中小型砌块建筑 砌块是一种新型的墙体材料,它与传统的粘土砖相比,具有 节约土地、利用工业废渣、节约水泥、就地取材等优点。全省研究、试制、生产的 各种类型的砌块,从原料上分有粉煤灰砌块、煤矸石砌块、混凝土砌块等;从规格 上分有大、中、小砌块;从外形上分有实心砌块和空心砌块。1966年建有济南砌块 厂,年生产能力为5万立方米,后扩建为8万立方米。1968年又建青岛砌块厂,年生 产能力为5万立方米。两厂投资1000余万元,工艺设计均采用了原材料粉磨计量、 强制搅拌、震动成型、地坑养护的生产流程。自投产以来,累计生产粉煤灰实心砌 块约100万立方米以上,产品的强度和耐久性等指标均达到部颁标准。约有90%的 产品用于围墙砌筑,10%的产品用于民用建筑工程。70年代初,山东省开始研制煤 矸石空心砌块。1976年,省建筑科学研究院研究了蒸养煤矸石空心砌块技术,采用 煤矸石无熟料水泥配制的空心砌块,各项指标均能达到民用建筑墙体的要求,达到 国内先进水平。该院与枣庄煤矸石砖厂共同研制生产的煤矸石空心砖块,获1978年 全国科学大会奖。1977-1981年投资1850万元,建设了淄川和济南两个煤矸石空 心砌块厂,采用了焙烧煤矸石、粉磨无熟料水泥、配制混凝土、震压成型、脱模蒸 养的生产工艺,设计生产能力各为13万立方米。到1985年为止,博山已建成煤矸石 中型空心砌块住宅4万平方米。“六五”、“七五”期间我省济南、青岛、淄博、 枣庄等地共建中型砌块住宅8万平方米。我省80年代引进美国贝塞生产线,在滕州 建立山东建筑砌块实验中心。随后又引进意大利罗沙考米生产线建薛城砌块厂。两 厂均为自动化生产线,合计设计年生产能力为26万立方米。另外,济宁市建材所新 研究开发了粉煤灰陶粒小砌块,烟台、莱州、威海、潍坊、泰安、新泰等市又陆续 建立混凝土小砌块厂。到1990年,全省混凝土小型砌块的总生产能力约达40万立方 米。到1992年,全省小型砌块成型机已超过200台,遍布全省。由此可见,山东省 小砌块虽然起步较晚,但起点较高,采用了国际一流的生产技术和设备。在推行的 各阶段,均有示范工程指导。自贯彻《土地法》以来,许多砖厂粘土资源日趋枯竭, 正找出路转产混凝土小砌块这一方兴未艾的新型墙体材料。1990年在济南正觉寺住 宅小区一幢建筑面积3584平方米的6层住宅楼,全部采用小砌块施工,建成测试后, 综合经济技术指标良好,对推广应用小砌块,起到很好的指导作用。 内浇外砌、内浇外挂建筑 又称大模板建筑,80年代开始在全省研究推广。内 墙采用筒形大片钢模板现场浇制,外墙采用砌砖或挂板,这是砖混住宅结构不断实 现工业化的新途径,其结构抗震性能良好,可满足8度抗震要求。施工工艺简单方 便,与一般高层框架住宅相比,可节约造价10%以上,节省钢材30%左右。与一般 高层砖混结构相比,造价提高2%,用钢增加15%,用水泥增加20%,但使用面积 增加4%-5%,用砖减少50%,工期可缩短20%。1985年,济南甸柳庄小区10万平 方米住宅,全部采用内浇外砌,效果良好。“六五”、“七五”期间全省推广这种 大模板建筑近60万平方米,另外还建了少量大模板整体现浇公寓宿舍。 装配式大板建筑 施工方法与传统建筑的施工方法相比,具有机械化施工程度 高、施工周期短、现场用工少、湿作业少及季节性施工影响小等特点。从1976年开 始,省建筑科学研究院与淄博市建筑工程公司共同研制的装配式住宅煤矸石混凝土 大板中试线,工艺设计合理,布局紧凑,生产效率较高,是我省第一条工厂生产大 板的生产线。设计生产能力为年产1.6万立方米,获1983年科技进步三等奖。