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1、5.3 预制混凝土构件 和预应力混凝土施工,一、预制混凝土构件施工 二、预应力混凝土施工,预制混凝土构件(Precast concrete element) ：预先制作供现场装配的混凝土制品。 预制混凝土构件在水利水电工程中使用比较广泛。,预制混凝土构件,预制混凝土构件,与现场浇筑混凝土比较的主要优点： 制品可标准化，提高产品质量。 加快模板周转，增加使用次数，节省钢、木材料，降低模板费用。 不受或少受气候影响，有利于生产的均衡性和计划性。 避免高空立模和支撑的困难，可快速安全施工。,预制混凝土构件的制作，可在工厂或现场预制。 外形尺寸和重量较大的或组合成整体结构物的预制混凝土构件，由于运输困
2、难，常采取现场就地预制； 数量多和重量较轻的构件，多在预制厂成批生产。 大型预制混凝土构件的主要问题是吊装，因此，在预制前，需对构件的吊点位置、吊环或吊孔设置、吊装应力及刚度、变形等，作专门设计，以满足吊装设备和吊装方法的要求。,预制混凝土构件的制作,制作工艺,1.施工准备,预制现场应设有临时的排水沟，预防下雨时原地下沉。对立式地胎模，应表面平整、尺寸准确。优先选用型钢底模，也可采用混凝土或砖胎模，底模应抄平。采用地胎模时应处理地基，夯实平整，表面抄平粉光。地胎模要顺滑，便于脱模。 底模使用后应铲除混凝土残渣瘤疤，清扫表面灰尘，涂刷隔离剂。,2.置放钢筋,钢筋骨架安装定位前应检查钢筋骨架中钢筋
3、的种类、规格与数量、几何形状和尺寸是否符合设计要求，铁件规格、数量及焊接是否正确。亦可在隔离剂已干燥的地胎模上绑扎钢筋骨架，以避免预制钢筋骨架在搬动起吊时变形。,3.安装侧模,宜优先选用钢制侧模。侧模安装应平整且结合牢固，拼缝紧密不漏浆，内壁要平正光滑，木模应尽可能刨光，转角处应顺滑无缝以便脱模，几何尺寸要准确，斜撑、螺栓要牢靠，预埋铁件顶留孔洞位置尺寸应符合设计要求，侧模安装后应保持清洁无杂质残渣，以保证混凝土的浇筑质量。,4.浇筑成型,浇捣混凝土前应检验钢筋、预埋件的规格、数量、钢筋保护层厚度及预留孔洞是否符合设计要求，浇捣时应润湿模板，人工反铲带浆下料 构件厚度不超过360mm时可一次浇
4、筑全厚度，用平板振捣器或插入式振捣器振捣； 构件厚度大于360mm时应按每层300350mm厚分层浇筑，振捣器应插入下层混凝土5cm，以使上下层结合成整体。 浇筑时应随振随抹，整平表面，原浆收光,4.浇筑成型,如构件截面较小、节点钢筋较密、预埋件较多时，容易出现蜂窝，应仔细地用套装刀片的振捣器振捣节点和端角钢筋密集处。 振捣混凝土时应经常注意观察模板、支撑架、钢筋、预埋铁件和预留孔洞，发现有松动变形、钢筋移位、漏浆等现象应停止振捣，并应在混凝土初凝前修整完好，继续振捣，直至成型。,4.浇筑成型,浇筑顺序应从一端向另一端进行。 浇到芯模部位时，注意两侧对称下料和振捣，以防芯模因单侧压力过大而产生
5、偏移。 浇到上部有预埋铁件的部位时，应注意捣实下面的混凝土，并保持预埋件位置正确。浇灌混凝土时不得直接站在模板或支撑上操作，不得乱踩钢筋。浇捣完毕后2h内应进行养护。,补充：预制温凝土构件的成型方法,振动法：在施工现场和预制使用台座法制作构件时，主要振捣设备是振捣器；用机组流水和传送带流水制作构件则用振动台；在振动成型的过程中，如同时在构件上面施加一定的压力，则可加速振捣过程，提高捣实效果。 挤压法：采用螺旋挤压法形式的行模(挤压机)生产混凝土构件，一般用于预应力混凝土圆孔板的生产。 离心法：特装有混凝土的模板放在离心机上，以一定速度旋转，在离心力的作用下，使混凝土成型密实。,5.拆模养护,当
