預制混凝土箱涵設計與制造技術探索
2013年2014年二年間國務院下發(fā)了五個文件:《關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》、《關于加強城市基礎設施建設的意見》、《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》、《關于開展展城市地下管線普查工作的通知》 、《關于開展中央財政支持地下綜合管廊試點工作的通 知》,一場圍繞“城市基礎設建設”的大幕已經拉開,近兩年來各地相應有不少大型排水、排洪管道及綜合管廊開工建設。不少地區(qū)通過當?shù)厮嘀破菲髽I(yè)的努力,已取得不少合同,預制混凝土箱涵得到很大的發(fā)展。
由于預制混凝土箱涵(簡稱為箱涵)在我國大規(guī)模的應用尚屬初創(chuàng)階段,免不了會有一些技術問題,如不能及時妥善解決,有可能對預制混凝土涵管的推廣應用帶來不利影響。本文作者就接觸到的幾個工程中所感受到的一些問題介紹如下,并提出本人的看法,與大家共同探索預制混凝土箱涵的設計、生產及施工等技術問題,使預制混凝土箱涵得到良性的發(fā)展。
預制混凝土涵管的連接方式是形成管道質量的重要因素。預制混凝土涵管的連接方式應保證:① 在管道全壽命過程中接口密封的可靠性;② 預制混凝土涵管的連接方式應能適應施工工藝的要求,簡單方便;③ 預制混凝土涵管的連接應便于生產制造;④ 預制混凝土涵管的連接方式形式簡單、成本低廉。
箱涵連接形式主要有兩種:構件間帶有縱向鎖緊裝置(縱向串接接口)的連接。構件間無約束鎖緊裝置的連接。構件間無約束鎖緊裝置的連接又分為剛性接口和柔性接口。
⑴ 帶有縱向鎖緊裝置的連接——縱向串接方式(涵管端面壓縮膠圈密封)
帶有縱向鎖緊裝置的連接把每節(jié)管子連接成整體,所用的方法即是在涵管中預留穿筋孔道,管節(jié)安裝時穿入高強鋼筋螺桿或鋼絞線,經張拉鎖緊,管節(jié)就被串聯(lián)成有一定剛度的整體管道,用以抗御基礎不均勻沉降。因各節(jié)涵管間縱向具有壓力,故此類管道常用涵管端面壓縮膠圈形式形成接口密封 (見圖1)。接口密封材料需用遇水膨脹膠圈。
圖1 端面壓縮膠圈密封形式
管節(jié)連接的錨固孔及操作見圖2、圖3。
圖2 預制混凝土箱涵縱向預應力鋼筋張拉連接方法
圖3 以縱向預應力鋼筋螺桿連接的預制混凝土箱涵
1—箱涵A;2—箱涵B;3—預應力鋼筋;4—錨固螺母;5—張拉油缸
縱向串接可以在兩個管節(jié)之間連接,也可在施工條件允許下,在多個管節(jié)間實施連接,以減少操作工序,加快施工工程進度。如圖4所示,實施多個構件預應力張拉連接時,溝槽需在管節(jié)端部預留足夠的操作空間。
圖4 多個預制混凝土箱涵縱向連接示意圖
(弧號外數(shù)字,構件長度為1.5m;弧號內數(shù)字構件長度為2m)
縱向鎖緊錨固方式在錨固墊板上有可向穿筋孔道內灌注水泥漿的孔洞,在張拉及錨固施工完成后,從注漿孔向穿筋孔道內注入水泥細砂漿液,增加預應力筋與箱體之間的握裹力及防止縱向鋼筋的銹蝕。如縱向串接鋼筋采用無粘接預應力鋼筋,可不予注漿。
圖5 采用鋼絞線為縱向串接筋的錨具及無粘接預應力鋼絞線
(a)—鋼絞線錨具;(b)—無粘接預應力鋼絞線
縱向串接鋼筋,可以是貫穿整個箱涵管道管體(見圖6),也有前后箱涵分別連接的方式。
