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1、第6 章 现浇混凝土结构高层建筑施工,第一节 高层建筑模板工程 模板是在施工中使混凝土构件按设计的几何尺寸浇铸成型的模型，模板系统由模板和支撑两部分组成。模板系统的基本要求：(1)保证结构和构件各部分的尺寸和相互位置的正确；(2)具有足够的强度、刚度和稳定性；(3)构造简单，装拆方便；(4)模板接缝严密，不得漏浆。,一、大模板施工1.概述定义：大模板是一种大尺寸的工具式模板应用：通常将承重剪力墙或全部内外墙体混凝土的模板制成片状的大模板，根据需要，每道墙面可制成一块或数块，由起重机进行装、拆和吊运,大模板的优点：(1)工艺简单、施工速度快；(2)机械化施工程度高；由起重机械整体吊运，现场机械化
2、程度提高；(3)工程质量好。混凝土表面平整，结构整体性好、抗震性能强、装修湿作业少。不足之处：如制作钢模的钢材一次性消耗量大；受到起重机械起重量的限制；大模板的迎风面较大，易受风的影响；板的通用性较差等。,应用：目前我国采用大模板施工的结构体系有内外墙全现浇、外墙预制内墙现浇(内浇外挂)以及外墙砌砖内墙现浇(内浇外砌)三种。1)内外墙全现浇体系 定义：全部墙体(除内隔墙外)均采用大模板现浇；优缺点：经济（和预制相比）但工期较长。,2)内浇外挂体系 定义：以单一材料或复合材料的预制混凝土墙板作为高层建筑的外墙，内墙采用大模板支模，在现场浇筑混凝土。优缺点：由于将预制装配化和现场机械化施工结合起来
3、，发挥各自的特点，从而减少了模板的规格、数量并有利于解决外墙的综合功能，如保温、隔热和装修等问题，是国内外采用较多的一种高层大模板施工方法。适用范围：该体系适用于16 层以下并有建筑抗震要求的高层建筑。,3)内浇外砌体系 定义：同内浇外挂体系相比，将外墙挂板改为砌筑的砖墙，它的隔热性能优于外墙板。内、外墙交接处采用钢筋拉结或设置钢筋混凝土构造柱咬合；适用范围：该体系同样适用于16 层以下并有建筑抗震要求的高层建筑。,2.大模板的构造与类型1)大模板的构造大模板由面板系统、支撑系统、操作平台和附件组成，如图所示。,图6.1 大模板构造示意图1面板 2横肋 3竖肋 4支撑桁架5螺旋千斤顶(调整水平
4、用)6螺旋千斤顶(调整垂直用)7脚手板 8防护栏杆 9穿墙螺栓 10固定卡具,2)大模板的类型大模板按形状划分有平模、小角模、大角模、筒形模等。(1)平模定义：以一个整面墙面制作成一块模板，能较好地保证墙面的平整度。,(2)小角模定义：小角模是为适应纵横墙一起浇筑而在纵横墙相交处附加的一种模板，通常用10010的角钢制成。小角模设置在平模转角处，可使内模形成封闭的支撑体系，模板整体性好，组拆方便，墙面平整。,(3)大角模定义：大角模是由上下四个大合页连接起来的两块平模，并由三道活动支承和地脚螺栓等组成。优缺点：采用大角模布置时，房间的纵横墙体混凝土可以同时浇筑，房屋的整体性好，拆装方便；但是，
5、大角模也存在加工要求精细、运转麻烦、墙面平整度差、接缝在墙的中部等缺点。,(4)筒模 定义：筒形模有平模、角模和紧伸器(脱模器)等组成，是将一个房间的3 面或4 面现浇墙体的大模板通过挂轴悬挂在同一钢架上，墙角用小角模封闭而形成一个筒形单元体。应用：用于电梯井和管道井内模的支设。优点：故结构整体性好，施工简单快速，减少了模板的吊装次数，操作安全，劳动效率高；缺点：模板模板自重大，需要大吨位的起重设备，灵活性差，,4.模板系统的施工1)内外墙全现浇结构体系 全大模板现浇结构体系的施工工艺流程抄平放线墙体扎筋组装内模组装外模浇筑墙体混凝土养护拆模(拆下模板清理后周转使用)安装预制室内分隔板吊入门窗
6、、卫生设备等配件楼板施工。,(1)内墙模板组装内墙组装时须注意墙厚的控制。模板之间的间距下部用混凝土导墙控制，上部用上夹具控制。中部安两套对拉螺栓，承受混凝土的侧压力。每道横墙模板上部都与另一道横墙模板用拉杆连接，使墙体形成稳定的整体。,(2)外墙外模板组装 外墙外模板根据形式不同，分为：悬挑式外模和外承式外模悬挑式外模施工工艺如下：抄平放线安装内墙一侧的模板绑扎钢筋安装内墙门窗口或假口安装预埋件支内墙另一侧模板完成内墙模板的安装后，再安装外墙内模把外模板通过内模上端的悬臂梁直接悬挂在内模板上。,2)内浇外挂结构体系(1)施工程序。内浇外板大模板高层建筑的施工程序是：抄平放线绑扎钢筋支门窗洞口
