大尺寸连梁施工技术研究

许 家 文

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

大尺寸连梁施工技术研究

许 家 文

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

在一些超高层项目中，核心筒连梁尺寸较大，梁距离地面高度较高，这些都导致了连梁施工较为困难，针对该问题，项目中利用基坑支护中拆除的钢立柱作为连梁模板支撑体系，详细阐述模板搭设关键问题及工序，总结出此类大尺寸连梁施工工艺及存在的不足。

大尺寸连梁，钢立柱，模板，浇筑

0 引言

当前，随着国内建筑行业日趋成熟，各类高层、超高层建筑迅速涌现，建筑物高度越来越高，各类超层建筑的形式也日趋由传统的钢筋混凝土发展到钢—混凝土组合的形式[1,2]。武汉某超高层建筑，其结构形式为钢—混凝土组合结构，该结构外框部分为钢骨巨柱及钢结构桁架，核心筒部分采用钢板剪力墙及连梁，该结构形式在国内并不多见，相关施工工法技术还有待探究，同时也可为后续类似工程提供参考。

1 项目概况

1.1 结构概况

武汉某超高层建筑，总高度636 m，为当前国内在建第一高楼，该楼地下6层，地上120层，集超五星级酒店、高档商场、顶级写字楼和公寓等于一体。该楼采用核心筒剪力墙+巨柱+伸臂桁架+环带桁架，其中核心筒部分高度为586 m，核心筒由连梁和剪力墙组成，41层以下部分核心筒内布置钢骨。该楼结构布置呈Y形状，剪力墙沿三个方向分隔出不同空间，剪力墙间设置连梁，连梁截面尺寸最宽处达到1 m，最高的连梁高度达到7 m。

1.2 大尺寸连梁施工关键

该工程项目首层层高为18 m，其门洞连梁高度为7 m，梁底距地面高度为11 m，施工作业较为困难。同时，该楼门洞和连梁的跨度相对较小，如此留出的施工作业空间也较为狭窄，同时模板底部支撑体系受力面积也较小，宽度仅为1 m。该联截面较大，高度较高，这导致底模承受的重量较重，通常的支撑模板体系承载力并不足以支撑该荷载。

2 施工方案

2.1 钢立柱简述

本项目中深基坑支护施工中水平支撑选取钢筋混凝土环梁作为内支撑，竖向支撑系统选取钢格构立柱和柱下钻孔灌注桩。工程中钢立柱采用等边角钢和缀板焊接形成型钢格构柱，焊缝厚度要求不小于8 mm，周边满焊，钢材强度等级为Q345B。

2.2 施工方案

该项目核心筒施工过程中采用顶升模架系统，由于该系统对于支撑架、油缸等安装需要的竖向空间存在特殊要求，因而该系统自施工到13.5 m高度后才开始采用，在0 m～13.5 m范围的核心筒，则需要搭设模板进行施工，由于该楼首层高度较高，该连梁模板的搭设存在施工困难。

针对上述问题，该项目经研究将基坑支护中的支撑拆除时卸下钢立柱去取代一般使用的钢管脚手架用作模板支撑体系，同时考虑对该立柱进行改良，并进行详细的承载力计算、复核。同时，在连梁浇筑过程中，考虑对连梁进行分层浇筑，这样可以进一步减轻混凝土重量对支撑体系的影响，保证该支撑体系的安全稳定。

3 施工工法

3.1 施工步骤

连梁钢骨基于钢结构工程整体的施工进度予以分段，并提前施工，在钢筋混凝土施工竖向分段中，需要综合项目施工进度、施工安全性及施工复杂性，最终间隔取为4.5 m，施工具体的步骤如图1所示。

3.2 准备事项

施工过程中，连梁及剪力墙墙体两侧均选取碗扣式的脚手架搭设出辅助操作架，操作架宽度为4 m，按照相关规范的要求布置立杆、横杆以及剪刀撑等构件。连梁的侧模板与剪力墙采用铝合金模板，该模板采用φ16@400 mm×400 mm，梁侧面主楞设置3道钢管斜撑，将其与操作架相连接，形成整体。

连梁的底部模板选取36 mm厚度的木模板。梁底部的水平横梁支撑则选取4根20号工字型钢。工字型钢与下部的钢立柱顶部焊接连接。工字钢悬挑部分底部Φ40的钢筋制作的三角形牛腿支架，并将支架和钢立柱进行焊接，固定牢固，每个工字型钢梁底部居中安置一个牛腿支架。

依照实际工程中7 m高度连梁的具体跨度，对连梁的安装尺寸予以分类，共分成以下3类：1 200 mm跨度的连梁、2 100 mm～2 680 mm跨度的连梁、2 850 mm～3 400 mm跨度的连梁，根据不同的连梁跨度，分别制定出不同的钢立柱支撑模板的方案。当连梁跨度达到2 m及以上时，需要布置多根钢立柱，并将钢立柱之间安装水平杆件，沿梁长度方向每间隔1.5 m布置一道，同时在梁宽度方向将2根格构立柱焊接为整体，再斜向使用Φ36钢筋进行焊接用作斜向支撑，通过上述措施以加强钢立柱体系的整体性。

