大跨度巨型钢筋混凝土梁施工技术.pdf

大跨度巨型钢筋混凝土梁施工技术 李景秋 广州建筑股份有限公司 广东 5 1 0 0 6 0 摘耍：为满足特殊商业建筑的空间要求，某商场工程采用了大跨度巨型钢筋混凝土梁的结构形式。通过施工前期对模 板支撑体系的设计与验算、梁模板预起拱的控制，制订了相对应的技术方案，并针对该梁的特性进行了模板、钢筋及 混凝土的施工控制，T程最终在安全、保质的前提下顺利完竣，实现了设计对变形控制的要求。 关键词：大跨度巨型钢筋混凝土梁；预起拱控制；有限元分析；施工技术 中圈分类号：T U 7 5 6 4 2 文献标志码：B D OI ：1 0 1 4 1 4 4 c n k i j z s g 2 0 1 6 0 4 0 1 6 Co n s t r u c t i o n T e c h n o lo g y f o r L o n g Sp a n Gi a n t RC Be a m L I J i n g q i u Gu a n g z h o u M u n i c i p a l C o n s t r u c t i o n C o L t d Gu a n g d o n g 5 1 0 0 6 0 1 概述 1 1 工程概述 某商场工程在局部区域的首层、2 层设置架空商业展 厅，为配合大跨度、大空间的商业环境要求，设计图纸要 求采用巨型无预应力大跨度混凝土混合结构体系进行施 工，其中梁构件的截面尺寸为1 2 0 0 mm 2 8 7 0 mm，净跨 度为3 5 2 m，线荷载为8 9 7 8 k N m。巨型无预应力大跨度钢 筋混凝土梁的配筋情况如图1 所示，其中底筋6 4 3 2 r n m， 分9 9 9 9 1 4 1 4 共6 层布置，面筋2 2 3 2 mm，分1 4 8 共2 层 布置；支座反筋4 2 3 2 m m，分1 4 1 4 1 4 共3 层布置；腰筋 3 6 西2 0 m m，箍筋 1 4 m m1 0 0 m m 或2 0 0 m i l l 。 图1 大梁截面示意 1 2 大梁特点 1 ) 梁构件截面尺寸较大、跨度较长，且设计线荷载较 大。 2 )梁配筋直径大、数量较多，布置复杂，施工难度 大。 3) 该梁为无预应力梁，按 混凝土结构设计规范 ( G B 5 0 0 1 0 -2 0 1 0 )，其变形值fl g L 4 0 0 = 8 1 m m，但设计 要求施工完成后的变形控制值为5 0 m mo 2 模板支撑体系设计与验算 2 1 模板支撑体系设计 根据模板支撑体系结构计算结果，模板支撑体系的 选用如下 ：梁底模板 厚度 1 8 mm；第 1 层龙骨为7 0 mm x 7 0 mm木方2 0 0 mm，第2 层龙骨为双钢管西4 8 mn 3 x 3 mm；支撑采 用 西4 8 mm3 1 T I IT I 钢管 ，纵 向间距 5 0 0 m m，横向间距3 0 0 m m；梁侧模厚度1 8 mm，竖肋为 7 0 m m x 7 0 mm木方2 0 0 mm，对拉螺栓为5 排西1 2 mm， 等间距设置为4 4 5 m m，采用西4 8 m m x 3 m l n 双钢管作为横 檩 ，并用蝴蝶扣与对拉螺栓连接 ( 图2 、图3 )。 