7、模板安装大模板安装外墙板浇筑混凝土拆模、修整混凝土墙面、养护安装预制楼板一浇筑圈梁、板缝。,(2)抄平放线操作要点：包括弹轴线、墙身线、模板就位线及门口、隔墙、阳台位置线和抄平水准线等；(3)钢筋敷设施工要点；(4)模板安装：模板就位前还应认真涂刷脱模剂，将安装处楼面清理干净，检查墙体中心线及边线。安装模板时，应按顺序吊装，按墙身线就位，反复检查校正模板的垂直度；模板合模前，还要隐蔽工程验收；(5)混凝土的浇筑与养护：浇筑混凝土前，混凝土浇筑前对组装的大模板及预埋件、节点钢筋等进行一次全面的检查；,(6)拆模与养护：在常温条件下，墙体混凝土强度超过1.2N/mm2 时方准拆模。拆模顺序为先拆内
8、纵墙模板，再拆横墙模板，最后拆除角模和门洞口模板；(7)外墙挂板与大模板的连接 吊装前先将挂板两侧的锚环整理好，吊装时将锚环套入下层伸出的小柱钢筋上，使外墙挂板紧靠大模板边，上部用装在大模板上的夹具将外墙挂板夹住，这样外墙墙板就临时固定在大模板上；,(8)外墙挂板的板缝施工。混凝土墙与外挂板之间的垂直接缝如果不处理会造成浇筑混凝土时混凝土阻塞空腔，影响防水效果。可以用一条通长的充气车胎紧贴外挂板放置，类似一条模板，充气后车胎会塞在垂直缝中；,5.大模板安装的质量要求大模板安装必须垂直角模方正，位置标高正确；模板之间拼缝及模板和结构之间的拼缝必须严密，不漏浆；门窗洞口位置尺寸必须准确。,6.大模
9、板的安全技术(1)大模板堆放时应满足自稳角的要求，并面对面地存放：没有支架或自稳角不足的大模板，要存放在专用的插放架上或平卧堆放；在楼层内堆放大模板时，采取可靠的防倾倒措施；6 级以上大风停止施工；(2)构件堆放应按品种规格分开，防止弄错；(3)大模板必须有操作平台、上人梯道、防护栏杆等附属设施，要保证其完好,3 层以上设安全网；电梯间和楼梯洞也要设安全网；,(4)起重机具、起吊索具、吊钩、构件支架、模板夹具等重要设备及关键部位，要认真检查。起重机必须专机专人，每班操作前要试机，特别注意刹车。(5)大模板安装就位后，应及时用穿墙螺栓、花篮螺栓等固定成整体，防止倾倒；(6)全现浇模板在安装外墙外
10、模前，必须确保三角挂架或支撑平台安装牢固，操作人员施工时要系安全带；(7)模板拆除时，要保证混凝土的强度不得小于1.2N/mm2；,二 滑模施工1.液压滑升模板概述定义：液压滑动模板施工工艺，是按照施工对象的平面尺寸和形状，在地面组装好包括模板、提升架和操作平台的滑模系统，然后分层浇筑混凝土，利用液压提升设备不断竖向提升模板，完成混凝土构件施工的一种方法；应用：烟囱、水塔、筒仓等筒壁构筑物的施工；,应用：加拿大多伦多城的550米高的电视塔1975）,香港的218米高65层的合和大厦,液压滑升模板施工方法的特点：(1)机械化程度高，劳动强度低在施工过程中在地面预先组装好模板系统，其后整套滑模采用
11、机械提升；(2)施工速度快滑模施工模板组装一次成型，减少了模板装拆工序，连续作业，使竖向结构的施工速度大大加快；(3)结构整体性好，施工简单滑模系统的装置都是事先组装，在混凝土的施工过程中只进行模板的持续提升和混凝土的浇筑，容易保证质量。,(4)经济效益显著滑模系统的施工节约模板和脚手架，减少了周转材料的大量占用，现场也不需要大量场地堆放周转材料；(5)应用范围广泛滑模系统的组装可以根据不同的工程尺寸形状配置。滑模施工几乎不受风力影响，不受建筑物高度的影响，适合超高层建筑的施工。,2.液压滑升模板组成滑模的装置由模板系统、操作平台系统和液压提升系统以及施工精度控制系统等组成。1)模板系统模板系
12、统由模板、围圈、提升架及其附属配件组成；(1)模板。模板又称围板，可用钢材、木材或钢木混合以及其他材料制成，目前使用钢模板居多。,图6.10 滑模系统示意图1模板 2围圈 3提升架 4操作平台 5操作平台桁架 6支承杆 7液压千斤顶8高压油泵 9油管 10外挑三角架 11内吊脚手架 12外吊脚手架 13混凝土墙体,(2)围圈 目的：用于固定模板，保证模板所构成的几何形状及尺寸，承受模板传来的水平与垂直荷载 位置：围圈横向布置在模板外侧，一般上下各布置一道，分别支承在提升架的立柱上，并把模板与提升架联系成整体；(3)提升架 目的：是约束固定围圈的位置，防止模板的侧向变形，并将模板系统和操作平台系
13、统连成一体，将其全部荷载传递给千斤顶和支承杆;提升架承受的荷载有围圈传来的垂直、水平荷载和操作平台、内外挑挂架子传来的荷载等。,2)操作平台系统操作平台系统主要包括操作平台、外挑脚手架、内、外吊脚手架；(1)操作平台 操作平台又称工作平台，既是绑扎钢筋、浇注混凝土的操作场所，也是油路、控制系统的安置台；(2)外挑脚手架、吊脚手架。,3)液压提升系统液压提升系统包括支承杆、液压千斤顶、液压控制系统和油路等，提升系统的工作原理：由电动机带动高压油泵，将高压油液通过管路输送到液压千斤顶，液压千斤顶在油压作用下带动滑升模板和操作平台沿着支承杆向上爬升；(1)千斤顶；(2)支承杆：是千斤顶向上爬升的轨道
