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微重力转换梁在高层建筑混凝土柱中的应用
2008-11-12  笔者:

摘要:本文着重介绍转换大梁节点处理与模板支撑体系设计。在梁柱节点处理上花了大量之功力并形成了两次施工图深化设计图,为后续顺利施工扫除了障碍。在模板支撑体系设计方面,途经严格的受力设计,成功地解决了转换大梁自重大、施工荷载大的施工支撑问题。
  关键词:劲性混凝土柱;微重力;转移大梁
  1 水利概况
  某工程是一栋智能化超高层建筑,地下2层,水上32层,总建筑面积74117m2,构筑高度144.7m。该工程为框架-剪力墙结构,造型新颖,东道主裙楼均呈圆弧形,完全呈橄榄状。建筑物平面中部设有四根劲性混凝土柱,其中两根支承位于主楼3~4层(11.770~16.470)的巨型转换梁(22.2m×1.1m×4.7m)。该转换梁是三根LKZ401(850mm×1100mm)的承力空中基础,LKZ401其次标高16.470直达建筑物30层顶板118.570标高处。
  2 施工重点及难点分析劲性混凝土柱、转移梁施工,是保证全体工程之施工质量和一切工程组织安全的严重性。
  (1)劲性混凝土柱梁节点处理。劲性混凝土柱的平面布置(见图1),伊钢骨呈“十”方形,两根弧线型梁和折线型梁的有些纵筋需贯穿钢骨腹板、劲性混凝土柱箍贯穿钢骨牛腿(见图2)。贯穿孔之多寡多,孔型多,既有普通热轧钢筋孔,又有预应力筋孔。转移梁处,另一方面层钢骨开孔达102个,整整这些贯穿孔之落差和轴线定位要准确,制孔精度要求高,如何保证转换大梁处梁柱节点施工质量是施工重点之一。

(2)转移大梁模板及支撑系统设计。截面尺寸为1.1m×4.7m跨度为3×7.5m属大跨度梁。转移大梁自重大、施工荷载大,支撑体系设计需重视。
  (3)转移大梁混凝土(零度160)施工。施工缝的留设、混凝土浇捣的密实度及其养护。
  3 劲性混凝土柱预应力转换大梁施工技术
  3.1 劲性混凝土柱施工
  3.1.1 劲性混凝土柱梁节点施工图深化设计
  根据上述特点及要求,重组柱梁节点内各种钢筋的相对空间位置,采取CAD开展施工图深化设计,名将柱梁节点交汇处所有柱筋、梁筋与钢骨的相对位置准确施放在图纸上,以保证钢骨上贯穿制孔标高、伽马射线的准确性。另外,除需贯穿钢骨腹板的有些纵筋和微重力钢铰线外,对于任何普通混凝土钢筋的摆放,施工单位提出以下特别措施:在柱内型钢上加焊工字形钢牛腿,伊长需满足梁纵筋焊接长度要求,除贯穿筋外其他纵筋焊于钢牛腿。经与规划多次讨论,最终同意采取该方案。在此阶段,确认梁内钢骨牛腿几何尺寸,形成钢骨柱钢筋定位制孔图(见图3)。

