线路施工课程讲义

1、线路施工课程讲义 第1章绪论4 s: y1 p6 a) q. z; R( 6 e7 c$ ?5 s E& K教学要求* , F3 $ m9 g5 O* Y. E( m! S1、掌握建设输电网络的意义。; ! a7 u* a0 j! + y2、了解输电线路电压等级的划分及输电技术的发展趋势。- b0 h C+ i4 j3、了解输配电线路的分类，及输电通路的组成。- UH! y1 a; J, A4 Z4、了解输电线路施工技术的发展方向。$ C1 j& 9 ; ) y0 % c; q2 Z+ D5 k- Q教学重点1 H! c9 _ |: G8 J. y2 w6 X; M输电线路施工的工艺流程。1

2、S( K1 5 a7 Q4 T: h D% o, T0 6 _ V! Y# n% e4 o教学内容: c& D5 Y: O3 7 W d+ J x5 - ) m) v/ P& E l7 s1.1 电力系统的构成及其功能( G o; h1 F3 |/ Y2 N( W# a电能从生产到消费一般要经过发电、输电、配电和用电四个环节。通常将发电厂、变电站（所）、输配电线路及用户连接起来构成的整体，称为电力系统，如图1-1。0 Q+ 0 R# Z4 e2 k. ?8 H2 H) A主题图片.gif (17.53 KB)2008-9-23 22:014 3 P% h2 q! V- R$ O图1-1电力系统

3、示意图（虚框内为输电网） 输电线路通常指35kV及以上电压等级的电力线路，而35kV以下电压等级的电力线路常称为配电线路，前者构成输电网络，后者构成配电网络。4 z F; x+ N) 8 % H& Na2 m输电网络的功能（建设输电网络的意义）：1. 更经济合理地开发一次能源，优化电能资源配置，实现水、火电资源的优势互补。2.利用负荷的不同时性，可提高发电机组的利用率，减少总的装机容量。3.检修和紧急事故备用互助支援、减少备用发电容量。4.提高电网运行的可靠性和供电质量。( x* & X1 z R Q3 j输电线路是构成输电通路的主要组成部分，输电线路从结构可分为架空电力线路和电力电缆线路两类

4、。构成架空输配电线路的主要部件有:导线、避雷线（简称地线）、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础、接地装置等。% S& i1 E+ f! x, Y( f- e- o6 H& s1.2 国内外电力系统电压等级划分$ C1 p z! Y# t# S: 9 8 输电电压一般分高压、超高压和特高压。高压是指110kV220kV的电压等级；超高压是指330kV750kV的电压等级；特高压是指1000kV交流电压和800kV直流电压的电压等级。 1 0 B5 v% E* ?1.3 输电技术的发展趋势3 y. E$ D/ O0 g3 l% 1输电电压等级有进一步提高的趋势5 $ t4 J$ g* kG2直流输电技

5、术将得到更为广泛的应用; z+ eI0 y b C3 L7 9 j4 _ 1.4 输电线路施工的工艺流程8 S; J$ S( z8 S输电线路的建设工作分为三个阶段：准备工作、施工安装、启动验收。施工安装是将输电线路的各个组成部分按设计图纸的要求进行安装作业，包括：土石方、基础、杆塔、架线、接地装置等五个工序，通常将这五个工序又综合成三大基本工序：基础、杆塔、架线。 9 t! m5 h# M) ?基础工程施工工序：复测线路、降基面、分坑、基础坑开挖、运输基础材料、浇制基础、养护、撤模及回填。4 _6 B+ U# / g杆塔工程施工工序：准备工作、排杆连接、组立杆塔、校正及固定杆塔、撤除及转移组

6、立杆塔机具。/ Q0 y+ ZJ5 M6 S) b+ 架线工程施工工序：运输机具材料、展放导地线、紧线、附件安装。& y; E/ a3 Q& c4 V r# w接地工程施工工序：开挖接地沟、埋设接地体、测量接地电阻。降低接地电阻的方法有：补敷接地体、使用降阻剂、用低电阻率的土壤来置换高电阻率的土壤。% ?/ H/ r. D1.5 输电线路施工技术的发展方向3 q9 l3 A. Z: W& c输电线路施工技术的发展方向：提高施工机械化程度，降低作业人员的劳动强度，提高工作效率，改善作业条件，提高施工企业的生产力水平和经营效益。: y6 Q. X2 J K6 4 b! i小结. L4 7 ?, (

7、 i, z& 通过对本章的学习，了解电力系统的结构、电压等级划分、输电技术的发展趋势及输电线路施工技术的发展方向，理解电力系统中建设输电网络的意义，初步掌握架空输电线路施工工艺。& E% - e: A- U. R! 作业9 h7 A; i% r# T+ g; : y1试述电力系统的构成。: w) c3 X; 3 t$ a2试述输电的意义有哪些？ T( d m1 N8 4 U- r3自行收集资料，试分析现阶段我国建设特高压输电网络的目的和意义。4 L U4 f9 z4为什么要对触电者持续实施心肺复苏术?什么情况下终止抢救？第2章基础施工 2.1 土力学基础知识及基础0 |* e9 S) 7 7

8、a f& b3 y |, p: ( G教学要求- Z: g: a! e9 _, Q% A2 h8 V1.了解土壤的成分，力学性质。7 Q9 d3 # O7 ?6 p; p# |2.了解碎石、砂土、粘性土、人工填土等的野外鉴别方法。* C) |$ o3 I% j8 9 i3 |) Z3.熟悉基础的类型和结构特点。& s0 r5 Vr2 A, 7 x f2 t4.熟悉基础的受力类型。5 t8 k! d/ X9 n6 教学重点0 |+ Q+ + Q4 c; g 现浇混凝土基础基本形式，结构特点和适用范围。. W$ r0 m+ h7 y1 e教学难点: r4 z& I1 F) g3 t: k, W1.