14、，又是滑动模板装置的承重支柱，承受着施工过程中的全部荷载，一般采用直径为25mm 的圆钢筋；(3)液压控制系统：液压控制系统是提升系统的心脏；,4)施工精度控制系统 组成：由水平度、垂直度观测与控制装置、通讯联络设施组成，主要起到控制滑模施工的水平度和垂直度的作用。(1)滑模施工水平度控制：由于千斤顶的不同步，数值的累积就会使模板系统产生很大的升差，会使模板结构产生变形，影响工程质量；措施：采用水准仪、自动安平激光测量仪等设备。,(2)滑模施工垂直度控制：影响建筑物垂直度的因素：如千斤顶的升差、滑模装置变形、操作平台荷载、混凝土的浇筑方向以及风力、日照的影响等；主要设备：经纬仪、激光铅直仪和导
15、电线锤等设备来进行,3.液压滑升模板施工准备工作1)技术准备 设计措施：重点审查结构平面布置是否使各层构件沿模板滑动方向投影重合，竖向结构断面是否上下一致；,4.墙体滑模的一般施工工艺滑升模板的施工：滑模设备的组装、钢筋绑扎、混凝土浇捣、模板滑升、楼面施工和模板设备的拆除等几个部分组成；1)模板的组装 检查起滑线以下已经施工好的基础或结构的标高和平面尺寸，并标出建筑物的结构轴线、墙体边线和提升架的位置线等；,2)钢筋绑扎和预埋件埋没 钢筋弯钩均应背向模板，以防模板滑升时被弯钩挂住；预埋件一般可采用短钢筋与结构主筋焊接或绑扎等方法连接牢固，但不得突出模板表面；3)混凝土施工必须满足滑模施工的特殊
16、要求：混凝土的出模强度，一般宜控制在0.20.4N/mm2，此时混凝土对模板的摩擦阻力小，出模的混凝土表面易于抹光，并能承受上部混凝土的自重，不坍塌、开裂或变形；,4)滑升工艺模板的滑升可分为初滑、正常滑升、末滑三个主要阶段；(1)初滑阶段：定义：指工程开始时进行的初次提升模板阶段，基本操作：当混凝土分层浇筑到模板高度的2/3，且第一层混凝土的强度达到出模强度时，进行试探性的提升：将模板提升12 个千斤顶行程，用手按混凝土表面，若出现轻微指印，砂浆又不粘手，说明时间恰到好处，可进入正常滑升阶段；,(2)正常滑升阶段：混凝土浇筑方法：方法一：连续一次提升一个浇筑层高度，等混凝土浇筑至模板顶面时再
17、提升一个浇筑层高度，方法二：随升随浇。影响模板的滑升速度的因素：混凝土的凝结时间、劳动力的配备、垂直运输的能力、浇筑混凝土的速度以及气温等因素；一般控制在150300mmh 范围内，两次滑升的间隔停歇时间，一般不宜超过1.5h，在气温较高的情况下，应增加12 次中间提升；,(3)末滑阶段：定义：当模板升至距建筑物顶部标高1m 左右时，此时应放慢滑升速度，进入了末滑阶段；关键工作：抄平找正；抄平找正工作应在模板滑升至距离顶部标高20mm 以前做好，以便使最后一层混凝土能均匀交圈；混凝土末浇结束后，模板仍应继续滑升，直至与混凝土脱离为止；,(4)停滑。如因各种原因而不能连续滑升时，应采取可靠的停滑
18、措施：停滑前，混凝土应浇筑到同一水平面上；停滑过程中，模板应每隔0.51h 提升一个千斤顶行程，确保模板与混凝土不黏结；,(5)门窗及孔洞的留设。框模法事先按照设计要求的尺寸制成孔洞框模；堵头模板法当预留孔洞尺寸较大或孔洞处不设门矿时，在孔洞两侧的内外模板之间设置堵头模板，并通过活动角钢与内外模连接，与模板一起滑升；孔洞胎模法对于较小的预留孔洞及接线盒等制成。,(6)模板的拆除。滑模系统的拆除顺序：拆除油路系统及控制台拆除操作平台拆除内模板拆除安全网和脚手架用木块垫死内圈模板桁架拆外模板桁架系统拆除内模板桁架的支撑拆除内模板桁；滑模装置拆除后，应对各部件进行检查、维修，并妥善存放保管，以备使用
19、。,5.滑框倒模施工方法 定义：滑框倒模施工工艺是在滑模施工工艺的基础上发展而成的一种施工方法。这种方法兼有滑模和倒模的优点，因此，易于保证工程质量。但由于操作上多了模板拆除上运的过程，人工消耗大，速度略低于滑模；1)滑框倒模的组成与施工工艺 滑框倒模装置的提升设备和模板系统与一般滑模基本相同，不同之处：模板与围圈之间增设竖向滑道，模板与围圈之间通过竖向滑道连接，滑道固定于围圈内侧，可随围圈滑升；,当滑道随围圈滑升时，模板附着于新浇筑的混凝土表面留在原位，待滑道滑升一层模板高度后，即可拆除最下一层模板，倒至上层使用；滑框倒模工艺与滑模工艺的根本区别在于把滑模时模板与混凝土之间滑动，变为滑道与模