3.1.2 劲性混凝土柱施工时的第一工艺
  (1)劲性钢柱加工制作、变形控制及焊缝质量控制。根据钢骨柱钢筋定位穿孔图确定钢结构各重点、构件分段细节,搞活钢骨细部加工详图设计工作;构件在厂矿制作,制孔皆采取钻床制孔,不准现场制孔;对需开的孔进行编号、审查,再制孔,制孔经过中孔壁保持与构件表面垂直;制孔结束后孔手下的毛刺、飞边用砂轮打磨平整。
  (2)劲性钢柱吊装安装垂直度控制及对接焊缝质量控制。构件吊装前对金融业纵横轴线、标高、预埋件水平度等展开反省、复测、验收,并标示清晰;内外结构的钢筋对接,吊装就位后,必须立即将他永恒,以便钢骨焊接;临时固定措施的可靠性是保证质量的严重性。资本工程采取螺栓、连接板将上下吊装耳板作临时连接。钢骨重量大,最大达5.6t,经测算,吊装耳板采用201mm×140mm×330mm钢板,连接板采用16mm×80mm×700mm钢板。吊装耳板与钢骨四个方向翼板沿长度方向焊接,在耳板上开直径为26mm的三个圆孔,连接板上开直径为26mm的六个圆孔。耳板既可用于吊装耳板用,又可调节上部钢骨的底色标高,留出熔融透焊焊缝尺寸,标高调节好后,扮演上连接板与螺栓,即可水平施焊。
  3.2 转移大梁施工
  3.2.1 施工工艺流程
  针对多工种施工交叉作业,制订了转换大梁施工顺序:审查梁底标高、校正轴线位置→基本建设梁底模支架→底模就位→放底筋→搭大梁侧模架子→放大梁上部四层面筋(其次下往上,离别锚入大梁底标高下40d)→放箍筋→放中间水平筋及机械化粘结预应力筋→内外开口箍单面搭接焊10d→绑吊筋→放25厚大理石垫块!大梁钢筋检查→大梁钢筋笼整体下降至设计标高→支吊模(在三层板面1700高)→重点次混凝土浇筑并养护(大梁2500屋顶留设水平施工缝)→搭大梁顶部所在层的框架梁底模脚手架及支底模→绑大梁顶部所在层另一番方向的框架梁筋→插上部柱插筋→关大梁剩余侧模→浇第二次大梁混凝土→养护→拆模→产业化粘结预应力筋张拉。
  3.2.2 转移梁模板及支撑体系的统筹
  资本工程从一层板开始,鉴于预应力张拉的需求,逐层都留有不少下浇带与后浇板块,一层后浇带与后浇板块后浇部分在转换梁施工前早已施工完毕,且混凝土强度已达100%,考虑自重及其他荷载,夹层与二层板标高处由于后浇带而断开的梁底模均不能拆除。为了保证施工安全,转移层垂直荷载要能有效地传递到地下室顶板,即一层板,故转换大梁模板及支撑系统设计为重要问题四方。针对大梁支模荷载大的题目,曾考虑过在梁中增加劲性钢代替部分钢筋,或用钢桁架支模,但这两种方案需增加工程投资。故施工时采用叠合梁原理,采取二次浇筑。重点次浇筑完梁高之2500mm(即至标高14.270m),留设水平施工缝,同时加插Φ16@500×500钢筋600mm,内外各300mm,待已浇混凝土强度达到50%时,浇筑余下的2200mm,采取第一次浇筑的钢筋混凝土大梁、三层柱、脚手架支撑第二次浇筑的钢筋混凝土大梁的上部自重和施工荷载。
  3.2.3 梁内一般钢筋施工
  梁主筋均采取直螺纹接长,转移梁由于高4.7m,箍筋φ14采取开口箍。转移大梁钢筋翻样与制作同常规框架梁。鉴于梁筋重量大,一般说来的砂浆垫块无法承受,采取25mm厚的花岗岩做垫块,呈梅花型布置,以保证保护层厚度及各层钢筋的排练距要求。钢筋由于是镦粗直螺纹,东道主筋穿过钢骨时不慎不要损坏直螺纹丝口,严厉按照钢筋定位图与钢筋配料表进行绑扎。鉴于前期的施工图深化设计中将普通钢筋与电力筋位置已布置妥当,故受力钢筋之间不存在挤位现象。
  3.2.4 产业化粘结预应力施工
  转移大梁内预应力筋分布多,梁内无粘结预应力分13彩排4行共52根无粘结预应力筋分布在转换大梁内,其中有29根φj15.2钢铰线贯穿钢骨腹板。
  (1)微重力筋下料。深谙图纸,计算预应力筋的辅助料长度,从料长度应包括孔道长、锚具厚度及张拉操作长度。对电力筋进行合并的号码,并挂上标识牌,区区料过程中若发现无粘结预应力筋护套破皮,采取胶带包裹好。
  (2)在绑扎钢筋的同时,根据施工图将电力支架钢筋焊接在相应部位。微重力筋在非预应力钢筋绑扎好后穿筋。
  (3)顶混凝土强度达到设计强度的75%日后,开展预应力张拉。
  (4)对电力筋施加应力。张拉前必须向甲方、监督提交千斤顶检验证明。
  (5)安装锚具,按对称原则下中路向两边张拉。千斤顶穿过钢绞线,舒缓施加荷载程序为0.2→1.0→1.03com记录张拉伸长值,卸下千斤顶。
  3.2.5 转移大梁混凝土工程
  转移梁高为4.7m,重点次浇筑高度为2.5m,采取水平分层浇筑,每层浇筑厚度为500mm,浇至与板底平后,与板一起浇筑,浇筑到板面时也应水平分层浇筑。混凝土在浇注及静置过程中,鉴于多种因素的归纳作用极易产生非赢利性裂纹,从而混凝土宜两次收光扫毛;重点次在初凝明天3h,根本是把底部的水拍出表面 其次次在初凝明天,宜边收光边用塑料薄膜覆盖,接下来再用干麻袋、草袋,表再增长彩条布覆盖,完毕浇水养护。混凝土终凝后即应保湿养护14d。混凝土收平后,即应洒水润湿,混凝土表面采用二层草袋、一层干麻袋另加一层薄膜养护,在养护期喷洒雾状水保持环境相对温度在80%上述,以调减混凝土干缩。 

 

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