摘要：勁性混凝土柱無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換大梁，是應(yīng)用在高層建筑的一種新型結(jié)構(gòu)。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何采取可行的施工方案來保證工程的質(zhì)量是值得研究的課題。本文通過實例分析其施工難點和解決辦法，為以后類似工程作為參考。
　　關(guān)鍵詞：勁性混凝土柱；預(yù)應(yīng)力；轉(zhuǎn)換大梁
　　
　　1工程概況
　　湖南省某辦公大樓是一棟智能化超高層建筑，地下2層，地上32層，總建筑面積74117㎡，建筑高度144.7m。該工程為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，造型新穎，主裙樓均程橢圓形。建筑物平面中部設(shè)有四根勁性混凝土柱，支承于主樓三～四層（標(biāo)高為11.770m～16.470m）的特大型轉(zhuǎn)換梁（22.2m×1.2m×4.7m）。該轉(zhuǎn)換梁是四根LKZ401柱（850mm×1200mm）的承力空中基礎(chǔ)，LKZ401從標(biāo)高16.470m起至建筑物三十層頂板118.570m標(biāo)高處。
　　
　　2施工重點及難點分析
　　勁性混凝土柱、轉(zhuǎn)換梁的施工是保證整個工程施工質(zhì)量和整個工程結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，其施工重點分析如下：
　　（1） 勁性混凝土柱梁節(jié)點處理。勁性混凝土柱的平面布置見下圖，柱內(nèi)鋼架呈“十”字形，兩根弧線型梁和折線形梁的部分縱筋需貫穿鋼骨腹板、勁性混凝土柱箍筋貫穿鋼骨牛腿。貫穿孔的數(shù)量多，孔型多，既有普通熱軋鋼筋孔，又有預(yù)應(yīng)力筋孔。轉(zhuǎn)換梁處，單層鋼骨開孔達(dá)102個，所有這些貫穿制孔的標(biāo)高和軸線定位要求準(zhǔn)確，制作精度要求高，因此如何保證轉(zhuǎn)換大梁處梁柱節(jié)點施工質(zhì)量是施工重點之一。
　　       
　　　　
　　
　　四層平面示意圖
　　
　　           
　　勁性混凝土柱大樣示意圖
　　
　　（2） 轉(zhuǎn)換大梁模板及支撐系統(tǒng)設(shè)計。截面尺寸為1.2m×4.7m，跨度為3×7.5m，屬大跨度梁。轉(zhuǎn)梁大梁自重大、施工荷載大，模板及支撐體系需要進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計及計算。
　　（3） 轉(zhuǎn)換大梁混凝土（強(qiáng)度等級為C60）施工。需要對施工縫的設(shè)置、混凝土澆搗的密實度及其養(yǎng)護(hù)等制定詳細(xì)、可靠的施工方案。
　　3勁性混凝土柱預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換大梁施工技術(shù)
　　3．1勁性混凝土柱施工
　　3．1．1勁性混凝土柱梁節(jié)點施工圖深化設(shè)計
　　根據(jù)以上特點及要求，結(jié)合柱梁極限點內(nèi)各種鋼筋的相對空間位置，運(yùn)用CAD進(jìn)行施工圖深化設(shè)計，將柱梁節(jié)點交匯處所有柱筋、梁筋與鋼骨的相對位置準(zhǔn)確標(biāo)注在圖紙上，以保證鋼骨上貫穿制孔標(biāo)高、軸線的準(zhǔn)確性。在此階段，確定梁內(nèi)鋼骨牛腿幾何尺寸，形成鋼骨柱鋼筋定位制孔圖。
　　此外，除需貫穿鋼骨腹板的部分縱筋和預(yù)應(yīng)力鋼鉸線外，對于其它普通混凝土鋼筋的布置，施工中提出以下特別措施：在柱內(nèi)型鋼上加焊工字形鋼牛腿，其長度需滿足梁縱筋焊接長度要求，除貫穿筋外其余縱筋焊于鋼牛腿。經(jīng)與設(shè)計多次討論，最后確定采取該方案。
　　3．1．2勁性混凝土柱施工時的重點工藝
　　（1） 勁性鋼柱加工制作、變形控制及焊縫質(zhì)量控制。根據(jù)鋼骨柱鋼筋定位穿孔圖確定鋼結(jié)構(gòu)各節(jié)點、構(gòu)件的分段情況，做好鋼骨細(xì)部加工詳圖設(shè)計工作；構(gòu)件在加工廠制作，制作皆采用鉆床制孔，嚴(yán)禁現(xiàn)場制孔；對開孔先進(jìn)行編號、核查，再制孔，制孔過程中孔壁保持與構(gòu)件表面垂直；制孔完畢后孔周圍的毛刺、孔邊用砂輪打磨平整。
