钢筋混凝土工程概述

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1、钢筋混凝土工程在水利土木工程施工中，钢筋混凝土工程占有非常重要的位置。钢筋混凝土工程包括钢筋、模板、砼三个工种工程，这是本章要介绍的主要内容，也是全教材的重点内容之一。第一节 钢筋工程一. 钢筋工程概述：（一） 常用钢筋：级。（二） 合格钢筋： 应有合格证明书，或者试验报告单。（三） 工地管理： 运到施工现场的钢筋，应按不同的等级、不同的型号、不同的规格、不同的生产厂家，分批分类堆放，并按施工规范做有关性能实验，不符合要求的，应重新分级。（四） 钢筋加工内容： 一般包括冷拉、冷拔、调直、剪切、弯曲、焊接等。二. 钢筋冷拉：（一） 钢筋冷拉概念：以节约钢材、提高钢筋屈服强度为目的，以超过屈服强度

2、而又小于极限强度的拉应力拉伸钢筋，使其产生塑性变形的做法叫钢筋冷拉。（二） 冷拉基本原理：（见27页图31）1. 第一次冷拉效果： 取一钢筋对其施加拉应力冷拉，钢筋会发生变形（并作应力应变图）。随着拉应力增加，钢筋内部承受的拉应力逐渐增大。当钢筋内部产生的拉应力超过钢筋具有的屈服点A，而达到C后，停止冷拉，卸去荷载。此时可以看到，钢筋已产生塑性变形，在卸荷过程中，应力应变图有一个变化，直线O1C比直线OA要缓。2. 第二次冷拉效果： 重新施加拉应力，将钢筋拉伸到破坏，应力应变图出现新的变化，新的屈服点在C点附近，明显高于原来的屈服点A。这个变化说明，钢筋的塑性发生了变化，塑性小了，硬度大了，钢

3、筋的强度得到提高，这一现象叫“变形硬化”。3. 钢筋内应力调整时效： 冷拉卸荷后的钢筋，有内应力存在，促使钢筋的晶体组织自行调整，屈服强度进一步提高。钢筋屈服强度提高调整的过程称为“时效”。显然，时效过后，钢筋的拉伸特性曲线就发生改变如图中O1CDE（一撇）。钢筋种类不同、温度条件不同，时效也不同。级、级钢筋，在常温下，1520天完成，这叫“自然时效”；在温度100度下，2小时可完成，（多用蒸汽加热或者电热方法），这叫“人工时效”。级、级钢筋，一般通过电加热到150300度，经20分钟可以完成。4. 冷拉钢筋的使用： 冷拉钢筋一般不作受压钢筋使用，在受冲击荷载的构件中，在负温度条件下、在非预应

4、力的水工砼中，都不能使用冷拉钢筋，对于、级和5号钢的钢筋在冷拉以后，一般用作预应力钢筋。（三） 钢筋冷拉控制：1冷拉率： 冷拉时，钢筋弹性变形的总伸长值与原有长度 的百分比称冷拉率。（注意冷拉应力的概念）2.冷拉控制目的： 钢筋的冷拉应力和冷拉率越大，则钢筋强度的提高和塑性的降低就越多，但是，冷拉后的钢筋应仍然具有一定的塑性，以保证结构在破坏前还会出现比较明显的变形，不至于形成突然的脆性破坏。这就是冷拉控制的目的。3.冷拉控制指标： 冷拉控制可用冷拉应力，也可用冷拉率，要求尽量用冷拉应力。（其控制指标见教材28页表31和表32）5. 不同情况的冷拉控制： 1） 冷拉应力控制的情况： 对于、级钢

5、筋和5号钢的钢筋，在冷拉后，作预应力钢筋使用的，要用冷拉应力控制。但钢筋冷拉后经检查，最大冷拉率超过了规范规定（表31）值，还要再进行机械能实验。2） 冷拉率测定控制要求： 以冷拉率控制钢筋冷拉时，控制值要由试验确定。试验测定时要求：同炉同批的测定试件，不能少于4个，每个试件都要按规范规定的冷拉应力测定相应的冷拉率，并取试件的平均值作为该炉该批钢筋的实际冷拉率。如果钢筋强度偏高，平均的冷拉率低于1%时，在钢筋冷拉时，仍要按1%的冷拉率控制。3） 不同炉批的冷拉控制： 对于混杂，分不清炉批的钢筋，冷拉时，不能用冷拉率控制，而且要冷拉多根连接的钢筋，每根的冷拉率和控制应力都要符合规范规定（表31）

6、。4） 冷拉速度控制： 要使钢筋充分变形，就要适当控制冷拉速度，一般以0.51.0为宜。同时要求，冷拉到规定的应力和冷拉率以后，随即停拉23以后，再放松钢筋，结束冷拉，以给钢筋充分变形的时间。5） 冷拉控制方法： 冷拉时只用冷拉率或者冷拉应力控制叫单控，冷拉时冷拉率和冷拉应力同时应用，称为双控。采用单控，施工简单方便。但对于材质不均匀的钢筋，不可能逐根试验（逐根试验，费工费料，不可能这样做，有的同一根钢筋冷拉率也不一样）冷拉质量得不到保证。双控方法可以避免上述问题。冷拉时，对于控制应力已经达到，冷拉率没有超过允许值的，可以认为合格。但是，如果冷拉率已经达到，而冷拉应力还达不到控制应力，这种钢筋

7、要降低强度使用。对于预应力钢筋必须采用双控方法。（四） 冷拉设备简说：（如29页图32） 冷拉设备一般都有拉力装置（给钢筋施加拉力的设备）、承力装置（固定受力的设备）、钢筋夹具（固定连接钢筋的设备）、测量设备（测量冷拉长度的设备）组成。各种用途的设备，都有许多类型，在施工实习或者今后的实际工作中注意了解掌握。三. 钢筋冷拔：（一） 钢筋冷拔的概念： 这是将直径68的1级钢筋冷拔成低碳钢丝的一种钢筋加工手段。特点是，与受纯拉伸应力比，冷拔是同时受纵向拉伸和横向压缩的立体应力。因此，钢筋冷拔后的强度提高更多，可达40%90%，但冷拔后塑性大大降低，应力应变的屈服阶段基本不再存在。（硬度提高了，塑性

