鋼砼工作原理

鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先鋼筋與混凝土有著近似相同的線膨脹系數(shù)，不會由環(huán)境不同產(chǎn)生過大的應力。其次鋼筋與混凝土之間有良好的粘結力，有時鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條（稱為變形鋼筋）來提高混凝土與鋼筋之間的機械咬合，當此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時，通常將鋼筋的端部彎起180 度彎鉤。此外混凝土中的氫氧化鈣提供的堿性環(huán)境，在鋼筋表面形成了一層鈍化保護膜，使鋼筋相對于中性與酸性環(huán)境下更不易腐蝕。

混凝土是水泥（通常硅酸鹽水泥）與骨料的混合物。當加入一定量水分的時候，水泥水化形成微觀不透明晶格結構從而包裹和結合骨料成為整體結構。通常混凝土結構擁有較強的抗壓強度（大約 3,000 磅/平方英寸，35 MPa）。但是混凝土的抗拉強度較低，通常只有抗壓強度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離從而導致結構的破壞。而絕大多數(shù)結構構件內(nèi)部都有受拉應力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨使用于工程。

相較混凝土而言，鋼筋抗拉強度非常高，一般在200MPa以上，故通常人們在混凝土中加入鋼筋等加勁材料與之共同工作，由鋼筋承擔其中的拉力，混凝土承擔壓應力部分。例如在圖2簡支梁受彎構件中，當施加荷載P時，梁截面上部受壓，下部收拉。此時配置在梁底部的鋼筋承擔拉力⑷，而上部陰影區(qū)所示混凝土⑵承受壓力⑶。在一些小截面構件里，除了承受拉力之外，鋼筋同樣可用于承受壓力，這通常發(fā)生在柱子之中。鋼筋混凝土構件截面可以根據(jù)工程需要制成不同的形狀和大小。

同普通混凝土一樣，鋼筋混凝土在28天后達到設計強度。

目前在中國，鋼筋混凝土為應用最多的一種結構形式，占總數(shù)的絕大多數(shù)，同時也是世界上使用鋼筋混凝土結構最多的地區(qū)。據(jù)發(fā)改委相關數(shù)據(jù)顯示，該地區(qū)其主要原材料水泥產(chǎn)量已于2005年達到10.60億噸，占世界總產(chǎn)量48%左右。[1][2]

砼：讀tong，音調(diào)二聲.就是混凝土的意思.鋼筋砼就是鋼筋混凝土，被廣泛應用于建筑結構中.打混凝土之前，先進行綁筋支模，也就是將鋼筋用鐵絲綁成想要的結構形狀，然后用模板覆蓋在鋼筋骨架外面。最后將混凝土澆筑進去，達到強度后拆模，所得即是鋼筋砼。

按施工方法不同：現(xiàn)澆式，裝配式，裝配整體式 現(xiàn)澆鋼筋砼樓板

現(xiàn)澆鋼筋砼樓板在施工現(xiàn)場通過支模，綁扎鋼筋，澆筑砼，養(yǎng)護等工序而成型的樓板.

優(yōu)點：整體性好，抗震能力強，形狀可不規(guī)則，可預留孔洞，布置管線方便.

缺點：模板，用量大，施工速度慢.

預制裝配式鋼筋砼樓板

在預制廠或施工現(xiàn)場預制

缺點：樓板的整性差，板縫嵌固不好時易出現(xiàn)通長裂縫

裝配整體式鋼筋砼樓板

部分構件預制→現(xiàn)場安裝→整體現(xiàn)澆

鋼筋混凝土（英文：Reinforced Concrete或Ferroconcrete），工程上常被簡稱為鋼筋砼。是指通過在混凝土中加入鋼筋與之共同工作來改善混凝土力學性質(zhì)的一種組合材料。為加勁混凝土最常見的一種形式。

鋼砼把在澆筑混凝土之前把鋼筋預先埋在其中，或者在澆筑混凝土之后（后張法，預應力鋼砼）穿入鋼筋，在結構中受力時由混凝土來承受壓力，而由鋼筋來承受拉力的可塑性高的高級建筑材料。鋼砼是鋼筋抗拉和混凝土抗壓的結合，比混凝土有更高的承載力。

鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少，從占構件截面面積的1%（多見于梁板）至 6%（多見于柱）不等。鋼筋的截面為圓型。在美國從0.25至1英尺，每級1/8英尺遞增；在歐洲從8至30毫米，每級2毫米遞增；在中國大陸從3至40毫米，共分為19等。在美國，根據(jù)鋼筋中含碳量，分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高，且強度和剛度較高，但難于彎曲。在腐蝕環(huán)境中，電鍍、外涂環(huán)氧樹脂、和不銹鋼材質(zhì)的鋼筋亦有使用。

在潮濕與寒冷氣候條件下，鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的結構則應使用環(huán)氧樹脂鋼筋或者其他復合材料混凝土，環(huán)氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色涂料輕松識別。

鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)

鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)會對破壞混凝土的結構造成損傷。當鋼筋銹蝕時，銹跡擴展，使混凝土開裂并使鋼筋與混凝土之間的結合力喪失。當水穿透混凝土表面進入內(nèi)部時，受凍凝結的水分體積膨脹，經(jīng)過反復的凍融循環(huán)作用，在微觀上使混凝土產(chǎn)生裂縫并且不斷加深，從而使混凝土壓碎并對混凝土造成永久性不可逆的損傷。

混凝土中的孔隙水通常是堿性的，根據(jù)pourbaix圖[3]，鋼筋在pH值大于9.5時是惰性的，不會發(fā)生銹蝕?？諝庵械亩趸寂c水泥中的堿反應使孔隙水變得更加酸性，從而使pH值降低。從構件制成之時起，二氧化碳便會碳化構件表面的混凝土，并且不斷加深。如果構件發(fā)生開裂，空氣中的二氧化碳將會更容易更容易進入混凝土的內(nèi)部。通常在結構設計的過程中，會根據(jù)建筑規(guī)范確定最小鋼筋保護層厚度，如果混凝土的碳化削弱了這一數(shù)值，便可能會導致因鋼筋銹蝕造成的結構破壞。

測試構件表面的碳化程度的方法是在其表面鉆一個孔，并滴以酚酞，碳化部分便會變成粉色，通過觀察變色部分便可得知碳化層的深度。

氯化物， 包括氯化鈉，會對混凝土中的鋼筋腐蝕。因此，拌合混凝土時只允許使用清水。同樣使用鹽來為混凝土路面除冰是被禁止的。

堿骨料反應或堿硅反應，（Alkali Aggregate Reaction，簡稱AAR，或Alkali Silica Reaction，簡稱ASR）是指當水泥的堿性過強時，骨料中的活性硅成分（SiO2）與堿發(fā)生反應生成硅酸鹽，引起混凝土的不均勻膨脹，導致開裂破壞。它的發(fā)生條件為 ⑴骨料中含有相關活性成分⑵環(huán)境中有足夠的堿性（3混凝土中有足夠的濕度 75%RH。

高鋁水泥的晶體轉變

高鋁水泥對弱酸特別是硫酸鹽有抗性，同時早期強度增長很快，具有很高強度和耐久性。在第二次世界大戰(zhàn)后被廣泛使用。但是由于內(nèi)部水化物晶體的轉型，其強度會隨時間推移而下降，在濕熱環(huán)境下更為嚴重。在英國，隨著3起使用高鋁預應力混凝土梁的屋頂?shù)牡顾@種水泥在當?shù)赜?976年被禁止使用，雖然后來被證明有制造缺陷，但禁令仍然保留。

地下水中的硫酸鹽會與硅酸鹽水泥反應生成具有膨脹性的副產(chǎn)品例如礬石（ettringite）或碳硫硅鈣（thaumasitein）從而導致混凝土的早期失效。

鋼筋混凝土的發(fā)明出現(xiàn)在近代，通常為人認為發(fā)明于1848年。1868年一個法國園丁， 獲得了包括鋼筋混凝土花盆，以及緊隨其后應用于公路護欄的鋼筋混凝土梁柱的專利。1872年，世界第一座鋼筋混凝土結構的建筑在美國紐約落成，人類建筑史上一個嶄新的紀元從此開始，鋼筋混凝土結構在1900年之后在工程界方得到了大規(guī)模的使用。1928年，一種新型鋼筋混凝土結構形式預應力鋼筋混凝土出現(xiàn)，并于二次世界大戰(zhàn)后亦被廣泛地應用于工程實踐。鋼筋混凝土的發(fā)明以及19世紀中葉鋼材在建筑業(yè)中的應用使高層建筑與大跨度橋梁的建造成為可能。