9、桩式基础、开挖式基础的结构特点和适用范围, n/ M3 A K0 t y% ?. , 8 E% y+ G2 r2.基础受力分析& ?+ r3 C$ q- y% i教学内容) q. ?- Q. k4 l基础是杆塔的地下部分，它承受杆塔及导地线系统传递下来的自重、风荷载、覆冰荷载、施工安装荷载及输电线路运行中的不平衡张力及事故状态断线张力荷载等等，又将其承受的荷载传递给周围的地基土，基础的类型分为预制基础、现浇基础、金属基础、桩式基础等等。( V4 . e# z. X基础工程施工是输电线路工程施工的重要步骤，是输电线路工程施工的（基础、杆塔、架线）三大基本工序之一。基础工程施工中的难点是地基土壤特

10、性的多变性和性能参数的难以精确测量，因此必须明确地基土壤的物理力学性质。9 p) x I& v0 S0 Z, f, S2 c- U5 c2 a+ C& c$ Q一、土壤的力学性质/ 1 l* x& W b地基土通常被分为土和岩石两类P7 f5 z: bq1.土壤, x$ m* P- # M7 W土壤是岩石风化作用的产物，包括风化后崩解、破碎的松散物质在各种自然力（重力、水流搬运、冰川作用、生物活动）的作用下在低洼地区或海底沉积而形成的沉积土及未经成岩作用的松散物质（残积土）。) * M8 h4 W, Q6 N6 C% o$ W土壤是一种松散物质，松散物质中主要是含有多种矿物成分的土颗粒，颗粒之

11、间是空隙，空隙中有液体和气体（三相）。土颗粒、水、空气三种基本物质，构成土壤的三要素。土壤的物理力学性质通常用比重、含水量、容重、孔隙率、饱和度等来量化。1 v J0 I X# Q& M; N2.土壤的工程性质（物理力学性质）3 W4 ?; z. R v1 f5 c土壤大致分成粘性土、砂石类土和岩石三大类。粘性土可分为粘土、亚粘土、亚粘土、亚砂土三种。砂石类土可分为砂土和碎石。砂土又可分为硕砂、粗砂、中砂、细砂、纷砂。碎石又分为大块碎石、卵石及硕石。: z k$ ) dE9 A$ X4 s3 q碎石、砂土和粘性土等各类的物理特性可查阅相关资料。, c! T- H3 e P; N r- d3.碎

12、石、砂土、粘性土、人工填土等的野外鉴别方法& F& V. z1 F& j& w! / z碎石的鉴别) - g4 N % E碎石土指粒径大于2的颗粒超过总质量的50%的土。碎石的野外鉴别方法如下：5 C , _: q. k# b1)碎石土根据粒组含量及颗粒形状,分为：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。其密实程度可据其可挖性，可钻性等野外鉴别方法确定，分为密实、中密、稍密和松散四种(平均粒径大于50mm，或最大粒径超过100mm)。t& v0 V# i# A2)碎石土的粒径越大，含量越多，承载力越高，骨架颗粒呈圆形充填砂土者比棱角形充填粘土者承载力高。3 M1 M/ U- L3 m8 G- 3)

13、碎石土没有粘性和塑性，强度高、压缩性低、透水性好，可作为良好的天然地基。6 . Y/ Li4 a1 M人工填土的鉴别& Z5 P# P4 z& b8 N( A) I由人类活动堆填形成的各类土称为人工填土。按组成和成因可以分为：素填土、杂填土和冲填土。2 * C5 c K# $ g, Y( n: I1)素填土： b6 ; R& H4 9 J由碎石、砂土、粉土、粘性土等组成的填土，称为素填土。这种人工填土不含杂物，经分层压实者统称为压实填土，可以作为天然地基，但应注意填土年限、密度、均匀性等，以防沉降过大。7 h3 h# O. c: R T2)杂填土1 J+ 7 S: U2 W# ?- s: K含

14、有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土，称为杂填土。其成份复杂，性质不均匀。对以生活垃圾和腐蚀性工业废料为主的杂填土，不宜作为建筑物地基。对以建筑垃圾和工业废料为主要成份的杂填土，经慎重处理后可以作为一般建筑的地基。建筑垃圾回填的土经处理，工程性质较好，承载力可达400-500kPa，但生活垃圾则不行。! d0 A3 c: 6 u+ b% U! z l3)冲填土% j5 B x/ v. G由水力冲填泥砂，形成的沉积土称为冲填土。/ E8 N) Y, h: v冲填土含水量较高，强度低，压缩性高，工程性质较差，不宜作为建筑物天然地基。但对冲填时间长，排水固结较好的冲填土，也可作为一般建筑物的天

15、然地基。: e3 x& N7 q u* 7 ?砂土、粘性土的鉴别方法) 5 J5 R/ b$ % a砂土、粘性土可按下面表2-1来鉴别。6 3 M# n6 h/ 表2-1 砂土、粘性土鉴别方法土壤名称现场鉴别方法在手掌中搓捻时的感觉3 |2 |- 2 PE( a i. b用放大镜看用和用眼镜看的情况# ZE2 W6 J2 h$ m6 X j土的情况搓条情况干的情况湿的情况砂土感到是砂粒看到绝大部+ y& - ( m0 V/ M1 v; h分是砂粒( y2 e1 v6 q. e R3 F松散无塑性搓不成土条粘性土不感觉! 4 G( O/ W% F K有砂粒! : k) Q. w6 k& Q% i