8、降低了）。（二） 冷拔低碳钢丝分级和用途： 它分甲级和乙级。甲级主要作预应力钢筋使用；乙级可以用于焊接钢筋网、焊接骨架、焊接箍筋、焊接构造钢筋。（三） 冷拔基本工艺：（基本过程是） 轧头：固定钢筋端部的工序； 剥皮：清楚钢筋表层硬渣壳的工序（钢筋表层的硬渣壳，容易损坏拔丝模具）； 润滑：减少拔丝过程磨阻力的工序（润滑剂一般用甲级石灰、动物油、白蜡、水，按适当比例配置而成，经验比例为1：0.3：0.1：2）； 拔丝：将钢筋通过特制的钨合金拔丝模孔强力拉拔成小直径钢丝的工序。（四） 冷拔影响因素： 主要影响因素是钢筋本身的质量和冷拔的总压缩率。例如：对于质量的要求，甲级冷拔低碳钢丝要用符合级热轧钢

9、筋的光圆盘条进行拔制。总压缩率一般按下式控制： 式中：d0 原料钢筋直径（mm）； d成品钢丝直径（ mm）；越大，抗拉强度提高越大，同时，塑性降低也越多。因此不宜过大或过小，一般控制在6080%。所以直径5 mm的钢丝由8钢筋拔制；直径3.54 mm的钢丝由6.5的钢筋拔制。（五） 冷拔次数控制： 由钢筋拔成钢丝一般要经过多次冷拔，冷拔次数对钢丝强度影响不大，但却影响生产率。因为，次数过少，一次压缩率大，对拔丝机具要求高（功率要大），对拔丝模具损耗严重，还容易断丝；次数过多，钢丝的塑性降低也多，并且拔成的钢丝脆性大，容易断，生产率就会降低。次数的控制是控制每一次拉拔前后的直径比，一般合适的直

10、径比为1.15。四. 钢筋焊接： 钢筋焊接也是钢筋加工的重要内容之一，钢筋焊接方法很多，焊接设备复杂，技术要求较高，因此，对电焊工要专门进行技术培训，故本部分内容课堂上不再进行讨论。五. 钢筋的其他加工：钢筋的调直、除锈、剪切、弯曲等工作，都是钢筋加工的具体内容。（一） 调直： 钢筋成型加工之前必须进行的工作就是调直。调直的方法可以用调直机，也可以人工在钢板上用锤子敲打，更多的是采用冷拉法。专门为了调直进行的冷拉，要控制冷拉率不大于12%。（二） 除锈： 钢筋在运输、存放等管理过程中，难免会沾污油渍、漆污、生锈等。过去在施工前，除锈是必须要进行的工序，以免影响与砼的粘接。但实践证明，不严重的锈

11、对粘接性并无影响。所以，现在对一般的锈不再清除。锈在冷拉、调直等加工工序中，锈会自动脱落。生锈严重的一般还是要清理。除锈方法常用：钢丝刷擦刷，机动钢丝轮擦磨，机动钢丝刷磨刷，喷沙枪喷沙，生锈很严重，有特殊要求的，可在硫酸或者盐酸池中进行酸洗除锈。（三） 剪切： 剪切是指钢筋的下料切断。这一工作主要是选择合适的剪切机具。常用的有电动剪切机或液压剪切机（剪切40mm以下的）、手动 剪切器（剪切12mm以下的）、氧炔焰切割、电弧切割（切割特粗钢筋）。（四） 弯曲成型： 40mm以下的钢筋一般用专门的钢筋弯曲机弯曲成型，无弯曲机的也可以在工作台上手工弯制。但，不论采取什么方法，弯曲成型都应符合设计图纸

12、的要求。六. 钢筋配料： 钢筋配料加工主要是使长料长用，短了短用，余料配用，尽量减少钢筋的废料。配料加工应做好两项工作，一是按设计图纸计算好各种钢筋的 下料长度，二是选择适当的代换钢筋。（一） 下料长度计算（简介）： 直钢筋下料长度=外包线长度+弯钩加长值 弯起钢筋（包括箍筋）的下料长度=外包线总长度-弯曲调整值+弯钩加长值1. 外包线长度：（在钢筋砼结构学中应有详细介绍） 钢筋直径具有一定的尺寸，钢筋弯曲后，其外包长度和中线长度是不同的，外包线长，中线短，这是显而易见的道理。它们之间的差值叫“度量差值”。在设计图中，钢筋的尺寸一般按外包尺寸表注，但加工下料长度应按中线计算。因此计算下料长度时

13、，必须从外包尺寸中扣除度量差值。这一工作是对外包长度的调整，因此 量度差值也叫“弯曲调整值”。它的大小，弯转角度、钢筋直径弯转心轴的直径有关。所以要求：1）钢筋端部弯钩的内经不得小于2.5倍的钢筋直径（既2.5d）；级钢筋弯转900时，当钢筋的直径小于16mm时，其最小弯转内直径应为5d；当钢筋的直径大于16mm时，其最小弯转内直径应为7d。2）弯起钢筋弯折处的圆弧内半径不小于12.5d，此时，弯转300的调整值为0.4d，弯转450的调整值为1d，弯折600的调整值为2d。（这是水工砼施工规范的规定，目的是防止钢筋内弯处的砼受到过大的局部挤压。）2. 端部弯钩长度： 钢筋.端部弯钩长度一般只

14、计外包线（钩顶切线）以外需要增加的长度。这个需要增加的长度与弯钩的制作方法和弯钩形式有关。人工弯制时，为了有利于钢筋扳子卡固，端部要留有平直段（一般3d），机械弯制时，平直段可以缩短，甚至取消。人工弯制时的加长值的取法为；半圆钩为6.25d ，斜钩.为5d，直角钩为3.5d。圆钢筋制成的箍筋，其弯钩的加长值 按教材35页表34控制。（二） 箍筋的代换：1. 钢筋代换的原因： 施工中缺少设计图纸中所要求的钢筋的品种或者规格，以现有的钢筋品种或者规格代替设计所要求的钢筋的品种或者规格，以促使施工按计划进度进行。2. 钢筋代换原则：1） 等强度代换： 按钢筋承担的拉、压能力相等原则进行代换。2） 等