　　（2） 勁性鋼柱吊裝的安裝垂直度控制及對接焊縫質(zhì)量控制。構(gòu)件吊裝前對建筑物的縱橫軸線、標(biāo)高、預(yù)埋件水平度等進(jìn)行檢查、復(fù)測、驗收，并標(biāo)示清晰；上下結(jié)構(gòu)的鋼骨對接、吊裝就位后，必須立即將其固定，以便進(jìn)行鋼骨焊接；臨時固定措施的可靠性是保證質(zhì)量的關(guān)鍵；本工程采用螺栓、連接板將上下吊裝耳板作臨時連接。鋼骨重量大，最大達(dá)5.6t，經(jīng)計算，吊裝耳板采用20mm×140mm×330mm鋼板，連接板采用16mm×80mm×700mm鋼板。吊裝耳板與鋼骨四個方向翼板沿長度方向焊接，在耳板上開直徑為26mm的三個圓孔，連接板上開直徑為26mm的六個圓孔。耳板既可用于吊裝耳板用，又可調(diào)節(jié)上部鋼骨的底部標(biāo)高，留出熔透焊焊縫尺寸，標(biāo)高調(diào)節(jié)好后，裝上連接板與螺栓，即可水平施焊。
　　3．2轉(zhuǎn)換大梁施工
　　3．2．1施工工藝流程
　　針對多工種施工交叉作業(yè)，制定了轉(zhuǎn)換大梁的施工順序：復(fù)核梁底標(biāo)高、校正軸線位置→搭設(shè)梁底模支架→底模就位→布置底筋→搭設(shè)大梁側(cè)模架子→布置大梁上部四層面筋（從下往上，分別錨放大梁底標(biāo)高下40d）→布置箍筋→布置中間水平筋及無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋→上下開口箍單面搭接焊10d→綁扎吊筋→設(shè)置墊塊→大梁鋼筋檢查→大梁鋼筋籠整體下沉至設(shè)計標(biāo)高→支模（在三層板面上1700mm高）→第一次混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)（大梁2500mm高處留設(shè)水平施工縫）→搭設(shè)大梁頂所在層的框架梁底模腳手架及支底模→綁扎大梁頂所在層另一個方向的框架梁筋→預(yù)留上部柱筋→安裝大梁剩余側(cè)模→澆第二次大梁混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆模→無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉。
　　3．2．2轉(zhuǎn)換梁模板及支撐體系設(shè)計
　　本工程從一層板開始，由于預(yù)應(yīng)力張拉的需要，每層都留有許多后澆帶與后澆板塊，一層后澆帶與后澆帶板塊后澆部分在轉(zhuǎn)換梁施工前已施工完畢，且砼強(qiáng)度已達(dá)100%，考慮自重及其它荷載，夾層與二層板標(biāo)高處由于后澆帶而斷開的梁底模均不能拆除。為了保證施工安全，轉(zhuǎn)換層垂直荷載要能有效地傳遞到地下室頂板，即一層板，故轉(zhuǎn)換大梁模板及支撐系統(tǒng)設(shè)計為關(guān)鍵問題所在。
　　針對大梁支模荷載大的問題，曾考慮過在梁中增加勁性鋼代替部分鋼筋，或用鋼桁架支模，但這兩種方案需增加工程造價。故施工時應(yīng)用了疊合梁原理，采用二次澆筑。第一次澆筑完梁高的2500mm（即至標(biāo)高14.270m），留設(shè)水平施工縫，同時加插Φ16@500*500鋼筋（長600mm，上下各300mm），待已澆筑砼強(qiáng)度達(dá)到50%時，澆筑上部2200mm高的梁體，利用第一次澆筑的鋼筋砼大梁、三層柱、腳手架支撐第二次澆筑的鋼筋砼大梁的上部自重和施工荷載。
　　3.2.3梁內(nèi)普通鋼筋施工
　　梁主筋均采用直螺紋搭接，轉(zhuǎn)換梁高4.7m，箍筋采用Φ14開口箍。轉(zhuǎn)換大梁鋼筋放樣與制作同常規(guī)框架梁。由于梁筋重量大，采用25mm厚的大理石做墊塊，呈梅花布置，以保證保護(hù)層厚度及各層鋼筋的排距要求。鋼筋由于采用直螺紋連接，主筋穿過鋼骨時注意不要損壞直螺紋絲口，嚴(yán)格按照鋼筋定位圖與鋼筋配料表進(jìn)行綁扎。由于前期的施工圖深化設(shè)計中將普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力筋位置已布置妥當(dāng)，故受力鋼筋之間不存在擠位現(xiàn)象。
　　3．2．4無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工
　　轉(zhuǎn)換大梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋分布多，梁內(nèi)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力分13排14列共52根無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋分布在轉(zhuǎn)換大梁內(nèi)，其中有29根Φj15.2鋼鉸線貫穿鋼骨腹板。