16、大多数砂很细的粉末，一般没有砂粒& Q7 & l1 o. X土块很坚硬，有锤可打成碎块( G: - 0 4 q w) A Q塑性大，粘结性很大，土团压成饼时不起裂缝1 v# f6 q* q1 L人搓成直径为1mm的长条 w& C! M/ % D8 R! % : N/ J. d% d* ; G* N5 M! 1 w# q2 a$ n5 z7 x1 t+ I& t 4 |二、基础概述1 d* M2 v+ Q9 u t1.基础的基本类型) b5 T/ h2 s2 c) 5 H6 B所谓基础指的是杆塔的地面部分，确定杆塔基础的类型与线路路径中的地质、地形（斜柱式基础）、水文情况，施工条件，杆塔形式（荷

17、载），经济性等因素相关。 主题图片.gif (2.98 KB)2008-9-23 22:026 Ab% ; b+ M( k- o电杆基础) S8 W3 b6 B2 G: r$ h7 k6 a电杆的基础通常称为三盘：底盘、卡盘、拉盘，采用钢筋混凝土或天然石材制作而成，石材三盘宜选用抗压强度高、吸水率小、抗冻及耐磨性好的岩石，如花岗岩，要求岩石有完整性、无裂纹、层理等，岩石不能有较严重的风化，极限抗压强度不低于117.68MPa，弯曲抗拉强度到6.86 MPa。钢筋混凝土标号常用200#，基础三盘示意图如图2-1所示。+ b. 4 d$ l* t; k- A1 : X现浇混凝土基础! E kx%

18、d( F& e- Q现浇混凝土基础有配钢筋和不配钢筋的两种。* R. q/ c6 i5 d3 - 1)钢筋混凝土基础5 p c( K3 x2 b9 R: t i钢筋混凝土基础的混凝土标号不宜低于150#，素混凝土基础的标号不宜低于100#。其优点：尺寸、形式多样化，满足不同塔型的要求；材料可零星运至塔位，较预制混凝土基础方便；缺点：混凝土量大，耗费人工多，存在现场养护的问题，施工质量难以保证。主题图片.gif (1.52 KB)2008-9-23 22:02。9 G# C# f$ G# G3 3)杆塔与基础相连的方式! d x# Uk8 P按杆塔与基础相连的方式分为：底脚螺栓式、主角钢插入式、

19、球绞式等。# e( C5 Z* f3 J/ Q7 f在实际工程中使用，其底板部分根据不同的地质条件采用了两种形式：半掏挖式刚性插入式基础，如图2-4所示，它是圆形截面，用于土耐力较好的地质。大开挖柔性插入式基础，如图2-5所示，它是方形截面，用于土耐力较差的地质。插入式基础的施工关键，在于控制插入基础立柱及底板的铁塔主材预埋段的正确位置及误差精度。基础分坑布桩时采用四边对称布桩，铁塔主材预埋段的下部用砼垫块支承配以垂球找正，铁塔主材预埋段的上部（接头包铁）用组合桁架样板，每角并联一只双钩紧线器找正。+ _) W$ T4 5 _. Z# i$ K! V+ # I 主题图片.gif (3.86 K

20、B)2008-9-23 22:02装配式基础/ C$ ) 2 Z k # C装配式基础是工厂预制，现场装配的基础形式。它比现浇基础节约3050%的劳动力，缩短工期1/31/2，且基础本体的质量有保证（在工厂加工条件好），施工作业不受季节影响，有利于半机械化或机械化作业，降低施工人员的作业强度，是输电线路基础施工的发展方向。2 j# 6 s?- H |1 H. D% h7 t装配式基础按材料的不同分为：金属基础、混凝土预制基础。* E# E! D% m* C/ ) e1)金属基础9 B* O t, Q) Q1 : m- a1 a# f3 ) L特点：金属基础重量轻，结构简单，运输施工方便；缺点是

21、耗钢材量大；适用于山地且土质好（风化的岩石、坚质粘土、砂土等），交通运输困难，不受地下水影响的塔位。U, C% Z3 A! d4 4 M2)混凝土基础 a! 5 P+ r1 g; |0 s9 Z8 s, B混凝土预制基础，是用单个或多个部件拼装而成的预制钢筋混凝土基础、混合结构基础及砌块式基础。这种基础在预制件工厂统一配料、制造，加工条件好，质量能够保证；便于采用新技术、新工艺进行加工，减少原材料消耗（如预应力基础）。一般预制基础单件重量大，运输困难，适用于缺砂、石、水等原材料单交通方便地区。3 2 n) I ?, w, N* c0 e桩式基础4 i0 g6 j- z& N! z. . p0

22、S适用于输电线路跨越江河或经过湖泊、沼泽地等软弱土质（淤泥、淤砂）地区时。桩式基础的桩尖部均埋置于原状土中，基础受力后变形小、抗压抗拔抗倾覆的能力强，且节约土石方。从埋设深度将桩式基础分为：浅桩基础、深桩基础。按施工方式不同分为：打入桩式、爆扩桩式、机扩桩式、钻孔灌注桩式基础。- Z& b3 F3 d% i% A) k9 | a% z. c1)打入桩式基础$ F- m+ x0 M( B* 将木桩、钢筋混凝土桩打入地中构造基础。打桩的方式有人工、机械两种，分轻锤高击、重锤低击，多用于无卵石层的平原地区的浅桩基础；( H# M+ z! $ ?2)成孔灌注桩式基础4 x1 0 s/ & x, Z9

