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混凝土布料机范文1
关键词：再生混凝土；骨料等级；收缩；徐变
再生混凝土，又被称之为再生集料，它是将一种将建筑工程中废弃的混凝土进行破碎处理然后加入水、水泥及部分天然集料等再次加工而形成的一种再生集料。它将建筑所产生的废弃的混凝土进行了重新的利用，减少了不必要的资源的浪费。粒径的大小是划分再生混凝土为两类的标准：再生细集料指的是粒径大小在0.5mm与5mm这一区间内的骨料；而再生粗集料指的则是粒径超过5mm的集料，施工中常用的是后者[1]。
1相关概念的简介
1.1骨料的等级分类
骨料的等级分类有相应的国家标准：国家发行的标准文件GB/T25177—2010，又称《混凝土用再生粗骨料》，其对再生粗骨料的具体分类要求如表1所示：为深入分析低等级再生骨料对混凝土收缩徐变性能的影响，建议在原有的国家标准基础上增加Ⅳ类等级再生骨料：将表观密度比2000t/m-3大、但是又达不到Ⅲ类再生骨料要求的称为Ⅳ类再生骨料。具体参数如表3所示。
1.2混凝土收缩徐变性能简介
混凝土的收缩性能是在搅拌发生凝结硬化过程之后，受水分挥发及化学变化影响而体积下降的现象[2]。混凝土的徐变效应是混凝土在荷载作用与时间的双重施压下而发生的变形现象。混凝土骨料中存在的天然的石头骨料的强度较大，所以常见的混凝土所发生的徐变现象，多是由混凝土中的水泥砂浆造成的。但是对于再生混凝土中的再生骨料来说，其收缩徐变的性能受到诸多方面的影响，如骨料自身性能的影响、骨料的等级和再生骨料在混凝土骨料整体中所占的比例等等。因此，对于再生混凝土的徐变性能的研究较为复杂，需要进行大量的实验、精确的计算，只有这样才能准确掌握再生混凝土收缩徐变的性能在，更好地指导对再生混凝土的利用。
2骨料等级的差异对再生混凝土收缩徐变性能的影响
等级较高的骨料表面的废旧水泥砂浆附着量较小，空隙率比较低，因此其水灰比会降低，这样就能很好地与水泥砂浆发生黏结效应。等级、品质较高的再生混凝土在各方面的性能都能达到较好的状态，最大程度地接近普通混凝土的性能指标；而等级稍低的再生骨料则会在不同层面对再生混凝土的性能产生消极的影响。品质与等级不同的骨料对再生混凝土在收缩与徐变性能上会长生正比例的影响。再生混凝土收缩徐变性能受到骨料等级差异和再生骨料在混凝土中所占的比例大小等因素的影响。我国以相同强度等级情况下的普通混凝土收缩徐变的计算值为基数，将此基数乘以1个单位的修正系数来计算再生混凝土的收缩徐变。修正系数是普通混凝土与再生混凝土收缩与徐变的相对数值。
2.1Ⅰ类再生粗骨料
学者全洪珠等探究了高级Ⅰ类再生粗骨料和低级Ⅲ类再生粗骨料对再生混凝土收缩与徐变性能的影响，证明：高级再生骨料混凝土在九十天内的收缩徐变比率较之普通混凝土降低指数约为15%，能够达到与普通混凝土相当的水平[3]。而学者叶禾的实验也证明：Ⅰ类再生粗骨料混凝土在强度等方面与普通混凝土处于同等水平，在180天的实验时间中，其收缩与徐变的性能与普通混凝土相比均增加了10%左右。
2.2Ⅱ类再生粗骨料
学者Fathifazl的实验研究结果显示出，Ⅱ类再生粗骨料混凝土的收缩与徐变的比率较之普通混凝土分别要高出约26%与29%；研究者Kimura等人的实验结果则显示出在100天的实验时间内，Ⅱ类再生粗骨料混凝土收缩与徐变的比率较普通混凝土要高出20%；由大量的实验可以得出以下结论，即Ⅱ类再生粗骨料混凝土的收缩徐变性能较好。
2.3Ⅲ类再生粗骨料
Ⅲ类再生粗骨料，是一种等级与品质都较低的再生骨料。研究者叶禾的研究结果显示，Ⅲ类低等级骨料混凝土的强度方面比普通混凝土降低约10%，而相应收缩徐变则高达40%及50%。国外学者Domingo-Cabo等人记录180天内Ⅲ类再生粗骨料混凝土收缩与徐变数据[4]，与普通混凝土相比高出约70%与32%。
2.4IV类再生细骨料与粗骨料
IV类再生细骨料与粗骨料的主要来源是由废弃砖块所生产出来的。国外学者Hasaba曾经做过实验，他发现，当IV类再生粗骨料取代天然粗骨料的比例达到百分之百时，混凝土的收缩徐变是普通混凝土的1.5倍；而后再往其中加入百分之百的再生细骨料时收缩则会增加0.3倍。国内学者郝彤的实验也证明，在已经存在粗骨料的再生混凝土中加入IV类再生细骨料时，混凝土的收缩徐变会发生进一步的增大趋势。
3结束语
在实际情况中，再生骨料的等级品质对再生混凝土的收缩徐变性能起到了决定性的作用，不同等级的骨料所构成的再生混凝土在收缩与徐变的性能上也具有较大的差异性。本文在分析骨料等级的国家标准基础上，重点分析三类不同等级的再生粗骨料混凝土在收缩徐变性能上同普通混凝土的差别，并得出结论：骨料等级越高的再生混凝土在收缩徐变性能方面越好，而低等级骨料再生混凝土在收缩徐变性能方面则表现较差。对目前国家标准中不同等级的骨料再生混凝土的收缩与徐变的性能进行深入地分析与把握，可以加深对再生混凝土的理解，优化对再生混凝土的利用。
参考文献：
[1]肖建庄,郑世同,王静.再生混凝土长龄期强度与收缩徐变性能[J].建筑科学与工程学报,2015,(1):21-26.
[2]罗俊礼,徐志胜,谢宝超.不同骨料等级再生混凝土的收缩徐变性能[J].中南大学学报(自然科学版),2013,(9):3815-3822.
[3]王勇.再生混凝土收缩徐变性能试验研究[D].哈尔滨工业大学,2008.