15、面积代换： 按钢筋面积相等的原则进行代换。（配津率代换）3） 等弯矩代换： 按抗弯能力相等的原则进行代换。4） 进行抗裂验算： 对构件裂缝开展宽度有控制要求的。5） 满足构造要求： 钢筋间距、最小直径、钢筋根数、锚固长度等。第二节 模板工程 模板是砼工程不可缺少的作业内容，模板需要消耗大量的木材、钢材、劳动力、资金等，模板质量还会直接影响砼工程的质量和进度。因此，对模板工程也要给予高度重视。一. 模板的作用： 模板对新浇筑的塑性砼起着成型、支承作用，同时具有保护和改善混凝土表面质量的作用。二. 对模板的要求：1. 保证混凝土结构物外形、尺寸位置符合设计要求。2. 具有足够的强度、刚度、稳定性。

16、3. 表面光华平整，接缝严密，遇水不变形，不漏浆。4. 做到标准化，系列化，方便拆装，周转次数多。5. 有利于机械化施工。6. .尽量节约木材。三. 模板的基本类型：1. 按形状分： 模板形状一般随混凝土结构物形状二异，使用最多的是平面模板，部分结构物使用异形模板。2. 按材料分： 类型繁多，主要有： 木模（优点是；加工方便能够适应形状复杂的各种结构，隔热性能好，对砼表面保护有利；缺点是：容易变形，周转次数少，成本高。过去采用较多，现已逐步减少）、 胶合板模（优点：重量小，表面平整，吸水后变形小使用周期比一般模板高12倍，缺点还是成本较高。使用量比过去 多）、 钢模（优点：周转次数高，施工质量

17、好，经济效果好；缺点隔热、保温性能差，不利于冬季施工。现在使用广泛）、 胎模（优点：有利于就地取材，能适应构件的各种形状，当地材料模成本底，缺点：工程量较大。在中小型水利工程中使用较多。）、 其它材料模板：塑料模、砼模、钢筋模等它们也各有自己的特点。 3. 按使用方式分： 模板有固定式、拆移式、移动式、滑动式、翻转式。（五种）其中拆移式使用最广，翻转式只用于预制构件。四. 常用模板介绍：（一）固定式模板：（见37页图313） 这是按建筑构件的形状、尺寸制作的位置固定的模板。这种模板有的只使用一次，例如涵洞的内砖模、砖石渡槽槽身的外模、砖石拱桥或渡槽主拱圈的土胎膜等；也有的可以重复使用，例如双曲

18、拱桥或渡槽的拱波、拱肋预制的土胎膜，U形渡槽槽身 预制的土胎膜等。这类模板有的在混凝土浇注完后不再拆除，作为结构物的组成部分，称为永久性模板，例如涵洞的砖内模、渡槽槽身的砖外模等；有的在混凝土浇注完成并且达到一定强度后可以拆除的，例如现场浇注的梁桥、拱桥的桥面支承结构施工完成并达到需要强度后，即可拆除桥下的支架、模板或者土胎模。固定式模板具有能够减少现场施工干扰和立模的困难，有的可节约大量支架、木材，节省投资，加快施工进度等优点。（二） 拆移式模板：（见3738页图314、315、316）1. 拆移式模板的特点： 它一般由标准尺寸的模板（可以是钢的、木的、钢木组合的）和相应的支撑构件，紧固件组

19、成。在施工现场，根据浇注结构的外形和尺寸进行组装，建筑构件施工完成并达到适当强度后拆除，经过清理整修，再移到别处重复使用。这种模板使用非常广泛，如工程基础的侧面模板、桥墩闸墩模板、桥梁承重模板等。2. 拆移式模板的类型和使用：1） 平面木模板： 根据需要可以制成尺寸大小不同的标准模板。尺寸小的重量轻，安装方便，但是接缝多容易漏浆，浇注构件表面不平整；尺寸大的重量大，安装困难，但接缝少，漏浆少，浇注构件表面平整。2） 胶合板模板： 用胶合板代替普通木模的面板，裁切拼接都很方便。一般的胶合板为911层，宽900，长1800。此种模板应用比过去增多。3） 组合钢模： 它是一种工具式模板，组合钢模由一

20、定模数的板块、角模、支撑、连接件组成，这些部件可以组拼成尺寸、形状各异的平面模板或者折线形模板。因此它适宜板、梁、柱、墙等大、中、小构件的混凝土浇注。这种模板，表面光滑平整 ，拼缝严密，构件表面质量好，与相同面积的木模板比，重量轻，模板本身耐久性好，周转次数可达100次以上，经济效益高。其主要缺点是，一次性投资大，保温性能差。对于组合钢模需要注意掌握的内容是板块的模数尺寸、板块连接方法，角模的类型及使用、组合钢模支撑件的内容及使用。（该部分内容请注意看教材）3. 支撑形式： 拆移式高空侧面模板的支撑按受力条件分为简支式（见图315B、C）它是在仓面设多根拉条，浇注砼后不再回收。因这种支撑既浪费

21、材料，又影响机械化浇注，现已不多用。另一种为悬臂式（见图315D）。架立模板的支架常用桁架结构，受力小的简单桁架可以用方木和钢筋组成，受力大的重要桁架多由型钢焊接而成。（三） 移动式模板：1. 移动式模板的组成： 它由承重台车、台车行走轨道、混凝土浇注模板组成。2. 移动式模板的工作原理：（如40页图317） 台车上设有水平方向的螺旋千斤顶和垂直方向的螺旋千斤顶，成块的模板相互铰接在一起，台车行走到某浇注段停车，用千斤顶将模板支撑在工作位置，并用木楔或者螺栓固定，浇注混凝土。拆模时，用千斤顶将模板与混凝土拉离，模板仍支托在台车上，然后台车移到新的工作位置。3. 移动式模板的适用条件： 断面尺寸

22、较大，结构物外形沿移动方向不变，结构物移动方向比较长的混凝土建筑物，如遂洞、涵洞、管道、渠道等。因为这种方法的一个浇注段模板的长度可达68米，一台车可以为几套模板服务，与拆移式模板相比，能节省大量模板，施工进度大大提高，成本降低。这种台车和模板根据工作范围的大小，分别可采用木质、钢材、钢木混合制成。（四） 滑动式模板：（简称滑模）1. 滑模施工特点： 在建筑物浇注过程中，模板紧贴混凝土表面滑动，以使混凝土达到连续浇注。它避免了复杂的立模，拆模，提高了模板的利用律，省工省料，大大减少了混凝土浇注工作缝，增加了建筑物的整体性和表面的平整光洁度。但是滑模工作系统一次性投资大，耗钢量大，保温条件较差，