剪刀撑按加强型设置 ，在架体外侧周边及内部纵、横 向每3 0 3 2 m由底至顶设置连续竖向剪刀撑， 剪刀撑宽为 3 0 3 2 m。在竖向剪刀撑顶部交点平面设置连续水平剪刀 撑。扫地t T - 设置水平剪刀撑，水平剪刀撑至架体底平面 距离与水平剪刀撑间距不超过6 m，剪刀撑宽为3 5 m。 2 2 模板支撑体系预起拱验算 由于该结构梁截面尺寸及跨度较大 ，结构梁线荷载达 到8 9 7 8 k N m，其混凝土浇筑成型后，在白重和上部荷载 作用下，会产生下沉，因此在施工阶段，该结构梁除进行 常规模板支撑体系结构受力计算外，还需提前考虑结构预 起拱，以抵消部分结构下沉带来的影响 】 。 2 2 1梁沉降量验算 根据设计单位提供的荷载进行组合，分别验算结构梁 在短期和长期荷载作用下的沉降量。 2 2 2模板 支撑体 系预起拱 量取值 将抵消结构梁短期荷载作用下的沉降量作为模板预起 2 0 1 6 4 B u ild in g C 0 n sfru cti。 n 团 昌 r_ 8 一 - I J 一 l l 劫三 。 鬻 栓 翌 鼹 ；： H T l。 i V 一 ” L j l I 剪 7 措 ， 帮拉 ， 一 I囊 i 一 图2 模板支撑体系搭设正立面示意 对拉 双钢管 第1 层 第2 层 纵向水平 横向水平 剪 钢管 扫 李景秋：大跨度 巨型钢筋混凝土梁施工技术 譬 一 图3 模板 支撑体 系搭设侧立面示意 拱考虑的主要 因素 ，以此计算模板支撑体系各位置的起拱 数值。 2 2 3模 板 支撑体 系挠度验算 根据设计荷载，采用有限元软件S A P 2 0 0 0 对梁底模板 及支撑体系进行建模分析 ，验算混凝土浇筑各阶段的梁模 板及支撑架变形量是否对结构梁施工有影响。 1 ) 第1 阶段为浇筑至1 m 梁高时模板变形验算，在有支 顶的情况下，模板最大变形为0 5 2 m m。 2 )第2 阶段为浇筑至设计梁高时模板变形验算，在有 支顶的情况下 ，模板最大变形为1 3 8 r n l l l 。 由于有支顶承托时 ，梁模板变形最大为1 3 8 m m，因 此预拱时，不考虑梁底有支顶时施工阶段梁的变形，可根 据预设的预拱值安装模板 。 3 施 工要点 3 1 模板支撑体系施工要点 1 ) 支顶支承面为已经施工完成并且达到强度的混凝 土梁板，钢管立柱底部设垫木或底座，以防梁板结构被破 坏。 2 ) 钢管在支座错管接驳，保证双钢管受力。 3 ) 钢管支顶安装时，立柱采用对接方式，立杆上的对 接扣件交错布置，相邻立杆的对接接头不得在同步内，且 对接接头沿竖向错开的距离不宜小于5 0 0 1 1 1 1 3 1 ，各接头中心 距主节点不宜大于步距的1 3 2 】 。 4)由于支模高度超过8 m，故在外侧周圈设置由下至 囝 建 筑 施 工 嘲8 卷 嘲期 上的竖向连续式剪刀撑；中间在纵横向按间距5 6 1 T I 设置 由下至上的竖向连续式剪刀撑。剪刀撑杆件 的底端 与地面 顶紧 ；夹角为4 5 。 6 0 。 。在剪刀撑部位的顶部 、扫地杆处 设置水平剪刀撑 。除上述要求外 ，还需在纵横 向相邻的两 竖向连续式剪刀撑之间增加 “ 之”字形斜撑，在有水平剪 刀撑的部位，在每个剪刀撑中间处增加1 道水平剪刀撑，即 在扫地杆处设置l 道水平剪刀撑， 往上每隔2 步设置1 道。 5 ) 梁下支撑体系最顶部水平杆中间应按规范要求增设 1 2 道纵横水平杆。 