混凝土布料机范文2
关键词：橡胶集料混凝土；组合梁；疲劳性能；部分剪力连接；栓钉
中图分类号：TU398 文献标识码：A
可再生橡胶集料混凝土（RRFC）由普通混凝土加入经过机械粉碎、碾磨并洗净的废旧轮胎橡胶颗粒所制成，是一种新型环保绿色材料。由于其具有较好的变形能力、抗裂性能及良好的疲劳性能，这种新材料已成为国内外的研究热点。早在1999年就被用于亚利桑那大学的路面铺装，目前已得到更为广泛的应用。Hernandez针对不同橡胶掺量的混凝土进行了一系列试验，测试其静力、动力和疲劳性能，指出橡胶集料混凝土具有较好的能量耗散性能和抗疲劳性能。国内学者也进行了一些试验，如橡胶混凝土的三点弯拉疲劳性能，证明同等循环加载条件下，橡胶混凝土的疲劳寿命明显高于普通素混凝土。
钢与混凝土组合梁能充分利用不同材料的性能，目前已被广泛应用于高层建筑、多层工业厂房和桥梁，并带来良好的经济与社会效益。钢和混凝土之间的组合作用由剪力连接件实现，由于施工方便，焊在钢梁翼缘上的栓钉成为最常用的剪力连接件。对于承受交通荷载的桥梁，结构长期处于循环荷载作用下，栓钉将直接承受疲劳荷载，其疲劳问题日益突出。为此，国内外学者进行了大量的静力与疲劳试验，研究了组合梁的疲劳破坏形式，及栓钉直径、疲劳荷载和混凝土强度等因素对疲劳性能的影响。
基于橡胶集料混凝土良好的材性，将其应用于组合桥梁中，可有效提高行车舒适度，减少结构开裂，并可能改善组合桥梁的抗疲劳性能。此外，大直径栓钉的应用可以减小栓钉个数，降低焊接工作量，有效加快施工进度，而橡胶集料混凝土的应用也可能改善大直径栓钉的受力性能。目前已对组合梁和橡胶集料混凝土性能展开了大量研究，然而，尚缺乏对钢与橡胶集料混凝土组合梁疲劳性能的系统研究。本文为研究橡胶集料混凝土钢组合梁抗疲劳性能，选取了混凝土种类、栓钉直径、剪力连接程度、钢梁尺寸4个影响因素，进行6个组合梁疲劳试验。研究了不同参数对组合梁疲劳寿命、抗裂性能、应力分布、残余变形及刚度退化的影响，并讨论橡胶集料混凝土在组合桥梁中的适用性。
1试验概况
1.1试件设计
文献研究了0%，5%，10%和15%四种不同橡胶掺量下，组合梁推出试件的受力性能，结果表明掺量为15%的混凝土强度有较大削弱，而掺量为5%的混凝土塑性性能提高不明显。因此，本文在前期研究的基础上，选择橡胶掺量为10%的橡胶集料混凝土制作试件。在组合梁静力试验的基础上，本试验共设计6个与静力试验相同的组合梁试件，用于疲劳试验，编号为FBFT-1～FBFT-6。
钢与混凝土组合梁是由H型钢梁、加劲肋、焊钉、混凝土板和钢筋组成的空间受力体系，难以按比例制作相应的缩尺模型，特别是混凝土桥面板和钢板的厚度，而足尺模型成本较高。为此，按《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）制作组合梁的定型模型，模拟钢与混凝土组合梁的受力情况，对其进行研究。试件设计考虑试验条件的同时，保证所有试件的设计中性轴均位于钢梁截面，避免混凝土板受拉。组合梁全长4 000 mm，其中纯弯段700 mm，剪跨段1 500 mm，加载点及支座截面设置加劲肋。所有试件的设计中性轴均位于钢梁上翼缘。试件设计为2种截面尺寸，钢梁分别使用HW250×250和HW350×350，其中2个试件的混凝土板采用普通混凝土浇筑，4个试件的混凝土板采用掺量为10%的橡胶集料混凝土浇筑。钢梁上翼缘焊接单排栓钉，栓钉直径分为16，19，22 mm。本文的组合梁为部分剪力连接，栓钉个数较少，且推出试验结果表明，栓钉数量相同的情况下，单排栓钉受力性能较好，因此均采用单排均匀布置。为研究部分剪力连接组合梁的疲劳性能，按规范设计0.5和0.68两种不同剪力连接程度，公式如下。
（1）
（2）式中：r为剪力连接系数；n为实际栓钉个数；ns为完全剪力连接时的计算栓钉个数；Fc榛炷土板压力；beff为混凝土板有效宽度；hc为混凝土板有效厚度；fc为混凝土抗压强度；Vu为单个栓钉抗剪承载力，由静力推出试验获得。
组合梁试件的参数见表1，试件具体尺寸及构造见图1和图2。
按照GB/T 10432-2002，栓钉选用16 mm×90 mm，19 mm×110 mm，22×130 mm三种规格，长度与直径比值均大于4，细部尺寸见图3。试件在钢结构加工厂制作并养护，模板及配筋见图4。
1.2材料属性
试件的混凝土设计强度为C30，通常情况下，以橡胶颗粒代替部分细骨料，但混凝土的强度和弹性模量都会有所下降。为排除试验中混凝土强度对组合梁抗疲劳性能的影响，经多次试验后，改变粗骨料及水灰比，确定最合适的配比，使橡胶集料混凝土与普通混凝土的强度和弹性模量基本相同。在浇筑试件时，按规范制作2组150 mm×150 mm×150mm的标准立方体试块，一组在标准养护条件下养护，另一组在与试件组合梁相同的条件下养护，抗压强度测试结果见表2。其中fcu，k为在标准养护条件下28 d的立方体抗压强度，fcu，k为在与试件相同的条件下养护，并于疲劳试验开始时测试的立方体抗压强度，E为弹性模量。
试件所用型钢材料为Q235钢，从钢梁翼缘上切取标准板条进行拉伸试验，平均屈服强度和极限抗拉强度分别为241 MPa和398 MPa。栓钉的材料为M15，其抗拉强度为365 MPa。钢筋选用φ6的HRB335热轧钢筋，2种组合梁截面的纵向配筋率分别为0.87%和0。71%，经测试的钢筋屈服强度和极限抗拉强度分别为348 MPa和455 MPa。
1.3试验装置
疲劳试验采用1000kN电液伺服疲劳试验机加载，作动器在组合梁跨中施加等幅正弦脉冲疲劳荷载，加载频率为1.3 Hz，荷载通过分配梁传递给2个加载点，加载点间距为700 mm。试件两端简支，组合梁和分配梁的两端支座下均放置厚度为40mm的钢板，以防止试件局部压力过大，试验装置如图5所示。
1.4测点布置及加载制度
疲劳试验中，采用精度为1/1 000 mm的位移计测量跨中挠度，同时测量支座端钢梁与混凝土的相对滑移和掀起，以确定组合梁在疲劳荷载下的动位移。采用混凝土应变片测量跨中截面混凝土板的应变，可判断组合作用的程度及中性轴位置的变化。测点布置如图6所示，其中D1～D3为位移计，C1～C3为应变片。
在疲劳试验正式开始前进行1～2次静力预加载，以消除松动并确认仪器工作正常。疲劳加载过程中，当加载至0.03，0.1，0.5，1，3，5，10，15，20，30，40，…万次时，停止疲劳加载，进行一次静力加卸载循环，用于分析疲劳加载过程中的残余应变、残余变形及刚度退化的规律，所加荷载为疲劳荷载上、下限的平均值。出现疲劳破坏的征兆时，适当减小采集间隔。
2试验结果
2.1疲劳寿命
对6个与疲劳试验相同的组合梁试件进行静力加载，测得其极限承载力，见表3。疲劳荷载的上、下限由极限承载力按比例计算得到。为保证疲劳试件不进入弹塑性阶段，疲劳荷载上限约为静力极限承载力的50%；根据实际经验，取疲劳荷载下限约为静力极限承载力的10%。根据静力试验可知FBFT-1～FBFT-3及FBFT-4～FBFT-6分别具有基本相同的承载力，为方便疲劳加载，按平均承载力计算，对FBFT-1～FBFT-3及FBFT-4～FBFT-6分别施加相同的疲劳荷载，以比较不同参数对组合梁疲劳性能的影响。主要试验参数及疲劳加载次数见表3。由表3中数据可见，使用橡胶集料混凝土的试件FBFT-2和FBFT-5分e比使用普通混凝土的FBFT-1和FBFT-4拥有较高的疲劳寿命，寿命分别增加50%和144%，表明橡胶颗粒具有较好的变形性能，可有效降低应力集中作用，减缓组合梁的疲劳损伤发展。FBFT-2与FBFT-3相比，剪力连接程度增加36%后，疲劳寿命增加40%，这是因为组合梁的破坏标志为剪跨区栓钉疲劳剪断，因此在部分剪力连接的组合梁中，剪力连接程度对其疲劳性能有很大影响。对比FBFT-5与FBFT-6可知，剪力连接程度相同的情况下，疲劳寿命随栓钉直径的增加而降低，原因是直径增大后栓钉个数相应减少，易导致较大的应力集中，加速疲劳损伤的发展。但是，FBFT-4与FBFT-6具有相近的疲劳寿命，证明橡胶集料混凝土良好的抗疲劳性能可弥补大直径栓钉缺陷，进而为更大直径栓钉的应用提供可能。