23、x0 k: o: X* p即先在桩位上成孔，再浇制混凝土的基础。成孔的方式有：人工成孔、机械钻孔、爆扩成孔，由此将其分为：机扩桩式基础、爆扩桩式基础。8 % f1 O4 U( u爆扩桩式基础：利用炸药爆扩桩孔，施工中有一次成形、二次成形法。成孔后，修整桩孔，绑扎和放置钢筋骨架，浇灌混凝土，支模板（桩体露出地面部分），安装地脚螺栓，再继续浇灌混凝土，最后养护混凝土、撤模板。爆扩桩式基础较其它桩式基础具有：工具简单、施工方便、不需大型钻孔设备，施工占地少等优点，缺点是爆破作业中对桩孔的尺寸较难控制，且爆破可能会破坏桩孔壁附近的土质结构。爆扩桩式基础适用于地基2.57米深度有较厚的持力层，土质为利于

24、爆扩成性的粘土、中密的砂土、碎石土、人工填土或风化岩石等。 D& i* a1 Y/ N1 |! X. T2 z& m 3 O机扩桩式基础，用钻机成孔，再浇灌混凝土。适用于粘土。, aX! $ 6 z4 U/ r2 ? 3)钻孔灌注桩式基础3 r7 E5 9 j1 U$ f5 A# 适用于土质软弱，地下水位高的塔位。它承载力大、抗冲刷能力强，节省材料，近二十年来在输电线路中得到广泛应用。钻孔灌注桩是由人力或机械用钻孔机具在地基上挖一垂直的井孔，孔内注满压力水，安装好钢筋后，通过导管进行混凝土水下浇灌，得到混凝土的桩体，在桩体上部浇制承台（埋设地脚螺栓）。 a: c5 / g& h. n岩石基础/

25、 0 2 t( W) Y0 P简称岩基。是一种以天然岩体为地基的基础形式，它利用岩石的整体性和坚固性好的特点，把锚筋或地脚螺栓直接嵌入岩孔内，利用水泥砂浆作为固结剂使锚筋与岩石结为整体。岩石基础具有较高的抗拔能力，能减少岩石开挖量，节约大量的材料，具有成本低的优点。岩石基础适用于岩石整体性好、风化不严重，且砂、石、水源有保证的，交通较方便的地区。岩石基础的形式有：直锚式、承台式、岩固式、拉线式、自锚式等。/ w5 x7 E5 k! r# W* L8 ?8 _$ 薄壳式基础+ m d4 i: O |) y M薄壳式基础分为预制基础、现浇基础。七十年代在甘肃省开始应用，由西北电力设计院设计并作为新

26、技术推广。: i6 d, F. 9 V: N5 t9 k, U9 G特点是：基础结构为空间结构，以薄壁、曲面的高强度材料取得较大的刚度和强度，重量轻、承载力大，经济适用。2 r+ F9 S4 b: G j4 W掏挖式基础 主题图片.gif (1.06 KB)2008-9-23 22:02$ k, g2 v, C0 V g2 C. I属于现浇基础，又称原状土模基础。在500KV平-武线中推广应用，经济效益明显。掏挖式基础系5 ; a8 T: A; 3 |7 M8 v& 2 W1 L1 X* J, R将柱的钢筋骨架用混凝土直接浇如人工掏挖成性的土胎模内。掏挖式基础与普通大开挖基础相比，土质结构未被

27、破坏，可充分发挥原状土的承载能力，同样荷载条件下，基础可减小尺寸，这样一来，土石方量大量减少，节约钢材、混凝土和模板；施工中没有支模、撤模及回填土等工序，简化了施工，掏挖式基础示意图如图2-6所示。6 n, t% 1 ?3 V) Z4 o8 联合式基础 U* P8 H) c0 / h% V& a H2 Q联合式基础系将四个腿的基础用一个基础板联成整体，每个腿基础可以是现浇、预制或桩式基础。为了增强底板的刚度，在底板上浇以横梁将四个腿基础联结起来；为了增强基础的抗洪水冲刷能力，在基础柱顶部用钢筋混凝土梁联结起来。联合式基础的特点是底板面积大，减少对地基的单位面积压力，适用于荷载较大而地基许可耐压

28、力较小的塔位；另一特点是联合式基础可以浅埋（1.52.0米），利于施工，当地下水位较高时，易解决施工排水的问题。缺点是混凝土、模板和钢材的消耗量大，成本费用较高。5 , B) L! T& u4 m, W y% R2 k2.基础受力分类 o0 ( r! 2 n Y基础受力的基本类型：上拔、下压、倾覆类。; w+ L. 4 L3 |上拔、下压类基础4 b9 R0 A, G1 E) B1 N) - I C6 u基础主要承受上拔和下压力，兼受较小的水平倾覆荷载。此类基础有：带拉线的电杆基础、分开式铁塔基础。N1 a$ X+ V ( q& j/ a( r! v倾覆类基础. k) w+ 1 Y) u, e

29、基础主要承受倾覆力矩。此类基础有：不带拉线的电杆基础、整体式铁塔基础、联合式基础等。2 V$ ! g! i: n. ) m1 j基础的稳定安全系数8 # A7 H, Z6 + P$ b4 i( Q基础的上拔和倾覆稳定，因采用下面线路极限状态表达式来计算 主题图片.gif (267 Bytes)2008-9-23 22:02% e( G+ r T3 m z4 k5 w3 W3 k! z式中： 1.gif (82 Bytes)2008-9-23 22:04基础的附加分项系数，可按表2-5规定确定；+ m8 Q, o# E X# S. Y. U: 主题图片.gif (85 Bytes)2008-9-

30、23 22:02基础上拔或倾覆外力设计值；3 T, x. 3 V/ V 2.gif (201 Bytes)2008-9-23 22:04基础上拔或倾覆的承载力函数；% n/ l: t, L, z9 7 Y. h 主题图片.gif (82 Bytes)2008-9-23 22:02几何参数标准值；# P+ I; q3 Q/ S1 C 主题图片.gif (84 Bytes)2008-9-23 22:02、 主题图片.gif (86 Bytes)2008-9-23 22:03土及混凝土的重度设计值（取土和混凝土的实际重度）。( 4 g9 d3 c4 z a5 a: M小结! y( j2 I|% d%