6 ) 模板支撑体系按计算的预拱值进行起拱 ( 图4 )。 调 托 头 前 盛 日 i二I l ：一 j I _ _ - - - - | L l 殴 寸 高 图4 模板预起拱示意 7 ) 画好钢管支顶布置图，在起搭钢管前，先根据布置 图在地面放好线，再搭设钢管 ( 图5 )。 套扣式钢 图5 钢管布置剖面示意 式钢 顶 3 2 钢筋绑扎施工要点 1 ) 为便于梁钢筋绑扎，只铺设梁底模板 ，梁两侧侧板 先不进行封闭，待梁钢筋绑扎完成后 ，再封梁侧模 。 2 )由于梁钢筋绑扎直径大 、数量多 ，采用传统临时 钢管支撑从钢筋绑扎安全 、进度等方面均不符合要求 。为 此，需制作分段式 型I J 缶 时支撑钢骨架 ，在钢筋绑扎过程 中与钢骨架形成整体，加快绑扎速度 ，保证施工安全。 3)由于结构梁钢筋骨架质量大，普通保护层垫块无 法承担。因此采用厚2 5 m m大理石板条作垫层 ，同时设置 2 5 m m钢筋作支撑 ，沿梁下布置在箍筋下部 。由于大梁 底筋较密，故在每排钢筋间设置垫铁，以保证排距，操作 中保证上下排钢筋对齐，以保证浇筑时混凝土流入畅通和 振捣棒得以插入。 4)由于梁的箍筋箍 口因主筋较密和梁截面过高 ，无法 按规范弯成 1 3 5 o ，因此将箍簸分为2 段进行安装 ，然后焊接 李景秋：大跨度 巨型钢筋混凝土梁施工技术 成封闭箍筋，接头错开布置。焊接过程中需确保钢筋的搭 接长度，焊缝长度、质量需符合要求。 3 3 混凝土浇筑施工要点 3 3 1 混凝土浇筑控 制要 点 1 )由于混凝土浇筑面积大，且大截面梁分层浇筑的 原因，故采用混凝土地泵及泵车的形式进行浇筑施工 。混 凝土浇筑前先安装好混凝土输送泵及输送管，准备足够的 振动器与通信设备。铺设输送混凝土的泵管时，泵机的出 口要有不少于1 0 m的水平管。该部分泵管用钢管搭设支架 支撑，转向9 0 ，弯头处将泵管固定牢。混凝土输送管拆装 时，上面要铺设垫板，防止管内混凝土流入钢筋层内难以 清理 。 2 ) 混凝土进场要做坍落度的检测，并要按规范要求留 置混凝土标准试件和同条件养护试件。 3 ) 楼板混凝土浇筑时注意及时将混凝土排开，局部堆 混凝土高度不应超过5 0 0 m m，以免形成局部堆载过重，影 响安全。 4 ) 超大梁浇筑时应从跨中向两端对称进行。 5)由于梁截面尺寸比较大，故浇筑时要注意分层浇 筑 ，每层高度不大于4 0 0 m m。 6 )用混凝土车载泵浇筑混凝土。车载泵送压力不要太 大 ，以减小水平推力；泵管支座布置在梁钢筋上，以减少 动载对板筋、板支模的不利影响，同时泵管和支架严禁直 接与模板或钢筋接触，应在支架下铺设模板，以减少对支 顶的扰动；竖向泵管布置不能与支架连接。泵送混凝土不 得从高处直接冲击楼面模板，管口不得高于楼面1 m。 7 ) 养护的时间要符合规范要求。混凝土终凝后 ( 一般 不超过1 2 h )，立即进行浇水淋湿，养护时间不少于7 d 。 3 3 2 混凝土标 高控制要 点 混凝土浇筑区域表面平整度要求严格，楼板的允许误 差不能超过6 m m，高于规范允许值要求。为此，需采取超 常规措施来控制混凝土标高和表面平整度。 1 ) 准备若干条长约2 0 0 mm的 2 5 I T l m钢筋作为标高 控制筋 ，钢筋的其中一端须磨平整 。 