20、板之间滑动，而模板附着于新浇筑的混凝土表面无滑动；,滑升阻力很小，相应地可减少提升设备：与滑模相比可节省1/6 的千斤顶和15%的平台用钢量；滑框倒模工艺只需控制滑道脱离模板时的混凝土强度下限值大于0.05MPa，不致引起混凝土坍塌和支承杆失稳，保证滑升平台安全即可；无需考虑混凝土硬化时间造成的混凝土粘膜、拉裂等现象，给施工创造很多便利条件；当发生意外情况时，可在任何部位停滑；同时也有利于插入梁板施工；,6.逐层空滑楼板并进法（又称“逐层封闭”或“滑一浇一”）定义：墙体用滑模施工、楼板用支模现浇，在滑模浇筑一层墙体后，模板滑空，紧跟着支模现浇一层楼板混凝土的施工方法；优缺点：避免了一般滑模施工
21、，楼板采用在墙体上留孔或留槽，插筋后浇楼板(或安装预制楼板)；但是工期较长；,7.逐层空滑预制楼板施工 定义：逐层空滑预制楼板施工的做法是：当墙体模板向上空滑高度大于预制楼板厚度的一倍左右时，在模板下口与墙体混凝土之间的空档，插入预制楼板；,8.先滑墙体楼板跟进法定义：指当墙体连续滑动数层后，即可自下而上地进行逐层楼板的施工；即在楼板施工时，先将操作平台的活动平台板揭开，由活动平台的洞口吊入楼板的模板、钢筋和混凝土等材料或安装预制楼板。对于现浇楼板施工，也可由设置在外墙窗口处的受料挑台将所需材料吊入房间，再用手推车运至施工地点；,9.楼板降模法 定义：先滑墙体楼板降模施工，是针对现浇楼板结构而
22、采用的一种施工工艺。其具体做法是：当墙体连续滑升到顶或滑升至810 层高度后，将事先在底层按每个房间组装好的模板，用卷扬机或其他提升机具提升到要求的高度，再用吊杆悬吊在墙体预留的孔洞中，然后进行该层楼板的施工。当该层楼板的混凝土达到拆模强度要求时(不得低于15MPa)，可将模板降至下一层楼板的位置，进行下一层楼板的施工；这样，施工完一层楼板，模板降下一层，直到完成全部楼板的施工，降至底层为止；,10.体外滑模 一般滑模施工的缺点：支承杆钢材消耗比较多；用钢筋作为支承杆，承载能力有限，也不能发挥大吨位的千斤顶的作用；定义：体外滑模打破了过去的常规做法，其方法是不把滑模支承杆布置在墙体内，而是布置
23、在墙体外；体外滑模 施工时支承杆几乎可以全部回收，减少了施工用钢量，具有较好的经济效益。,三 爬模施工（简称爬模）1.液压滑升模板概述 定义：是一种自行爬升、不需起重机吊运的模板，可以一次成型一个墙面，且可以自行升降，是综合大模板与滑模工艺特点形成的一种成套模板技术，同时具有大模板施工和滑模施工的优点，又避免了它们的不足；适用范围：适用于高层建筑外墙外侧和电梯井筒内侧无楼板阻隔的现浇混凝土竖向结构施工，特别是一些外墙立面形态复杂，采用艺术混凝土或不抹灰饰面混凝土、垂直偏差控制较严的高层建筑；,德国Doka自动爬升模板系统应用于苏通长江大桥,优缺点：(1)模板的爬升依靠自身系统设备，减少了起重机
24、吊运工程量；(2)模板是逐层分块安装的，其垂直度和平整度易于调整和控制，施工精度较高；(3)模板不占用施工场地；(4)爬模装有操作脚手架，不需搭设外脚手架；(5)兼具滑模和大模板的优点；(6)有利于缩短工期：模板与爬架的爬升、安装、校正等工序与楼层施工的其他工序可平行作业，。但爬模无法实行分段流水施工，模板的周转率低，因此模板配制量要大于大模板施工。,2.模板与爬架互爬 定义：是以建筑物的钢筋混凝土墙体为支承主体，通过附着于已完成的钢筋混凝土墙体上的爬升支架或大模板，利用连接爬升支架与大模板的爬升设备，使一方固定，另一方作相对运动，交替向上爬升，以完成模板的爬升、下降、就位和校正等工作。1)构
25、造与组成爬升模板由大模板、爬升支架和爬升设备三部分组成。,(2)爬升支架。组成：由支承架、附墙架、吊模扁担和千斤顶架等组成。爬升支架是承重结构，主要依靠支承架固定在下层已达规定强度的钢筋混凝土墙体上，并随施工层的上升而升高，其下部有水平拆模支承横梁，中部有千斤顶座，上部有挑梁和吊模扁担，主要起悬挂模板、爬升模板和固定模板的作用。支承架用作悬挂和提升模板，一般由型钢焊成格构柱。为便于运输和装拆，一般做成两个标准桁架节，使用时将标准节拼起来，并用法兰盘连接；,附墙架承受整个爬升模板荷载，通过穿墙螺栓传送给下层已达到规定强度的混凝土墙体。底座应采用不少于4 个连接螺栓与墙体连接。但支承架的安装位置必
26、须准确，防止模板安装时产生偏差。爬升支架顶端高度，一般要超出上一层楼层高度0.81.0m，以保证模板能爬升到待施工层位置的高度；,爬升支架的总高度(包括附墙架)，一般应为33.5 个楼层高度，其中墙架应设置在待拆模板层的下一层；爬架间距要使每个爬架受力不要太大，以36m 为宜爬架位置在模板上要均匀对称布置；支承架应设有操作平台，周围应设置防护设施，以策安全。吊模扁担、千斤顶架(或吊环)的位置，要与模板上的相应装置处同一竖线上，以提高模板的安装精度，使模板或爬升支架能竖直向上爬升。,(3)爬升设备 爬升动力设备可以根据实际施工情况而定，常用的爬升设备有环链手拉葫芦、电动葫芦、单作用液压千斤顶、双