2.2试验现象及破坏模式
由于预加载时，钢与混凝土间的自然黏结已经失效，因此组合作用完全由栓钉提供。在疲劳加载初期，栓钉产生变形，支座处的钢梁与混凝土板首先出现相对滑移。此后，栓钉变形增大，支座端的滑移有所增加，加载点下方的混凝土板出现细小裂缝。随着疲劳加载次数增加，支座附近发出有规律的清脆响声，混凝土板掀起明显，可观察到支座处的栓钉已被剪断，剪跨区滑移由支座端向跨中发展，组合作用被削弱，加载点下方混凝土的裂缝贯穿板底。破坏时，混凝土裂缝宽度增大，滑移已由支座向跨中延伸至约1 200 mm处，掀起与滑移变形极大，可观察到剪跨区栓钉全部剪断，此时钢梁没有明显变形，但由于组合作用完全丧失，因此判定组合梁疲劳破坏，如图7所示。这也说明，疲劳破坏时，组合梁退化为钢梁，轧制钢材疲劳性能较好，且可以承受疲劳上限，所以结构具备较大的后续疲劳承载能力。因此，试验所测寿命仅为组合梁的疲劳寿命，而并非结构的全寿命。
组合梁疲劳破坏模式与静力破坏有很大差别。承受静力荷载时，组合梁跨中有明显挠曲变形，最终破坏形式为跨中钢梁屈服，混凝土板压碎，但栓钉基本没有破坏，如图8所示。承受疲劳荷载时，6个试件的破坏模式均为剪跨区栓钉全部剪断，破坏时钢梁没有屈服，详见图9。
试验中栓钉的疲劳剪断破坏模式主要有图10中的3种：栓钉杆中下部剪切破坏（图10（a））、栓钉根部钉杆剪切破坏（图10（b））、栓钉焊缝撕裂破坏（图10（c））。前两种破坏模式为正常疲劳破坏，第三种破坏模式是由焊接缺陷导致的，对栓钉疲劳性能有很大削弱。试验发现大部分栓钉发生第二种破坏，但仍有一定数量的栓钉发生第三种破坏。当栓钉发生前两种破坏时，钉杆均可产生图11所示截面，从图中可以看出，疲劳源位于栓钉表面，疲劳裂缝扩展区内有明显的疲劳台阶，裂缝扩展区与瞬断区的面积比约为5：1，表明栓钉有较好的塑性。
在疲劳过程中，由于端部栓钉逐步剪断，剪跨区的混凝土板受力很小，趋于自由状态，因此仅在纯弯段的加载点附近受力较大并出现裂缝，裂缝分布如图12所示。图12（a）与（b）～（e）对比可知普通混凝土组合梁的主要裂缝仅有一条，裂缝宽度较大，损伤严重，而橡胶集料混凝土组合梁的裂缝相对细小，且分布均匀，没有发生致命的集中破坏；由图12（b）与（c）可以看出，当所用栓钉和混凝土相同时，剪力连接程度小的组合梁裂缝数量较多；由图12（d）与（e）比较可知，所用混凝土与剪力连接程度相同时，大直径栓钉会导致混凝土开裂时间过早，但对裂缝的数量没有明显影响。
3试验结果分析
3.1跨中截面混凝土应变沿梁截面高度变化规律
大量已有静力试验证明，组合梁在承受静力荷载且处于正常工作状态时，全截面均符合平截面假定，即混凝土板与钢梁可以共同受力，所受应力示意图见图13（a）；当静力构件进入塑性阶段或剪力连接件变形过大时，组合梁不符合平截面假定，混凝土板与钢梁不完全连接，并产生2个中性轴，受力状态如图13（b）所示；当没有剪力连接时，混凝土板与钢梁完全独立工作，如图13（c）所示。
为研究疲劳荷载下组合梁受力性能，在试件跨中混凝土板侧面粘贴应变片。由试件尺寸计算可知疲劳试验所用组合梁属于图13（a）中所示第二种情况，相应的静力试验也可表明混凝土板在加载过程中全部受压，即中性轴位于钢梁截面内，因此若疲劳试验测得混凝土板受拉应力，则可判定组合梁处于不完全连接状态。
图14所示为不同荷载循环次数下，FBFT-1混凝土板的应变在跨中截面沿截面高度的变化规律。
从图14中可以看出，应变沿混凝土板截面高度的分布基本为直线，表明疲劳过程中，平截面假定在混凝土板内可假设成立。数据显示混凝土板在疲劳加载前全截面受压，板与钢梁可协同受力，但荷载循环仅0.3万次后，混凝土板底部出现拉应力，说明组合作用被削弱，板内中性轴位置接近板底；疲劳加载2万次后，剪力连接键进一步破坏，应变片C2所测数据基本为零，分析可知板内中性轴上移至C2处；试件发生疲劳破坏时的静力加载数据显示，中性轴继续上移，位置靠近混凝土板的中心轴，表明剪力连接键已基本失效，试件受力模式接近图13（c）所示叠合梁。
试验数据显示，其余试件中混凝土板应变的变化规律基本与FBFT-1相同。综上可知，部分剪力连接的组合梁在0万次静力荷载下组合作用完好，受到疲劳荷载后，组合作用迅速退化，在全部疲劳试验过程中，组合梁不符合平截面假定，处于不完全连接的状态。此外，0万次所测荷载应变曲线呈线性分布，试件可沿加载路径卸载，表明试件在相应荷载下处于弹性阶段，但经历疲劳循环后，试件在相同荷载下出现明显的弹塑性阶段和“滞回现象”，且加载次数越大，试件的塑性特征越明显。
图15所示为混凝土板中性轴高度hn随疲劳荷载循环次数的变化规律，其中hn为中性轴位置与板底的间距，若混凝土板全截面受压，则中性轴高度为负。由于试件FBFT-3的应变片在测量中损坏严重，采集数据变异较大，将其剔除。由图14可以看出，试件FBFT-1～FBFT-2与FBFT-4～FBFT-6分别具有基本相同的曲线，表明若组合梁截面尺寸相同，则板内中性轴发展规律基本相同，栓钉直径、剪力连接程度和橡胶集料混凝土均未对其产生影响。
3.2疲劳破坏标准
虽然疲劳破坏一般为脆性破坏，但是与其他结构相比，混凝土组合梁疲劳破坏时有较大延性。这是因为组合梁中栓钉从支座端向跨中依次破坏，构件中栓钉数量较多，且每个栓钉的破坏均需经历足够的荷载循环次数，因此结构可进行多次应力重分布。此外，型钢钢梁的抗疲劳性能较好，在剪跨区栓钉全部剪断，混凝土板完全失效的情况下，只有钢梁单独受力也能承受最大疲劳荷载。这也说明，以结构不能承受最大疲劳荷载来判定其最终破坏并不适用，试验中以剪跨段栓钉全部剪断为标准，认定结构破坏，但因该现象在实际结构中不易观察，故此判定方法缺乏广泛适用性。
通过试验数据可以发现，不同试件混凝土板的中性轴在疲劳过程中有相似的发展规律。由图15可见，相同尺寸的组合梁试件在疲劳破坏前具有相近的中性轴高度。为方便比较不同尺寸的试件，定义中性轴高度系数ξ=hn/h，其中h为混凝土板高度。疲劳破坏时，FBFT-1～FBFT-2的平均中性轴高度系数为0.411，FBFT-4～FBFT-6的平均值0.403。在5个试件疲劳破坏前，中性轴高度系数都发展至一个定值，因此可将其作为辅助判定构件疲劳破坏的标准。
3.3残余变形
虽然试验进行等幅疲劳加载，且疲劳上限小于比例极限荷载，即试件处于弹性阶段，但由于疲劳损伤不断累积，疲劳荷载同样使组合梁产生不可恢复的残余变形。在疲劳试验中，加载至一定次数后停机，对组合梁施加不破坏的静力荷载，可得到不同加载次数下试件的滑移和挠度。
图16所示为一个典型试件的荷载滑移曲线。由图可知，由于疲劳损伤，试件在卸载后有不可恢复的残余变形。由于位移计在疲劳加载过程中受到扰动，试件FBFT-3的测量结果误差较大，将其剔除后，剩余5个试件的残余滑移随加载次数的发展曲线如图17所示。为方便比较，以试件最终寿命为参考，对荷载作用次数进行归一化处理，其中Ni为加载过程中的荷载循环次数，N为破坏时荷载循环次数。
由图17可知，残余滑移的发展过程明显可分为3个阶段：第工阶段为疲劳损伤萌生阶段，残余滑移在加载初期急剧增长；第Ⅱ阶段为疲劳损伤发展阶段，试件进入稳定状态，滑移增长趋势较慢；第Ⅲ阶段为疲劳破坏阶段，加载后期由于剩余的抗剪栓钉数量较少，且有效截面很小，残余滑移迅速发展，出现突变，随即发生疲劳破坏。第工阶段和第Ⅲ阶段各占总寿命的约5%，第Ⅱ阶段约占总寿命的90%。
