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摘要:转换层是为满足业主的特殊使用功能和传递结构荷载的需要而产生的结构变化形式。目前常用的转换层结构形式有梁式转换、板式转换、桁架式转换等,其中以梁式转换层用得最多。本文结合工程实际,对预应力混凝土转换梁结构施工技术作一些探讨。
关键词:预应力,混凝土 , 转换梁结构,施工
Abstract: the conversion layers to meet the owner is special use function and transfer structure load needs of the structure change form. Now commonly used conversion layers structure form a beam type conversion, board type conversion, HangJiaShi conversion etc, among them with beam type conversion layers use most. Combined with the engineering practice of prestressed concrete conversion beam structure construction techniques discussed.
Keywords: prestressed concrete, concrete, transfer beam structure, construction
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
转换层是为满足业主的特殊使用功能和传递结构荷载的需要而产生的结构变化形式。目前常用的转换层结构形式有梁式转换、板式转换、桁架式转换等,其中以梁式转换层用得最多。在目前高大建筑日益增多的情况下,预应力混凝土转换梁结构的应用则更加广泛。本文结合工程实际,对预应力混凝土转换梁结构施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某商用建筑地上7层,第2层中部需设置1个多功能厅兼大宴会厅,要求形成跨度为19.6m、局部2层高的大空间,并且在其上方再设4层公寓。采用单跨框架,在5层以上采用三跨框架,利用设备层作为结构转换层来实现上下柱网的改变,通过单跨(19.6m)转换层结构支承4层三跨(5.95m+7.3m+5.95m)框架。设计采用了转换梁的结构形式,预应力转换梁截面700mm×2400mm。
二、预应力转换梁结构施工技术要点
1、施工流程
安装模板支顶→安装梁底板以及楼面模板→钢筋安装(包括转换梁上柱钢筋、预应力波纹管及钢纹线)→侧板安装→浇筑混凝土(保养)→预应力张拉及灌浆。
2、模板支顶及模板安装
由于转换梁设置在4层,梁自重(带板)施工荷载每米段为6t,地下室顶板(±0.000板)不可能满足施工荷载的要求,必须把荷载直接传递至地下室底板上,通过计算,采取φ48,t=3mm焊接钢管作立杆及横杆,两层立杆设于同一轴线上,地下室底板及柱脚采用20#槽钢作垫脚,其余利用钢托支座或双排木枋垫脚、共设四排。
3、钢筋安装
(1)钢筋施工。由于框支梁的钢筋需插入柱内1.2~1.5m(从梁底计),所以柱内混凝土必须待框支梁的钢筋绑扎完毕方可进行浇筑,浇筑时应避免钢筋移位和混凝土污染钢筋。框支梁钢筋绑扎时应先搭设临时钢管支撑,待柱混凝土浇筑完毕并拆除柱模后,重新搭设正式的框支梁支模架。预埋剪力墙钢筋安装定位后,应沿其两侧在梁、板面筋上加焊一根≥l0通长的定位钢筋,使预埋插筋在混凝土振捣时不会移位,同时在剪力墙(或暗柱)筋预留段应绑扎至少3道箍筋或分布筋,以保证预留位置的正确。对于梁宽≥850mm时框支梁,因梁自重大,若采用混凝土垫块设保护层,将压碎混凝土垫块,故采用Φ25(L=150mm)短钢筋作垫块,按纵距离≤l000mm、横距@≤300mm梅花形布置。
(2)预埋波纹管。采用内径80mm金属波纹管,管壁厚0.3mm,具有较好抗变形和抗渗性能。留孔时对束数与管的内径关系按设计图在梁板上定出曲线坐标标注在梁箍筋上,采用φ12间距1000mm,与箍筋焊接。波纹管与支撑钢筋用细铁丝扎牢,使波纹管固定,以防止浇筑砼时位置偏移或上浮。波纹管连接,采用大一号的同型波纹管,接头长200~300mm。波纹管与锚垫板接口处搭接长度适应放长,管口空隙要塞紧,接头两边用密封胶带封裹,以免粘脱漏浆。在构件两端设置灌浆孔设3道排气孔,中间设孔先按引管至楼面板,主管(波纹管)不留孔,用铁线固定,待梁混凝土浇注后采用电钻钻孔,以保证波纹管内不受浇筑砼影响。
(3)管内预应力筋穿束。本工程钢绞线较短,采用人工穿束。波纹管安装就位后,即将钢绞线穿入,穿筋时防止扭曲,保持筋束顺直。束的前端应扎紧并裹胶带,以免刺破波纹管,保证顺利通过管道。梁浇筑砼初凝前,应将钢绞线来回抽动,以免水泥浆渗入阻塞管道,确保孔道及灌浆孔道通畅。