31、 P0 Y; 5 I8 H* f1.基础是杆塔的地下部分，基础的稳定就包括要求基础自身具有足够的强度和稳定性，基础施工必须掌握土壤的力学特性。( D4 R# R$ X1 v/ N k0 w2.土壤大致分成粘性土、砂石类土和岩石三大类。进行基础施工必须熟悉碎石、砂土和粘性土等各类的物理特性，并掌握碎石、砂土、粘性土、人工填土等的野外鉴别方法。% A2 L& G0 x+ M( g1 o1 - A* o. b r3.基础分为电杆基础、现浇混凝土基础、装配式基础、桩式基础、岩石基础、薄壳式基础、掏挖式基础和联合式基础几种。掌握不同种基础的结构特点和适用范围，对于正确选用基础施工的方式，非常重要。+ 7

32、 L 2 D; H- ?! r4. 基础受力的基本类型：上拔、下压、倾覆类。基础施工必须充分考虑基础的稳定安全系数。1 K& R! z, G6 0 z4 作业% t% R3 R0 8 l+ M1.土壤包括那些成分？说明碎石、砂土、粘性土、人工填土的野外鉴别方法。* z2 i, F- m* A2.杆塔基础的作用是什么?6 Y- D- e& F H+ H9 3.现浇混凝土基础有哪几种形式？说明其各自的特点。第2章基础施工 2.2 现浇混凝土基础施工9 p( B4 y6 g/ I1 L: Aa1 G4 m; A: pH/ P7 8 P教学要求, I2 U* a. k F1.了解混凝土的分类，熟悉水泥

33、混凝土的主要成分，基本特性和性能指标。) G 6 i1 d7 9 p3 Wx7 p2.熟悉水泥的基本成分和分类，水泥的水化作用、品质指标及其水泥的选用和储存方法。6 S! % W& i3 U- u; x( _3.熟悉组成水泥的其它成分砂、石、水、外加剂和钢筋的物理特性及其选用的技术要求。! q& O6 S9 k. p& Q4.了解混凝土的标号、龄期、养护和影响混凝土强度的因素。/ T1 X% H$ p?9 y: / i5.掌握混凝土配合比的计算方法，熟悉基坑开挖的基本方法和步骤。& ( O6 R# V7 e; N0 G8 S% r6.掌握钢筋混凝土施工的基本操作步骤。4 g# o, + / /

34、 e* F教学重点. 5 ?$ S+ x, N; E2 ! Y; O. g1.混凝土配合比计算方法。 $ I4 T1 A8 O: 6 F2.钢筋混凝土施工的基本方法。; J8 f$ Z0 Z+ z) - p* 教学难点; M6 9 p0 t! G x6 n混凝土配合比的计算方法。+ & 2 Q) D. v2 _( G. t教学过程3 gc1 # 5 o* Z一、水泥及混凝土9 c7 ! i$ k# H0 a( z, C0 P1.混凝土的一般性质1 c: x$ N6 I( r+ Z# m; : D4 Q混凝土的定义( k* E* w% - Y1 H9 k( ( 以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水合理

35、的混合后硬化而成的建筑材料。1 W& mj7 L; h2 i/ B. H混凝土的分类0 Q: L4 G6 a5 ; R$ ?& T1)按胶凝材料的不同分为：水泥混凝土、沥青混凝土、塑料混凝土、树脂混凝土等。6 Q, i0 i# % M. A0 U5 Q V: 0 f2)按用途的不同分为：结构、防水、耐酸、耐碱、耐低温、耐油混凝土等。* _& G3 r# x5 + _0 K- b3)按容重不同分类：见表2-2所示。3 f- l/ n: w|. C W) s- V4)泡沫（加气）混凝土：用铝粉或其它发泡剂、水、水泥或加极少的磨细砂制成，通常用于保温、隔热。3 n& c# m9 B+ a, q8 U

36、 表2-2 几种混凝土的容重名称容重 (kg/m3)骨料特重混凝土2700钢屑、重晶石重混凝土21002600砂、石稍轻混凝土19002000碎硅、矿渣轻混凝土10001800陶粒、炉渣特轻混凝土180S! 3 E$ N; t d2 ?2干硬性坍落度为0，工作度30180S I ?g2 X6 o. u- a3低流动性坍落度为13cm，工作度18cm j# N, Z% B: |: 影响混凝土和易性的因素：水泥的种类和细度、加水量、水泥浆的含量、骨料的影响、砂率的影响、塑性附加剂等。0 Q( T* G3 f$ q砂率：混凝土中砂重量与砂石总重量之比。密实的混凝土，应该是砂填满石的空隙，水泥浆包裹住

37、砂石并填满砂的空隙，达到最大的密实度。 P6 A/ R/ ! n( g密实性, v2 b/ l# . b F) P0 W良好的骨料级配、较低的用水量和较小的水灰比、适量地掺入塑化剂、加气剂等、合适的振捣可以使得混凝土的密实性好。9 b5 f# a- Z! w抗渗性: J% : U$ h0 2 w8 aj$ Ec- h3 取决于混凝土的密实性及混凝土内部的毛细孔道的分布状况。: |$ y* V7 v8 t& 抗冻性% d; j c. V( B5 r6 Q; r. Z取决于混凝土的密实性、孔隙形状及分布状况。7 P/ j/ w$ B, I z, C/ M# E* J V混凝土收缩与膨胀# F9 a