试件的跨中挠度通过位移计定时采集，残余挠度随加载次数的变化曲线如图18所示。
残余挠度在试件开始经历循环荷载后（约1万次内）迅速增加，后进入稳定发展阶段，符合疲劳试验的一般规律。但与残余滑移不同，组合梁的残余挠度在试件疲劳破坏前没有发生明显增大，这是因为疲劳破坏时栓钉剪断，剪跨区混凝土板退出工作，但钢梁和纯弯段部分的混凝土板仍然可以继续承受疲劳荷载，因此试件挠度在破坏时没有突变。
图17和图18中数据显示，FBFT-1和FBFT-2的残余滑移和挠度均大于FBFT-4～FBFT-6。主要原因为钢梁截面相对较小，导致组合梁中性轴位置上移较多，则栓钉更靠近中性轴，所受剪力相对较大，因此试件更容易产生变形。分别对比FBFT-1与FBFT-2，FBFT-4与FBFT-5，由于弹性混凝土有较好的变形能力，代替普通混凝土后，组合梁在第Ⅱ阶段的残余滑移分别增大约27%和56%，残余挠度增加约45%和72%，体现出更好的延性。由FBFT-6与FBFT-5相比可知，抗剪连接程度相同的情况下，增大栓钉直径后，FBFT-6第Ⅱ阶段残余滑移和残余挠度均降低约64%，说明大直径栓钉可导致组合梁延性的降低。此外，FBFT-6比FBFT-4的残余滑移和残余挠度仅分别降低了25%和38%，表明弹性混凝土的使用可以在一定程度上弥补大直径栓钉造成的脆性。
3.4刚度退化
组合梁试件在疲劳加载过程中，滑移刚度和弯曲刚度都会发生不同程度的退化。根据疲劳加载过程中停机测得的静力数据，计算组合梁在不同荷载循环次数下的割线滑移刚度和弯曲刚度的退化程度，见表4。
组合梁在疲劳荷载下的弯曲刚度退化规律与滑移刚度相似，虽然各试件的寿命不同，但所有试件的滑移刚度退化均集中发生在2万次内。由于栓钉发生疲劳剪切破坏，而钢梁并没有明显的弯曲破坏，因此滑移刚度的退化程度远大于弯曲刚度。荷载循环2万次后，弯曲刚度基本保持不变，退化十分缓慢，且破坏时刚度与2万次时刚度基本相同，疲劳破坏前没有发生突变。
对于钢梁截面不同的FBFT-1～FBFT-3和FBFT-4～FBFT-6，钢梁截面较小的试件FBFT-1～FBFT-3具有明显较小的初始滑移度和弯曲刚度。此外，钢梁尺寸对刚度的退化幅度有一定影响。2万次时FBFT-1～FBFT-3的滑移刚度降低约87%，但FBFT-4～FBFT-6的刚度只降低约78%。这是因为钢梁尺寸不同，栓钉所受剪力不同。FBFT-1～FBFT-3的弯曲刚度降低约30%，而FBFT-4～FBFT-6的刚度降低约26%。弯曲刚度主要由钢梁截面控制，在试验中，疲劳荷载对混凝土及栓钉的损伤较大，对轧制钢梁的影响较小，因而钢梁截面相对较大的后3组试件能更好地抵抗损伤引起的弯曲刚度退化。
分别对比FBFT-1和FBFT-2，FBFT-4和FBFT-5可知，由于弹性混凝土的弹性模量降低，组合梁的初始滑移刚度和弯曲刚度降低15%～23%。弹性混凝土对组合梁滑移刚度的退化幅度基本没有影响，但会导致弯曲刚度退化加剧。
对比FBFT-2和FBFT-3可知，增大组合梁的剪力连接程度可有效增大初始弯曲刚度，增幅分别约为14%和25%。同时由于栓钉抗剪能力增强，可以使滑移刚度和弯曲刚度的退化分别降低2%～7%。
FBFT-5和FBFT-6的试验结果表明，如果剪力连接程度相同，栓钉直径对组合梁的滑移刚度退化程度基本没有影响。但较大直径的栓钉有利于提高组合梁的初始刚度，降低弯曲刚度的退化程度。
4结论
本文对6个橡胶集料混凝土与钢组合梁试件开展了疲劳试验研究。在此基础上通过试验结果分析得出如下结论：
1）组合梁的疲劳破坏模式为栓钉剪断和混凝土开裂，试件可进行多次应力重分布，其疲劳破坏有一定的延性，且破坏后仍有较高的承载力，疲劳破坏后强度储备较大。
2）在疲劳过程中，部分剪力连接的组合梁不符合平截面假定，混凝土板与钢梁不能共同受力，分别具有一个中性轴。板内中性轴在疲劳作用下不断上移，当中性轴高度系数达到0.4时，试件发生疲劳破坏。
3）橡胶混凝土组合梁能有效推迟混凝土裂缝出现的时间，减小裂缝宽度，显著提高组合梁抗疲劳性能；较大的剪力连接程度对静力性能影响很小，却可增加组合梁的抗疲劳能力，因此承受较大疲劳荷载的结构宜采用剪力连接程度较高的组合梁；此外，较大的栓钉直径会加剧应力集中现象，导致组合梁疲劳寿命降低，但该不利影响可被橡胶集料混凝土降低，从而促进大直径栓钉的应用。
混凝土布料机范文3
关键词：超高层 爬模 布料机 平台 一体化
中图分类号：TU974 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0028-02
1 项目概况
重庆俊豪国际金融中心项目位于重庆市江北区江北嘴中央商务区，是集酒店、办公楼、商业为一体的超高层建筑，项目总建筑面积约33万m2，包括7层地下室，7层裙房和两栋塔楼，塔楼A塔共65层，最高点约301.5 m，B塔共34层，最高点约158 m。A塔楼为型钢混凝土柱-钢梁-钢筋混凝土核心筒结构，核心筒为28 800×23 200 mm四方形状，核心筒墙厚1 000 mm、800 mm，并随结构高度向上变薄，核心筒板厚120 mm。
2 核心筒混凝土浇筑采用布料机的方法
2.1 传统做法
方法一：采用塔吊每次浇筑混凝土时将布料机吊至施工楼层，待楼层混凝土浇筑完成又将布料机吊至空地待下一次浇筑。
方法二：在爬模平台中预留孔洞，在下部结构上安装液压式自爬式布料机，让布料机随着结构自爬升。
2.2 布料机平台基于爬模平台的一体化施工技术
在爬模提升架上设计一个钢平台作为布料机支撑平台，通过该平台将爬模提升架与布料机有机地结合在一起，从而使爬模的提升带动布料机的提升。
2.3 技术特点
（1）爬模提升架作为布料机平台的受力支架。（2）布料机平台与爬模平台一体化，爬模的提升带动布料机钢平台提升，操作简单、方便。（3）本工法与传统做法相比减少施工现场人工、材料投入，避免了预留洞口带来的安全隐患，保证布料机使用的安全、高效，并可装配式、工具化施工。（4）布料机平台高出爬模平台，自成独立体系，不影响爬模自身作业面施工。（5）布料机平台灵活自适应力强，可适用于多种布料机。
2.4 适用范围
该技术适用于超高层、高层建筑中，核心筒两侧剪力墙布置爬模且剪力墙之间跨度小于12 m的混凝土结构工程。
3 布料机平台设计
3.1 钢平台设计
布料机钢平台采用型钢加工制作而成，钢平台尺寸根据爬模提升架的位置及选用的布料机尺寸确定。平台一般采用三道主梁和十道次梁焊接而成，主梁采用I28工字钢制作，材料采用[14槽钢制作，然后将主梁及次梁焊接成受力骨架，最后在骨架上焊接4 mm厚花纹板，形成布料机钢平台。
爬模提升架与钢平台之间采用12道M24螺栓连接固定，钢平台与布料机之间6道M24采用螺栓连接固定，布料机与钢平台的连接螺杆，爬模提升架与钢平台连接螺杆，螺杆完成后再加工套丝。
3.2 钢平台验算
钢平台计算荷载主要为上部钢平台传来的荷载，包括钢平台自重、布料机自重、混凝土浇筑施工产生的荷载。主要对钢平台抗弯、抗剪、挠度复核。
4 爬模提升架设计
根据布料机的选型和钢平台自重，计算爬模提升架的数量，再进行提升架的布置。计算内容：爬模提升架计算（提升架横梁、上架体计算、下架体计算）、受力螺栓计算、承重插销计算。
5 布料机平台安装
先按要求安装爬模提升架横梁，然手逐根安放布料机平台主梁，并用加工的螺杆将爬模提升架横梁与布料机钢平台固定，拧紧加固螺母，然后安装次梁，安装平台花纹板，最终完成钢平台安装。
用塔吊平稳的将布料机安放在钢平台上，并用加工的螺杆将布料机与布料机钢平台固定，拧紧加固螺母，完成布料机与钢平台的加固。
可投入使用。（验收要点：钢平台的平整度、平台安装位置、螺栓是否拧紧、焊缝是否饱满、布料机出厂合格证、焊缝探伤报告、原材复检报告等）