圖6 縱向串接方式
(a)—貫穿式連接;(b)—相鄰箱體式連接
帶有縱向鎖緊裝置的連接——縱向串接方式,使涵管連接成為一個整體的管道,雖然以膠圈作為密封材料,但其接口已非柔性接口,而是剛性接口。因而當管道基礎發(fā)生沉降時,在管體斷面內產生沉降應力。貫穿式連接,縱向串接筋施加的預應力作用在整個箱涵斷面上,可以以此平衡基礎沉降應力,施加足夠的縱向預應力可避免此類管道被折斷。相鄰箱體式連接,通過連桿把相鄰兩個箱體連接起來,對膠圈施加壓力達到接口密封的要求,但此種連接方式未在箱體內形成預壓應力,沒有抵抗沉降應力能力,當沉降應力較大或縱向收縮位移較大時,有可能使箱體折斷(見圖7)。從而此種連接方式,應對管道地基及基礎進行設計計算,并需控制施工質量。
圖7 縱向串接成整體的涵管,地基不均勻沉降裂縫
一般縱向貫穿式連接也只是構造要求對膠圈施加一定壓力,縱向預壓應力較小,因此還應從管道基礎從手,防止管道發(fā)生不均勻沉降。
縱向串接另外幾種方式,大都用于接口有抗?jié)B防漏要求的小型箱涵:
① 搭板連接型,兩節(jié)箱涵間以鋼板連接。
采用鋼板搭接(見圖8),可防止箱涵管節(jié)間相對位移,保證接口的抗?jié)B性能。
制作方法有:a. 箱涵預制時埋入連接件,在現(xiàn)場管節(jié)安裝到位后,用鋼板焊接連接或螺栓連接。b.連接件在現(xiàn)場后置,打孔安裝膨脹螺栓再以搭板連接。連接件可用普通鋼材或不銹鋼材制作。
② 螺栓連接,箱涵兩端預留孔洞,安裝時插入連接支架,并以螺栓連接(見圖10)。
圖8 溝槽連接方式示意圖(一)
(a)—焊接連接;(b)—螺栓連接
圖9 正在施工中的大型蓋板涵(搭板連接方式)
圖10 溝槽連接方式示意圖(二)
③ 嵌槽螺栓連接,箱涵兩端預留嵌槽,安裝時插入連接螺栓,以螺栓連接(見圖11)。
圖11 嵌槽型螺栓連接示意圖
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⑵ 構件間無約束鎖緊裝置的連接
管節(jié)間不帶縱向鎖緊裝置,依賴承口與插口工作面的間隙壓縮膠圈密封涵管的接口,因而稱之為“工作面壓縮膠圈密封”形式。
構件間無約束鎖緊裝置的連接管節(jié),又分為剛性接口和柔性接口方式。接口形式主要有以下幾種:① 小企口接口,用砂漿或彈性材料密封(見圖12);② 大企口膠圈密封接口,其分為帶膠圈槽的接口和無膠圈槽接口、單膠圈密封和雙膠圈密封接接口;③ 鋼承口接口,與大企口密封接口相同可分為帶膠圈槽的接口和無膠圈槽接口、單膠圈密封和雙膠圈密封接接口。
密封膠圈斷面形式常用的為楔形膠圈和“O”形膠圈。
當前已在預制混凝土箱涵中應用的接口有如下幾種形式:
圖12 涵管常用接口----小企口形式示意圖
(a)—小企口接口的插口;(b)—小企口接口的承口;(c)—小企口接口連接形式
圖13 涵管常用接口----大企口形式示意圖
圖14 涵管常用接口----雙膠圈大企口形式示意圖
(a)
圖15 涵管常用接口-----單膠圈鋼承口形式接口圖
(a)承口與插口尺寸;(b) 承口與插口安裝到位后示意圖
圖16 丹麥Pedershaab箱涵接口圖
生產中應按箱涵使用要求選用相應箱涵接口型式,達到適應接口密封要求。
⑶ 構件間有約束鎖緊裝置接口與構件間無約束鎖緊裝置接口性能綜述
