大尺寸連梁施工技術研究

許 家 文

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

大尺寸連梁施工技術研究

許 家 文

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

在一些超高層項目中，核心筒連梁尺寸較大，梁距離地面高度較高，這些都導致了連梁施工較為困難，針對該問題，項目中利用基坑支護中拆除的鋼立柱作為連梁模板支撐體系，詳細闡述模板搭設關鍵問題及工序，總結出此類大尺寸連梁施工工藝及存在的不足。

大尺寸連梁，鋼立柱，模板，澆筑

0 引言

當前，隨著國內建筑行業日趨成熟，各類高層、超高層建筑迅速涌現，建筑物高度越來越高，各類超層建筑的形式也日趨由傳統的鋼筋混凝土發展到鋼—混凝土組合的形式[1,2]。武漢某超高層建筑，其結構形式為鋼—混凝土組合結構，該結構外框部分為鋼骨巨柱及鋼結構桁架，核心筒部分采用鋼板剪力墻及連梁，該結構形式在國內并不多見，相關施工工法技術還有待探究，同時也可為后續類似工程提供參考。

1 項目概況

1.1 結構概況

武漢某超高層建筑，總高度636 m，為當前國內在建第一高樓，該樓地下6層，地上120層，集超五星級酒店、高檔商場、頂級寫字樓和公寓等于一體。該樓采用核心筒剪力墻+巨柱+伸臂桁架+環帶桁架，其中核心筒部分高度為586 m，核心筒由連梁和剪力墻組成，41層以下部分核心筒內布置鋼骨。該樓結構布置呈Y形狀，剪力墻沿三個方向分隔出不同空間，剪力墻間設置連梁，連梁截面尺寸最寬處達到1 m，最高的連梁高度達到7 m。

1.2 大尺寸連梁施工關鍵

該工程項目首層層高為18 m，其門洞連梁高度為7 m，梁底距地面高度為11 m，施工作業較為困難。同時，該樓門洞和連梁的跨度相對較小，如此留出的施工作業空間也較為狹窄，同時模板底部支撐體系受力面積也較小，寬度僅為1 m。該聯截面較大，高度較高，這導致底模承受的重量較重，通常的支撐模板體系承載力并不足以支撐該荷載。

2 施工方案

2.1 鋼立柱簡述

本項目中深基坑支護施工中水平支撐選取鋼筋混凝土環梁作為內支撐，豎向支撐系統選取鋼格構立柱和柱下鉆孔灌注樁。工程中鋼立柱采用等邊角鋼和綴板焊接形成型鋼格構柱，焊縫厚度要求不小于8 mm，周邊滿焊，鋼材強度等級為Q345B。

2.2 施工方案

該項目核心筒施工過程中采用頂升模架系統，由于該系統對于支撐架、油缸等安裝需要的豎向空間存在特殊要求，因而該系統自施工到13.5 m高度后才開始采用，在0 m～13.5 m范圍的核心筒，則需要搭設模板進行施工，由于該樓首層高度較高，該連梁模板的搭設存在施工困難。

針對上述問題，該項目經研究將基坑支護中的支撐拆除時卸下鋼立柱去取代一般使用的鋼管腳手架用作模板支撐體系，同時考慮對該立柱進行改良，并進行詳細的承載力計算、復核。同時，在連梁澆筑過程中，考慮對連梁進行分層澆筑，這樣可以進一步減輕混凝土重量對支撐體系的影響，保證該支撐體系的安全穩定。

3 施工工法

3.1 施工步驟

連梁鋼骨基于鋼結構工程整體的施工進度予以分段，并提前施工，在鋼筋混凝土施工豎向分段中，需要綜合項目施工進度、施工安全性及施工復雜性，最終間隔取為4.5 m，施工具體的步驟如圖1所示。

3.2 準備事項

施工過程中，連梁及剪力墻墻體兩側均選取碗扣式的腳手架搭設出輔助操作架，操作架寬度為4 m，按照相關規范的要求布置立桿、橫桿以及剪刀撐等構件。連梁的側模板與剪力墻采用鋁合金模板，該模板采用φ16@400 mm×400 mm，梁側面主楞設置3道鋼管斜撐，將其與操作架相連接，形成整體。

連梁的底部模板選取36 mm厚度的木模板。梁底部的水平橫梁支撐則選取4根20號工字型鋼。工字型鋼與下部的鋼立柱頂部焊接連接。工字鋼懸挑部分底部Φ40的鋼筋制作的三角形牛腿支架，并將支架和鋼立柱進行焊接，固定牢固，每個工字型鋼梁底部居中安置一個牛腿支架。

依照實際工程中7 m高度連梁的具體跨度，對連梁的安裝尺寸予以分類，共分成以下3類：1 200 mm跨度的連梁、2 100 mm～2 680 mm跨度的連梁、2 850 mm～3 400 mm跨度的連梁，根據不同的連梁跨度，分別制定出不同的鋼立柱支撐模板的方案。當連梁跨度達到2 m及以上時，需要布置多根鋼立柱，并將鋼立柱之間安裝水平桿件，沿梁長度方向每間隔1.5 m布置一道，同時在梁寬度方向將2根格構立柱焊接為整體，再斜向使用Φ36鋼筋進行焊接用作斜向支撐，通過上述措施以加強鋼立柱體系的整體性。

