大截面勁性混凝土梁分層澆筑施工工法

大截面（勁性）混凝土梁分層澆筑施工工法.前言隨著現(xiàn)代高層建筑更向多功能和綜合用途發(fā)展，帶有轉(zhuǎn)換層設計的高層建筑不斷增多，統(tǒng)計表明高層建筑中有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的占80%左右，這其中以梁式轉(zhuǎn)換層的大尺寸轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)施工最為關鍵。北京昆泰酒店工程，轉(zhuǎn)換層下為三層裙房、以上為19層酒店客房和設備層，上部結(jié)構(gòu)均由轉(zhuǎn)換梁承托，轉(zhuǎn)換層設計有大截面、大跨度勁性混凝土轉(zhuǎn)換梁，梁高共跨越三個結(jié)構(gòu)層。由于其截面大，支撐體系承載力要求高，荷載需向下多層傳遞，勁性鋼梁吊裝困難等，成為工程施工的難點。我司借鑒疊合梁原理，合理設計工況，采用虛擬仿真技術(shù)。將常規(guī)的一次性整體澆筑改為分層澆筑，將先行澆筑的部分結(jié)構(gòu)梁作為支撐體系的一部分，減小轉(zhuǎn)換梁最大施工荷載，降低模板承載力設計要求，簡化模板支持體系。在工法實施中主要解決：混凝土澆筑分層高度問題；各澆筑層間施工縫（類疊合面）的抗剪強度問題，最終確保兩部分混凝土形成整體，滿足其設計剛度和承載力要求。.工法特點混凝土梁分層澆筑，可減少梁支撐體系的一次加載，提高支撐的安全儲備。較之整體澆筑，可利用結(jié)構(gòu)自身承載力，簡化梁支撐體系及以下各層回頂體系，施工簡便快捷、措施費投入少。分層澆筑可減少大體混凝土澆筑水化熱，降低裂縫危害。施工前全過程使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，進行三維施工流程虛擬和有限元施工全過程仿真。.適用范圍本工法適用于大截面鋼筋混凝土梁及勁性混凝土梁施工。.工藝原理工藝原理：闡述工法工藝核心部分（關鍵技術(shù)）應用的基本原理，并著重說明關鍵技術(shù)的理論基礎。-1）關鍵技術(shù)應用的基本原理和理論基礎。2）結(jié)合關鍵技術(shù)的施工主要過程順序來闡述工藝原理根據(jù)本發(fā)明，將大截面（勁性）混凝土梁沿梁高合理分層澆筑，充分利用先澆筑部分的結(jié)構(gòu)自身承載力，通過計算適當采取相應措施，使其承擔自身荷載甚至后續(xù)剩余混凝土梁的施工荷載，從而簡化混凝土梁結(jié)構(gòu)施工的模板支撐體系。實現(xiàn)由大劃小，進而利用新建結(jié)構(gòu)自身輔助施工的目的。本原來具體技術(shù)模型如下：根據(jù)施工簡便合理，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全的前提劃分施工縫，并妥善處理。根據(jù)工況計算模型，設計模板支撐體系：首段或先行澆筑區(qū)段混凝土梁，可簡化考慮為一根超筋混凝土梁或超筋勁性混凝土梁；下段梁施工時，根據(jù)前段梁混凝土所達到的試壓強度計算其承載力，如需要可在首段或先行澆筑超筋梁上鐵位置加設措施鋼筋或型鋼，使其承擔自重荷載甚至全部或部分后段澆筑梁施工荷載；大梁模板支撐體系設計計算時，根據(jù)首層澆筑梁下有無可靠支撐，可分為單跨梁計算模型和多跨梁計算模型。僅考慮所對應計算模型，分層澆筑各段梁中最不利一段的施工荷載，從而減少梁計算高度、簡化混凝土澆筑施工的模板支撐體系。根據(jù)分層澆筑的施工特點，制定合理的施工流程，并采用針對性措施進行施工，確保結(jié)構(gòu)整體可靠。在施工及后續(xù)上部加載的全過程中，進行結(jié)構(gòu)安全及穩(wěn)定性監(jiān)測。工藝原理實施模擬本工程勁性混凝土轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)概況勁性混凝土轉(zhuǎn)換大梁效果圖 單根梁效果本工程位于酒店第一設備轉(zhuǎn)換層，HA-HC與H3-H7軸之間的五根勁性混凝土轉(zhuǎn)換梁。梁截面尺寸大為900mmX2500mm,梁高共跨三個結(jié)構(gòu)層：三層、轉(zhuǎn)換層及四層；凈跨度10.350m。型鋼梁，截面尺寸為H1900*600*40*40,最大構(gòu)件單重約11噸總體思路：根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)形式，鋼梁安裝完畢后，三層樓板上標高處設置施工縫，上下梁板分層整體澆筑，按第二次澆筑計算施工荷載。合理劃分施工縫