3.3 施工过程关键

1)砂箱的布置。

在连梁的下部根据钢立柱的具体布置，如立柱的数量和位置等，布置配套的卸载砂箱，这样可以用于调节钢立柱顶部标高相一致，同时也可以用来平衡浇筑混凝土后连梁出现的应力及应变，保证大尺寸连梁施工过程的安全及施工质量。采用钢立柱安装及卸载需要多个支撑点，可以采取可调节连接的杆件以及张拉钢索把多个独立的支撑钢柱相互连接，形成稳固的系统，进而提高整个支撑系统的稳定程度。

2)钢立柱施工定位。

施工中对基坑支护过程拆除的钢立柱进一步改进，将其底部和顶部分别焊接600 mm×600 mm×20 mm的钢板，如此可以进一步加强体系的稳定性，提高实际承载面积，进一步确保大尺寸连梁浇筑安全性。

依据施工方案给出的钢立柱安装的具体方位，在吊装前在结构楼层中预先定位出钢立柱安装的控制线，安装过程中采用汽车式起重机把单根钢立柱吊装到预先确定的位置，同时对梁底部使用高强螺栓和卸载的砂箱进行连接，把各个钢立柱顶部标高进行调节平整。

3)连梁底模和侧模位置调整。

根据设计要求布置好木方，木方尺寸为100 mm×100 mm×3 000 mm，随后开始搭设梁底部模板，在搭设模板时需要把柱头对接牢固，同时使用100 mm×100 mm的木方条作为立挡和立挡的支撑，采用30 mm宽度模板作为压脚压紧梁侧模板的底部。随后吊直梁侧模板，使用斜杆顶撑予以固定。由于连梁高度较高，其侧面模板斜撑的作用力也会有所降低，因而在梁高中间按照400 mm×400 mm间距布置φ16对拉螺栓杆件。

4)混凝土浇筑。

在钢筋下料和钢筋绑扎之前需要考虑连梁分层施工带来的影响，同时将钢骨、预埋件及剪力墙钢筋的布置予以进一步深化。浇筑过程中采用汽车泵分层进行。

5)立柱拆除。

结合实际施工具体情况，需要在钢立柱拆除时上层楼板已经浇筑结束，故现场无法采用起重机把钢立柱吊离。现场采用手动葫芦，由上往下将钢立柱分段切割，分段拆除。

3.4 计算结果分析

以结构中3.4 m跨度的连梁为例，对该连梁模板展开计算分析。该连梁尺寸为1 000 mm×7 000 mm，该模板计算时需要考虑的荷载包括：100 mm×100 mm木方荷载为50 N/m2，20号工字钢279 N/m，梁底模板自重荷载为600 N/m2，钢筋混凝土自重荷载25.5 kN/m3，施工过程产生的荷载1 kN/m2，混凝土浇筑时振捣产生的水平方向荷载4 kN/m2，混凝土浇筑时振捣产生的竖直方向荷载2 kN/m2，混凝土在倾倒过程中产生的水平荷载6 kN/m2。各项计算结果如表1所示，经计算各项结果均满足要求，施工顺利进行。

表1 计算结果及分析

4 结语

1)对于施工作业空间受限、自重荷载较大、距地面距离较高的连梁施工，采用钢立柱取代传统脚手架作为支撑，可以有效的利用现场的已有资源，降低成本，同时满足现场施工的要求，较好符合当前建筑产业绿色施工理念要求。

2)施工中采取整体吊装钢立柱支撑的方法，可以较大程度减少搭设和拆除脚手架所花费的实际费用，大幅度节约工期，降低人工成本。

3)通过本次施工，亦可以总结出施工过程中部分存在的缺陷，提出相关改进办法：在项目中支撑所采用的钢立柱由方钢、槽钢加工完成，立柱中间为空心，在施工中容易灌注混凝土，不利于其二次利用，若采用圆钢管则可以避免此类问题；钢立柱支撑体系可采用组装形式，这样可以进一步降低施工过程中安装和拆除的难度，进一步优化施工工艺。

[1] 聂建国,陶慕轩,黄 远,等.钢—混凝土组合结构体系研究新进展[J].建筑结构学报,2010,31(6):71-80.

[2] 占玉林,赵人达,毛学明.钢—混凝土组合结构中剪力连接件承载力的比较[J].四川建筑科学研究,2006,32(6):16-19.

[3] 张莉若,王明贵.钢—混凝土组合结构梁柱节点承载力试验研究[J].建筑科学,2003,19(5):16-18.

[4] 张瑞云,刘 杰.钢—混凝土组合结构的研究与实践[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),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

许家文(1990- )，男，助理工程师

TU375.1

A