6 布料C的使用
钢平台上布料机的使用方法同普通布料机的使用，使用时不应采取加长输送管、软管等一切方法扩大范围，防止发生严重的安全隐患。
布料杆运行时，信号员须密切注视场地，并指导操作工操纵臂架安全的到达送料位置。操作手则依据信号员的引导手势，通过遥控器操作臂架动作。
泵送过程中信号员和操作手都应注意臂架下的区域，防止臂架下方站人，另必须佩戴安全帽，遵守工地和布料杆操作安全规范。
7 布料机的爬升及维护
布料机钢平台提升前及提升完成后要仔细检查连接螺栓，防止松动脱落。
布料机提升前应将布料杆臂架向上90°折叠收起，以减少水平向不平衡荷载，保证平台安全稳定。爬升完成后停用时也应将布料杆折叠收起。
爬模提升时将布料机提升架油压系统同爬模提升架油压系统联立一起形成整体，通过控制液压电控总柜可达到布料机提升同爬模平台整体爬升。
8 布料机的拆除
布料机拆除时先用钢丝绳将平台四个角进行临时固定，再松动与钢平台的连接螺栓，然后用塔吊吊离钢平台，吊至地上适合位置，然后再逐个拆除钢平台，爬模提升架。
9 安全措施
9.1 安全控制标准
该技术遵循《液压爬升模板工程技术规程》JGJ 195、《建筑施工安全检查标准》JGJ 59、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33的相关规定。
9.2 现场安全规定
（1）布料机安装前应检查爬模提升架与布料机平台的连接螺栓是否拧紧。（2）布料机平台上不能堆放其他杂物。（3）混凝土布料机作业前应重点检查以下项目，并符合下列规定：①塔架的垂直度符合说明书要求。②配重块应与臂架安装长度匹配。③臂架回转机构充足，转动灵活。④机动混凝土布料机的动力装置、传动装置、安全及制动装置符合要求。⑤混凝土输送管道连接牢固。（4）严禁作业人员在臂架下停留。（5）输送管出料口与混凝土浇筑面保持1 m左右的距离，不得被混凝土堆埋。（6）当风速达到五级以上或大雨、大雾等恶劣天气应停止作业。
9.3 安全保证措施
（1）布料机提升架、钢平台安装时必须系好安全带及其他防护用品。（2）布料机平台四周应设置1.2 m高防护栏杆，防止高处坠落。（3）泵管与布料机平台接口处应设橡胶缓冲垫，减轻泵管对平台的冲击。（4）泵送完成后，应将布料杆臂架向上90°折叠收起，以减少水平向不平衡荷载，保证平台安全稳定。（5）布料机安装、拆除过程中应对布料机进行临时固定。（6）为了确保在施工过程中泵管对布料机产生的震动，影响爬模架体的安全，需要在平台下方设置水平剪刀撑等加固措施。
10 结语
该工程A塔核心筒通过采用布料机平台基于爬模平台的一体化施工技术，成功避免了传统的布料机与爬模平台分开带来工作量增加，减少了预留洞口带来的安全隐患，保证了布料机使用的安全、高效、操作简单，节约了施工成本、工期。获得了业主及公司的好评，为今后类似项目提供了成功的实施经验。
参考文献
[1] 中国建筑科学研究院.JG J195-2010，液压爬升模板工程技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50009-2012，建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50017-2003，钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.
混凝土布料机范文4
[关键词]钢纤维砼；滑模摊铺；配合比设计；性能分析
1 前言
近十年来，我国钢纤维增强混凝土的研究和应用发展非常迅速，作为一种新型材料在桥面铺装层的应用正逐步推广。桥面铺装层是桥梁的附属结构，因而在过去常被设计和施工所忽视，造成桥面开裂、早期破坏影响寿命。在桥面铺装施工中，最突出的薄弱施工环节，就是施工中钢筋网格间距大小，施工网片不可避免地受到施工人员和施工机具的操作影响，使支垫就位的钢筋网下沉、变形而丧失其在铺装层中防止以及改善裂缝的作用。钢纤维的掺入能改善混凝土的各种力学性质和综合性能，增强了桥面的弯拉强度、劈裂强度及抗冲击力、韧性等，特别是增强了桥面的抗裂性能和耐磨性能，降低工程维修费用。其高速公路大桥桥面铺装双钢混凝土采用滑模摊铺取得了较好的效果。下面，简要介绍桥面滑模摊铺施工工艺。
2 施工前的准备工作
2.1 施工工作面的准备工作
2.1.1 桥面板界面的处理：对桥面进行冲洗清理、凿毛、酒水润湿。
2.1.2 施工测量放样工作准备，滑模摊铺导线的就为。
2.2 原材料（钢纤维、水泥、碎石、砂、钢筋、外加剂等）应经检测合格符合相关规定、规定的要求。本高速公路桥面铺装采用上海某厂生产的铣销型钢纤维，纤维长32mm，宽2.6mm，弯拉强度大于600级；粗集料的粒径直接影响到钢纤维的握裹力，因而也有一定的要求，一般最大粒径不宜超过钢纤维长度的2/3；掺入0.5%高效减水缓凝剂。原材料入场数量应满足施工生产要求。
2.3 机械设备就位并调试正常、性能良好。拌和设备采用德国产ELBA型拌和楼一座，产能120m?/h。摊铺设备采用SF350型滑模摊铺机一台，PS350布料机一台。
3 施工工艺流程
3.1 测量放样
用全站仪准确放出平面控制点位，设立导线桩，在导线桩夹臂上设置2.5mm钢丝绳，钢丝绳用紧绳器拉紧，拉力800-1000N，用两台水准仪准确放样高程。
3.2 钢筋网的安装
钢纤维混凝土桥面铺装采用层内设单层φ10（10×10）钢筋网设计，桥面铺装层内厚度为13cm钢筋网设置上面净保护层4cm,在设置钢筋网之前，应先安装锚固(定位钢筋)，再将钢筋网与锚固钢筋焊接，锚固钢筋间距60cm×220cm，在墩顶设补强钢筋。
3.3 钢纤维混凝土的搅拌、运输
3.3.1 桥面铺装搅拌设备用德国产ELBA间歇式搅拌楼，钢纤维采用拉料斗撒布。其拌和顺序是：先将钢纤维、骨料、水泥一起干拌，然后湿拌。称量要精密，其搅拌时间比较普通混凝土长10-20s，版和时间约为50-60s，钢纤维在混凝土中分布性要均匀，水洗法检测含量不大于理论掺量±10%。
3.3.2 钢纤维混凝土运输与普通混凝土运输相同，由于杯面铺装施工布料采用侧向布料机布料，混凝土应采用搅拌车运输，在运输过程中应避免拌和物离析。根据拌和楼产生能力，前场施工机械摊铺能力及运输车辆的速度、运距、运量计算运输车辆运量。
3.4 滑模摊铺钢纤维混凝土桥面铺装层
摊铺开始前应检查钢筋绑扎是否到位，滑模导线是否符合要求，桥面板界面是否清洁并洒水湿润，多余积聚的水要清楚。
钢纤维混凝土的教官方法应保证钢纤维分布均匀性和结构的连续性，采用SF350滑模摊铺机进行连续摊铺作业。在摊铺开始时，要侧准摊铺机底板高程、横坡度，将传感器挂在导线上，并检查传感器的灵敏度，在开始摊铺的5m之内必须对所摊铺出的桥面铺装标高、厚度、宽度、中线、横坡度等技术参数进行检测。从摊铺起步----调整----正常摊铺应10m内完成，机手操作滑模摊铺机应缓慢、匀速、连续不间断地摊铺，速度太快则影响混凝土的密实度及钢纤维的均匀性。
3.5 抗滑结构的制作
微观抗滑结构采用麻布拖毛，但不能拖动钢纤维。拖毛时间要控制好，太早容易将刚纤维一起拖起带出，太迟拖不出微观构造，经现场摊铺试验确定，在摊铺机摊铺过后30-40min为拖毛最佳时间。宏观抗滑构造采用硬刻槽机刻出，硬刻槽可在养生7天后进行。
3.6 伸缩缝处施工
为了保证桥面的平整度，在桥梁伸缩缝处，采用预埋砂袋来保护伸缩缝和预留钢筋摊铺机连续摊铺作业，待以后凿掉。
3.7 养生、切缝、填料
在摊铺完成后及时切缝。采用薄膜覆盖洒水养生法，养生期不少于14天。待养生期满后应及时填缝，缝槽口应干燥、清洁，采用常温填料缝填缝，填缝深度为3-5cm.