① 構件間有約束鎖緊裝置接口優(yōu)點
涵管制作簡單,無需制作承插口;
端面只需保證平整、平行,尺寸精度要求低;
在地基和基礎具有足夠承載力條件下、涵管不發(fā)生沉降,接口膠圈壓縮率由縱向壓縮筋控制,壓縮率在運行期間變化小;管道內剛性管線沉降內力??;
管道整體剛度大,接口不發(fā)生位移和轉角;
安裝速度快。
② 構件間有約束鎖緊裝置接口缺點
a. 對管道地基、基礎要求高。管道連接成整體,與現(xiàn)澆箱涵相比,現(xiàn)澆箱涵相隔15~30m需設置以橡膠止水帶為密封材料的沉降縫,以此避免地基沉降時涵管內產生內應力。而以構件間有約束鎖緊裝置接口的管道,難以設置沉降縫,管道運行過程中不可避免會發(fā)生地基沉降,涵管斷面內必將引起內應力,嚴重時涵管會折斷。施工中管基如不平整,涵底也會產生懸空現(xiàn)象,同樣要增大內力。
貫穿整個箱涵管道的縱向串接,張拉鋼筋后在斷面內產生壓應力,可以用以抵御沉降應力,防止涵管折斷。相鄰箱體式連接方式的箱涵管道,涵體內未形成預壓應力,不具備抵御沉降應力能力。因而管道設計時,需加強地基、基礎的設計要求;箱涵結構設計時,需對縱向配筋作計算。
地基、基礎的加強又加大了豎向土壓力作用系數(shù),作用加大,配筋需增多;
不宜使用芯模振動工藝成型,縱向筋錨固盒處易產生混凝土沉降裂縫;
縱向連接成整體,不適宜頂進法施工,管道糾偏難于實現(xiàn),管底也易出現(xiàn)懸空現(xiàn)象;
在壓力箱涵管道中,縱向推力大,縱向壓縮鋼筋難于承受,膠圈壓縮率也會產生變化,因而在壓力箱涵管道中不宜采用;
需用遇水膨脹膠圈為接口密封材料,價格高于普通密封膠圈;
需用縱向高強鋼筋或鋼絞線進行預應力操作縱向加壓,增加施工費用和延長施工作業(yè)時間。
③ 構件間無約束鎖緊裝置接口——工作面壓縮膠圈密封優(yōu)點
涵管安裝施工簡單,不需作預應力操作;省去預應力器材,費用減少;
此類接口同于圓形混凝土管的接口,為柔性接口,可以適應一定程度的位移和轉角接口不滲漏;
降低對地基、基礎的要求,一般可以直接鋪設在素土平基或砂石墊層上;
地基基礎越軟,底板中內力越小,反而提高涵管承載能力;
可用于開槽施工,也可用于頂管施工;
采用雙膠圈接口,施工中可對每一接口進行接口抗?jié)B檢驗,合格后可立即還土,在道路下建設的管道,可快速恢復路面通車,也縮短施工工期;
可用普通膠圈為密封材料;
施工速度快;
管道工程費用低。
④ 構件間無約束鎖緊裝置接口——工作面壓縮膠圈密封缺點
工作面尺寸精度要求高,承插口接口制作難度大;
安裝施工時,涵管安裝對中費時,需用縱向推力(或拉力)裝置進行安裝。
⑷ 構件間有約束鎖緊裝置與工作面壓縮膠圈密封組合連接
應用在綜合管廊中的箱涵,管道中安裝有上水、中水與供熱管線,此類管線大都以鋼材制作,大型綜合管廊為避免在此類管線中引起縱向應力,要求限止箱涵管道的沉降等變形。故而本文作者設計了工作面壓縮膠圈密封方式與縱向串接方式相結合的接口——構件間有約束鎖緊裝置與工作面壓縮膠圈密封組合連接。
圖17 構件間有約束鎖緊裝置與工作面壓縮膠圈密封組合接口承口形式
此種接口即能分別用作工作面壓縮膠圈密封接口、縱向串接端面壓縮膠圈密封接口,又能形成工作面壓縮膠圈密封方式與縱向串接相結合的接口,是我國用于混凝土涵管的新型接口。