27、作用液压千斤顶、爬模千斤顶等，其起重能力一般要求为计算值的2 倍以上；,(4)油路和电路 爬模爬升一个楼层高度需要千斤顶连续进行多个冲程，因此对液压泵车的速度有较高的要求，选择液压油源时要注意爬升模板的特点；由于爬升一个楼层的高度，千斤顶需进、排油100 多次，为了使每个千斤顶(特别是负荷最大、线路最远处的千斤顶)进油时的冲程和排油的回程都充分以减少千斤顶的升差，又要使进、回油时间最短，在爬模所用电路中，需要装置一套自动控制线路；,2)施工工艺 弹线找平安装爬架安装爬升设备安装外模板绑扎钢筋安装内模板浇筑混凝土拆除内模板施工楼板爬升外模板绑扎上一层钢筋并安装内模板浇筑上一层墙体爬升爬架如此模板
28、与爬架互爬直至完成整幢建筑的施工，如图6.15 所示。,6.2 粗钢筋连接技术,高层建筑现浇钢筋混凝土结构工程中，粗直径钢筋连接的工作量比较大，采用合适的施工方法可以大大提高劳动效率。传统的连接方式一般是采用对焊、电弧焊等，近些年来推广了很多新的钢筋连接工艺，如钢筋机械连接、电渣压力焊、气压焊等，大大地提高了生产效率，改善了钢筋接头的质量。,6.2.1 钢筋的焊接,1.钢筋的焊接类型钢筋焊接的类型分为熔焊和压焊两种。,1)熔焊 熔焊过程实质上是利用热源产生的热量，把母材和填充金属熔化，形成焊接熔池，当电源离开后，由于周围冷金属的导热及其介质的散热作用，焊接熔池温度迅速下降，并凝固结晶形成焊缝。
29、如电弧焊、电渣焊、热剂焊。2)压焊 压焊过程实质上是利用热源，包括外加热源和电流通过母材所产生的热量，使母材加热达到局部熔化，随即施加压力，形成焊接接头。如电阻点焊、闪光对焊、电渣压力焊、气压焊、埋弧压力焊。根据国家行业标准钢筋焊接及验收规程JGJ 1896规定，适用于粗钢筋连接的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和气压焊四种。,钢筋焊接的一般规定如下：(1)在工程开工或每批钢筋正式焊接之前，必须进行现场条件下钢筋焊接性能试验。合格后，方能正式生产。(2)钢筋焊接生产之前，必须清除钢筋、钢丝或钢板焊接部位的铁锈、熔渣、油污等；钢筋端部的扭曲折应予以矫直或切除。(3)进行钢筋电阻点焊、闪光对
30、焊、电渣压力焊或埋弧压力焊时，班前应试焊两个接头。经外观检查后，方可按选择的焊接参数进行生产。(4)在点焊机、对焊机、电渣压力焊机或埋弧压力焊机的电源开关箱内装设电压表，以便观察电压波动情况。电阻点焊或闪光对焊时，如电源电压降大于5%，应适当提高变压器的级数；如电源电压降达到8%时，停止焊接。电渣压力焊或埋弧压力焊时，如电源电压降大于5%，则不宜进行焊接。(5)焊机经常维修保养和定期检修，确保正常使用。,2.钢筋闪光对焊 钢筋闪光对焊是将需对焊的钢筋分别固定在对焊机的两个电极上，通以低电压的强电流，利用焊接电流通过钢筋接触点产生的电阻热，使金属熔化、蒸发、爆破，产生强烈飞溅、闪光，钢筋端部产生
31、塑性区及均匀的液态金属层，迅速施加顶锻力使两钢筋联为一体。闪光对焊工艺生产效率高，操作简单、接头受力性能好，适用范围广，主要用于钢筋接长及预应力钢筋与螺丝端杆的连接。1)闪光对焊机具 对焊机有手动式、半自动式和全自动式。手动杠杆式有75型、100型和150型，可以焊接40mm的钢筋。当钢筋直径大于32mm时，最好使用UN1502型电动凸轮半自动电焊机或UN17150型全自动对焊机。,2)闪光对焊工艺 闪光对焊工艺可以分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光预热闪光焊。钢筋直径较大时，多采用后两种施工工艺。若钢筋端面比较平整用预热闪光焊，预热闪光焊是在连续闪光焊前增加一次预热过程，使钢筋受热均匀以保证焊
32、接接头的质量。若钢筋端面不太平整用闪光预热闪光焊，即在预热闪光焊前增加次闪光，把端部不平部分熔化掉。操作者需要根据钢筋情况和焊接工艺选用对焊参数，对焊参数包括调伸长度、预热留量、烧化流量、顶锻留量、烧化速度、顶锻速度等。施工操作要领是预热要充分、闪光要强烈、顶锻要快而有力。,3)钢筋对焊接头质量检查与验收(1)外观检查。外观检查时，每批抽查10%的闪光对焊接头，并不少于10个。每次以不大于200个同类型、同工艺、同焊工的焊接接头为一批，且时间不超过一周。钢筋对焊接头外观检查的质量要求表面不能有横向裂纹；钢筋表面不得有烧伤缺陷；接头处的弯折角不得大于4；接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍
33、，且不得大于2mm。(2)力学性能试验。力学性能试验，原则上是应从成品中每批随机抽取6个接头进行试验，其中3个做拉力试验，3个做弯曲试验。钢筋对焊接头拉力试验结果应符合以下要求：3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度；3个试件中至少有2个试件断于焊接影响区外，并呈延性断裂。若试验结果，有1个试件的抗拉强度小于规定值，或有2个试件断裂于焊缝附近时，应再取6个试件进行复验。复验结果仍有不符合要求的现象出现，应确认该批接头为不合格品。,作弯曲试验时，需先清除受压面的金属毛刺和镦粗变形部分，使其与对焊钢筋的外表齐平。弯曲时，焊缝应在弯曲圆弧段的中心点，弯心直径要符合规范要求。检查结果对焊
34、接头外侧不得出现宽度超过0.15mm的横向裂缝。3个接头中如果有2个试件不合要求，则再取6个试件重新试验，如有3个试件不合要求，则判定该批对焊接头不合格。3.钢筋电弧焊 钢筋电弧焊是以焊条作为一极，钢筋为另一极，利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法，其中电弧是指焊条与焊件金属之间空气介质出现的强烈持久的放电现象。其特点是轻便灵活，可用于平、立、横、仰全位置焊接，适用性强。电弧焊接适用于各种形状的钢材焊接，是金属焊接中使用较广泛的工艺。钢筋工程中的电弧焊，主要指预制构件中的钢筋与预埋铁件的搭接接头电弧焊，以及现浇构件钢筋安装中的帮条接头电弧焊或搭接接头电弧焊。,1)电弧焊机具(1)
35、电弧焊设备。电弧焊的主要设备是电弧焊机。弧焊机可分为交流和直流这两类。交流弧焊机。交流弧焊机(焊接变压器)具有结构简单、价格低廉、保养维护方便等优点。建筑工地常用的型号有用BX31201、BX33002、BX35002、BX21000等。直流弧焊机。直流弧焊机有旋转式直流弧焊机和焊接整流器两种类型。旋转式直流弧焊机为焊接发电机，电动机或原动机带动弧焊发电机整流发电；焊接整流器，是一种将交流电变为直流电的手弧焊接电源。(2)电弧焊焊条。电焊条由焊芯和药皮组成。适用于钢筋工程的焊条叫结构钢焊条，其表示方法为“结”或“T”。三个数字中第一、二个数字表示焊缝能达到的抗拉强度，单位为Nmm；第三个数字表
36、示药皮类型。钢筋焊接常用焊条的牌号。药皮类型和主要用途见表6-5。,药皮的作用是在电弧周围形成保护性气体和起脱氧作用，使氧化物形成熔渣浮于焊缝金属表面，使焊缝不受有害气体的影响和稳定电弧燃烧。焊条直径有2.0mm、2.5mm、3.2mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm等6种。,2)电弧焊接接头的主要形式钢筋电弧焊的接头形式主要有搭接焊、帮条焊、坡口焊。(1)搭接电弧焊接头。搭接接头主要用于焊接1040mm的钢筋。此种接头应优先采用双面焊缝形式。焊缝的高度0.3d，且4mm；焊缝宽度0.7d，且10mm。焊接前，钢筋最好预弯，以保证两钢筋的轴线在一直线上，如图6.19(a)、(b)所示。搭接
37、焊接时，用两点固定；定位焊缝应离搭接端部20mm以上。(2)帮条电弧焊接头。帮条接头主要用于焊接1040mm的级钢筋，如图6.19(c)、(d)所示。选用帮条适宜选用与焊接筋同直径、同级别的钢筋制作，最好采用双面焊缝形式。焊缝高度、宽度要求同搭接焊。如帮条与被焊接钢筋的强度等级不同时，还应该按钢筋的计算强度进行换算。,施焊前，钢筋的装配与定位，应符合以下规定：两主筋端面之间的间距应为25mm；帮条和主筋之间用四点定位焊接固定，定位焊缝应离帮条20mm以上。施焊时，引弧应在帮条或搭接钢筋的一端开始，收弧应在帮条上，弧坑应填满。多层施焊时，第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝，特别在定位焊缝
38、的始端与终端，应熔合良好。,(3)坡口焊。坡口焊分平焊和立焊两种，适用于焊接1040mm的钢筋。平焊时，V形坡口角度为5565；立焊时，V形坡口角度为4555，其中上钢筋为3545，下钢筋为010，如图6.20所示。,(4)铜模窄间隙电弧焊。若在现浇混凝土结构中，可采用铜模窄间隙电弧焊，适用钢筋直径1640mm，铜模拆卸后可以重复使用。为了固定钢筋和铜模，可采用铜模卡具。3)电弧焊操作要点(1)焊接前应将钢材的焊接区域进行清理，去油污、除浮锈、露水和粘着物等。(2)焊接前应对制作物件进行如下检查。是否与图纸相符。在搬运过程中有无变形。搭接区是否已进行预弯等。(3)在一般情况下，搭接接头均应采用