4 钢纤维、连续布筋混凝土桥面铺装特大桥滑模施工技术控制要点
4.1 在摊铺前对桥面板应充分洒透：在施工前一天洒透，防止桥面铺装层因试水而产生早期破坏，但不能有积水。对桥面板要涂加防水剂的水泥多，水灰比不大于钢纤维混凝土（可掺减水剂），以改善工作性能提高新旧混凝土粘结性。
4.2 施工坍落度的控制
由于拌拌合物的工作性直接影响到滑模摊铺路面的质量，为保证滑模摊铺的正常运行，摊铺钢纤维混凝土的密实性，均匀性及表现良好，必须严格控制好混凝土的坍落度。设专人负责检测，一般在拌和楼出料时其坍落度控制在40mm—60mm，摊铺时控制在30mm—50mm为宜。坍落度太低，滑模摊铺过后易麻面；坍落度太高经摊铺机滑模施工后表面浮浆太多，造成表面强度不够，耐磨性能降低。摊铺过后桥面的表面浆应控制在2mm左右。
4.3 混凝土的布料
钢纤维混凝土布料采用布料机侧向布料，正常摊铺时，机前最高料位不得高于摊铺机松方控制1/2高度为宜，但不得缺料。布料机应均匀、缓慢布料，侧向布料器螺旋转速不应太快，以免甩料造成离析。
4.4 摊铺机滑模施工时振动棒振捣频率宜控制在8000-1000r/min之间，根据现场坍落度适时调整，以免过振、漏振、欠振。在停机待料时，应停止布料螺旋器的工作，以免过分扰动纤维。
4.5 施工温度及刮风天施工控制
夏季施工时，当桥面温度高于30℃时，中午不宜施工，可选择早上或是傍晚施工，若不能避开可选择加大缓凝剂剂量及及时喷洒养护剂养护。但施工最高温度不得大于35℃，温度高很容易造成成型混凝土断裂。
在沿海春秋季节施工日照强时应特别注意风力影响，由于风天桥面容易发生收缩开裂，特别是便面易发生失水塑性开裂现象，必须采取必须采用不要措施：在风力达到3级时应喷洒2遍养护剂养护，并及时覆盖薄膜养生，当风力达到4-5级时极易产生表面失水皱皮现象，应使用机械抹面，加厚喷洒养护剂后及时覆盖薄膜养生。在风力6级以上时应禁止施工。
4.6 和楼的混凝土配料精度及水泥用量控制
滑模混凝土应采用具有计算机自动称料和骨料含水量反馈控制系统和搅拌楼进行生产，不得使用手动配料，保证搅拌计量精度。
采用42.5级道路硅酸盐水泥或普通硅酸水泥时混凝土拌和物单位体积水泥用量宜控制在415-490kg/m?，满足耐久性要求的最大水灰比不宜大于0.41，砂率控制在37%-45%。在确保各项施工技术标准达标的前提下，尽量减少水泥用量，减少或避免裂缝的产生。
混凝土布料机范文5
关键词：杨泗港长江大桥；井壁混凝土；水下混凝土；混凝土沉井
1 工程概况
杨泗港长江大桥位于鹦鹉洲大桥上游3.2公里、白沙洲大桥下游2.8公里处，从汉阳国博立交，沿汉新大道跨鹦鹉大道和滨江大道，在武昌侧跨八铺街堤、武金堤至八坦立交，全长约4.134公里，主桥采用主跨1700m悬索桥，悬吊跨度为465m+1700m+465m。
杨泗港长江大桥2#主塔基础采用带圆角的矩形结构沉井，标准段井身平面尺寸为77.2m×40.0m，圆角半径为12.9m，平面布置18个10.6m×10.6m的井孔，井壁2.3m，隔墙1.8m。下部采用钢构沉井的形式，钢沉井平面尺寸：长×宽×高=77.2m*40m*28m，底部刃角部位较标准段每侧增加0.2m，平面尺寸77.6m×40.4m，底口刃角高2.0m。
2 井壁混凝土施工方法
井壁混凝土施工由混凝土搅拌站提供混凝土，经泵管运输到沉井。为保证混凝土浇筑质量和施工安全，钢沉井着床后在稳定状态下，可分块对称进行井壁水下混凝土灌注。水下混凝土应按相应规范[1]要求浇筑完成；剩余部分井壁及隔舱混凝土应在无水状态下浇筑，待水下混凝土强度达到80%后，抽干井壁内积水，对水下混凝土进行凿毛、清理干净后，干打井壁混凝土，确保新老混凝土结合质量。钢沉井井壁板及隔舱板容许承受最大10m水头。为确保施工安全，在实际施工时，保持水头差不大于10m。在钢沉井注水下沉及灌注井壁水下混凝土时应控制灌注速度。
2.1 水下混凝土浇筑
2.1.1 水下混凝土浇筑方法。水下浇筑混凝土采用导管法[1]。导管直径200-300mm，壁厚3-6mm。各导管用法兰盘加止水胶皮垫圈用螺丝连接紧密，以防漏水。
在钢沉井顶上架设施工平台，在平台上架设水下混凝土灌注架。浇筑水下混凝土时架设导管，导管下部最末3节则安装脚管。长约2-3m。末管底端距沉井底的距离不得大于30cm。脚管仅上端带法兰盘。下端用8-10mm厚的钢板做成护脚圈加固，防止管口变形。导管轴线必须呈一直线。否则，在浇注过程中会增大提管阻力。浇注混凝土时会使导管偏斜。
沉井分块分为十字型、T型、带圆弧形三种，三种形式的导管布置方式如图4-7所示。其中，导管一共需要24根，每根长为27m。沉井分块如表1所示。水下混凝土一共浇筑13841.8m3，标高为+15m，一共浇筑了13.8m。
2.1.2 水下浇筑混凝土高度计算
钢沉井浮运定位后，注水下沉至+0m标高。根据水文资料，此时沉井的水位为+24m。在浇筑井壁混凝土时，为保证沉井安全，规定要求沉井内外水头差不超过10m。根据计算，当水封混凝土顶面标高达到+15m时，即可抽干沉井里面的水，干打混凝土。
2.1.3 井壁混凝土布料
井壁混凝土布料时，按照相关规范要求[2]和现场总体施工计划，采用泵管直接接至沉井浇筑区域内进行。为防止混凝土浇筑过程中发生沉井倾斜现象和防止相邻隔舱水头差大于10m，施工过程中采用对称布料方式，并且实时监控隔舱水位，并在沉井上布置水泵。在浇筑时，根据混凝土浇筑的速度，相邻隔舱水头差的实际情况，采用在浇筑舱抽水方式，保持水头差小于10m；抽水时，要保证浇筑舱的水位相同。
根据对总体施工安排和对称浇筑的原则，井壁混凝土浇筑分六次进行。六次浇筑方量和抽水量如表2所示。
2.1.4 水下混凝土浇筑注意事项[1]
（1）开始灌注时导管底端到沉井底的距离应为0.2～0.4m，排塞后不得将导管插回沉井底。（2）开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上深度的混凝土储存量。首次水封混凝土浇筑方量为10m3。（3）随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下一般宜保持2～6m严禁把导管底端提出混凝土面。（4）在水下混凝土灌注过程中，应有专人测量导管埋深，填写好水下混凝土灌注记录表。（5）水下混凝土灌注应连续进行，不得中断。因此灌注前应有严密的施工组织设计及辅助设施，一旦发生机具故障或停电、停水及发生导管堵塞、进水等事故，应立即采取有效措施进行处理，并同时做好记录。（6）在浇筑水下混凝土时，为确保施工安全，在实际施工时，保持水头差不大于10m。在钢沉井注水下沉及灌注井壁水下混凝土时应控制灌注速度。
2.2 剩余井壁及隔舱混凝土浇筑[2]