23、不利于冬季施工。2滑模.适用条件： 主要用于端面、形状、尺寸沿建筑物高度基本不变的高耸建筑物如大坝中的竖井、水闸的闸墩、水塔、高层楼房等。也可以用于建筑物表面变化规则的建筑物，如，重力坝的溢流面浇注等。3.滑模系统的基本组成： 基本组成系统有三部分，模板系统、操作平台系统、液压支撑系统。（1） 模板系统： 该系统又有模板、围圈、提升架等组成。1） 模板： 一般用钢模或者钢木混合模板；模板高度通常为1.01.2米（高度取决于滑升速度、混凝土达到出模强度所需时间（出模强度一般为0.050.25MPA；模板自下向上向内稍稍倾斜保持0.20.5%的正锥度（目的减少提升时模板与混凝土之间的摩擦力。2）

24、围圈： 起支撑和固定模板的作用（承受模板传来的水平恻向压力、滑升摩阻力、模板与圈梁自重、操作平台自重、操作平台上的施工荷载产生的竖向力）；布置在模板上部和下部各一道；围圈一般用角钢、槽钢等型钢材料制成；根据围圈承受荷载（水平和竖向）的大小，可以作成平面桁架（刚度小，抗变形能力小）或者空间桁架（刚度大，抗变形能力强）。3） 提升架： 作用是固定围圈；将模板、操作平台连成整体；承受模板系统的全部荷载；将竖向荷载传给千斤顶。提升架一般为双柱、双梁的“开”形架，多用槽钢作成，立柱也可以用方木代之。（2） 操作平台系统： 是操作混凝土浇注的工作平台，上面放置液压控制台，临时堆放钢筋或者混凝土，在平台上还

25、可以对刚出模的混凝土的表面进行必要的修饰。操作平台一般为木结构或者钢木混合结构。（3） 液压支撑系统： 整个液压支撑系统常称为滑升机构，该支撑系统包括支撑杆、液压千斤顶、输油管路、液压控制台等内容。千斤顶顶进油时，活塞内的弹簧弹子卡卡住承重柱，活塞便被固定，千斤顶的外壳带动模板向上滑移；放油时，为了使模板不下滑，先将活塞内的下部弹簧弹子卡卡住支撑柱，弹簧和活塞上推，回到进油位置。上下弹簧弹子卡与支柱的关系，就象人爬树时，手脚与树的关系。千斤顶每动作一次，带动模板上滑一次（约3厘米）支撑柱可以是粗钢筋，也可以是钢管，埋入下部的混凝土中，要随着浇注面上升不断接长。（有关千斤顶的结构可自看教材或者参

26、考书加以理解）。五. 模板设计和施工中注意的问题： 定型模板和按经验尺寸制成的常用模板，在其适用范围内，设计经验已经成熟，不必设计计算。对重要结构的模板、承重模板、移动式模板、滑动模板、永久性模板则必须进行设计计算。（一） 设计基本要求： 1.就成型而言：拼装要严密准确，表面平整不漏浆，不产生过大的变形； 2.就支撑作用而言：应有足够的强度，结构牢固，能支撑各种设计荷载； 3.就保护作用而言，应有利于混凝土凝固，寒冷地区有利于保温，特殊部位（如高速水流作用部位）有利于提高混凝土的表面强度； 4.就方便施工而言，结构应简单，制作、安装、拆除方便，力求标准化、系列化； 5.就节约投资而言，要有利于

27、提高周转率，使每平方米消耗工料最少，成本最低。（二） 模板的选型：（模板使用情况） 1.拆移式模板使用最多：拆移式小型标准模板制作简单，重量轻，运输、安装方便，需用施工机械少，在以人力施工为主的工地仍在使用。但它材料消耗指标高，需要的拉条和支撑多，因此在大中型工程中已逐渐用混合式大型模板所代替。 2.钢模板逐渐取代木模板：因木模板消耗木材多，周转率低，除非标准的异型结构用木模板外，一般都采用钢模板； 3.高度大，形状固定的结构物多用滑升模板：如支墩坝、拱坝、船闸边墙、各种翼墙、厂房、竖井等； 4.移动式模板最好使用效果：结构断面尺寸不大，长度较大的结构物； 5.预制钢筋混凝土模板：在起重机械设

28、备条件较好的工地，它有利于节约木材，加快施工进度，并提高结构物表面的质量。真空模板：对抗冲或者耐磨的混凝土采用它最好。（三） 模板的设计内容： 包括面板、支架、支撑结构和连接件的设计。具体包括选型、选材、荷载计算、结构计算、绘制模板设计图等。（四） 模板设计所需资料： 混凝土的浇注上升速度、入仓方式、平仓与振捣方式、混凝土容重、坍落度、初凝时间、终凝时间、浇注温度、模板上的荷载等。（五） 模板的设计荷载： 模板及其支架结构应有足够的强度、刚度、稳定性，必须能够承受施工中各种荷载的最不利组合，其结构变形应在允许范围内。模板和支架承受的荷载分为基本荷载与特殊荷载两大类：1基本荷载：1） 自重（模板

29、与支架）： 根据设计图纸确定。木模板所用木材的容重按木材种类确定，如：针叶树木材按600kg/m3，阔叶树木材按800kg/m3计算。（楼板模板的自重可参考43页表35的数值）2） 新浇混凝土重量： 容重一般取2.42.5T/M3计算。3） 钢筋重量： 一般钢筋混凝土可按100KG/M3计算。4） 振捣混凝土产生的荷载： 一般按1.0KN/M2计算。5） 其他荷载（操作人员、浇注设备、施工工具等）： 计算模板和直接支撑模板的楞木时，可按2.5KN/M2的均布荷载和2.5KN/的集中荷载验算。计算支撑楞木的构件时，可按1.5KN/M2，计算支架立柱时，可按1.0KN/M2计算。6） 新浇混凝土的

30、侧向压力： 侧面模板主要承受新浇混凝土的侧向压力，影响侧向压力的因素主要是浇注速度、浇注温度、坍落度、入仓方式、振捣方法、模板变形性能等。由于影响因素多，目前还没有准确计算侧向压力的通用公式。在振动影响范围内，混凝土因振动而液化，故可按静水压力公式计算侧向压力，所不同的是，要用流态混凝土的容重代替水的容重。在计入温度和浇注速度的影响，并且混凝土不加缓凝剂，坍落度在11CM以内时，新浇大体积混凝土的最大侧向压力值可参考44页表36选用。混凝土侧向压力分布可参考44页图321加以理解。2. 特殊荷载：1） 风荷载（有的算基本荷载，有的算特殊荷载）： 一般按工业与民用建筑物荷载规范确定。2） 上述未