此種接口形式箱涵,在其腋角位置預留縱向連接筋的孔道與錨固孔,管道施工時穿入縱向連接筋并張拉錨固,約束鎖緊各節(jié)涵管成整體。
⑸ 當前柔性接口在箱涵上的應用,為了追求便于安裝,存在以下一些問題影響接口閉水性能。
① 工作面坡角太大(圖18);②承口工作面與插口止膠臺之間的間隙過大(圖19);③接口工作面尺寸公差大。
因箱涵體大量重,安裝時不易對中,因而有些單位加大了工作面的坡角,造成箱涵發(fā)生位移時,膠圈壓縮率損失很大,接口易滲漏。改進的方法是不加大工作面的坡角,可適當加大外導坡長度和角度,增加安裝的可操作性。
圖18 工作面坡角過大
圖19為某工程頂進用鋼承口的接口,鋼承口內徑與止膠臺間隙為5mm,明顯膠圈被擠出工作面,膠圈沒有有效受壓縮,接口必然會漏水。
圖19 承口工作面與插口止膠臺間隙間距太大
⑹ 預制混凝土箱涵接口設計推薦形式
① 工作面間隙
承口工作面與插口工作面間隙尺寸在圓形混凝土管中已有成熟的經驗,但箱涵較多以組裝式模具成形承插口,圓形管大多以整體式模具成形承插口,因而箱涵承插口尺寸公差會大于圓形管的承插口尺寸公差,容易引起接口漏水。
為了避免這種質量問題的發(fā)生,箱涵接口設計工作面的間隙應加大1~2mm、膠圈高度也相應放大1~至2級。在相同壓縮率之下的膠圈,大尺寸膠圈對尺寸公差敏感性降低,可提高承受尺寸誤差的量值。
② 承口與止膠臺間隙
箱涵大多體大量重,安裝難度大,為了便于安裝,一些工程中加大了接口的間隙,造成了膠圈被擠出工作面,引起接口滲水。
箱涵承口與止膠臺間隙不應大于圓管國家標準規(guī)定的相似數(shù)值,一般應取≤3mm,特大箱涵(寬≥4m、楔形膠圈高度>30mm)中在保證產品尺寸符合要求情況下也不宜大于4mm。
③ 采用雙膠圈密封形式
目前預制混凝土箱涵推廣應用中受到最大的質疑是接口的密封抗?jié)B是否可靠的問題,因而我們提供的產品除了保證優(yōu)質制造外,還應能提供可靠的質量檢測數(shù)據(jù),使用戶能放心地應用我們的產品。而能進行單口檢驗接口抗?jié)B能力(單口試壓)的雙膠圈接口應成為我們優(yōu)先發(fā)展形式。
④ 使用于頂管工藝的鋼承口接口形式,須設置注漿口,且設置在插口止膠臺處為宜。
預制混凝土箱涵箱體尺寸選取
箱涵箱體尺寸主要是指箱涵的寬度、高度、管壁厚度和長度。決定于箱涵的功能、斷面面積、工況條件、施工工藝等。
⑴ 寬與高
從箱涵結構計算可知,箱涵配筋主要受寬度影響,寬度的變化對配筋影響大于高度對配筋的影響,因此,在能滿足箱涵管道功能要求的條件下,應盡可能縮小寬度,增大高度。由此箱涵系列產品以寬度為基本參數(shù)確定。算例如表1所示。
算例計算條件:壁厚300mm、埋設深度4m、地面荷載10kN/m2。
混凝土強度等級C30、鋼筋HRB235。
表中以寬×高=4.0×3.0m箱涵為參照值,不同寬度及不同高度與之相比較。從中可知:
① 相同高度、寬度相差0.5m的箱涵,項板配筋相差約25%;
② 相同寬度、高度相差0.5m箱涵,頂板配筋只相差1.2~2.2%;
③ 箱涵高度變化對配筋變化影響較小;一定范圍內高度增加,頂板配筋反而減少。
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⑵ 管壁厚度