項目施工縫劃分分析施工縫設置*三層樓板上標高處設置施工縫，分層施工最為便捷，具體劃分如下：首段澆筑700mm高，二段澆筑1800mm高1、當?shù)诙訚仓合聼o可靠支撐，首層梁屬于簡支梁受力時，首層澆筑高度宜占總高的0.3?0.7。優(yōu)先考慮施工縫設置在中性軸以上，可保證混凝土受拉區(qū)完整，結(jié)構(gòu)整體性強；任何情況首層澆筑高度，均不得小于100mm。2、施工方便，易保證質(zhì)量劃分依據(jù)根據(jù)北京市腳手架模架規(guī)程(DB11T583-2008)中，表7.2.4混凝土梁類構(gòu)件碗扣式模板支架選用要求：搭設構(gòu)造應至少符合其梁高劃分要求，3、劃分后的計算區(qū)間， 、-、其中本工程適用梁高劃分區(qū)間為1501mm?2400mm、2401mm?3000mm?？珊喕误w系 ^ 、^如一次整體澆筑時，梁高為2500mm屬于后一區(qū)間；如按700mm、1800mm兩次澆筑時，按計算模型按1800mm計算，應滿足前一區(qū)間搭設要求。結(jié)論如此劃分施工縫后，模板支架搭設構(gòu)造，簡化了一個等級，并可簡化荷載向下傳遞的支撐體系。依據(jù)此方案進行設計驗算，轉(zhuǎn)換梁最大施工荷載減小為常規(guī)做法的70%。工況分析與計算1、工況分析根據(jù)設計模型，滿足條件時，首段澆筑的超筋梁可承擔自重荷載甚至第二段澆筑梁荷載。但由于現(xiàn)有梁高未超過3000mm，按地標基本構(gòu)造要求已有足夠承載力儲備。所以本工況暫不考慮首段梁承擔后續(xù)段梁澆筑荷載，但如梁截面更大便應對其進行考慮。因此將首段澆筑混凝土梁，分別考慮按超筋混凝土梁和超筋勁性混凝土梁兩種情況進行計算，僅計算其700mm高范圍內(nèi)自重荷載。本轉(zhuǎn)換梁混凝土設計等級C60，根據(jù)正常施工流水安排，距第二段梁混凝土澆筑施工間隔應為6日歷天。根據(jù)現(xiàn)場已留置的結(jié)構(gòu)實體同條件試塊數(shù)據(jù)，6天實測強度平均值為71%計算，f=27.5x71%=1953N/mm2，不具備拆除支撐體系條件，按簡支梁模型計算。現(xiàn)場首段混

凝土轉(zhuǎn)換梁澆筑時，每根梁留置3組同條件試塊，保證實測值不小于71%,如實壓數(shù)據(jù)偏小將另行進行計算，驗算結(jié)果可承擔700mm高度范圍內(nèi)自重荷載，便可進行澆筑施工。2、支撐體系具體計算步驟：1）先計算第二層澆筑時的最大彎矩：荷載簡圖彎矩剪力跨度中點撓度W中M?中中Mb支Me支爐附1VeSW1w2機30.0780.033D.046-0.105-0.0790.394-0.6060.526-0.4740.5000.6440.151[1.3151口門口I，①，②，③‘②‘①’注：1.在均布荷載作用下：M=表中系數(shù)Xql2；V=表中系數(shù)Xql；w=w=表中系數(shù)Xql4100EIM2）根據(jù)A=-~—r配置首段梁上鐵位置措施鋼筋。s入hf3）根據(jù)立桿承載力。$<Sd3）根據(jù)立桿承載力。$<立桿允許應力最不利立桿受到軸力N=一荷載計算:nS7G『上。根據(jù)第二段梁參數(shù)查《鋼管腳手架、模板支架安全選用技術(shù)規(guī)程》（DB11T583-2008）表7.2.4得立桿縱、橫距d’、s’分別有d>d’及s>s’。結(jié)論：選擇計算值和規(guī)范構(gòu)造要求值中，更安全的設計方案。3、采用MIDAS/GEN進行施工階段仿真分析驗算計算各施工階段結(jié)構(gòu)變形及應力的變化和發(fā)展過程。計算荷載主要考慮結(jié)構(gòu)自重和樓面恒載、施工活荷載。結(jié)構(gòu)仿真模型工況一工況二工況三工況一工況二工況三各工況應力應變圖工況一工況二工況三工況一工況二工況三說明：上圖僅為荷載組合1剪力-Z,詳細計算時將進行多個組合進行驗算4.2.3主要施工步驟及工況劃分1、勁性鋼梁吊裝2、澆筑三層頂板及一段梁混凝土3、澆筑設備層混凝土1眥a鋼骨梁安裝過程中，轉(zhuǎn)換大梁支混凝土澆筑過程中，轉(zhuǎn)換大梁支混凝土澆筑過程中，轉(zhuǎn)換大梁支撐撐體系主要承擔，鋼梁的自重荷載撐體系主要承