31、列出的其他荷载：应按实际情况计算。3. 荷载组合： 在对模板和支架进行强度和刚度计算时，要根据模板的类型，并 按45页表37的荷载组合要求分别具体计算。第三节 混凝土工程 混凝土施工的内容包括混凝土骨料加工、混凝土拌制、混凝土运输、混凝土浇注、混凝土养护、混凝土冬季施工、混凝土夏季施工、特殊混凝土施工等内容。一. 骨料加工： 混凝土工程中，骨料用量最大，因此，对骨料的开采加工进行合理选型和布置，对提高生产效率、降低生产成本非常重要。水工混凝土所用骨料，多用天然砂、卵石，经过筛分冲洗就可使用。当超径的大块石含量过多，而又需要利用它们时，才进行破碎，缺少天然骨料时，才用碎石和人工砂，但需要经过破碎

32、和筛洗两个环节。（一） 破碎机械（简介）： 常用碎石机有鄂式、锥式、滚式、锤式（见46页图322）。1. 鄂式碎石机； 它是借助于活动鄂板对固定鄂板的相对运动轧碎石块。2. 锥式碎石机： 它是借上口大的外锥与下口大且偏心的内锥的相对运动轧碎石块。3. .滚式碎石机： 它是借两个水平滚轴的相对回转轧碎石块。4. 锤式碎石机： 它是带有锤子的圆盘在回转时锤碎石块。注意：教材对鄂式碎石机和锥式碎石机的工作原理作了简单介绍，感兴趣的可以自看相关内容（略）。（二） 筛洗机械简介： 骨料的筛分和冲洗一般要结合进行。目的是在骨料洗净的同时，避免尘土飞扬，以改善 生产条件。常用的筛洗机械有格筛和振动筛：1.

33、格筛： 这是一种固定筛，筛面倾斜2830度，石料在倾斜的筛面上滚动时筛分，类似建筑工地上筛砂的筛子。只不过格筛一般有钢轨或者其他断面的钢栅棒，按规定的水平间隔顺坡排列而成。主要用于混合料进入其他筛分机之前或者待破碎石块进入破碎机之前剔除超径大块石，防止损坏机械。2. 振动筛： 振动筛用来进行骨料分级。按振动特点不同，它又分为多种类型，如偏心振动筛、惯性振动筛、自定中心振动筛等。尽管振动特点各有不同，但是，振动频率高、振幅小、振动时筛面上的砂石料迅速发生离析颤跳现象，使细粒料很容易筛出。从而可获得较高 的筛分率和生产率，却是它们共有的特点。（1） 偏心振动筛：（见47页图326） 主要组成内容：

34、包括筛箱、筛网、偏心平衡轮、消振平衡重、消振弹簧、筛架等。 基本工作原理：筛箱悬挂在主轴的偏心部位上，当主轴旋转时，筛箱便随之作环行运动，同时形成振动，骨料顺着倾斜的筛面跳动前进，通过筛孔实现筛分。 振动筛分特点：振幅不会随着进料量的变化而变化，因此不会出现因为进料多使振幅减小，造成筛孔堵塞。 适用条件：偏心振动筛一般有23层筛网，可以筛分粗粒骨料和中粒骨料，适用于骨料的第一道筛分。（2） 惯性振动筛：（见47页图327） 主要组成内容：筛网、单轴偏心块，调整振幅用的配重盘、消振钣簧、电动机等。 基本工作原理：筛箱通过两侧的支承钣簧固定在筛架上，在筛箱的主轴上装有偏心块，旋转时就会产生振动。

35、振动筛分特点：振幅受负荷变化影响，给料少，振幅大，筛孔不容易堵塞，给料多时，振幅小，筛孔便容易堵塞。但是，惯性振动筛的筛箱主轴外侧装有可以调节的配重盘，当给料多少发生变化时，能够调整振幅。 适用条件：惯性振动筛与偏心振动筛比，振频高，振幅小，因此适于筛分细骨料，故常用于骨料的第二道筛分。（3） 自定中心筛：（也叫万能筛） 它的构造与惯性振动筛类似，不同的是，它有带缓冲弹簧的吊架。筛箱主轴两端另外装有一对偏心块，与主轴中间的偏心块互成180度，因此具有向上的离心力与向下的离心力保持同心平衡，使皮带轮的中心位置基本不变的特点。自定中心筛运转时，传给支座的振动小，皮带不易打滑。（惯性振动筛因皮带轮中

36、心位置会随着筛箱振动而不断变化，皮带的松紧也会不断变化，因此容易打滑，常造成运转失调。）自定中心筛可以筛分中骨料和细骨料，多用于第二道筛分。 说明：筛洗机械中还有专门用来洗砂的沉砂箱、螺旋洗砂机等，一般工程使用较少，大型重要工程应用较多。故略。（三） 骨料加工厂： 大中型水利工程施工时，一般要设置专门的骨料加工厂。加工厂的规模要根据所用骨料总量的多少，施工工期的长短，要求加工强度的大小，设备的配置，工地现场的实际情况进行规划布置。骨料加工的工艺流程见48页图329。二. 混凝土拌制： 混凝土拌制有两个环节：配料与拌和。（一） 配料： 配料的关键是骨料、水泥、水、外加剂的配比要准确。规范要求，配

37、料的重量偏差允许值为：骨料正负2%，其他正负1%。1. 骨料配置： 简单的可以人工用箩筐、手推车估量配置，认真的应结合使用磅秤配料。人工配料。劳动强度大，效率低，只适于小型工地。 中型工地要求较高，多用轻轨斗车、机动翻斗车、带式运输机与磅秤或者电动杠杆秤联动的配料装置（见48页图330）。这是一种半自动化的配料方式，操作简单方便，生产效率较高。 大型重要工程配料要求精确度高，生产效率高，因此都要设置专门的全自动化配料系统。2. 水泥： 水泥有袋装和散装之分。袋装水泥一般直接以一袋为基准，加入一定的骨料和水。这种方法的优点是，配料简单，但是配料比不准确，加入的水泥不是多，就是少，往往会影响搅拌质