(4)灌浆孔(泌水孔)设置。设置在波纹管最高点和两端部。先在波纹管上方开一直径20mm的圆孔,在开口上用带嘴的塑料压板和海绵覆盖,并用铁丝固定在波纹管上,接头周边用胶带封严,以防漏浆,在塑料压板的嘴上接上直径25mm的塑料管,向处延伸至梁面以上500mm,兼作泌水孔。
4、混凝土浇筑
转换梁钢筋密集,加上梁中预埋6组预应力的波纹管,弯矩集中处插入式振棒无法插入,浇筑难度大,为保证该梁混凝土的质量,除了采取分层分段浇筑外,采用梁腰部设窗口进行振捣及观察,梁侧挂平板辅助振捣的办法。
(1)混凝土配合比转换层混凝土强度等级为C50,提前进行试配,采用掺加粉煤灰和外加剂技术,调整混凝土配合比。
(2)叠合浇筑层表面处理。在分层浇筑的两浇筑层结合面采取特殊处理措施,保证两层混凝土板协同工作。预留坑槽:在先浇层板上表面留设间距1m呈梅花形布置的混凝土坑槽,槽深100mm,平面边长300mm,通过预埋木盒来实现。
混凝土表面处理:对先浇层板混凝土上表面,在混凝土初凝前涂刷一道高效缓凝剂,混凝土终凝后立即用水冲洗即可露出表面石子,下次混凝土浇筑前再充分水润。
(3)混凝土浇筑。采用泵送商品混凝土,使用插入式振捣器分层捣实混凝土。通过检测第一层0.8m厚混凝土浇筑时留置的同条件养护时间的强度,判定混凝土是否到达设计强度等级,以确定第二层1.0m混凝土的浇筑日期。
温度监测及后期养护
(4)混凝土的温度监测。为防止大体积混凝土出现施工浇筑阶段的温差开裂,造成结构质量隐患,根据国家现行标准、规范等以及同类工程經验,随时监测温差,并对相应的温差控制实施措施提供及时准确的预警和反馈。
①温差监测预警值以混凝土内外温差接近25℃或温度陡降大于10℃为准,在转换板混凝土内外温差接近25℃时,温控检测人员将及时通知相关人员,准备实施应急处理措施。
②埋设测温元件时,将元件按照测点纵向布置用扎丝固定在钢筋上,钢筋按照测区竖向固定在转换板的钢筋上,绑扎中保证测温元件和钢筋不发生位移。
③在埋设元件后,派专人负责施工和温度检测过程中元件和线路的保护工作。
④当混凝土内外温差超过25℃或温度陡降大于10℃,为保证转换板大体积混凝土的施工质量,可在侧面和顶面加盖麻袋等保温措施;如果仍然出现温差过大或温度陡降的情况,可在混凝土表面架设碘钨灯。
5、预应力施工
(1)选用锚固体系该工程采用QM锚固体系,张拉端用QM15—7夹片式锚具,固定端采用自行设计的群锚配件及挤压锚;配备机具有YCW-100~150型穿心式千斤顶及GYJ-l50挤压机等。
(2)张拉工艺。张拉程序:清理垫板→测量钢筋长度→从0开始,缓慢加压至张拉控制力→随时校核伸长值→顶压锚固→千斤顶回程→进入下一工作循环。
(3)张拉控制:张拉控制为双控,即当预应力筋张拉至设计力时,其实际伸长值与理论伸长值误差应在-5∽+10%之间。预应力梁张拉顺序了:先张拉曲率大的预应力束,后张拉曲率小的预应力束,以避免先张拉束挤压后张拉束,即先上后下。在张拉前,本公司根据设计给出每种预应力筋的理论伸长值,在张拉过程中,记录每根预应力筋的实际伸长值,实际伸长值与理论伸长值误差在-5∽+10%之间为合格,否则应暂停张拉,查明原因并采取措施予以调整后继续张拉。预应力筋张拉完毕后,采用砂轮切割机切断端部多余的預应力筋(要留下足够的保护长度,不得小于30mm)。
6、管道灌浆
张拉完成验收合格后,二天内进行灌浆,灌浆采用52.5水泥加外加剂(微膨胀剂),水灰比为0.4。灌浆压力0.5~0.6Mpa,灌浆时两端阀门均打开,一端加压灌浆,观察另端出浆情况,灌浆缓慢均匀地进行,不得中间停顿。当孔道另一端流出浓浆时,方封闭该出浆孔,及时适当加压继续进浆,压力在0.7Mpa时压力继续上升,方可停止灌浆,关闭阀门,经25分钟后,水泥浆不出现倒流时卸除阀门,用水泥浆封堵灌浆孔。
7、混凝土保养及抗裂措施
由于C50砼的水泥用量大,相应砼的水泥砂浆表面容易出现微小干缩裂缝。在设计与施工考虑,在梁两侧加1.2mm15×15钢丝网(绑扎梁后在钢筋两侧箍筋挂网),消灭了梁侧由于表面砂浆产生微小裂缝现象。保养工作极为重要,在浇筑12小时后,楼面与梁面部分及时麻袋覆盖,淋水湿润,面加薄膜密封。梁侧专人淋水,使梁侧模板湿润,混凝土在凝结时保持在潮湿的空间进行。
三、结束语
高层建筑的结构转换层作为建筑物内不同结构形式受力的连结与传承的关键节点,因此控制和把握转换层结构施工质量是非常重要的,尽管其施工过程质量控制难度较大,但只要科学规范施工,并采取严密科学的控制方案,其施工质量是可以得到保证的。
参考文献:
[1]混凝土结构设计规范(GB50010—2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2002) [S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[3] 吴建新.高层框架—剪力墙结构转换层的施工[J].陕西建筑,2008(11)
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。