70年 代,省内生产了炉渣硅酸盐墙板、陶粒混凝土墙板、混凝土墙板、加气混凝土复合 墙板等。在青岛、烟台和淄博还建了一些专门生产装配式大板的工厂。到1984年济 南已建成装配式大板住宅1.8万平方米。“六五”、“七五”期间济南、淄博、烟 台、潍坊、泰安等地共建大板住宅15万平方米。由于种种原因,“八五”期间基本 上处在停产状态。 蛋形消化池施工技术 济南污水处理厂1.054万立方米预应力消化池是目前世 界最流行的蛋形池,属特种结构,双向预应力壳体结构,施工难度大,在国内首次 进行设计施工。本工程深层土方开挖基坑深15.13米,地下水位深1.8米,采用Φ 500无砂管深井井点降水。井点沿基坑外围周圈布置,间距10米,井深25米,降水 效果好,且固化稳定了地基。土方施工分三层开挖,放坡系数0.33,并及时砌筑毛 石护坡,未出现塌方现象。在模板工程方面,池体深5.331米以下部分,直接利用 毛石护坡作外模,深5.331米以上部分的内外模,均采用定型组合钢模板,并据池 体三维变曲面的要求,增加部分异形钢模板。在钢筋工程方面,结构钢筋绑扎成型 后,能否控制好尺寸并有牢固的依托是本池施工的关键,基础部分,采用L50×5角 钢支架作为结构钢筋成型的依托,以控制支架水平和竖向角钢端部节点的水平位置 和标高,作为控制池体半径和曲率的控制点。壳体部分由水平短筋控制壳体的截面 宽度及壳体半径。壳体双向预应力施工工艺,采用了池体环向预应力三点同步张拉 法,用游动锚具、静态电阻应变仪监测、变角张拉技术,顺利完成预应力张拉工艺, 完全满足了设计要求。本工程模板一次投入的钢材量为139吨,合4.39吨/1000立方 米容积。德国博特罗普建造的1.5万立方米容积的同类消化池,模板一次投入的钢 材量为650吨,合10.83吨/1000立方米容积,相差近2.5倍,经济效益十分显著,为 今后营造大容积、特种结构的施工技术积累了经验。 橄榄形球面网壳工程 济南动物园嘤鸣馆工程是全国最大的鸟类馆,已被编入 建国以来国家优秀工程汇编,1989年9月建成。网壳屋盖也是国内跨度最大、矢跨 比最小的单层网壳,采用球形结点,橄榄形屋盖纵向直径46米、矢高7米、矢高比1 ∶6.57,横向直径40米、矢高6米、矢高比1∶6.67,支撑在1∶8的钢筋混凝土斜平 面圈梁上,采用Φ160×6毫米和Φ159×8毫米的无缝钢管杆件和D400×8毫米和 D450×10毫米焊接球节点,3号钢连接。 42×75米焊接空心球节点网架施工技术 淄博市高新技术产业开发区塑料制袋 车间,总建筑面积8000平方米,由办公和车间两部分组成。其中车间部分平面尺寸 为66×75米,建筑面积5000平方米。采用了以框架为支撑结构,网架为屋面承重结 构,预应力钢筋混凝土槽板为覆盖结构的结构体系。四周框架柱距6米,中间框架 柱距12米(仅个别除外)。屋面结构设计荷载为35KN/m2,采用了三片彼此独 立的焊接空心球节点网架。其中间跨平面尺寸42×75米,上弦杯高11.20米,矢高3. 5米,净重150吨,网架采用了两向正交正放四棱锥形式,网络3×3米。网架上弦支 撑于周边框架梁上,支座采用单向弧形压力支座;焊接空心球采用Φ350×14,共 计740个,其中架肋球38个;钢管采用Φ60×3.5,Φ180×4.5,Φ133×6,Φ133 ×8,Φ168×8,Φ219×8,Φ219×10共七个型号,钢材采用Q235、A3型,焊条采 用E43型。 施工中采用现场整体拼焊,利用原框架支撑体系,以手动葫芦为主要起重设备 的整体吊装法,避免了脚手架等周转性材料的使用,减少了设备的投入,并且以简 便的技术手段使网架的拼焊质量、吊装安全得到了保证,取得了较好的经济效果。 