38、量。在小型工程施工中采用较多。散装水泥一般用 磅秤、电子秤称量水泥，配比能够得到控制。3. 水和外加剂： 外加剂大都先根据剂量配比配成稀释溶液与水一起使用。在混凝土拌和机上，一般都设有虹吸式量水器，在水通过管道注入拌和机内时，实现自动量水。（二） 拌和： 除零星、分散的少量混凝土可以用人工拌和外，一般都用拌和机。拌和机拌制混凝土有如下几种方式：1自落式搅拌机：（见49页图332） 它是种是利用旋转的拌和筒上的固定叶片，将配料带到筒顶，再自由跌落到筒的底部，从而实现拌和目的，这种机械叫自落式搅拌机。它是按重力的机理拌和混凝土的。由于仅靠自落掺拌，搅拌作用不够强烈，多用来拌制具有一定坍落度的混凝土

39、。自落式搅拌机应用较为广泛。根据构造不同，自落式搅拌机又有两种之分：（1） 鼓筒式搅拌机：（图A） 它是圆柱形鼓筒，筒轴水平，两端开口，一端进料，一端出料。驱动机械可以是电动机，也可以是柴油机。它的特点是搅拌作用弱，拌和时间长，生产效率低，塑性低的混凝土不容易拌和均匀。由于它构造简单，使用、维修方便，国内还在大量使用，在国外已接近淘汰。（2） 双锥式搅拌机： 因它的拌和鼓筒为双锥形，而得此名。又因出料方式不同，又分为：1） 反转出料式搅拌机： 拌和筒内的搅拌叶片为交叉布置，在出口设有一对螺旋状出料叶片，正转时搅拌，反转时，推出拌和好的熟料。它的拌和作用比鼓筒式强烈，可以搅拌塑性较低的混凝土。它

40、的缺点是，出料的叶片占去了拌和筒的部分容积，拌和筒的利用系数低，再加上反转出料是再负荷载情况下启动，启动电流大，因此，它不易作成大容量的。2） 倾翻出料式搅拌机： 它的进料和出料同为一个口。搅拌时，拌和筒的轴线保持15度左右的仰角，出料时，向下旋转5060度，将拌和好的混凝土推出。它的优点是，由于叶片稍向旋转的后方倾斜，每转易圈，物料在筒中上下掺混的 次数比鼓筒式要多，因此，搅拌效率高。同时搅拌时物料的落距相对较小，骨料对下面的叶片冲击力小，所以可以作成较大容量的，并能拌和较大粒径骨料（1215毫米）的混凝土。由此可见，它出料快，生产率高，在大型工程施工中多被采用。2.强制式搅拌机：（1） 基

41、本概念： 这种是装料的鼓筒不旋转，固定在轴上的叶片旋转并带动配料，从而实现强制拌和。这种机械叫强制式搅拌机。（2）搅拌机理： 它的拌和是按剪切机理进行的。这种 拌和机大多是立轴水平旋转的，搅拌机中有转动的涡轮桨状的叶片，这些叶片的角度不同，位置不同，叶片转动时，要克服物料的惯性力、摩擦力、粘滞力，强制物料产生环向的、径向的、竖向的运动，以达到均匀混合的目的。（3）主要优点： 因此，它的搅拌作用比自落式搅拌机要强烈的多，拌和质量好，强制式搅拌机的（4） 主要缺点： 因它的转速比自落式搅拌机高23倍，其动力消耗要大34倍，叶片磨损严重，加之构造复杂，维护费用较高（5） 适用情况： 主要用于拌制较小

42、骨料的干硬性、高强度、轻骨料的混凝土。（6）注意问题： 强制式搅拌机按构造不同，又分为涡桨式和行星式，在选择搅拌机时，要注意它们各自的性能和使用特点。3.混凝土拌和站（或拌和楼）： 为了保持混凝土生产相对集中，方便管理，减少占地 ，工程中常根据生产规模和条件，将混凝土制备过程需要的各种设施组装成拌和站或者拌和楼。（1） 拌和站： 在中小工程、分散工程、大型工程的零星部位，一般设拌和站生产混凝土。布置拌和站要根据地形确定拌和机的位置、确定出料运输线路的位置、确定料堆的位置、确定进料的方向。拌和站生产混凝土时配料可以由人工完成，也可以由机械完成。拌和站的拌和机布置一般有两种形式，拌和机数量不多的，

43、可采用一字排列布置，拌和机数量多的，可采用双排相向布置。（2） 拌和楼：（见5152页图333至图336）1） 基本组成： 拌和楼是是生产混凝土的工厂。它按生产程序分层布置，自上而下一般分为进料层、贮料层、配料层、拌和层、出料层共五层。2） 基本生产程序： 来自料堆的骨料和水泥罐的水泥，用皮带机和提升机分别运送到贮料层的分格料仓内。一个料仓内一般有56个格装骨料，有23个格装水泥和掺和料。每个框格料仓的下面都装有配料斗和自动秤。称好的各种材料卸入集料斗，再用回转式给料器送入搅拌机。所用的水由自动量水器量好后，直接注入搅拌机。拌好的混凝土熟料装入出料层的料斗，等待运输车就位以后，开启气动弧门，卸

44、出混凝土熟料。3）布置方式： 根据拌和楼组成部分在竖向的布置方式的不同，它分为双阶式和单阶式。（见51页图333、图334、图335）A） 单阶式拌和楼： 原料一次提升到顶，经贮料斗靠自重下落，进入称量工序和搅拌工序，最后将熟料卸入底部的运输工具中。单阶式拌和楼的工艺流程生产效率高，结构布置紧凑，占地少，自动化程度高。缺点是结构复杂，安装高度大，安装费用高，投产慢。大型拌和楼一般都采用单阶式布置。B） 双阶式拌和楼： 材料需要提升两次。首先原材料经人工推车、拉铲、皮带输送机、抓斗等，第一次提升进入贮料斗，下落经过称量配料后，再用提升斗第二次提升进入搅拌机。双阶式拌和楼的优点是建筑高度小，运输设

45、备简单，装拆容易，投产快，投资少。缺点是自动化程度低，占地面积大。一般中小型的工程采用较多。C） 斜坡式拌和楼： 在比较深的基坑内浇注建筑物，或者浇注建筑物时，工地有可以利用的斜坡，便可以建造斜坡式拌和楼。例如破堤破坝建设水闸。它的生产特点类似单阶式拌和楼，但建设速度快，投资省。（见52页图336）三. 混凝土运输：（一） 混凝土运输的基本要求： 混凝土运输是混凝土搅拌与浇筑的中间环节。1.在运输过程中要解决好水平运输、垂直运输与其他材料 、设备运输的协调配合问题。在运输过程中混凝土不初凝，不分离，不漏浆，无严重泌水，无大的温度变化，以保证入仓混凝土的质量。因此，装、运、卸的全过程不仅要合理组