38、# X1 s& hO( f混凝土的收缩，是指混凝土在搅拌好之后，开始“水化作用”，同时大量的水份蒸发掉，混凝土的体积逐渐缩小，此即为混凝土的干缩。$ T+ a( k 6 r5 f2 v) r混凝土的膨胀，是指浇制好的混凝土受潮后，未充分反应的硅酸盐晶体继续水化，混凝土体积就会有一定程度的膨胀，甚至于出现胀裂。7 1 n- # y! U混凝土的碳化5 Q2 d X P) D! # M0 O指混凝土中的Ca（OH）2与空气中的CO2 反应生成CaCO3和H2O，且由表及。混凝土的碳化增大混凝土的抗压强度，但降低了混凝土的碱性，减弱了对钢筋的保护作用，增加混凝土的收缩（水份进一步散失），导致混凝土由

39、表及里产生裂纹，降低混凝土的抗拉、抗折强度。4 J K$ W7 a9 ?- G3 U: T- n二、水泥% t& |4 0 P) U+ s& z1.水泥的成分% p+ k. i2 O0 p$ W0 C于水硬性胶结材料，当其与水或适量的盐类溶液混合后，在常温下经过一定的物理化学变化过程（水化作用），能由浆状或可塑性逐渐凝结进而硬化成为具有一定强度，并将松散物质胶结为整体的硅酸盐类化合物。6 E8 S8 r& ) y9 k# J2.水泥的组成及分类9 C( Y) X$ T4 U+ U/ b/ D1 R j水泥是以硅酸盐熟料、石膏及其它的混合材料磨制成的粉末状的物质。硅酸盐熟料是将石灰质（石灰石、白

40、堊、泥灰质石灰石）和粘土质（粘土、泥灰质粘土）以适当的比例混合后，在13001400C的温度下烧至熔融，冷却后即硅酸盐熟料。其主要化学成份是：硅酸三钙（3760%）、硅酸二钙（1537%）、铝酸三钙（715%）、铁铝酸四钙（1018%）等。其它的混合材料一般有：高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等。8 2 Z/ I1 R3 d% l表2-4 常见水泥的组成成分3 F: J7 i L: g% n- Y 名称简称组成硅酸盐水泥纯熟料水泥、波特兰水泥以硅酸盐熟料加45%石膏磨制而成9 A& G& Y1 N. D8 s/ Y普通硅酸盐水泥普通水泥以硅酸盐熟料加适量混合材料及石膏磨制而成8 d$ S8 K0 a5

41、 t5 N: ?% 矿渣硅酸盐水泥矿渣水泥以硅酸盐熟料加不大于水泥重量2070%的粒化高炉矿渣及适量石膏磨制而成/ i, i6 L& % 1 g7 e1 F- f火山灰质硅酸盐水泥火山灰质水泥以硅酸盐熟料加不大于水泥重量2050%的火山灰质混合料及适量石膏磨制而成& S e( _3 Ik粉煤灰质硅酸盐水泥粉煤灰质水泥以硅酸盐熟料加不大于水泥重量2040%的粉煤灰及适量石膏磨制而成- D9 s7 G/ a+ a2 L, |% R3.水泥的水化作用4 |1 Y3 a/ V/ c, g水泥与水拌和后，水泥颗粒被水所包围，由表及里地与水发生化学变化，逐渐水化和水解生成硅酸盐的水化物和凝胶，同时放出热量

42、（水化热）。这些水化物和凝胶与砂石颗粒表面间有很大的附着力，表现为极强的粘结力；且硅酸盐的水化物和凝胶在适当的温度与湿度环境下，经过一定时间逐渐浓缩凝聚，形成晶体结构，具有很高的强度。1 q0 r+ d, r0 M, F4 d* 4 1 Q h! 0 g水泥与水拌和后，13小时，凝胶开始形成，称为初凝；58小时后，凝胶形成终止，称为终凝；终凝后水泥的凝胶及其它水化物逐渐结晶，由软塑状变为固体状。称为硬化。初凝前，混凝土具有流动性，可进行运输、浇灌及捣固；初凝到终凝前，流动性消失，凝胶若遇到损伤尚能闭合；终凝后，胶体逐渐结晶，此时遇到损伤不能闭合，混凝土的强度受损。 H4 Y) F1 4 P%

43、|+ z4.水泥的主要品质指标! v- S, I) V3 : M水泥的主要品质指标有：标号、细度、凝结时间、水化热、体积安定性、耐腐蚀性、抗冻性等。$ s! H! R* W+ f! p, V水泥的标号：表示水泥抗折强度和抗压强度的指标。水泥标号应按1981年1月1日起执行的新标准：GB17577、GB17777、GB17877中规定的水泥的品种和标号来测定。新标准中水泥的种类即前述的五个普通水泥品种；水泥的标号分为：225、275、325、425、525、625六个。U5 p/ + c, C细度。水泥的颗粒愈细，水化作用愈快，凝结硬化愈快，早期强度愈高，水泥的细度用标准筛（0.080mm方孔筛

44、）的筛余百分数表示，在新标准中规定水泥的筛余量不大于12%，属于尘屑。, S) 9 p4 l0 i1 V0 T2 u% v凝结时间。为了有充分的施工时间和凝结硬化时间又不至于太长，国标要求水泥的凝结时间：初凝时间大于45分钟，终凝时间小于12小时。目前使用的水泥初凝时间多为13小时，终凝时间多为58小时。3 x4 s( q O8 : S# o) M水化热。指水泥在水化作用过程中要释放一定的热量，不同种类水泥的水化热是不同的。水化热的存在，一定程度上有助于加快水泥的凝结硬化，因为水泥的硬化需要一定的环境温度，且温度愈高硬化愈快；但是水化热过大，会使得混凝土凝结前后体积变化大，尤其是对大体积混凝土