箱涵管壁厚度,受埋設深度、地面荷載大小、吊運條件、施工工藝與管道功能要求所確定。對產品生產成本及施工成本均有較大影響,箱涵管型設計中應經充分對比再予以確定。
不同壁厚對配筋影響的算例如表2,計算條件與上例相同。
比較表中數(shù)據(jù):
① 壁厚不同配筋量相差很大,自重也不同,應綜合各項要求合理選取箱涵壁厚;
② 一般箱涵壁厚按內寬的1/10~1/16的確定;
③ 預制混凝土箱涵一般均比現(xiàn)澆箱涵薄;
④ 壓力箱涵的壁厚按工況條件另行計算確定。
⑶ 箱涵長度
箱涵長度常用1.5m~3.0m。主要決定于生產及吊裝運輸重量對生產、施工安裝和成本的影響。
1.3 預制混凝土箱涵系列產品規(guī)格表
箱涵系列產品規(guī)格的確定:
① 為適當減少規(guī)格品種,有利于生產,以寬度為模數(shù),高度在一定范圍內調整;
② 箱涵結構計算可知,側板及底板中的內力小于頂板(某些壓力輸水箱涵除外),側板及底板的壁厚可取小于頂板壁厚,常為頂板厚度的0.8~0.9,但為便于工廠生產中組合模具的應用,故表中取頂板、側板及底板的壁厚相同;
③ 表中箱涵壁厚以埋設深度6m內計算;
④ 箱涵埋設于地層中,不能如圓管那樣以不同管基形式而適應埋設深度的需要(見圖20),箱涵壁厚確定后只能以配筋量適應埋設深度的要求,因而調整范圍較小。在實際生產中為求結構的合理性,在生產中宜按合同中工況條件要求進行結構計算,選取最宜壁厚,以減少材料用量、降低生產成本;
⑤ 箱涵腋角可按箱涵功能調整尺寸大小,也可取不同尺寸寬與高的腋角。
圖20 圓管以不同管基形式滿足不同埋設深度要求的示意圖
(a)—埋設于土弧上的圓管;(b)—埋置于混凝土管基上的圓管;(c)—箱涵埋地示意圖
特種箱涵
⑴ 加柱、加肋大跨度箱涵
預制工藝便于制作異形混凝土箱涵,特大跨度箱涵可以加肋、加柱等形式提高結構承載能力,從而達到減少鋼筋用量、減輕自重等目的。
圖21加柱、加肋大跨箱涵
⑵ 預應力混凝土箱涵
大型箱涵,可在頂板、底板中施加橫向預應力,減薄頂板、底板的厚度;減輕構件重量,創(chuàng)造大型箱涵工廠化預制生產條件;降低用鋼量。
在涵管內輸水壓力超過0.1MPa的箱涵,稱為壓力輸水箱涵,簡稱為壓力箱涵。當箱涵內孔尺寸規(guī)格大、輸送水壓高時,需要使用全預應力箱涵,即不但在箱涵的頂板、底板內配置預應力筋,還需在側板內配置預應力筋,以承受內壓在管壁內產生的拉力,適應大型有壓輸水箱涵的需要。
1—預應力鋼筋;2—普通鋼筋
圖22 預應力混凝土箱涵配筋示意圖
(a)—單孔預應力混凝土箱涵正面圖;(b)—側面圖;(c)雙孔預應力混凝土箱涵正面圖
在構件上建立預應力,一般是通過張拉預應力鋼筋來實現(xiàn)的。根據(jù)張拉鋼筋和澆筑混凝土的先后順序的不同,可將建立預應力的方法分為先張法和后張法。
① 先張法
先張法是在專門的鋼模上張拉鋼筋,用錨具臨時固定在鋼模上,然后澆筑混凝土,待混凝土達到足夠強度后,再放松鋼筋。在鋼筋回縮時,利用鋼筋和混凝土之間的粘接力,使混凝土受到壓力作用,產生預應力。
先張法工藝簡單,成本低,適宜生產大批量小型構件。
② 后張法
后張法是先澆筑構件混凝土,并在預應力鋼筋設計位置上預留孔道,待混凝土達到足夠強度后,將預應力筋穿入孔道,利用構件本身作為承力進行鋼筋張拉。隨著鋼筋的張拉,構件混凝土同時受到壓縮,張拉完畢后用錨具將預應力鋼筋錨固在構件上。