46、织安排，而且要求各个环节要符合工艺要求，保证质量。混凝土每装卸转运一次，都会增加一次分离和沙浆损失的机会，都会延长运输时间，故要求运输过程转运次数一般不多于2次，卸料和转运时的自由跌落高度不大于2米，道路平顺，盛料的容器和车厢严密不漏浆，从装料到入仓卸料整个过程不宜超过3060分钟。夏季运输时间要更短，以保持混凝土的预冷效果，冬季运输时间也不宜太长，以保持混凝土的预热效果。从拌和楼出料到浇筑仓前，主要完成水平运输，从浇筑仓前到仓里，主要完成垂直运输。只有少数情况，将拌和楼布置在缆机下，才由缆机吊运不脱钩的料罐直接入仓，既完成水平运输，又完成垂直运输。采用汽车或者皮带机直接入仓，比较便捷，但应特

47、别注意控制混凝土的质量。（二） 混凝土运输机具： 运输机具可根据运输量、运距、设备条件合理选用。水平运输可选用手推车、皮带机、机动翻斗车、自卸汽车、混凝土搅拌运输车、轻轨斗车、标准轨平台车等；垂直运输可选用快速提升斗（升高塔）、井架（钢架摇臂拔杆）、各类起重机、混凝土泵等。下面简要介绍几种常用的运输机具：1. 混凝土搅拌运输车： 它是在汽车的底盘上安装了 一台斜仰的反转出料式锥形搅拌机形成的运输车。在运输途中搅拌机缓慢旋转继续搅拌混凝土，防止离析。到达浇筑地点以后，反转出料。在夏天高温季节，一般在混凝土中加入缓凝剂，防止运输途中发生初凝。这种运输方式一般都设有中心拌和站，用于距离远、交通方便的

48、分散零星的工地，以避免各处都设料场、都安设搅拌机械。混凝土运输费用较高，但是总的经济效果较好。2. 混凝土泵： 它是一种以管道方式运输混凝土的方法，它可以一次性完成水平运输、垂直运输，并直接输送到浇筑地点。因此它是一种短距离的、连续性的运输和浇筑工具。这种运输特点决定了泵送混凝土必须是流态混凝土，要求坍落度在515CM，骨料粒径不能太大，一般控制最大骨料粒径小于管道内径的1/3，避免 堵塞。粗骨料适宜用卵砾石，以减少摩阻力。泵送混凝土的水泥用量较大，单价较高。在水利工程中混凝土泵多用活塞泵。（教材中介绍了机械活塞泵，液压柱塞泵两个类型） 输送混凝土的管道一般用无缝钢管、铝合金管、硬塑料管和橡胶

49、、塑料制的软管等，其内径一般为75200毫米，每一节一般长0.33米，都配有快速接头。四. 混凝土的浇筑： 混凝土浇筑施工的工艺流程是：仓面准备、入仓铺料、平仓振捣、成品养护四个环节。（一） 仓面准备： 这是混凝土浇筑前的准备作业，内容一般包括地基表面处理、施工缝处理、立模、钢筋混凝土中的钢筋和预埋件的安设等。1. 地基表面处理： 地基分沙砾地基、土基、岩基，不同的地基有不同的处理要求。1）对于沙砾地基： 应清除杂物，整平建基面，先浇厚度1020厘米的低标号混凝土作为垫层，防止漏浆。2）对于土基： 应先铺碎石，盖上湿砂，压实以后，再浇筑混凝土。3）对于岩基： 首先用人工清除表面松软岩石、处理带

50、有尖棱、带有反坡的的部分，并用高压水枪冲洗，如果有油污和粘结的杂物，还需用金属丝刷配合刷洗。直至洁净为止。洗刷后压风吹扫干净岩面的积水以利于混凝土与岩石的牢固结合。如有特殊情况要采取相应措施处理（如有渗水，要设法封堵拦截，遇有量大有压水，要设法引排走。）地基表面处理完，经过质检合格，才能开仓浇筑。2. 施工缝处理：（1） 施工缝的概念： 大体积混凝土因高度、长度、宽度过大，而采取分次浇筑，从而形成中断一定时间再浇筑的分隔面，这个分隔面就叫施工缝。施工缝又分水平施工缝和垂直施工缝。（2） 施工缝处理目的： 先浇筑混凝土表面往往会产生灰白色的软弱乳皮层（它是浇筑收仓时，集中在表面的含水量很大的浮浆

51、形成的，也叫水泥膜）它的存在影响新老混凝土的牢固结合。因此在新一期混凝土浇筑前，必须用高压水枪或者风沙枪将前期混凝土表面的乳皮层清除干净，使表面石子半露，形成麻面，以利新老混凝土的牢固结合。（3） 施工缝处理方法： 常用、刷毛、风沙枪喷毛、高压水冲毛处理。1） 凿毛： 这是人工用铁锤或者风镐凿去混凝土表面乳皮层的简单做法。优点是处理时间好安排，处理质量有保证。缺点是损失混凝土多，劳动强度大，效率低。适用中小型工程和大型工程的狭窄部位。要求，处理时间控制在混凝土凝固，达到一定强度（一般为拆模强度或者强度至少达到2.5 MP。2） 刷毛： 这是人工用钢丝刷刷去乳皮层的做法。要求，处理时间控制在混凝

52、土初凝后，人在上面踩不坏混凝土面，又能刷动乳皮层为宜。人工处理效率低，现在已经开始用刚刷机，工效大大提高。3） 高压水冲毛： 这是利用水利冲去乳皮层的做法。优点是，施工方便，效率较高。缺点是，冲刷时间不好控制，冲的过早，混凝土被冲掉的多，损失大，也可能冲松一定的深度，影响混凝土质量。冲的过晚，混凝土强度已较高，冲不动，对新老混凝土结合不利。4） 界面涂刷处理法： 这种方法是在混凝土达到能上人的强度后，人工清除混凝土表面疏松部分，但不是去掉乳皮层，再用水冲净浮灰，在不存在明水的情况下，涂刷YJ-302 混凝土界面处理剂，接着再浇筑新混凝土。这样，新老混凝土的粘结强度可提高1530倍，处理工效可提