39、双面焊接。只有在操作位置受阻不能采用双面焊时，才允许采用单面焊。(4)焊接地线均应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。(5)带有垫板或帮条的接头，引弧应在钢板或帮条上进行。无钢板或帮条的接头，引弧应在形焊部位，防止烧伤主筋。,(6)引弧应在帮条或搭接钢筋的一端开始，收弧时应在帮条或搭接钢筋的端头上。第一层应有足够的熔深，主焊缝与定位缝结合应良好，焊缝表面应平顺。弧坑应填满。(7)采用帮条焊接时，帮条钢种及直径应与主筋相同。(8)HRB335、HRB400级钢筋电弧焊接头进行多层施焊时，应采用“回火焊道施焊法”，即最后回火道的长度比前层焊道在两端各缩短46mm，以减少或消除前层焊道及过热区的淬
40、硬组织，改善接头的性能。(9)焊接开始时应有助手扶正焊件，无助手时应先用铁丝帮扎定位，再在焊区先作两点定位焊。如钢筋变形，应先行纠正，不宜采用定位焊强行组装。(10)焊接操作应注意调节电流。焊接电流过大容易咬肉、飞溅、焊条发红；电流过小则电弧不稳定、夹渣或未焊透。立焊时，电流要比平焊时低10%15%；仰焊时，电流要比平焊时低15%20%。,4)电弧焊使用与安全(1)在焊机周围，严禁停放易燃物品，预防火灾。焊接操作现场场地应有消防设施。(2)焊接工人操作时必须穿戴好劳保用品。(3)在室内进行手工电弧焊，应该有排气通风装置；焊接工人操作处应设置挡板，防止弧光伤害眼睛或皮肤。(4)焊机必须专人操作、
41、管理，非专机人员不得擅自操作，也不允许两台焊机使用同一闸刀开关电源。(5)焊机必须装设接地线，地线电阻不应大于4。手柄、焊钳把手应绝缘。(6)不允许将焊机电源开关、变压器等电器部分的外罩拆除，防止钢材与电源或变压器接触。,5)钢筋电弧焊接头质量检查与验收(1)外观检查。钢筋电弧焊接头外观缺陷对接头强度影响较大，而且比较明显，容易检查，因此要求在接头清渣后逐个进行目测或量测，目测可以借助510倍的低倍放大镜进行，焊缝尺寸的量测可以采用米尺、卡尺等。国家标准钢筋焊接及验收规程JSJ l896规定了钢筋电弧焊接头外观检查的质量要求，表面平整不能有较大的凹陷、焊瘤；接头处不允许有裂纹；咬边深度、气孔、
42、夹渣及焊缝的厚度宽度允许偏差不得超过有关规定。(2)力学性能试验。力学性能试验，原则上是切取试件进行拉伸试验。在一般建筑物中，应从成品中每批随机切取3个接头进行拉伸试验；对于不便切取试件的装配式结构，应模拟现场最不利的生产条件(如施焊位置、钢筋间距等)制作模拟试件。一般以300个同接头形式、同钢筋级别的接头为一批，同一批中有几个不同钢筋直径时，应抽取直径较大的钢筋接头。钢筋电弧焊,接头拉伸试验结果应符合以下要求：3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度；余热处理级钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热轧级钢筋规定的抗拉强度570MPa；3个接头试件均应断于焊缝之外，并应至少
43、有2个试件呈延性断裂。当试验结果，有1个试件的抗拉强度小于规定值，或有1个试件断裂于焊缝，或有2个试件发生脆性断裂时，应再取6个试件进行复验。复验结果当有1个试件的抗拉强度小于规定值，或有1个试件断裂于焊缝，或有3个试件呈脆性断裂时，应确认该批接头为不合格品。,4.钢筋电渣压力焊电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋混凝土中的竖向钢筋的端部熔化，待达到一定程度后，施加压力使钢筋焊合。这种焊接方法是一种立焊方法，能避免当钢筋采用搭接或帮条电弧焊时，所造成的错位大和焊接时间长的不足，比电弧焊容易掌握，工效高，适用于施工现场竖向焊接钢筋。不适用于水平钢筋的连接及倾斜度超过41范围的斜筋的连接
44、，也不得在竖向焊接后，在横置于梁、板构件中作水平钢筋之用。电渣压力焊分为自动电渣压力焊及手工电渣压力焊两种。1)电渣压力焊机具(1)自动电渣压力焊。自动电渣压力焊设备包括：焊接电源、控制箱、操作箱、焊接机头等，如图6.21所示。焊接机头由电动机、减速器、凸轮、夹具、提升杆、焊剂盒等组成。焊接电源有多种型号，如BX1500型、BX3500型、BX3630型、BX2700型、BX21000型等，可根据不同钢筋直径选择，例如当钢筋直径为25mm时，可采用500型焊接电源；钢筋直径为32mm时，应采用630型、700型；钢筋直径为36mm或40mm时，宜采1 000型。,1上钢筋 2下钢筋 3上夹头