2) 将准备好的标高控制钢筋按1 8 m1 8 m的间距 分布架立在梁板钢筋上。长2 0 0 mm的钢筋架立在楼板钢 筋上，磨平的一端朝上，利用水准仪测量定位，端头标高 比设计板面标高低2 一 一 3 m m，标高控制筋焊接固定在板面 筋和板底筋上 ，钢筋下端与模板间的空隙用垫块顶实。 然后用同等级的混凝土对每条标高控制筋做1 个尺寸约 1 0 0 m m1 0 0 m m x 1 0 0 m m的混凝土墩 ，浇筑前在混凝土 墩表面涂 1 层水泥浆。 3) 浇筑前要用水准仪把每个钢筋头的标高都复测1 遍，确保标高无误才可以浇筑混凝土。 4 ) 通过柱的主筋上标出水平控制线，在控制线之间拉 水平线，再用钢尺度量，以控制大面的水平。 5 ) 全程利用水准仪监测各标高控制筋和柱主筋上的水 平控制线是否有偏移 ，并及时调整。 6 ) 混凝土浇筑振捣完毕后，使用专用铝合金刮杠进行 粗刮找平，达到表面上整平，布满原浆且粗骨料被挤压沉 到混凝土面以下为止，使上表面平整、有光泽。 7 ) 粗刮平后用铝合金刮杠进行精刮平，刮平过程中， 两侧的操作人员配备1 把金属抹子，随时清理掉标高控制筋 上的混凝土，以保证铝合金刮杠直接接触到标高控制筋端 头，确保混凝土面标高。 8 )用木拖把提浆完成后，用铝合金刮杠再次对混凝土 表面进行刮平，对低点进行补浆处理，高点进行刮除。 9 ) 在混凝土地面初凝后且未到终凝时采用叶片式混 凝土压光机对混凝土进行表面压光。压光在提浆完约1 h 后 进行，以人的手指压不出手印为最佳。压光人员的鞋须穿 无纹且干净的软鞋，压光应以2 人为1 组，边压边清扫边补 浆。视混凝土硬化情况上刀片压光机沿纵横方向打磨至少3 遍 ，机器走不到的地方，要用人工压光4 】 。 4 结语 1 )由于梁跨度较大，故在施工前须用结构计算软件进 行模板支撑体系及施工过程等工况分析，从而确定梁模板 预起拱施工量 ，确保大梁的最终变形符合设计要求。 2 )由于梁截面较大且钢筋配置直径大、数量多，故采 用开口绑扎及分段绑扎等方式进行。 3 )由于梁截面较大，故浇筑混凝土时须注意混凝土入 模温度及分层浇筑高度，同时加强混凝土测温管理工作， 当混凝土内外温差过大时，应采取有效措施来减小混凝土 内外温差。 4 )需加强大梁整体施工过程中的监控，并在梁底、梁 面等部位布置沉降变形施工监控点，做到定时定点监控。 梁混凝土龄期达到设计要求后 ，方能进行梁模拆除工作 ， 并对梁底进行每月1 次的监测。本工程梁结构的实际沉降量 远低于计算沉降量 的要求，证 明施 工过程中梁模板预起拱 值分析与实际相符 ，且符合设计图纸要求。 匝 参考文献 丑 1 1 林洪能 某工程大跨度屋盖普通钢筋混凝土梁施工U 】 施工技术 2 0 1 1 ( s 1 ) ： 2 O 一 2 2 2 】 周虹， 李庆， 周涛， 等 上海环球金融中心主楼周边巨型梁施工技术 建筑施工。2 0 0 8 ( 6 ) ： 4 2 1 4 2 3 3 】 郭有明 大截面大跨度钢筋混凝土梁的施工叫 科技创新与应用 2 0 1 5 ( 3 3 ) ：2 4 1 2 4 2 【 4 汪文亮 大跨度、高空现浇钢筋混凝土梁系施工技术 中国水运 2 0 1 5 ( 4 ) ： 6 8 - 7 0 2 0 1 6 4 B u 1d in g C 。 ns truc tio n I B