3.3 施工過程關鍵

1)砂箱的布置。

在連梁的下部根據鋼立柱的具體布置，如立柱的數量和位置等，布置配套的卸載砂箱，這樣可以用于調節鋼立柱頂部標高相一致，同時也可以用來平衡澆筑混凝土后連梁出現的應力及應變，保證大尺寸連梁施工過程的安全及施工質量。采用鋼立柱安裝及卸載需要多個支撐點，可以采取可調節連接的桿件以及張拉鋼索把多個獨立的支撐鋼柱相互連接，形成穩固的系統，進而提高整個支撐系統的穩定程度。

2)鋼立柱施工定位。

施工中對基坑支護過程拆除的鋼立柱進一步改進，將其底部和頂部分別焊接600 mm×600 mm×20 mm的鋼板，如此可以進一步加強體系的穩定性，提高實際承載面積，進一步確保大尺寸連梁澆筑安全性。

依據施工方案給出的鋼立柱安裝的具體方位，在吊裝前在結構樓層中預先定位出鋼立柱安裝的控制線，安裝過程中采用汽車式起重機把單根鋼立柱吊裝到預先確定的位置，同時對梁底部使用高強螺栓和卸載的砂箱進行連接，把各個鋼立柱頂部標高進行調節平整。

3)連梁底模和側模位置調整。

根據設計要求布置好木方，木方尺寸為100 mm×100 mm×3 000 mm，隨后開始搭設梁底部模板，在搭設模板時需要把柱頭對接牢固，同時使用100 mm×100 mm的木方條作為立擋和立擋的支撐，采用30 mm寬度模板作為壓腳壓緊梁側模板的底部。隨后吊直梁側模板，使用斜桿頂撐予以固定。由于連梁高度較高，其側面模板斜撐的作用力也會有所降低，因而在梁高中間按照400 mm×400 mm間距布置φ16對拉螺栓桿件。

4)混凝土澆筑。

在鋼筋下料和鋼筋綁扎之前需要考慮連梁分層施工帶來的影響，同時將鋼骨、預埋件及剪力墻鋼筋的布置予以進一步深化。澆筑過程中采用汽車泵分層進行。

5)立柱拆除。

結合實際施工具體情況，需要在鋼立柱拆除時上層樓板已經澆筑結束，故現場無法采用起重機把鋼立柱吊離。現場采用手動葫蘆，由上往下將鋼立柱分段切割，分段拆除。

3.4 計算結果分析

以結構中3.4 m跨度的連梁為例，對該連梁模板展開計算分析。該連梁尺寸為1 000 mm×7 000 mm，該模板計算時需要考慮的荷載包括：100 mm×100 mm木方荷載為50 N/m2，20號工字鋼279 N/m，梁底模板自重荷載為600 N/m2，鋼筋混凝土自重荷載25.5 kN/m3，施工過程產生的荷載1 kN/m2，混凝土澆筑時振搗產生的水平方向荷載4 kN/m2，混凝土澆筑時振搗產生的豎直方向荷載2 kN/m2，混凝土在傾倒過程中產生的水平荷載6 kN/m2。各項計算結果如表1所示，經計算各項結果均滿足要求，施工順利進行。

表1 計算結果及分析

4 結語

1)對于施工作業空間受限、自重荷載較大、距地面距離較高的連梁施工，采用鋼立柱取代傳統腳手架作為支撐，可以有效的利用現場的已有資源，降低成本，同時滿足現場施工的要求，較好符合當前建筑產業綠色施工理念要求。

2)施工中采取整體吊裝鋼立柱支撐的方法，可以較大程度減少搭設和拆除腳手架所花費的實際費用，大幅度節約工期，降低人工成本。

3)通過本次施工，亦可以總結出施工過程中部分存在的缺陷，提出相關改進辦法：在項目中支撐所采用的鋼立柱由方鋼、槽鋼加工完成，立柱中間為空心，在施工中容易灌注混凝土，不利于其二次利用，若采用圓鋼管則可以避免此類問題；鋼立柱支撐體系可采用組裝形式，這樣可以進一步降低施工過程中安裝和拆除的難度，進一步優化施工工藝。

[1] 聶建國,陶慕軒,黃 遠,等.鋼—混凝土組合結構體系研究新進展[J].建筑結構學報,2010,31(6):71-80.

[2] 占玉林,趙人達,毛學明.鋼—混凝土組合結構中剪力連接件承載力的比較[J].四川建筑科學研究,2006,32(6):16-19.

[3] 張莉若,王明貴.鋼—混凝土組合結構梁柱節點承載力試驗研究[J].建筑科學,2003,19(5):16-18.

[4] 張瑞云,劉 杰.鋼—混凝土組合結構的研究與實踐[J].石家莊鐵道大學學報(自然科學版),2006,19(2):1-5.

Research on construction technology of large size coupling beam

Xu Jiawen

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

In some high-rise project, the core tube coupling beams with larger size, higher beam height, which leads to a coupling beam construction is difficult to solve the problem, as the beam formwork supporting system using steel column foundation pit demolition project, detailed template erection key problem and process, summed up the lack of such a large size beam construction technology and existing.

large size coupling beam, steel column, formwork, pouring

1009-6825(2017)21-0087-02

2017-05-14

許家文(1990- )，男，助理工程師

TU375.1

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