45、4下夹头 5焊剂盒 6铁丝圈 7焊把线 8电源线 9电动机传动部分,自动焊机使用时，由焊工揿电钮，自动接通电源，通过电动机使上钢筋移动，引燃电弧，接着自动完成电弧、电渣及顶压过程，并切断焊接电源。使用这种焊机可以减轻焊工的劳动强度，生产效率高。,(2)手工电渣压力焊。手工电渣压力焊设备包括：焊接电源、控制箱、焊接夹具、焊剂盒等组成。焊接电源与自动电渣压力焊相同。焊接夹具应具有一定的刚度，使用灵巧，坚固耐用，上、下钳同心。焊剂盒内径为90100mm，与所焊接钢筋的直径大小相适应。手动式焊机可分为杠杆式和摇臂式，焊接过程由焊工手动完成，劳动强度较大。手动式焊机比较结实耐用，易于维修。2)电渣压力焊
46、焊接工艺 竖向钢筋电渣压力焊工艺过程包括引弧、电弧、电渣和预压过程，如图6.22所示。电渣压力焊工艺，根据渣池形成的不同，可分为以下三种：(1)导电焊剂法。当上钢筋较长而直径较大时，宜采用“导电焊剂法”。此时，要求钢筋端面预先平整，并选用粒度为810mm的导电焊剂12块，放入两钢筋端面之间。施焊时接通焊接电路，使导电焊剂及钢筋端部相继熔化形成渣池。,1上钢筋 2下钢筋 3焊剂盒 4电弧 5熔池 6熔渣 7焊包 8渣壳,(2)电弧引燃法。当上钢筋直径较小而焊机功率较大时，宜采用“电弧引燃法”。此时，钢筋断面无须加工平整。施焊前，先将钢筋端面互相接触，装满焊剂。施焊时接通电路，立即操纵压杆使两钢筋
47、之间形成23mm的空隙而产生电弧，借助操纵杆使上钢筋缓缓上升，进行电弧过程(焊接直径25mm的钢筋时提升高度约为8mm)之后，进行电渣过程和顶压过程。(3)铅丝球引燃法。当钢筋端面较平整而焊机功率又较小时，宜采用“铅丝球引燃法”。此时，将铅丝球(用22号铅丝绕成直径为1015mm的紧密小球)放入两钢筋端面之间，而后装满焊剂，进行焊接。3)电渣压力焊的操作要点 在钢筋电渣压力焊中，必须采用合适的焊剂，一般采用HJ431型焊剂。焊剂要妥善保管，防止受潮。焊剂在焊接过程中起着保护熔池、防止氧化和氮化，使焊接过程稳定，获得良好成形接头等重要作用。,施焊前，应根据钢筋直径确定焊接参数。电渣压力焊的参数主
48、要包括渣池电压、焊接电流、接通时间等，见表6-6。,首先，将钢筋直径端部120mm范围内铁锈杂质刷净，用电极上的夹具夹紧钢筋(当上部钢筋较长时，搭设架子稳定钢筋)。钢筋端头应在焊剂盒中部，待上、下钢筋轴线对中后，在上、下钢筋间放入一个由22号铅丝绕成直径为1015mm的铅丝小球或放入导电剂(当钢筋直径较大时)。在焊剂盒底部垫好石棉垫、合上焊剂盒，放满焊剂。施焊时，接通电路，使导电剂、钢筋端部及焊剂熔化，形成导电的渣池，维持数秒后，借助操纵杆将上钢筋缓缓下送，且使焊接电压稳定在2025V范围内。钢筋下送速度不能过快或过慢，以防止造成电流短路或断路，要维持好电渣形成过程。待熔化量达到一定数值时，即
49、切断电源，并迅速用力顶锻钢筋，挤出全部熔渣和熔化金属，使形成坚实接头。过13min冷却后，即可打开焊剂盒，收回焊剂，卸下夹具，敲去熔渣，焊接过程完毕。,钢筋电渣压力焊时，焊接夹具的上、下钳口应夹紧上、下钢筋的合适位置，严防晃动，以免上、下钢筋错位和夹具变形；引弧宜采用导电焊剂或铅丝球引弧法，也可直接引弧；接头完毕，应停歇适当时间，才可回收焊剂和卸下夹具，以免接头与空气接触氧化；当两钢筋直径不同时，应采取措施确保上、下两钢筋同轴，并按直径较小钢筋选用焊接电流，焊接通电时间稍延长。4)钢筋电渣压力焊接头质量检查与验收(1)外观检查。电渣压力焊接头应逐个进行外观检查，外观检查结果应符合下列要求：四周
50、焊包凸出钢筋表面的高度应大于4mm；钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷；接头处的弯折角不得大于4；接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的10%，且不得大于2mm。外观检查不合格的接头应切除重焊，或采取补强焊接措施。,(2)力学性能试验。在进行力学性能试验时，每楼层或施工区段中，以300个同级别钢筋接头作为一批，不足300个亦为一批，每批随机切取3个接头进行拉伸试验。同一批中有几个不同钢筋直径时，应抽取直径较大的钢筋接头。电渣压力焊接头拉伸试验结果，3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度。当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定值，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小