45、，热量不易散失，内外温差过大引起应力使得混凝土产生裂纹，影响工程质量。# h2 % N! J2 c! E体积安定性，指水泥在硬化过程中各部分体积变化是否均匀的性质。体积安定性是水泥的重要性质，不符合要求的水泥严禁使用。体积安定性用“煮沸法”检验。P; S) ! I% A h# O/ T耐腐蚀性。水泥的腐蚀指水泥硬化后，在特定的介质中逐渐受到侵蚀，强度减低甚至完全破坏。几种常见水泥的特性如表2-5所示。+ R$ j4 M- B5 o% Z1 表2-5 五种常用水泥的特性项目硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰质水泥粉煤灰水泥密度(g/cm3)3.03.153.03.152.93.12.83.02.8

46、3.0容重(kg/m3)1000160010001600100012001000120010001200硬化快8 x+ G5 b2 c1 7 h慢慢慢早期强度高高低低低水化热高高低低低抗冻性好好较差较差较差耐热性较差较差好较差较差干缩性较大较大较小抗水性较好较好较好耐腐蚀性较好较好较好5水泥的选用- G) e0 F+ 5 o! 1 b8 w4 主要考虑环境条件和工程特点，另考虑是否受腐蚀、特定的养护条件等因素。不同品种水泥不得混合使用，同品种不同标号、不同出厂时间的水泥不得混合使用。水泥的选用如下表：* d! r9 d p& 2 z 表2-6 水泥选用表项目硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰质水

47、泥粉煤灰水泥环境条件在普通气候环境中的混凝土优先选用可用可用可用在干燥环境下的混凝土优先选用可用不得选用不得选用在高温环境中，或永远处于水下的混凝土优先选用可用可用在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土（水泥标号大于325号）优先选用可用不得选用不得选用在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土（水泥标号大于425号）优先选用不得选用不得选用不得选用工程特点厚大体积混凝土优先选用优先选用优先选用要求快硬的混凝土优先选用可用不得选用不得选用不得选用C40以上的混凝土优先选用可用可用不得选用不得选用有抗渗要求的混凝土优先选用可用优先选用可用有耐磨性要求的混凝土（水泥标号大于325号）优先选用优先选用可

48、用不得选用不得选用6 m M1 e: U( q A z9 O* 6.水泥的储存- x* p% ( r1 F每批水泥必须有质量证明文件，应按品种、强度、出厂期、生产厂等分别堆放，先到先用；堆放地点应干燥、不透风、离地面30厘米；堆放高度不应超过10包；储存时间不应超过出厂期三个月。储存时间超过三个月或受潮结块，都需要重新检验其强度后再使用。因为水泥能吸收空气中的水份使强度降低，一般地，存放三个月后强度损失1020%，存放六个月后强度损失2530%，存放一年强度损失40%，使用时应降低标号使用；如已结块坚硬，应筛去硬块并将小硬颗粒粉碎后检验，并不得用在重要的承重部位，可用于砌筑砂浆或掺入同品种的新

49、水泥中使用（掺入量不大于水泥重量的20%）。, N0 9 5 ?: , C% f, np& z# G6 f. o7 s4 O三、组成混凝土的其它材料- h1 ?: N6 Sf; d2 J! D* i/ i, 9 c组成水泥混凝土的材料有水泥、砂、石、水、外加剂及钢筋等，水泥前已介绍，下面介绍其它材料。$ M* S3 B5 L; n8 J% B4 s1.石# T! n% j: f np0 S1 W5 H|石与砂都在混凝土中充当骨架，所以砂、石统称为骨料，石是粗骨料，砂是细骨料。砂、石是混凝土中的廉价材料，用它们可降低混凝土的成本，并减小水泥在硬化过程中的收缩。一般石占混凝土的总体积的7080%。

50、/ u+ m2 W8 x* f5 U8 w石的分类。从石的产地和来源可将石分为卵石、碎石。卵石又可分为：河卵石、山卵石、海卵石，山卵石一般含有较多的粘土、尘屑、有机杂质多，海卵石中常混有贝壳，河卵石较清洁。碎石用人力或机械破碎硬质岩石（花岗岩、辉绿岩、石灰岩、砂岩等）得到的粒径580mm的碎石。配置高标号混凝土应用碎石。0 N6 p5 p1 Y5 G) H混凝土用石的技术要求。( n+ K- f2 R7 W, b石的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋间最小间距的3/4，所以混凝土基础中常用的石的粒径为2040mm，混凝土底板则视配筋情况适当放宽。 B7 8 c- K. _

51、9 d: + M+ z3 Y1)颗粒级配合适。良好的颗粒级配可以使得混凝土的空隙率尽可能的小，改善混凝土的密实性，节约水泥。石的级配应满足下表2-7的要求：* j, P7 j* h/ c7 b& O O% c表2-7 石的级配要求表级配公称粒级（mm）累计筛余，按重量计（%）筛孔尺寸（圆孔筛）（mm）2.55101520253040506080100连续级配510951008010001505159510090100306001005209510090100407001005309510090100709015450505409510075903065050单粒级102095100851000

52、150153095100851000100204095100801000100306095100751004575010040809510070100306001009 t7 x, ! . ) u9 3 z2)针状及片状颗粒少。颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的2.4倍者称为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍者称为片状颗粒。平均粒径指该粒级上下限粒径的平均值。针状和片状颗粒本身易折断，影响混凝土的强度；且拌制混凝土时空隙率较大；颗粒滚动性差，使混凝土的和易性差。具体要求见下表2-8。7 w7 2 V6 U6 Y7 F) 3)含泥量。见表2-8。 1 e! m1 ! v. u& / K4)