在水下混凝土浇筑完成后，抽干井壁内水，干打剩余井壁及隔舱混凝土。剩余部分混凝土采用泵管运送混凝土，泵管直接布料的方式。已浇筑混凝土与水接触的表层质量较差，在干打前应全部予以凿毛、清除。干打混凝土预留1.25m节段混凝土与混凝土沉井一起浇筑。混凝土沉井分3节，（7.5+6.85+7.65）m。
3 混凝土沉井施工方法
为加快施工进度，减轻施工吊装及混凝土浇筑设备的负担，混凝土沉井采用一次立模，对称分区施工。沉井混凝土根据对称分区施工原则进行分层浇注。模板高度为2.5m，模板面积为22463m2。
3.1 混凝土沉井模板施工[1]
3.1.1 模板的加工。根据现场施工能力，模板高3.0m，模板总面积为2691m2。模板系统主要由内外模板、拉杆、围檩、外部背楞、工作平台等组成井壁外模及隔仓倒角模板委托模板专业加工厂加工。内外模板采用对拉杆固定，设置工作平台以方便钢筋绑扎及混凝土浇注施工。模板的加工制作严格按照设计图纸进行，加工的模板面板为工作面，表面平整，面板间接缝严密、不漏浆，保证结构物外露面光洁，线条流畅。加工完成的模板需在加工场地进行试拼，经检验达到设计及规范要求后，再拆散用运输船运至施工现场。
3.1.2 模板安装。钢筋施工完成后，开始进行模板安装，安装步骤如下：（1）测量人员在脚手支架上放出沉井待浇块模板的角点。（2）用塔吊将待安模板吊至安装区域，对位安装，按从下往上的顺序，安装大面上的模板，用对拉螺杆将模板进行加固：对于十字型浇注分块，模板用拉杆进行固定；对T型浇注分块，距离较远的模板间用对拉拉杆连接进行加固，对拉拉杆焊接在T型区域内的吸泥射水孔预埋钢管（φ800x8）上。（3）用接口模板上的撑杆或在定位架上使用手拉葫芦等方法对模板进行精确调位，准备混凝土浇注。（4）模板安装前，仔细检查其表面是否干净，涂抹的脱模剂是否均匀。模板的安装严格设计要求的顺序进行。严格控制模板拼装精度，保持模板在整个施工中光洁、平整，模板安装牢靠且与设计尺寸的误差满足规范要求。对安装到位的模板固定牢靠，避免混凝土浇筑过程中模板移位。
3.1.3 模板施工使用流程。混凝土沉井分为三节，每节分三次立模和三次浇筑。混凝土沉井浇筑时采用立模后一次浇筑。模板在沉井竖向配置0.5m+2.0m+0.5m的模板。
3.1.4 模板拆除、保养。在混凝土浇筑完毕达到一定强度后，方可拆除模板。施工期间要严格控制拆模时间，模板在混凝土强度达到要求后方可进行拆除。对拆下的模板及时检查、清理模板表面，并涂刷脱模剂保养，以备下次使用。模板表面避免重物碰撞和敲击，使用过程中要注意保护钢模，防止模板变形。
3.1.5 模板加工、安装的质量要求。模板按设计要求进行制作、安装，其制作、安装精度应满足表3及表4的要求。
3.1.6 施工缝处理。上层混凝土对下层混凝土覆盖时应对下层混凝土表面进行凿毛、清除浮浆及冲水处理，从而保证上下层间混凝土的粘结强度。施工缝采用人工凿毛方式进行处理，凿除表面砂浆及松散混凝土，露出新鲜混凝土粗骨料的1/3，并用高压水冲洗干净。
3.2 混凝土输送
根据施工要求，除预留顶面1.25m段与混凝土沉井一起浇筑，钢沉井井壁及隔舱混凝土需一次浇筑完成。混凝土沉井浇筑18098.1m3。
沉井混凝土采用拖泵泵送、经过泵管、用布料杆布料入仓。混凝土沉井浇筑方量如表5所示。
3.3 混凝土布料[1]
沉井一共布置四台布料机，回转半径为24m。混凝土浇筑按照分层对称均匀浇筑原则进行，同时在混凝土浇筑过程中，各种施工设备在沉井上的对方均应尽量做到重力对称，防止沉井受力不均而发生倾斜。混凝土通过串筒将混凝土输送至浇筑点。混凝土施工时应分层、均匀、连续地浇筑，分层振捣，每层厚约30cm。
3.4 混凝土浇筑施工
混凝土浇筑施工前，对上一层浇筑混凝土表面凿毛、清洗，对钢筋、预埋件及模板系统进行全面检查，发现问题应及时解决。混凝土的浇注采用斜面分层法，每层的厚度控制在30～40cm左右，混凝土的振捣采用插入式振捣棒振捣。
（1）沉井接高单节浇注高度为5m，混凝土浇筑时为了减小混凝土自由落体高度，采用串筒下料进行混凝土浇筑。串筒布置间距为1.5m，串筒单节长度1.0m，根据浇筑高度，在浇筑过程中接长或缩短串筒长度，确保混凝土自由落体高度不大于2.0m。（2）振捣采取快插慢拔方式，振捣棒分前、中、后三段布置，前面为混凝土出料口布置一台，中间布置一台，后面为坡脚处布置一台。振捣棒作业时，要使振捣棒自然沉入混凝土中，不可用力猛插，一般应垂直混凝土面插入，并插入到下层尚未初凝的混凝土中5～10cm，以使上下层相互结合。（3）振捣棒插点间距不超过振捣棒有效作用半径的1.25倍，插点间距要均匀。振捣棒在混凝土内的振捣时间一般每个插点20～30s，振捣直到混凝土不再明显下沉、不再出现气泡、表面泛浆和外观均匀为止。振捣时要注意将振动棒上下抽动5～10cm，保证混凝土均匀密实。（4）振捣过程中振捣棒严禁接触模板，更不得通过振捣棒振动钢筋使混凝土密实。并在混凝土浇筑期间内，派专人检查模板拉杆松紧情况，防止出现爆模、漏浆等现象；专人检查预埋钢筋和其它预埋件的稳固情况，对松动、变形、移位等情况，及时进行处理。（5）混凝土浇注要连续进行，中间因故间断不能超过前层混凝土的初凝时间，混凝土浇注到顶面，应按要求修整、抹平。（6）在施工塔吊标准节埋设位置，振捣人员需进入到桁架内部，保证桁架处混凝土的振捣质量。（7）为减少混凝土表面的气泡，混凝土浇筑过程中采用二次振捣工艺（特别是在模板附近），即第一次振捣在混凝土布料后进行，第二次振捣在保证混凝土内在质量的前提下进行，一般是在下一层混凝土入仓前完成。为防止混凝土松顶而影响混凝土的质量，每次混凝土的顶层在初凝前进行二次振捣，并清除振捣后产生的表面浮浆。为减小每次混凝土顶部与其它部位的色差，适当减小每次最上层混凝土的坍落度。同时稍微超浇，以便在清除表面浮浆、凿除混凝土松散层后不影响施工接缝的处理。
3.5 施工缝处理
上层混凝土对下层混凝土覆盖时应对下层混凝土表面进行凿毛、清除浮浆及冲水处理，从而保证上下层间混凝土的粘结强度。施工缝采用人工凿毛方式进行处理，凿除表面砂浆及松散混凝土，露出新鲜混凝土粗骨料的1/3，并用高压水冲洗干净。
3.6 拉杆扣眼封堵
混凝土沉井外壁拉杆扣眼在模板后及时封堵，采用灌浆或塞填楔型预制块方法。确保沉井封底后承台底面以上范围内抽水的顺利进行。
4 计划施工工期
计划施工日期见表6。
5 结束语
沉井混凝土施工是杨泗港大桥的重点项目，沉井混凝土施工质量关系着沉井质量，并且直接影响承台及上部结构的施工质量。文章混凝土施工技术能够保证沉井混凝土的施工质量，缩短施工周期和成本。
参考文献
[1]JTGTF50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2012.
