装配式建筑预制混凝土构件的生产与应用技术

1.钢管

钢管在预应力混凝土中主要有两个方面的应用：一是用于制备钢管混凝土，二是用于后张法预应力混凝土。

预应力钢筒混凝土管，即在薄壁钢管内填充普通混凝土。所用钢筒（管）一般是由Q235碳素钢制造。按截面形式的不同，钢管可分为矩形钢管、圆钢管、多边形钢管等。其中矩形钢管和圆钢管混凝土结构应用较多，但使用范围还主要限于柱、桥墩、拱架等。钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管、无缝钢管和镀锌钢管。镀锌钢管分为热镀锌钢管和冷镀锌钢管。其中，热镀锌钢管是使熔融金属与铁基体反应而产生合金层，从而使基体和镀层二者相结合，耐腐蚀性好。冷镀锌钢管的锌层较薄，锌层简单附着在钢管基体上，容易脱落，其耐腐蚀性差，目前已不建议使用。按设计施工图要求，由工厂提供的钢管应有出厂合格证。

根据国家标准《预应力钢筒混凝土管》的规定，用于预应力钢筒混凝土管的钢筒，应采用符合《碳素结构钢》《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带》《碳素结构钢冷轧薄钢板及钢带》规定的薄钢板，薄钢板的最小屈服强度不应低于215 MPa。钢筒体制作可采用螺旋焊、拼板焊或卷筒焊；钢板的拼接可采用对焊或搭接焊。钢筒体的尺寸应符合设计图纸的要求。钢筒体的焊缝可以是螺旋缝、环向缝或纵向缝，但不允许出现十字形焊缝。内衬式预应力钢筒混凝土管所用钢筒体的焊缝应连续平整，采用对焊时焊缝凸起高度不应大于1.6 mm，采用搭接焊时焊缝凸起高度不应大于钢筒钢板厚度加上1.6 mm。制成的带有承插口钢环的钢筒应进行水压试验，以检验钢筒体焊缝的渗漏情况，钢筒在规定的检验压力下至少恒压3 min。试验过程中，检验人员应及时检查钢筒所有焊缝并标出所有的渗漏部位，待卸压后对渗漏部位进行人工焊接修补，经修补的钢筒需再次进行水压试验，直至钢筒体的所有焊缝不发生渗漏为止。制作混凝土管芯或水泥砂浆保护层之前应对钢筒表面进行清理和整平处理。钢筒表面不得粘有可能降低钢筒与混凝土或水泥砂浆黏结强度的油脂、锈皮、碎屑及其他异物；钢筒表面的凹陷或鼓胀与钢筒基准面之间的偏差不应大于10 mm。

此外，预应力钢筒混凝土管还会用到异形管。异形管主要有斜口管、短管及带有出口管件的标准管。斜口管主要用于管线的拐弯；短管主要用于调节管线的长度；带有出口管件的标准管主要是指在管体指定位置开孔以用于连接出口管件、排气阀、泄水阀及其他支线的管子。异形管的设计应遵循《给水排水工程管道结构设计规范》和《给水排水工程埋地预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规程》的规定。工厂制作的斜口管、短管及设置开孔的管应与业主提出的图纸或由工厂提出的经由业主认可的图纸相符。

用于混凝土构件孔道预留时，钢管应平直、表面光滑、不生锈，每根钢管长度一般不宜超过15 m，焊接接头应平整。

2.金属波纹管

金属波纹管主要用于后张法预应力混凝土结构构件的预留孔道，是以镀锌或不镀锌低碳钢带螺旋折叠咬口制成，其代号为JBG。按其径向刚度，金属波纹管分为标准型（代号为B）和增强型（代号为Z）；按截面形状，分为圆形和扁形；按镀锌与否，分为镀锌金属波纹管和不镀锌金属波纹管；按每两个相邻折叠咬口之间凸起的波纹数量，分为双波管和多波管。金属波纹管的产品标记由代号、内径尺寸及径向刚度类别三部分组成。例如，内径为70 mm的标准型圆管，标记为JBG-70B；长轴为65 mm、短轴为20 mm的增强型扁管标记为：JBG-65×20Z。

图2.6　金属波纹管折叠咬口剖面结构

用于制作金属波纹管的钢带应为符合《碳素结构冷轧钢带》规定的软钢带，采用镀锌钢带时，钢带性能应满足《连续热镀锌钢板及钢带》的规定，且其双面镀锌层质量应不小于60 g/m2，钢带厚度宜根据金属波纹管的直径及刚度指标要求确定，应满足表2.68和表2.69的规定。金属波纹管外观应清洁，内外表面应无锈蚀、油污、附着物、孔洞和不规则的褶皱，咬口无开裂和脱扣等缺陷。金属波纹管螺旋向宜为右旋。其折叠咬口重叠部分的宽度不应小于钢带厚度的8倍，且不应小于2.5 mm，折叠咬口部分的剖面结构如图2.6所示。金属波纹管折叠咬口之间的凸起顶部和根部应为圆弧过渡，不应有折角。

表2.68　波纹管圆管内径与钢带厚度对应关系表　（单位：mm）

注：“*”指直径95 mm的波纹管仅用作连接用管。
当有可靠的工程经验时，金属波纹管的钢带厚度可进行适当调整。

表2.69　波纹管扁管规格与钢带厚度对应关系表　（单位：mm）

根据国家行业标准《预应力混凝土用金属波纹管》的规定，金属波纹管圆管的内径尺寸及尺寸允许偏差如表2.70所列，也有其他内径尺寸的圆管，例如直径300 mm的大口径圆管；金属波纹管扁管的内径尺寸及尺寸允许偏差如表2.71所列，也有其他内径尺寸的扁管。金属波纹管的外径尺寸、长度及允许偏差则由供需双方确定。金属波纹管的厚度为0.2～1.0 mm，最常用的厚度为0.25 mm，因为这个厚度既能保证正常的施工要求，又能兼顾厂家的成本考量。

