程实践中,由于大量应用大型预应力预制混凝土构件技术,使PC技术更充分地发挥了其优越性,体现了施工速度快、工程质量好、工作效率高、经济耐久等优势。美国和加拿大PCI组织都完成了PC技术的规范和标准的制定工作,拥有完备的使用手册。这些手册持续、实时更新,以适应技术的发展。而我国装配式预应力混凝土框架结构的研究才刚刚起步。为了推进该项技术的应用,中建八局与同济大学合作研发了装配整体式预应力混凝土框架结构体系,该体系已经写入上海市地方标准《装配整体式混凝土公共建筑设计规程》
该体系梁柱节点连接如图3所示,预制柱通过灌浆套筒连接,叠合梁板,通过现浇梁柱节点与预制柱进行连接,预应力筋在现浇混凝土浇筑完毕并达到设计强度后进行穿束并灌浆。
该体系抗震性能试验结果显示,满足“强柱弱梁”的设计理念,且满足设计使用的要求。其抗震性能试验破坏形态如图4所示。
2.2 深化设计
1)装配整体式预应力技术的应用采用自主研发的装配式预应力框架结构体系,将预应力技术与装配式结构相结合,框架主梁后张预应力筋穿过梁柱节点核心区,实现跨度更大,结构受力更加合理。预应力筋穿束深化设计如图5所示。
2)深化设计与结构设计相协同在设计初期阶段,装配式结构深化设计介入,与建筑设计、结构设计有效结合,使施工图设计一次成型,避免重复改动,节省设计时间。其中预制柱采用节段柱的形式,如图6所示,该方法可减少一次预制构件间连接,加快安装施工速度,降低成本。梁柱节点连接如图7所示,柱底灌浆套筒定位如图8所示。
3)数字化移动生产该项目采用数字化移动式预制构件生产模式,根据项目特点,在现场搭设预制构件生产区,通过精心设计、精益施工,构件质量达到工厂化生产预制构件的质量。
4) BIM技术应用深化设计阶段,有效应用BIM技术,对预制构件尺寸、钢筋及埋件位置进行碰撞检查;施工阶段,进行工况模拟。核心区钢筋施工模拟如图9所示。
3 施工注意事项
3.1 预制节段柱吊装注意事项
节段柱如图6所示,其一层梁柱节点处为中空,只有钢筋连接,为薄弱点,为避免其在吊装、安放过程中发生过大变形,影响节段柱垂直度,对其做构造斜筋进行加强,其措施如图10所示
节段柱起吊时,利用柱身埋设的吊环进行吊装,如图11所示;翻身时,一台汽车式起重机钩住柱顶吊环,另一台汽车式起重机钩住下节柱身上吊环,缓慢转动,完成翻身。
3.2 钢筋套筒灌浆注意事项
1)清扫楼板表面,不得有碎石、浮浆、灰尘、油污和脱模剂等杂物;灌浆前24h,楼板表面应充分湿润;灌浆前1h,应吸干积水
2)推荐采用机械搅拌方式,搅拌时间一般为1～2min,采用人工搅拌时,应先加入2/3的用水量拌合2min,其后加入剩余水量搅拌至均匀。标准稠度加水量为12%～14%。
3)灌浆方式可采用自重法、高位漏斗法、压力注浆法。本项目采用的是分段注浆法,由于浆料流动距离长,采用压力注浆,保证施工质量。
4)坐浆层或坐浆层封堵材料采用高强砂浆,砂浆强度不低于剪力墙混凝土强度
5)下部注浆孔进行注浆,当上部出浆孔有浆料溢出时,视为该注浆孔完成注浆,注浆时必须连续进行,不能间断,并应尽可能缩短灌浆时间
6)注浆过程中及注浆完成后要观察内、外墙面是否有注浆料渗漏,如有渗漏应及时封堵。
7)充填完毕后4h内不得移动套筒,灌浆材料;充填操作结束后1d内不得施加振动、冲击等影响。
现场灌浆套筒施工如图12所示。
3.3 叠合板施工注意事项
安装叠合板时底部必须做临时支架,支撑采用可调节钢制PC工具式支撑,间距900mm,安装楼板前调整支撑标高与两侧墙预留标高一致。
在楼板结构层施工过程中,要双层设置叠合板支撑,待上层叠合楼板结构施工完成后,同时下层叠合楼板现浇混凝土强度不低于75%设计强度时,才可以拆除下一层支撑。
4 结语
1)工程为设计一施工一体化。结构设计阶段,深化设计与施工方提前介入,进行协同,提前考虑设计、施工中的问题,减少施工难度和后期变更的可能性
2)工程中应用BIM技术进行碰撞检查和模拟施工,可在施工前对建筑进行虚拟建造,提前发现问题,减少后期返工。
3)本工程将装配整体式预应力混凝土框架结构体系首次运用于实际工程,且效果明显,对推动该体系的应用具有示范作用。
4)工程预制装配率达80%以上,对推动上海市建筑工业化的发展具有重要意义。
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浅析预制装配式混凝土结构应用 篇9
1 预制装配式混凝土结构优点分析
1.1 施工方面优点
(1)施工方面优势。污染低,预制装配式混凝土结构具有低污染优势,该结构件往往都是在预制厂进行标准化生产制造,进而能够降低施工现场的污染水平,控制粉尘、噪音等污染问题。