鋼筋混凝土是當今最主要的建筑材料之一，但它的發(fā)明者既不是工程師，也不是建筑材料專家，而是一位法國名叫莫尼埃的園藝師。

莫尼埃有個很大的花園，一年四季開著美麗的鮮花，但是花壇經(jīng)常被游客踏碎。為此，莫尼埃常想：“有什么辦法可使人們既能踏上花壇，又不容易踩碎呢？”有一天，莫尼埃移栽花時，不小心打碎了一盆花，花盆摔成了碎片，花根四周的土卻緊緊包成一團?！班蕖；镜母悼v橫交錯，把松軟的泥土牢牢地連在了一起！”他從這件事上得到啟發(fā)，將鐵絲仿照花木根系編成網(wǎng)狀，然后和水泥、砂石一起攪拌，做成花壇，果然十分牢固。

鋼砼疊合式預制箱梁臺座施工工法適用范圍

《鋼砼疊合式預制箱梁臺座施工工法》適用于地質(zhì)軟弱或容易導致不均勻沉降區(qū)域內(nèi)的預制箱梁梁場的建設。

鋼砼疊合式預制箱梁臺座施工工法技術理論

《鋼砼疊合式預制箱梁臺座施工工法》的工藝原理是：

施工鋼砼疊合式預制箱梁臺座時，首先對地基進行局部換填，然后澆筑混凝土基座及擴大基礎，當混凝土基座強度達設計要求后，在其頂部安裝由型鋼、槽鋼、鋼板組焊而成的鋼構件，為便于調(diào)整預制箱梁臺座頂面的預拱度、平整度，鋼構件與混凝土基座間采用膨脹螺栓加鋼板進行固定。為滿足楔形塊的施工要求，鋼砼疊合式臺座施工時先在箱梁楔形塊處預留位置，然后安裝由型鋼、鋼板組焊而成的回形或”U”形預留槽。

鋼砼疊合式預制箱梁臺座施工工法施工工藝

《鋼砼疊合式預制箱梁臺座施工工法》的工藝流程及操作要點如下：

• 工藝流程

該工法的施工工藝流程見圖3。

• 操作要點

一、鋼砼疊合式臺座構造設計及制作

鋼砼疊合式臺座設計應根據(jù)預制箱梁的參數(shù)進行設計，并經(jīng)過計算后進行型鋼部分材料的選擇及間距的設定，以確保型鋼部分的彎曲應力、剪應力、變形指標均滿足設計要求和規(guī)范。并應注意以下問題：

1.預拱度控制

由于鋼砼疊合式預制箱梁臺座下部為混凝土基座、上部為型鋼、槽鋼、鋼板組焊而成的鋼構件，如何將上部型鋼部分與下部混凝土基座部分進行有效連接，使預拱值即滿足設計要求，又便于安拆，以方便后期預拱度的調(diào)整。經(jīng)過分析、研究后采用膨脹螺栓 鋼板的連接方式將其上下連接為整體。即滿足了預拱度設置，又方便了拆卸，示意圖見圖4~圖6。

2.箱梁腹板模板與底座接觸處密封的控制

腹板模板與臺座接觸部分為型鋼臺座部分，應考慮模板與臺座接觸處密封時采用止?jié){帶或止?jié){管的方式，以便確定面板底部槽鋼縱肋腹板的位置，該臺座采用面板縱肋與模板接觸采用面接觸的方式取得了較好的成效，成功解決了箱梁腹板模板與底座接觸處密封的問題，詳見圖7及圖8。

3.梁端楔形塊多種縱橫坡度的控制

因橋梁處于豎曲線上，存在著多種縱橫坡度，為使簡支預制小箱梁底板與支座頂面緊密接觸，故在箱梁底板支座處增設了楔形塊，為滿足不同部位楔形塊縱橫坡度的需要，需設置調(diào)坡裝置，與生產(chǎn)廠家討論后，采用15毫米厚的鋼板焊接回形或U形槽，并在預留槽的底板上開孔，安裝調(diào)節(jié)裝置，施工時依據(jù)設計坡度調(diào)整四角螺栓的高度實現(xiàn)生產(chǎn)緩和、圓曲多種復雜線路預制箱梁調(diào)坡的需求，詳見圖9~圖11。