该工程由淄博市建筑设计研究院设计。 双向无粘结预应力施工技术 济南第四建筑工程公司施工的济南人民商场,建 筑面积2.8万平方米,为板柱体系双向密肋板,采用双向无粘结预应力,1994年建 成。这项技术可增加建筑物的使用空间,减轻结构自重,简化支撑系统,加快模板 周转,减少钢筋用量,还可以做成各种曲线与非预应力筋同步施工。本工程的无粘 结筋选用7Φ5无粘结预应力钢丝束,控制应力为0.7×1000-1120兆帕,张拉吨位 153KN,锚具采用BUPC体系。铺放预应力筋应掌握好集团束的对称性,以减少梁内 水平方向的附加应力。曲线集团束应保持顺滑,对变截面处集团束应平缓过渡,曲 率半径不小于2.5米。集团束在张拉端要保持与承压板垂直,防止应力集中,并保 留一段长度不小于30厘米的直线段。端模安装要保证:模板与穴模、穴模与护杯、 护杯与承压板、承压板与螺旋筋四靠紧,以防泥桨进入锚杯和增加局部承压力。张 拉工艺应掌握混凝土强度达到75%后,方可张拉,张拉过程中应对称张拉,张拉后 割去多余钢丝束,用膨胀混凝土永久性将穴模封闭。 多跨连续后张无粘结预应力技术 济南机场于1991年开工,1992年竣工,由济 南市第一建筑工程公司承建。该机场候机楼2层楼盖,采用大跨度后张预应力混凝 土结构,其中梁为多跨连续后张无粘结预应力混凝土梁。最大跨度18米,截面0.35 ×1.4米,板为单跨或多跨连续后张无粘结预应力混凝土板,最大跨度11.25米,板 厚0.23米。 梁内预应力筋采用Φ15mm钢铰线,选用Φ65mm金属波纹管成孔,锚具采用BS系 列Z5-15夹片锚具。板内预应力筋采用涂塑工艺成束的高强钢丝束7ΦS5mm(简称无 粘结束),锚具用“BUPC”系列乙型夹片锚具。 1.预应力梁的施工工艺流程为:梁的张拉工作在预应力板张拉完毕后进行。张 拉设备选用YCD--120千斤顶和配套的ZB4/500电动油泵,采用一端张拉,另一端补 拉建立预应力。灌浆材料用525#普通硅酸盐水泥,水灰比在0.4-0.43之间,水泥浆 内掺入10%PNC早强膨胀剂。 2.预应力板施工工艺流程为:张拉设备选用YCN-18前卡式千斤顶和配套的 STDBO.55/630超高压电动油泵。采用一端固定,一端张拉建立预应力。 该工程由济南市建筑设计院设计,于1994年评为山东省优质设计一等奖。 竖向无粘结预应力高强钢丝束在反力墙中的应用 山东建筑工程学院结构实验 室设备基础为L型反力墙,反力墙台座是在已建静力台座基础上的延长台座,其尺 寸为:长6米,宽5米,厚1.5米的普通钢筋混凝土结构,反力墙身露出地面尺寸为: 高5米,宽4米,厚2米的无粘结预应力混凝土结构。 反力墙身内原设计竖向受力钢筋为18Φ5碳素钢丝束,外涂润滑油,穿入外径 为Φ57的无缝钢管内,这样做由于钢管用量多,决定采用挤压涂塑成束的高强钢丝 束7Φ5(简称为无粘结束)。该工程共需72束。 张拉端锚具采用“BUPC”系列乙型锚环式夹片锚具。固定端锚板采用DM 5B-7。张拉机具设备选用前卡式千斤顶和ZB4/500油泵。 在浇灌混凝土时,在墙身上预留有10厘米的后浇层,待张拉完后,用无齿锯切 去无粘结束多余部分清理干净,绑扎墙顶非预应力筋Φ4α150,再浇灌混凝土封堵。 该工程由济南第一建筑工程公司施工。 预应力叠合板施工技术 预应力混凝土叠合楼板,是在预制的预应力混凝土薄 板上,后浇一层混凝土组成的整体实心楼板结构,既具有预应力预制板的优点,又 具有现浇板的性能,有良好的整体性和连续性,抗裂度、刚度和抗震、抗冲击性能 优于一般装配式楼板。楼板较薄,有利于降低层高且施工简便。