钢筋混凝土隧道管片生产振动工艺选择..docVIP

钢筋混凝土隧道管片生产振动工艺选择 经过十几年的发展，国内已经建成了106家管片厂，满负荷产能可达到每天2650环，在总量增加的同时，各管片厂由于建厂条件不一，工艺路线各异，所能够产生的经济价值和质量效益差别很大，通过分析比较各厂的工艺路线，发现其中最主要的原因是由于管片生产理论的滞后，导致部分管片厂在缺乏理论指导的条件下，在确定管片生产关键工艺的选择过程中发生偏差，留下了生产技术环节上的短板，部分管片厂投产后没能实现设想中的效益最大化。在容易发生偏差的几个管片生产技术环节中，又以振动工艺的选择失当最为突出，本文拟通过理论结合生产实践的方式，介绍管片生产振动工艺的选择方法。 钢筋混凝土管片可采用自流平混凝土进行生产，也可以采用振动密实混凝土进行生产，由于在得到相同终凝强度的混凝土构件条件下振动密实混凝土的配方价远低于自流平混凝土，所以在实际生产中，绝大部分的管片以振动密实混凝土进行生产。为振动密实混凝土选择正确的振动工艺，将可以获得好的混凝土配方价、模具费摊销和振动能耗方面的经济性指标，同时可以得到好的混凝土耐久性，还可以获得降低振动噪声等的多重效益，是管片厂工艺选择的最重要环节。 管片生产的混凝土浇注振动分为插入式振动棒振动、附着式振动器振动和整体振动台振动等基本方式。 插入式振动棒振动 在浇注混凝土的同时，把插入式振动棒插入混凝土内部，把振动棒本身的振动传递到与之接触的混凝土中进行振动的扩散传递，以达到把混凝土振动密实的作用，由于振动棒所产生的振动密实有效范围大约为以振动棒为中心半径350mm以内，这种振动方法要求操作者在不超过振动棒作用半径的位置上作多点插入振动，以使管片个点混凝土均被有效振动密实。由于振动发生在混凝土内部，在单个点上混凝土达到正振动点的时间其实并不长，故不容易发生因长时间振动导致的混凝土离析。如果发生操作工人漏振，则漏振部位混凝土的密度将不足。 插入式振动棒振动适用范围广，对模具形状、管片混凝土方量大小、水灰比不敏感。但插入式振动棒的振动频率和振幅不可调。 插入式振动棒振动对模具无特殊要求，对模具的损伤表现为振动棒把模具内表面打出坑点。此外，操作振动棒的过程中，因为操作者难以真正观察到混凝土下面钢筋和埋件的分布情况，所以难以完全避免振动棒敲击钢筋和埋件的事故。 插入式振动棒振动能耗较低，人工费用高，而由于国产振动棒的寿命较短，长期生产所产生的振动棒采购成本并不低。 附着式振动器振动 附着式振动器被安装在模具内弧面下面，附着式振动器被压缩空气带动工作起振，带动其上的内弧面钢板一起作类似鼓膜被敲击时一样的振动，这种振动被传递到与内弧面钢板接触的混凝土中，在混凝土内部，这种振动扩散传递，受到振动的混凝土达到密实效果。 由于附着式振动器的水平作用距离在700mm左右，模具内弧面下方振动器的分布一般在700mm左右，而在相邻振动器范围内，会产生振动器附近激振作用大，远离振动器的位置激振作用小，且由于振动波干涉的原因，在相邻振动器作用范围重叠位置，会发生由于振动干涉导致的在某一点、某一时段内振动被互激倍增或被互相削弱的情况，导致局部混凝土过振或欠振，该情况会随机发生，并无规律。而在相对远离振源的端头板和角部等位置，激振作用相对较小，易产生欠振现象。一般情况下，当振源附近混凝土达到正振动点时，远离振源的地方会欠振，当远离振源的地方达到正振动点时，振源附近混凝土会过振，欠振位置混凝土密度会较低，过振位置混凝土会发生离析，大骨料会下坠，砂和水泥浆会上浮。无论欠振或过振，混凝土的均质性均受到挑战，混凝土的强度将得不到保证。无论在何种情况下，由于管片混凝土在受到附着式振动器所产生的振动传递沿高度方向是能量递减的，管片靠近内弧面的位置的大骨料分布密度均比靠近外弧面的位置的分布密度高，管片必然产生比较多的混凝土内部的均质性问题。 附着式振动器的振动频率可通过人为调整供气球阀的开度来作小范围调整，此种调整无法精确控制频率，无法实现同一模具上各振动器的真正强制同步，且全靠人工掌握。在同一片模具的不同振动器之间，由于各自不同的振动工况的互相作用（主要是受从相邻振动器传递来的振动波的干扰），振动器在牺牲输出功率的前提下稍趋向同步，而该种同步实际的效果并非各点振动工况高度一致，且会因为气压波动或灌注混凝土体积变化等因素被随时打破。 附着式振动器要求模具是柔性的，一旦模具刚度过大，振动作用就会被模具本身吸收消耗，而另一方面，模具刚度太低，模具的耐久性又将受到挑战。柔性模具的底模是软的，通常为筐式结构，不会象日式模具那样大量使用垂直筋板加强。而上模部分也做成软模，侧板的高度通常为模具型腔的深度一样，侧板和端头板位于底模的边沿上方，以铰链、合模螺栓和定位球头球窝实现定位。侧板和端头板下的密封胶条与内弧面钢板接触实现密封。这样上下模之间的联系仅限