53、强度。要求混凝土中的石必须坚硬、密实，有足够的强度。石中的软弱颗粒的含量应加以限制，软弱颗粒指在静压力（粒径为510、1020、2040、4070mm时，分别施加147、245、343、441N的静压力）作用下破碎的石颗粒，其强度见表2-8所示。8 p% n; T2 Q& D* F8 表28 混凝土含泥量和强度表项目混凝土强度等级（MPa）C30及有抗冻、抗渗或其他特殊要求C30C40C10砂石砂石石含泥量颗粒小于0.08mm的尘屑、淤泥、粘土的总量0 v0 t* Q2 |4 w, B; 9 r3152酌情放宽基本上是非粘土质的石粉8 S+ P P, L, r* A! L( Z* I1.53酌

54、情放宽硫化物及硫酸盐含量，折成SO-3# v0 z9 S8 F h. _1 |: w6 I11111云母含量$ a0 * N, j& w12轻物质（密度100mm152梁和柱253基础有垫层35无垫层704箍筋和横向钢筋155分布钢筋（板）100 |, b M * Q% Q! 四、混凝土的其它特性# Q q6 E) W- E( e: Q. d* 1.混凝土的标号 U) X$ U: # r: xQ4 b混凝土标号有：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60，输电线路施工中常用的混凝土标号有：基础保护帽C7.5、现浇基础C150、预制混凝土构

55、件C200、钢筋混凝土杆C30C40。7 B. J ja o! k, O B2.混凝土的龄期, N* 4 y3 v* i2 D% L v混凝土的龄期指混凝土强度增长所需时间。实践证明，完成混凝土内的水泥的水化作用，需要几年到几十年的时间。但完成这个过程的基本部分，只需28天。28天后强度增长极慢，且增长的值也很小，无多达的实用价值，在施工中通常测定3天、7天、28天的混凝土强度，作为撤模、构件安装、组立杆塔的基本依据。# & b# p# H/ W3 ) Z+ d3.混凝土的养护4 U B7 E0 T3 ; e, i, Q* s养护的目的9 P1 - v% s T保持混凝土内部的温度和湿度，使水

56、泥充分、快速的水化，加速混凝土的硬化；防止混凝土因暴晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响，出现不正常的收缩、裂纹、破坏等。6 f5 U z( 5 Q6 r1 E养护的基本方法- J$ k& q6 e# W6 8 D养护的基本种类有：标准养护、自然养护、热养护等。% g5 qs2 W5 C. F4.影响混凝土强度的因素. O3 r$ e4 $ I: Y O/ t合格的原材料；9 V5 N F c7 g# 9 K1 y严格控制水灰比； s1 u/ 9 O w( h: F. |5 m按严格按配合比配料搅拌；: q/ uj+ V7 C6 m应采用强制式搅拌机、并两次或多次投料；人工搅拌时，应做到“干三

57、湿三”； P r. a- + t浇注过程中应捣固密实；合理的养护。4 z6 H4 f8 I( d, L& s0 A+ S* |; , _5 ?# O五、混凝土配合比的设计6 V e5 p$ N$ M8 D1.几个概念: Y6 x$ F# Y7 j. k8 P5 U水灰比：是单位体积混凝土内所含的水与水泥的重量比。它是决定混凝土强度的主要因素，水灰比愈小，强度愈高，常用的水灰比为0.40.8，现场浇制混凝土常用0.7。4 j! 2 t$ a+ K( e坍落度：衡量混凝土的和易性的指标，决定单位体积混凝土的用水量。% Z( k; m# u3 r( J8 N3 4 ; N配合比：混凝土组成材料的重量

58、比，水：水泥：砂：石，以水泥的重量为标准重量。 t _8 & m1 zW; y( . A- u8 jh2.配合比的设计方法, D9 o D- J9 w: G计算与试验相结合。首先根据混凝土的技术的要求、材料情况及施工条件等计算出理论配合比；再用施工所用材料进行试拌，检验混凝土的和易性和强度，不符合要求时则调整各材料的比例，直到符合要求时为止。- p- B+ _1 $ r& AY7 X) u3.混凝土配合比的计算3 D8 e: k$ ) U! K5 S) l# R/ Y配制强度的计算$ . v) Z9 M9 y) |. y2 x7 S+ c: o T混凝土的配制强度，可根据与设计混凝土强度等级相

59、应的混凝土立方体强度标准值按下式计算$ g* r* U% S9 S. . G 主题图片.gif (241 Bytes)2008-9-23 22:17（2-3）* l9 X/ ) o( O- t R$ w式中 主题图片.gif (105 Bytes)2008-9-23 22:17混凝土的施工配制强度，N/mm2: A/ y+ X6 ) U9 F 主题图片.gif (106 Bytes)2008-9-23 22:17设计混凝土立方体抗压强度标准值，N/mm20 U0 V( . b+ P3 g5 g! ( R7 _$ e 主题图片.gif (64 Bytes)2008-9-23 22:17施工单位的

60、混凝土强度标准值，N/mm2. J: - a% v$ ?! E! m7 W7 H线路施工单位不是专职的混凝土施工单位，不具有近期同一品种混凝土强度25组以上的资料，故 的值的选取不能由计算确定，可按强度低于C20的 主题图片.gif (64 Bytes)2008-9-23 22:174；C20C35的 主题图片.gif (64 Bytes)2008-9-23 22:175，高于C35的 主题图片.gif (64 Bytes)2008-9-23 22:176选取。$ U D& : 5 s确定水灰比* D( O# L( a& d5 H4 q; D根据混凝土试配强度 主题图片.gif (105 By