(一)长线台座法生产工艺
在一个固定台座上放长线,一次张拉、锚固后能制作几个或几十个制品,主要用于露天台座生产,这就是长线台座法生产工艺,适合中小型构件厂和露天预制场采用,可制作的预应力构件有空心楼板、槽板、屋面板、折板、檀条、桁架等。
长线台座法包括钢筋铺放、定位、张拉、锚定等工艺,根据构件预应力钢筋配置方式不同,分为直线张拉和折线张拉两种,这两种方法的原理基本相同,目前生产中多数构件(如各种楼板等)为直线配筋,故直线张拉是应用最广的一种张拉方法。下面主要介绍直线张拉工艺。
1.张拉前的准备
张拉前对张拉机具应进行一次全面检查,包括张拉机、镦头机和夹具。张拉机的测力精度要符合要求,夹具要完整,定位板的孔眼要符合配筋要求。
张拉前对台面也要进行检查,对台面进行清理,铲除黏附在台面上的混凝土,破损的台面要修补。然后涂一层隔离剂,隔离剂除应具有良好的隔离效果外,还要求干燥快,不污染构件,不影响混凝土强度。油性隔离剂虽然隔离效果好,但会污染构件,给以后粉刷带来困难,所以宜选用水性或乳液型的隔离剂。这类隔离剂使用时,要防止雨水冲刷,待隔离剂干燥后才能张拉钢筋,否则不但影响隔离效果,还会污染钢筋,影响钢筋与混凝土的黏结。
2.铺筋
铺放钢筋是将成盘钢筋打开,用人工或机械放在台面上,开盘时应该核对钢筋的标记,防止不同级别或组别的钢筋混杂,要预留钢筋试样进行检验,不允许使用不合格的钢筋。人工铺放钢筋劳动强度大、工效低,只适用于小型构件厂铺放钢筋,也可采用电动小车或机动三轮车。铺放钢筋应按照构件设计要求,将钢丝穿过定位板,但应注意穿过台座两端的孔眼应互相对应,不应有交叉或歪斜的情况。
如果钢筋长度不够,可采用绑扎法连接(图3.20),严禁采用打结接头。绑扎宜采用钢丝绑扎器,用20~22号铁丝密排绑扎,绑扎长度:LL650级钢筋不应小于40d(d为钢筋直径),LL800级钢筋不应小于45d,钢筋搭接长度比绑扎长度大10d。
图3.20 钢筋绑扎法连接
1—钢板;2—钢筋;3—铁丝卷筒;4—穿孔。
钢筋的固定端可用锚定夹具固定,但最好采用冷镦机将钢筋的端部镦粗,钢筋镦头直径应不小于钢筋直径的1.5倍,头部不歪料,无裂纹,其抗拉强度不得低于钢筋强度标准值的90%。
3.张拉和锚定
钢筋的张拉是生产预应力构件中的一个重要工序,张拉不足或超出规定要求太多都会对构件产生不利影响。这里有两个关键点,首先是张拉机的精度,其次是锚定时滑移的程度。张拉机应有自控装置,用人工控制误差较大。
冷轧带肋钢筋均采用一次张拉,张拉值按设计规定取用。当生产中产生设计未考虑的预应力损失时,张拉值可根据具体情况适当提高,但总张拉值不宜超过1.05倍的张拉控制应力。
张拉操作可按下列程序进行:
(1)将钢筋的端头套上夹具的套筒后夹在张拉机的夹具上;
(2)开动张拉机,当张拉力达到规定的要求(包括超张拉值)时,张拉机自动停车;
(3)将锚定夹具的销子打入套筒,同时放松钢筋;
(4)将钢筋端头剩余部分剪短或弯起;
(5)如发现肉眼可见的滑移(一般大于5 mm)应进行补张,并重新锚定。
在张拉钢筋时,还要注意安全,防止钢筋被拉断或滑出伤人。张拉时,在台座两端不得站人。如发现断筋情况,应进行分析,找出原因并采取措施后才能重新张拉。一般断筋不外乎下列几种情况:钢筋质量不合格,如强度不足或有伤痕;超张拉过多;张拉机失控。钢筋滑出一般是由于锚定夹具陈旧或销子尺寸与钢筋不对应,如果镦头质量不符合要求也会产生钢筋滑出的情况。
(二)长线台座和挤压机
1.长线台座
长线台座的长度一般以100 m左右为宜,由台面、承力支架(台座墩子)、横梁、定位板等几部分组成。在张拉端离台座端部约3 m处,铺设轻便轨道,张拉小车及抽芯管用的卷扬机等可在上面移动位置。(www.xing528.com)
(1)台面
台面有两种类型,一种是整体式混凝土台面,另一种是装配式混凝土台面。整体式台面是在夯实平整的基土上浇灌一层素混凝土,一般做法如下:
基础层:素土夯实。