表2.70　圆管内径尺寸及允许尺寸偏差　（单位：mm）

注：表中未列尺寸的规格由供需双方协议确定。

表2.71　扁管内径尺寸及允许尺寸偏差　（单位：mm）

注：表中未列尺寸的规格由供需双方协议确定。

金属波纹管的径向刚度应符合表2.72的规定。金属波纹管的抗渗性要求是在规定的集中荷载作用后或在规定的弯曲情况下，允许水泥浆泌水渗出，但不得渗出水泥浆。(www.xing528.com)

表2.72　波纹管的径向刚度要求

表中：圆管内径及扁管短轴长度均为公称尺寸；
F——均布荷载值，N；
d——圆管内径，mm；
de——扁管等效内径，mm；
δ——内径变形比其中Δd为外径变形值。

金属波纹管已广泛用于各种预应力混凝土构件，具有质轻壁薄、刚性强、不破碎、不漏浆的优点，且管体外表有明显的凹凸双波，钢管接缝处为紧密的压花型，牢固不脱扣，混凝土浇筑后与混凝土接触握裹力极强，结成完整的一体，增强了建筑结构的抗震性能。

波纹管应采用大一号同型波纹管作接头管，接头管长200 mm；波纹管连接后，用密封胶带封口，避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞；波纹管的安装位置要准确、固定，防止混凝土浇筑时发生移位。

3.钢筋焊接网

钢筋焊接网是指纵向钢筋和横向钢筋分别以一定的间距排列且互成直角、全部交叉点均用电阻点焊方法焊接在一起的网片。根据所用钢筋种类的不同，可分为冷轧带肋钢筋焊接网、热轧带肋钢筋焊接网、光圆钢筋焊接网以及其他类别的钢筋焊接网，也可同时采用不同牌号的钢筋制备钢筋焊接网。根据钢筋牌号、直径、长度和间距，可分为定型钢筋焊接网和定制钢筋焊接网。定型钢筋焊接网在两个方向上的钢筋牌号、直径、长度和间距可以不同，但在同一方向上应采用同一牌号和直径的钢筋并具有相同的长度和间距。定型钢筋焊接网应按下列内容依次进行标记：焊接网型号-长度方向钢筋牌号×宽度方向钢筋牌号-网片长度（mm）×网片宽度（mm）。例如，A10-CRB550×CRB550-4 800 mm×2 400 mm。

定型钢筋焊接网的型号如表2.73所列。

表2.73　定型钢筋焊接网的型号及要求

续表

续表

根据国家标准《钢筋混凝土用钢　第3部分：钢筋焊接网》的规定，钢筋焊接网应采用《冷轧带肋钢筋》规定的牌号CRB550的冷轧带肋钢筋和符合《钢筋混凝土用钢　第2部分：热轧带肋钢筋》规定的热轧带肋钢筋，也可以采用其他符合相关国家标准要求的钢筋。采用热轧带肋钢筋时，宜采用无纵肋的热轧钢筋。钢筋公称直径宜在5～18 mm，也可采用其他公称直径的钢筋。一般而言，焊接网两个方向均为单根钢筋时，较细钢筋的公称直径不小于较粗钢筋的0.6倍；当纵向钢筋采用并筋时，纵向钢筋的公称直径不小于横向钢筋的0.7倍，也不大于横向钢筋的1.25倍。钢筋焊接网应采用机械制造，两个方向钢筋的交叉点以电阻焊焊接，焊接点开焊数量不应超过交叉点总数的1%，且任一根钢筋上开焊点不应超过该根钢筋上交叉点总数的一半，此外，焊接网最外边钢筋上的交叉点不应开焊。

钢筋焊接网纵向钢筋间距宜为50 mm的整数倍，横向钢筋宜为25 mm的整数倍，最小间距宜采用100 mm，间距允许偏差取±10 mm和规定间距±5%的较大值。钢筋的伸出长度不宜小于25 mm。网片长度和宽度的允许偏差取±25 mm和规定长度±0.5%的较大值。钢筋焊接网的实际重量与理论重量的允许偏差为±4%。

钢筋焊接网钢筋的力学性能与工艺性能应分别符合相应标准中相应牌号钢筋的规定。对于公称直径不小于6 mm的焊接网用冷轧带肋钢筋，其最大力总伸长率应不小于2.5%，强屈比应不小于1.05。钢筋焊接网焊点的抗剪力应不小于试样受拉钢筋规定屈服力值的0.3倍。

钢筋焊接网表面不应有影响使用的缺陷，但允许有因取样产生的局部空缺。当性能符合要求时，钢筋表面允许有浮锈和因矫直造成的钢筋表面轻微损失。

4.其他金属配件

端板是用于预应力混凝土管桩的一种钢材制品。根据国家标准《先张法预应力混凝土管桩》的规定，其材质应采用Q235B，其厚度应符合表2.74的规定。

表2.74　端板的最小厚度要求

套箍也在一些预应力混凝土管桩中用到，常用Q235低碳钢进行制备，其性能要求应符合《碳素结构钢》中Q235的规定。