按混凝土箱涵的特點多選用后張法張拉工藝。無粘接預應力技術用于混凝土箱涵也較為適宜。
③ 無粘接預應力技術
無粘結預應力筋主要應用于后張預應力體系,其與有粘結預應力筋的區(qū)別是:預應力筋不與周圍混凝土直接接觸、不發(fā)生粘結,在其工作期間,永遠容許預應力筋與周圍混凝土發(fā)生縱向相對滑動,預加力完全依靠錨具傳遞給混凝土。
無粘結預應力的特點: a. 構造簡單、自重輕。不需要預留預應力筋孔道,適合構造復雜、曲線布筋的構件,構件尺寸減小、自重減輕。b. 施工簡便、設備要求低。無需預留孔道、穿筋灌漿等復雜工序,在生產制造中代替先張法可省去張拉支架,簡化了施工工藝,加快了施工進度。 c. 預應力損失小、可補拉。預應力筋與外護套間設防腐油脂層,張拉摩擦損失小,使用期預應力筋可補張拉。 d. 抗腐蝕能力強。涂有防腐油脂、外包PE護套的無粘結預應力筋,具有雙重防腐能力??梢员苊庖驂簼{不密實而可能發(fā)生預應力筋銹蝕等危險。 e. 使用性能良好。采用無粘結預應力筋和普通鋼筋混合配筋,可以在滿足極限承載能力的同時避免出現(xiàn)集中裂縫,使之具有有粘結部分預應力混凝土相似的力學性能。 f. 抗疲勞性能好。無粘結預應力筋與混凝土縱向可相對滑移,使用階段應力幅度小,無疲勞問題。 g. 抗震性能好。當?shù)卣鸷奢d引起大幅度位移時,可滑移的無粘結預應力筋一般始終處于受拉狀態(tài),應力變化幅度較小并保持在彈性工作階段,而普通鋼筋則使結構能量消散得到保證。 然而,無粘結預應力筋對錨具安全可靠性、耐久性的要求較高;由于無粘結預應力筋與混凝土縱向可相對滑移,預應力筋的抗拉能力不能充分發(fā)揮,并需配置一定的體內有粘結筋以限制混凝土的裂縫。
無粘結預應力混凝土其主要張拉程序為:預應力鋼筋沿全長外表涂刷瀝青等潤滑防腐材料→包上塑料紙或套管(使預應力鋼筋與混凝土不建立粘結力)→澆混凝土養(yǎng)護→張拉預應力鋼筋→錨固。
預制混凝土箱涵的成型方法
箱涵的成型方法也分為濕法與干法兩種。濕法中還分為臥式成型工藝與立式成型工藝,干法是芯模振動工藝用于生產混凝土箱涵。
濕法生產工藝裝拆模是影響生產周期的重要因素,因而各個生產單位都在極立改進鋼模設計,減少裝拆模時間,提高工效。當前我國正在使用的鋼模介紹如下。
⑴ 濕法臥式成型工藝
臥式是指成型時箱涵的內孔軸線與地面平行的生產方法。圖23為引進日本技術設計的鋼模。
內模由伸縮支桿操控,向內或向外使內模兩側模繞著上端支軸旋轉,完成拆模或支模。
內模用叉車移動,端模如圖23(c)所示,繞著外模轉軸轉動。
此類鋼模,裝拆較為方便,工效高,當前濕法臥式成型工藝較為常用。
圖23 濕法臥式成型工藝鋼模
(a)箱涵鋼模;(b)內模;(c)端模
⑵ 濕法立式成型工藝
立式是指成型時箱涵的內孔軸線與地面垂直的生產方法。圖24為國內幾家公司設計的鋼模。
濕法立式成型工藝的內模裝拆基本都是由絲杠控制,操作較為方便,定位準確,可保證產品尺寸精度要求。
圖24(c)為某公司早期使用的旋轉法拆內模的圖示,頂板退出后,旋轉其他內模模板,卸除內模板。
外模大都以傳統(tǒng)方法裝拆,操作用時較多。目前有的公司已用滑移法就地裝拆外模,免除拆外模吊運鋼模的操作,減少使用吊車次數(shù),有利于加快箱涵的生產。
圖24 內模裝拆方法示意圖
圖25 滑移式外模
(a)正在組裝的滑移式外模;(b)組裝后的外模