6、混凝土强度达到1.2MPa以上能保证构件不变形、棱角完整无裂缝时即可拆除侧模。 预留孔洞芯模应在混凝土强度能保住孔洞表面不发生裂缝、不坍陷时方可拆除。注意芯模应在初凝前后转动，以免混凝土凝结后难于脱模。 拆模时应精力集中，随拆随运，拆下的模板堆放在指定地点，按规格码垛整齐。 采用自然养护时，在浇筑完成12h内进行养护，保湿养护不少于14d。,补充：预制构件的养护方法,自然养护：成本低，但强度增长慢，需延长脱模时间。 蒸汽养护：将预制构件置于专门的蒸汽室内养护，可缩短养护时间，加速混凝土硬化过程。 热拌混凝土热模养护：即利用热拌混凝土浇筑构件，然后向钢模内通入蒸汽进行养护，加速混凝土的硬化，缩短
7、养护时间。 远红外线养护：用热源加热红外线辐射而产生红外线，被构件吸收就转变为热，用此法养护时间短、能量消耗低。,6.成品堆放,当混凝土强度达到设计强度后方可起吊。先用橇棍将构件轻轻撬松脱离底模，然后起吊归堆。构件的移运方法和支承位置，应符合构件的受力情况，防止损伤 构件堆放应符合下列要求： (1)堆放场地应平整夯实，并有排水措施； (2)构件应按吊装顺序，以刚度较大的方向堆放稳定； (3)重叠堆放的构件，标志应向外，堆垛高度应按构件强度、地面承载力、垫木强度及堆垛的稳定性确定，各层垫木的位置，应在同一垂直线上。 构件制作的允许偏差应符合设计规定，经检验合格的构件应有合格标志。,混凝土的三个发
8、展阶段,混凝土：抗拉强度低；极限拉伸率小。 钢筋混凝土：变形方面出现矛盾，即使安全使用，钢筋的拉伸率也将达到混凝土极限拉伸率的510倍，为了不使混凝土开裂，必须限制受拉区的应力，钢筋强度不能充分利用。 预应力混凝土：在承受荷载前对混凝土施压，使它发生预压应力和压缩变形，这种变形在混凝土承受荷载时成为拉伸变形的储备。,预应力混凝土的发展,设想起源于对木桶加箍，以及对木轮加缩紧的轮箍。 1886年，美国，杰克森创始人,法国Lucancy的Marne桥，桥跨55m，跨中梁高仅1.27m，建于1941年。二战后建成的第一座预应力混凝土二铰刚架桥。,昌吉河桥位于兰新铁路乌鲁木齐至国境段的昌吉河上，是中国
9、第一座预应力混凝土铁路系杆拱桥 。主跨56m，桥全长155.08m。,预加应力方法,对混凝土预加应力的方法很多，其中大部分使张拉预应力筋并通过粘结力或锚具将反力传给混凝土，使它获得预应力。根据预应力筋张拉时间的先后，习惯上把预加应力方法分为先张法、后张法和同张法。（参见预应力混凝土施工）,先张法,在混凝土挠捣前张拉预应力筋，达到要求应力时，用夹具把它临时锚固于承力设备上，等混凝土硬化到一定强度时把它松开，松开时预应力筋发生弹性回缩，并通过粘结力对混凝土施压，使它获得预应力。 一般用于预制梁、板等构件。,张拉预应力筋,浇捣混凝土,放松预应力筋对混凝土预加应力,1预应力筋；2承力设备；3夹具；4混
10、凝土构件,钢丝对准两端台座孔眼，按顺序进行，不得交错。,混凝土应为干硬性混凝土，混凝土下料时应均匀铺撒。振捣采用平板式振动器或用插入式振捣器。,混凝土成型12h内应开始进行养护，当混凝土强度达到设计强度的75%以上，达到设计要求的松张程度时即可放张,后张法,在混凝土浇捣并硬化到一定强度时张拉预应力筋。预应力筋一般都配置于混凝土体中，只在个别情况下配置于混凝土体外。 当配置于混凝土体中时，一般都用抽芯法预先留置孔道，后将预应力筋穿入，使它在张拉时能相对于混凝土移动；也可用特制的套管包覆预应力筋，使它不被混凝土粘结。 预应力筋张拉到预定应力时，用特制的锚具把它端部锚固在混凝土端面上，然后在孔道中灌以灰浆以保护预应力筋免遭诱蚀，并通过灰浆把预应力筋与混凝土粘结在一起。 主要用于制作大型吊车梁，屋架以及提高闸墩承载能力。,甲：用抽芯法留置孔道；乙：用埋设法留置孔道 a浇捣混凝土构件；b穿筋；c张拉锚固预应力筋；d孔道灌浆 1混凝土构件；2孔道；3预应力筋；4锚具；5灰浆,