垫层:碎石15 cm,素混凝土6~8 cm;碎石15 cm,一层砂找平,夯实,100~150号混凝土8 cm;煤渣加石灰(3∶7)或煤渣加水泥(8∶1)8~12 cm夯实。
面层:1∶3~1∶2水泥砂浆2~3 cm。每10~15 m有一道伸缩缝。
装配式台面是在夯实平整的基土上,先制作一层构件,或利用预制的构件铺筑。构件之间的空隙用素混凝土填实,连成整体,必要时,再增作一层面层。台面两端一般应在3 m范围内逐渐加厚,使台面与台座墩子能共同受力。台面宽度则应根据要制作的构件宽度而定。台座与台座之间应留有通道,供混凝土浇灌车、运输小车行驶用。为了节约用地,也可将两个台座靠在一起。
台面就是制作构件时的底模,要求平整、光滑,并应有3‰左右的横向坡度,以利于排水。如台面凹凸不平,一方面不能保证构件的外形尺寸,另一方面也会影响每个构件预应力钢丝位置的准确性。另外还要做好排水措施,以避免产生不均匀沉陷而影响构件生产。
(2)承力支架(台座墩子)
承力支架是台座的重要部分,由它来承受预应力钢丝的张拉力。因此,在设计和建造台座时,应保证承力支架能承受预应力钢丝的全部张拉力,而不产生变形和位移。
目前采用的承力支架有简易重力式、装配式、半装配式、预制三角架式等墩式台座,以及压杆式、槽式台座等各种形式。
简易重力式承力支架由整体的混凝土块体基墩抵抗倾覆,由于台座墩子与台面共同受力,故埋入较浅,基本上不用钢材,造价低,适合生产中小构件,当基墩截面尺寸为50 cm×50 cm时,沿台座宽度每米可承受张拉力20 t(196.2 kN)左右。图3.21所示为两种简易墩式台座的构造。
图3.21 简易墩式台座(单位:mm)
1—横梁;2—受力角钢(75×75);3—预埋螺栓;4—预应力钢丝;5—台面(1∶3水泥砂浆20 mm,150号混凝土80 mm)。
2.挤压机
挤压成型工艺是一种用挤压成型机在长线台座上连续生产混凝土空心板的成型工艺。
空心板挤压成型工作原理是通过螺旋铰刀,将混凝土拌和物不断往后输送,并挤压紧密,同时借助成型机上振动器振动,使混凝土拌和物振动密实。依靠混凝土对铰刀的反作用力驱动挤压成型机不断前进。
图3.22 挤压成型机构造示意图
1—电器箱;2—电动机;3—联轴器;4—减速箱; 5—张紧链轮;6—料斗;7—瓦楞底板;8—螺旋铰刀组;9—振动装置;10—抹光板;11—行模;12—导轮; 13—机架;14—配重。
挤压成型工艺机械化程度高,它将成型工艺的支模、铺料、振动、抹光、抽管脱模等工序合并在一起完成,大大提高劳动生产率,降低劳动强度,且构件混凝土密实,尺寸准确。由于挤压成型工艺具有这些优点,故在构件生产中得到广泛应用。
图3.22所示为挤压成型机的构造图。
挤压成型机主要由传动装置、螺旋铰刀、振动装置、成型腔装置、贮料斗和电气控制箱等组成。
螺旋绞刀是挤压成型机的关键部件,其结构形状见图3.22。螺旋铰刀由输送段、挤压段和成型管三部分组成。输送段的作用是将来自挤压成型机贮料斗内的混凝土拌和物不断地向挤压段方向输送;挤压段的作用是将输送来的混凝土拌和物挤压密实,同时在此段上挤压密实混凝土拌和物对挤压段产生的反作用力,推动挤压机前进;成型管的作用是当挤压机前进时,螺旋铰刀带动成型管前进,使圆孔板成型。
挤压成型的螺旋铰刀形式有组合式螺旋铰刀、镶嵌硬质台金式螺旋铰刀和整体综合铸造式螺旋铰刀等三种。组合式铰刀是将整个铰刀分成前面所述的三段,根据各段的作用和磨损情况来选择耐磨材料。这种铰刀可分段更换,可以降低铰刀造价。这种铰刀连续使用寿命在1万m左右。镶嵌硬质合金式铰刀是把硬质合金钢用铜焊在挤压段上,使铰刀寿命可达10万m以上,但其价格比较贵。整体综合铸造式铰刀是整根铰刀整体综合铸造,根据铰刀不同部位的磨损情况,采用两种铁水连续浇铸成,连续使用寿命在1万m左右。
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