(2)无需木模。预制装配式混凝土结构能够解决现阶段多数施工建筑工地采用现场浇筑的模式,降低木制模板的使用量。预制装配式混凝土结构在预制厂进行生产过程中,因其标准化程度高,钢模替代了木模,进而使结构质量得到提升,对后续施工提供了保障。
(3)现场秩序规范化。原有的施工现场在现场浇筑、养护混凝土时,需要搭建大量的基础设施,进而使得施工现场秩序混乱,导致部分安全隐患问题突出。而预制装配式混凝土结构实现了场外浇筑和养护,在达到强度后才进场装配,施工现场无需搭建支撑和脚手架,保证现场秩序的高标准。
(4)安全性更高。传统现场浇筑工艺施工的安全隐患较多,容易造成人身和财产损失,而预制装配式混凝土结构则能够有效降低安全问题产生机率,有效预防安全事故。
1.2 质量方面优点
(1)构件整体性突出。现场浇筑结构需要分段浇筑,进而才能避免混凝土水化热过大等问题,其构件整体性较差。而预制装配式混凝土结构则在预制阶段采取水平浇筑的方式,确保构件整体成型,体现其整体性。
(2)混凝土强度有保证。预制装配式混凝土结构在预制中,其设计强度等级往往高于现场浇筑混凝土一个等级。在实际加工中因加水量小,其混凝土强度就自然要高。
1.3 工期优势
(1)现场工程量小。预制装配式混凝土结构施工之前的构件制作都在预制厂完成,施工现场仅需要完成构件的装配加固等个别环节工作,总体的工程量要远低于传统的现场浇筑施工作业。
(2)同步工程效率更高。预制装配式混凝土结构施工能够实现同步施工,建筑施工过程中上部结构还在具体装配构件时,下部结构就能够同时进行装修等其他工作,整体效率更有保障。
2 预制装配式混凝土结构发展趋势
如上文所述,预制装配式混凝土结构具有效率高、稳定性强、环保性能突出等优势,结合当前对建筑行业可持续发展的现实要求,国内外在预制装配式混凝土结构的应用方面都处于着力推动的状态。作为建筑业大国,我国建筑业自改革开放以来取得了长足发展,建筑规模总量日益攀升,我国国内于2014年颁布实施了《绿色建筑行动方案》,该方案当中明确指出了要推广适合工业化生产预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建筑工程预制和装配技术,进而提供建筑工业化的技术集成水平。地方政府也通过政策的引导,强化了建筑业在预装配式技术的普及应用。
2.1 强化抗震设计
随着预制装配混凝土的施工规范逐渐扩大,因此应不断对其加以修正和优化。可见旧的规范中关于预制装配混凝土结构的抗震设计方面有缺陷,相应的预制构件,主筋偏少,箍筋则间距不理想,进而造成结构强度下降,存在不足,难以有效抵御地震影响。新的设计规范当中则应该要求构件设计,应充分考虑地震作用影响,增强构件强度。
2.2 保障施工质量
预制混凝土结构存在预制过程中标准不统一、设计不合理的情况,进而导致部分项目完工后,在节点强度等方面存在明显不足,导致产生了安全性问题,造成人员伤亡和财产损失。在实际施工过程中,施工方应严格按照标准落实预制装配式混凝土结构的装配工作,确保各环节有序衔接。
3 预制装配式混凝土结构应用重点
建筑的结构形式最终决定着建筑材料的选择、施工工艺的选取等内容。同时结构也决定着建筑施工的成本和效率及后期建筑的安全性和稳定性。相对于传统混凝土结构而言,预制装配式混凝土结构的优势突出。预制装配式混凝土结构构件在预制厂实现生产预制,一经运输到施工现场即可完成组装,进而基本完成了结构施工。预制装配式混凝土降低了生产作业成本,同时提升了施工的精确性和持续性,减少了施工作业现场的环境污染。在实际施工过程中,可见预制装配式结构中所有的承重构件都可以采用预制构件或者部分采用预制构件。预制装配混凝土构件与传统混凝土结构在性能方面相同,不论是高度还是抗震等级都相差无几。在实际应用过程中应注意几方面重点内容。
3.1 做好施工衔接
采用部分预制剪力墙结构施工时,预制结构外墙要与保温层、防水层和门窗等构件进行一体化生产,进而才能体现出预制结构的自身优势,在后期内墙现场浇筑施工时,则能够及时实现组合,进而节省大量的复杂工艺程序,降低施工成本。总体上,预制结构与非预制结构对接应用时,必须做好相应施工衔接,有效设计施工方案,确保施工有序推进。
3.2 细化施工程序
目前来看在建筑施工中一道重要工序就是做好预制墙体之间拼缝的处理。而墙体间的拼缝连接需要通过设计计算满足拼缝的承载力、变形要求及结构性能等方面要求,预制装配混凝土结构墙在相关要求方面明显高于现浇混凝土结构墙。如全预制剪力墙结构预制化率高,但接缝的连接构造较复杂、施工难度较大,目前在确保结构抗震性等方面的研究工作依然需要有所深入。
参考文献
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[2]曹杨,孙千伟,宫文军,魏宏超,丁文胜,王国林.新型装配式混凝土框架型钢节点试验[J].建筑科学与工程学报,2016,(2).