圖26 傳統(tǒng)式外模
圖27 丹麥箱涵滑移式外模
立式振動成型工藝與圓管生產相似,塑性混凝土、用插入式振動器或附著式振動器振動密實。
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⑶ 芯模振動工藝成型混凝土箱涵
國外用芯模振動設備生產混凝土箱涵較為普遍,我國芯模振動工藝生產圓形混凝土管已大量應用,下一步在我國必將會普及應用芯模振動工藝生產混凝土箱涵。
圖28 芯模振動工藝成型箱涵
(a)正在下外模;(b)內模;(c)端模
圖29 國外利用芯模振動工藝生產混凝土箱涵
⑷ 振動臺成型混凝土箱涵
特大型箱涵也可用振動臺成型,但耗能較大,需注意選擇合理工藝參數(shù)。
圖30 振動臺成型混凝土箱涵
⑸ 幾種生產工藝主要特點
① 濕法臥式振動工藝生產混凝土箱涵,主要用于生產小型混凝土箱涵,國內引進日本鋼模技術,模型拆裝方便,外觀質量較好,制品免于翻轉工序。
② 濕法立式振動工藝生產混凝土箱涵,可生產不同型式接口的混凝土箱涵,滿足不同管道的功能要求;適宜制作大型混凝土箱涵;制作鋼承口箱涵鋼承口尺寸控制精確;操作工序少。脫模后,制品需經翻轉。
③ 芯模振動工藝生產混凝土箱涵,具備生產圓形混凝管時的相同優(yōu)點,工效高、用工少、鋼模投入少、特別適合批量小、規(guī)格變化多的混凝土箱涵生產。當前芯模振動工藝只能生產小型混凝土箱涵。
⑹ 箱涵生產關鍵點
箱涵生產關鍵點主要兩點:確保質量和提高工效。
混凝土箱涵施工安裝,兩節(jié)涵管的對接,理論上中心和角度具有唯一性的特點,即:只有完全對準才能對接安裝。與圓管相比,圓管只需在中心對準,3600角旋轉均不影響安裝質量,箱涵不然。因而制造混凝土箱涵需特別注意接口的質量,確保接口的形狀及尺寸均能保證達到精度要求,保證后管道接口的密封性。
鋼模設計使其裝拆更為方便,提高生產效率。
大型箱涵,尺寸大、鋼筋直徑粗,鋼筋骨架較難采用連續(xù)滾焊方式成型,為了提高鋼筋骨架制作的工效和降低材料耗量,一般可先按配筋要求制作鋼筋網片,這類網片都可由鋼筋網片成型機制作,然后再組合成鋼筋骨架。
圖31 箱涵網片法配筋
(a) 鋼筋網片焊接機;(b) 焊接成的鋼筋網片
4. 結語
⑴ 混凝土箱涵未來十年將在我國有較大發(fā)展空間,各地水泥制品工廠應積極創(chuàng)造條件,設計生產混凝土箱涵。
⑵ 混凝土箱涵結構設計對生產和應用有重大影響,應選擇先進的管型、合理的結構計算,達到易制作、低成本、高質量的要求。
⑶ 當前我國應用較多的是內寬3m以下的混凝土箱涵,最適宜采用芯模振動工藝生產制作,我國的水泥制品設備工廠應和水泥制品廠合作,盡快形成我國自主知識產權的可以生產混凝土箱涵的芯模振動工藝裝備。
⑷ 配套的鋼筋骨架連續(xù)滾焊機或鋼筋網片成型設備的開發(fā)應用,是推進混凝土箱涵發(fā)展關鍵設備,是提高勞動生產率,降低生產成本,提高竟爭能力的核心技術,希望各設備制造廠能及時開發(fā)成功。
⑸ 國內生產實踐尚少,各生產單位要及時總結和交流經驗,以便產品結構、生產裝備、成型工藝均能得到長足的進步,爭取為我國管道事業(yè)的發(fā)展做出應有的貢獻。
編輯:陳宗勤
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