二、臺座基礎換填

1.因該預制場所處的區(qū)域為超厚淤泥層，當挖至一定深度厚僅能進行拋石擠淤處理，當進行拋石時應嚴格控制石料的粒徑，并將石料大面朝下進行放置。

2.拋石后分層回填碎石土，每層的厚度控制0.3米，壓實度為93%以上，邊角或壓實不到位的部位采用小型設備進行夯實；

3.當碎石土填筑至預制箱梁臺座基礎底時，嚴格控制其平整度、寬度、壓實度及高程。

三、臺座基礎混凝土及基座澆筑

1.當臺座基礎換填完成后，立即綁扎縱橫向鋼筋網(wǎng)片，并嚴格控制其保護厚度，鋼筋接頭的位置、鋼筋的間距、鋼筋綁扎處的牢固程度；

2.臺座混凝土澆筑時，應對機械設備進行檢查，確保澆筑期間混凝土連續(xù)供應，振搗應嚴格控制混凝土的間距、插入深度、距模板的距離、確?；炷翝仓|(zhì)量；

3.當澆筑臺座基座時，應嚴格控制基座頂面的預拱度、平整度及預埋鋼筋的間距。

四、型鋼構件安裝

1.當臺座基座混凝土強度養(yǎng)護到期后，彈出工字鋼的軸線，安裝工字鋼，并采用膨脹螺栓 鋼板每間隔0.5米進行固定，過程中嚴格按預拱度控制，必要時在混凝土基座與型鋼之間支墊鋼板。

2.按圖紙設計間距垂直型鋼安裝63#槽鋼，與型鋼的翼緣焊接為整體，采用拉線方式嚴格控制63#槽鋼的邊線，確保橫向槽鋼分配梁線形順直。

3.在橫向分配梁的頂部縱向安裝63#槽鋼縱梁，兩側的縱梁應呈反扣狀，且嚴格控制其間距和線形，縱向槽鋼接長時，在槽鋼的內(nèi)部利用加設鋼板進行接長，避免焊接時凸凹的質(zhì)量缺陷，導致模板與臺座接觸不緊密質(zhì)量缺陷的發(fā)生，鋼砼疊合式臺座效果見圖12。

4.在拼裝縱橫分配梁型鋼組件時，應按不同規(guī)格的箱梁預留楔形塊的位置，當澆筑箱梁時將其安裝就位，嚴格控制其平面位置、軸線、高程及楔形塊的坡度。

5.面板采用6毫米厚的不銹鋼板，采用等離子切割成塊，運輸至施工現(xiàn)場進行分塊安裝，安裝時嚴格控制鋼板的平整度、接縫及線形，并將鋼板與面板后的背肋焊接為整體，嚴格控制焊接質(zhì)量、不得有夾渣、氣孔等質(zhì)量缺陷，并對鋼板進行保護，避免燒傷、燒穿影響預制箱梁的外觀。

五、型鋼構件回收再生利用

考慮到鋼砼疊合式預制箱梁臺座后期回收，臺座的型鋼部分與混凝土基座部分采用膨脹螺栓 鋼板進行臨時固定，當局部有沉降現(xiàn)象時，可松開螺栓加墊支撐的方式對臺座的型鋼部分進行調(diào)整，使預制箱梁臺座的預拱度滿足設計要求，當預制箱梁預制完成后，解除臺座的型鋼部分與混凝土基座部分的連接，分段割開后，用龍門吊將其吊離，進行再生利用。

《鋼砼疊合式預制箱梁臺座施工工法》的特點有：

1.鋼砼疊合式預制箱梁臺座充分發(fā)揮了材料優(yōu)勢，便捷了處理軟弱地區(qū)沉降導致的預制箱梁臺座頂面不平整、局部開裂等質(zhì)量缺陷；

2.縱橫型鋼替代了部分混凝土，節(jié)約了混凝土用量，充分發(fā)揮了型鋼安拆便捷、可重復周轉利用的優(yōu)勢，提高了材料周轉率，減少了資源投入，節(jié)約了施工成本；

3.鋼砼疊合式臺座的基座與頂部為兩種常規(guī)工藝的組合，該工藝簡單、操作要點容易撐握，施工質(zhì)量易于控制，安全風險源相對較少，安全管理相對容易；

1.該鋼砼疊合式臺座上部為型鋼結構，下部為混凝土結構，減少了混凝土原材用量、降低了對生態(tài)環(huán)境破壞的程度，減少了污染源的排放，保護了環(huán)境。且實現(xiàn)了臺座材料的回收再生利用，節(jié)省了資源。