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混凝土布料机范文6
关键词：混凝土砌块；成型机；强度；操作
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
前言：
混凝土砌块成型机是我国目前广泛应用的一种新型墙体建材机械， 用于生产各类混凝土砌块及制品。与国外成型机相比，国产砌块成型机价格低，配件供货时间短。但国内生产的砌块成型机在某些方面仍有缺陷，主要体现在砌块生产周期长、制品强度低、可靠性差。因此，对我国混凝土砌块成型机设计进行改进与优化具有重要的研究意义。
一、全自动砌块成型机概述
QTY6- 15型全自动砌块成型机主要由主机、分料斗、一次布料机、供板机、送砖机、 液压站和电气控制柜等部分组成，该机采用机械传动和液压传动相结合的传动方式，自动实现砌块成型中的送料、破拱、成型、脱模、送板、送砖等过程。在电气控制上采用PLC和人机界面控制，完成砌块生产的全自动循环。
目前国产机型与国外机型相比，存在问题主要体现在：①布料不畅、不均匀，影响砌块制品强度；②激振力小，制品强度差，制品高度误差大；③液压件(如液压缸、阀与阀块结合处)泄漏严重，可靠性差；④砌块成型周期长，影响生产效率。
针对国产砌块成型机存在的问题，我们在QTY6- 15型全自动砌块成型机的设计、安装、 调试过程中，围绕砌块成型机的可靠性、操作上的方便性、制品的密实性、缩短砌块成型周期等方面进行了重点研究，并在结构上作了一系列改进。
二、砌块成型机机械设计与优化
2.1 优化布料箱内的破拱方式
与国外砌块成型机相比，在同一块托板上，国内砌块成型机生产的砌块强度普遍存在着较大差异，即：在台式振动砌块成型机中，靠近布料箱一侧的砌块强度高、远离布料箱的砌块强度差。造成这种现象的主要原因是布料时混凝土料布入模箱中的不均匀性。要消除这种现象，必须改进布料方式及布料箱内破拱轴爪的结构。我们将破料齿与破料轴由直角焊接改进成齿与轴成β角度焊接， 以增加破拱齿面与混凝土料在破拱时的接触面积。并改进破拱齿、轴在破拱时的运动方式，将破拱齿、轴的摆动破料方式，设计成四轴联动正、反向旋转强制式破拱的方式。在这种布料破拱过程中，四只破料轴在布料箱内相对正、反向旋转，从而使混凝土在布料箱内旋转、强制搅拌。试验表明，这种布料箱内破拱轴爪正、反向旋转强制式破料的效果，要比摆动式破料的效果好，既能有效地防止布料箱中混凝土料的凝结，又能使模箱前后的混凝土布料量均匀，让混凝土强制均匀、快速地落入模箱间隙中。
2.2 合理选用机器的制造材质
砌块成型机是利用振动源生产制品的机械，在生产过程中，由于要生产高强度的制品， 砌块机的激振力往往都比较大，导致机架、模具等零部件变形和开裂。因此我们在设计过程中，重点考虑了零件各部分的强度，增加了零部件的刚性。如机架部分，对承载力特别大的零件，如立柱部位焊接加强筋，有的部分焊接加强板，以提高机架的强度和刚度， 减小机架变形。而在模具设计制造过程中，选用合适的模具制造材料和热处理方式，提高模具的耐磨性，避免了模具在使用中的开裂。
对于砌块成型中直接与砂、石接触的零件，如送料箱及破料齿轴等部分，我们均增加了零件的结构尺寸，满足砌块生产的恶劣环境需要。
2.3 改进部分零部件之间的连接方式
砌块成型机在使用过程中，用户根据市场需要，经常更换不同的模具；再加上砌块成型机的工作环境差，常需更换易损件。因此，凡是砌块机的易损部分及需经常调整的部分，都进行了结构优化设计，以便用户操作维修。
在设计过程中， 我们主要从以下几方面进行了优化：
（1）为保证送板机的送板平面与振动台底板高度一致，其送板机高度调整采用四螺杆调节；为保证送板机送板槽钢的前端与振动台板之间有合适的间隙，保证托板能平滑地滑移到振动台板上，在送板机和机架之间采用螺栓可调整机构，保证了送板机与主机之间的正确位置。
（2）送料箱底板高度调整的外置式结构。在模具的更换过程中，经常调整送料底板的高度， 以保证送料底板上平面和模箱的上平面高度一致，我们采用送料底板的外置式可调机构，实现了送料底板高度调整的方便性。
（3）改善砌块高度的可调控性。砌块高度是砌块质量性能的一项重要指标，其高度必须可调，并能在砌块成型中严格控制。为此，我们在砌块成型机压头部分及模箱导套上均采用了定位螺杆可调定位，可分别控制压头、模箱向下的位置，保证压头、模箱每次均能以均恒力施加在振动台板上， 保证了振动台上所承受的力均匀一致， 从而保证砌块高度一致。
（4）改进送坯机的输送平稳性。成型完好的砌块制品，若送坯机的输送平面不平整，也会在砌块制品的输送过程中开裂，特别是掺粉煤灰的制品。当托板厚度薄，易变型时，最容易开裂。为此我们将送板机的链条输送和辊轮输送分成两部分设计制造，并采用螺栓可调连接，这样保证了链条上平面和托辊上平面在同一平面上，保证托板能平滑地从链条上输送到托辊上，提高了制品的合格率，减少了制品开裂。
（5）振动器带动的液压马达座调整装置。通过该装置的调节既保证液压马达上的皮带轮槽与激振器上的皮带轮在一条直线上，又保证了其皮带适当的张紧度。
2.4 扩大整机功能，做到一机多用
用户不仅是用砌块成型机来生产砌块，更多的是用来生产市政产品，即生产各类彩色路面砖、植草砖和护坡砖等。我们在QTY6-15型全自动单层砌块机的基础上，增加二次布料成型机的功能。液压站设计时配有二次布料机液压接口，用户只要装上二次布料机、在控制机柜上选择好成型方式，该机即可分层布料，生产面层为彩色、底层为素混凝土的彩色路面砖及各类市政制品，广泛应用于建筑、交通、市政等方面。
3 砌块成型机液压系统设计与优化
3.1 采用比例伺服阀，与PLC联动，缩短砌块成型周期
采用机械传动和液压传动相结合的方式，控制砌块成型机的送料、布料、起模、送砖等过程。 在液压系统中采用液压比例阀的方式，并与PLC结合在一起，通过比例阀来控制液压系统压力和流量的大小，通过人机界面调整压力参数，控制各阶段的运动速度，从而控制好各阶段的成型时间，缩短了成型周期。 并将多余液压油用来驱动液压马达，带动激振器振动，解决了用电机作为驱动源频繁启动的电机发热问题。
3.2 改进液压缸的连接方式，提高液压件的使用寿命
砌块成型机的主要动作，如压头上下、模箱上下、布料等都是由油缸的驱动来完成的。由于砌块成型机处于粉尘环境下工作，又是振动设备，工作环境差。在长期使用过程中，油缸活塞杆易出现拉毛损坏，从而导致油缸端处漏油。造成压头与模箱升、降油缸拉毛的原因， 主要是导向柱上滑动导向套的磨损，导向套和导向柱间有的间隙增大，油缸运动不同步，从而导致活塞杆运动时的导向性差。因此，我们在油缸活塞杆与机件的连接处采用活动连接的方式，增加油缸活塞杆运动的自由度。
布料箱油缸活塞杆损坏的主要原因是布料箱运动中布料箱参与振动。因而活塞杆与布料箱的连接我们也采用软连接的方式，使油缸活塞杆运动时能作适当摆动。通过改进液压缸的连接方式，提高液压件的使用寿命。
3.3 合理设计液压系统， 减少系统液压油温升
由于砌块成型机连续工作，液压系统工作压力高，且大多数机器都在野外作业，特别是在夏季，液压系统油温高。这样增加了漏油的程度，同时液压系统工作不稳定。因此我们在设计安装过程中，一是合理设计了液压油箱的大小。二是合理布置油管，在油管安装时，我们将液压油管路排列有序，各连接阀块内孔径均匀，弯曲半径符合规范，使液压油的流动行程最短，压力损失最小。三是增大冷凝器的散热面积。通过上述措施将油温控制在理想的范围内。