　　（1） 預(yù)應(yīng)力筋下料。熟悉圖紙，計算預(yù)應(yīng)力筋的下料長度，下料長度應(yīng)包括孔道長度、錨具厚度及張拉操作長度。對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行統(tǒng)一的編號，并掛上標(biāo)識牌，在下料過程中若發(fā)現(xiàn)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋護(hù)層破皮，則采用防水聚乙烯膠布纏繞修補(bǔ)，纏繞層數(shù)不少于2層，當(dāng)破損長度超過300mm時，予以報廢并更換。
　　（2） 在綁扎鋼筋的同時，根據(jù)施工圖將預(yù)應(yīng)力支架鋼筋焊接在相應(yīng)部位。預(yù)應(yīng)力筋在非預(yù)應(yīng)力鋼筋綁扎好后穿筋。
　　（3） 當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉。
　　（4） 對預(yù)應(yīng)力筋施加應(yīng)力。張拉前必須向甲方、監(jiān)理提交千斤頂檢驗證書。
　　（5） 安裝錨具，按對稱原則從中間向兩邊張拉。千斤頂穿過鋼鉸線，緩慢施加荷載程序為0.2→1.0→1.03σcom記錄張拉伸長值，松開千金頂。
　　（6） 當(dāng)張拉應(yīng)力達(dá)到設(shè)計控制應(yīng)力時要持荷2分鐘再錨固，如張拉應(yīng)力筋的實際長度超過理論伸長值±6％范圍，應(yīng)停止張拉，待找到原因并采取措施處理后方可繼續(xù)張拉。
　　（7） 在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉過程中，做好詳細(xì)的施工記錄，除記錄伸長數(shù)值外還應(yīng)記錄預(yù)應(yīng)力筋斷絲、斷束及砼局部破損等情況。
　　3．2．5轉(zhuǎn)換大梁混凝土工程
　　轉(zhuǎn)換大梁高4.7m，第一次澆筑高度為2.5m，采用水平分層澆筑，每層澆筑厚度為500mm，澆至與板底平后，與板一起澆筑，澆筑到板面時也應(yīng)水平分層澆筑。混凝土在澆注及靜置過程中，由于多種因素的綜合作用極易產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)性裂紋，因此對混凝土表面進(jìn)行兩次收光掃毛；第一次在初凝前3h，主要是把底部的水拍出表面，第二次在初凝前，宜邊收光邊用塑料薄膜覆蓋，然后再用干麻袋、草袋，表面再加彩條布覆蓋，完畢澆水養(yǎng)護(hù)。砼終凝后即應(yīng)保濕養(yǎng)護(hù)14d。砼收平后即灑水濕潤，砼表面采用二層草袋、一層干麻袋另加一層薄膜養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)期噴灑霧水保持環(huán)境相對溫度在80%以上，以減少砼干縮。
　　4結(jié)束語
　　本工程轉(zhuǎn)換大梁施工著重解決轉(zhuǎn)換大梁節(jié)點處理與模板支撐體系設(shè)計。在梁柱節(jié)點處理上進(jìn)行了大量的工作，并形成了兩次施工圖的深化設(shè)計圖，為以后的順利施工掃除了障礙。在模板支撐體系設(shè)計方面，經(jīng)過嚴(yán)格的受力計算及設(shè)計，成功地解決了轉(zhuǎn)換大梁自重大、施工荷載大的施工支撐問題。該無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換大梁張拉完成后，經(jīng)各方認(rèn)真檢查并驗收合格，沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，工程質(zhì)量達(dá)到預(yù)期效果。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]唐九如.鋼筋混凝土框架節(jié)點抗振[M].南京：東南大學(xué)出版社，1989.
　　[2]鋼筋混凝土工程施工技術(shù)措施[M].經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2005.
　　[3]張大旭，張素梅.鋼管混凝土梁柱節(jié)點動力性能試驗研究[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報，2001（2）.
　　[4]徐明.勁性鋼筋混凝土柱與節(jié)點的實驗研究[D].東南大學(xué)，1999