53、高数10倍。（但YJ-302混凝土界面处理剂可能较贵）（二） 入仓铺料： 混凝土入仓铺料一般有三种方法：平层铺料、阶梯铺料、斜层铺料。（见56页图340）1. 铺料方法比较：（1） 平层铺料法： 每一层都是从仓面的同一端一直铺到另一端，周而复始，水平上升。平层法应用最为广泛，但是，要求供料强度要大，若采用大仓面浇筑，供料强度不足时，容易留下施工冷缝，不然，应采取预防措施（2）阶梯铺料法： 将混凝土铺成台阶形水平前进阶梯，一般宽不小于3米，浇筑高度不超过1.52.0米，台阶35个。（3）斜层铺料法： 混凝土斜向分层铺筑，倾角一般不陡于10度，要求在斜坡上振捣混凝土时，必须自下而上振捣，反之，上部

54、先振实，下部再振捣，会引起上部下陷而崩裂。阶梯铺料和斜层铺料的优点是；混凝土铺料暴露面积小，所需混凝土供料强度小，在夏季，当混凝土入仓温度低于外界温度时，能够减少吸热量，有利于防止大体积混凝土出现温度裂缝；在冬季，能够减少散热，有利于抗冻。阶梯铺料和斜层铺料的缺点是：在平仓振捣时，容易引起沙浆顺坡向下流动，仓面末端稀浆集中，导致混凝土离析，强度不均。所以，阶梯铺料和斜层铺料一般都采用流动性较小的混凝土。2. 铺料厚度要求： 每层铺料厚度的确定，都要考虑振捣器的可振深度、混凝土供料强度，混凝土的坍落度等因素。一般厚度控制2540厘米，特殊情况可到7080厘米。3. 铺料对供料的要求： 供料能力要

55、保证每一个浇筑层在初凝之前能够覆盖上一层混凝土，而且能振实为整体，不然，若供料过慢，超过初凝时间的混凝土表面会产生乳皮，再振捣也难以消除，从而造成薄弱的结合面，这个薄弱结合面，一般称为施工冷缝。其抗剪、抗拉、抗渗能力降低，这是非常有害的。施工中，万一因故供料不足或者中断供料，必须停浇，并按施工缝处理。4.保证冷缝不出现的供料强度（浇筑强度）理论算式：式中： Q需要的混凝土供应强度，m3/h F混凝土铺筑面面积，m2 h铺层厚度，m T混凝土的有效浇筑时间，即入仓铺料完成到初凝的时间间隔，h t1混凝土初凝时间，h t2混凝土运输时间，即从拌和机出料到入仓铺料完成的时间，h K混凝土运输延误系数

56、，取0.80.9。理论算式表明，供料强度一定时，运输时间越长，铺料面积或者铺料厚度越大，初凝时间越短，越容易出现冷缝。在施工中，如果出现供料强度突然下降，或者气温骤升，从而时混凝土初凝时间可能缩短时，要减薄混凝土铺层的厚度、或者改变铺料方法、或者掺加缓凝剂，确保不出现冷缝。4. 重塑试验： 要想掌握在施工中，混凝土是否超过初凝时间，在工地上一般要进行重塑试验。重塑试验的标准是：用振捣器振捣20S，周围10厘米以内，还能够泛浆，而且不留孔洞。满足这些条件，已浇筑的混凝土还能够重塑，可以继续浇筑上层混凝土。（三） 平仓振捣：1. 平仓： 将卸入浇筑仓内成堆的混凝土料按规定厚度铺平叫平仓。平仓也是很

57、重要的工作，平仓不好，粗骨料集中、成堆，形成架空，混凝土会离析泌水、漏振、产生冷缝等事故。平仓可用插入式振捣器插入料堆顶部振动，使混凝土液化后自行摊平。但是，不能因为平仓用了振捣器，平仓后就不再振捣，这样很容易出现漏振。仓面较大的，又没有模板拉条影响的，可用小型履带式推土机平仓，一般还再机后安装上振捣器组，平仓、振捣两用，边平仓，边振捣，效率较高。2. 振捣：（1） 振捣的作用： 振捣是保证混凝土密实的关键。由于振捣器产生的高频低振幅的振动，使塑性混凝土液化，骨料相互滑移，沙浆充满空隙，空气被排出，使仓内全部充满密实的混凝土。（2） 振捣的方法： 人工捣实混凝土，费力、费时、费工，混凝土质量不

58、易保证，一般只用于不便使用机械化施工的零星工程中，并要求铺层要薄（小于20厘米），要密捣，混凝土坍落度要大。机械振捣应用广泛。（3） 振捣机械简介：1） 振捣机械的一般类型： 振动机械按各自的工作方式不同一般分为：内部振动器，表面振动器，外部振动器，振动台等。2） 内部振捣器的工作机理： 内部振动器和表面振动器主要用于各类现浇混凝土工程外部振动器和振动台主要用于混凝土构件预制。其中内部振动器又叫插入式振动器，它应用最为广泛。它的工作部分是一个棒状的空心圆柱体，所以也叫振捣棒。它的内部装有偏心的振动系统，在电动机或者压缩空气的驱动下高速旋转，产生不平衡离心力，带动棒头作高频微幅圆周振动。3） 内

59、部式振捣器的类型及特点：A. 按动力结构不同分： 插入式振捣器有电动硬轴式、风动式、电动软轴式三种之分。电动硬轴式、风动式振捣器振动影响半径大，捣实质量好，使用较方便，在大体积混凝土振捣中应用普遍。电动软轴式振捣器重量轻，灵活方便 ，主要用于钢筋密集，结构狭窄的部位。B. 按振动棒的激振原理不同分： 插入式振捣器又分为偏心轴式振捣器和行星滚锥式（简称行星式）振捣器。偏心轴式振捣器的特点是，振动频率与偏心轴的转数相等，每分钟大约60007000转，属于中等频率的振动器，一般仅适用于振捣塑性混凝土。行星滚锥式振捣器的特点是，它的软轴通过万向铰或者松动轴承带动带有偏心重的滚锥在棒壳内的滚道上作行星运动，在软轴转速较低（与电动机转速一致，每分钟大约只有2950转）的情况下，可以使棒头产生每分钟1000020000转的高频振动。