潍坊市建设银行综 合办公楼工程总面积1.274万平方米,地下2层,地上20层。主体为框剪结构,楼面 采用13厘米厚整间预应力叠合板,于1993年9月竣工。叠合板用于房间开间4米,进 深4.8米-6米,预应力薄板厚6厘米,叠合层厚7厘米,薄板伸入梁或墙内5厘米,薄 板与叠合层的强度为C28,预应力钢筋为Φ5b冷拔低碳钢丝,活荷载为2.0KN/平方 米。预应力薄板每块重2.8T,采用QTZ120吊车吊装。叠合板与现浇板相比,板底受 力钢筋可节约32%左右。且具有降低施工成本,加快施工进度的特点。本工程由诸 城市建筑工程公司施工。 双向冷扎扭钢筋叠合板的研制与施工 济南第一建筑工程公司于1990年4月在 济南明湖国贸中心第二展厅工程中采用的双向冷轧扭钢筋叠合板,获得了满意的效 果。该工程是个要求大空间高建筑标准的公共建筑,由于特定原因,工期又很紧张, 从设计方案讨论到简易交付使用,只有70天,实有施工工期仅54天。该工程建筑面 积6180平方米,为部分一层,部分二层的全现浇框架结构,长121.5米,宽45米。 在二层部分的屋面试用了双向冷轧扭钢筋叠合板,建筑面积为2192.6平方米,叠合 板面积1771平方米,冷轧钢筋预制薄板分为方形和三角形两种形状。方形薄板构件 尺寸为2900×60mm,净跨2830mm,计84块,三角形薄板直角边长2665mm,净跨 2595mm,厚度60mm,计178块,两种板合计262块。 叠合板采用硬架支模工艺,其施工顺序如下:支梁模→梁侧模找平并定出薄板 的安装位置→支硬架及薄板跨中临时支撑→梁筋。混凝土浇注→安装冷轧扭钢筋薄 板→节点钢筋绑扎→安装预埋管线、埋件→绑支座负弯矩筋→清理、湿润板面→质 量检验,办理隐检→浇注叠合层混凝土→养护。经过当时初步测定,每千平方米冷 轧扭钢筋叠合板可节约模板材料费5837.65元,人工工日333个,钢筋6137公斤,约 合人民币22976.21元。 冷轧扭钢筋推广应用 虽然全国在冷拔低碳钢丝的应用上发展较快,但因其表 面光滑,其混凝土的握裹力低,在普通混凝土构件中不能发挥钢丝的高强作用,仅 能适用于预应力混凝土构件。1980年,北京市建筑工程研究所研制成功了一种新型 冷强化钢筋--冷轧扭钢筋。这种钢筋是采用普通Ⅰ级钢Φ6.5-Φ10普通热轧园盘条 为母材,经专用的冷轧扭机,冷轧并扭成螺旋状而成,其延伸率为20%-30%。设 计抗拉强度是Ⅰ级钢母材的1.95倍。用其在普通混凝土的机械咬合力和法向力,形 成较强的握裹力。不需弯钩便可直接用于普通混凝土构件中。在混凝土中小型受弯 构件中使用冷轧扭钢筋,比普通非预应力钢筋节约钢材20%-35%,并且母材加工 时不需调直、弯钩,可直接使用,省工省料,经济效益明显。 1988年冷轧扭钢筋被列为山东省科技成果推广应用项目,1989年又被列为省建 筑业重点推广的新技术项目。部分地、市、县做了大量的试验研究和应用工作,据 调查威海、潍坊、烟台、济南、泰安等市,自1988年至1992年,冷轧扭钢筋应用的 130个项目,建筑面积50万平方米,应用数量为1100万吨,节约钢材567.56吨,节 约资金125万元。 预应力弯桥施工技术 是国内第一座预应力弯斜坡连续箱梁桥,弯桥水平交角 73.92度,圆弧半径78米。桥基分别采用弹性嵌固桩、沉井和扩大基础。桥墩为现 浇六棱柱钢筋混凝土墩柱,上部为三跨连续梁,其跨度外侧分别为27+28+29米、内 侧分别为25+43+26米,采用先浇后张双向预应力箱形断面连续梁体系。预应力采用 曲线张拉技术,解决了一系列技术难题。本工程以高难的施工技术和优良的工程质 量,获国家最高的优质工程奖-鲁班奖。