烟台站改造还建工程住宅楼梁式转换层施工方案优化

赵瑞雪

济南铁路局，山东 济南 250001

近年来，许多高层商住楼、商办楼的结构设计，往往底下几层框剪内筒筋混凝土结构，以满足商场大空间的需要，通过四层或五层的结构转换层作为承标准层（剪力墙）隔墙的技术转换措施。此种类型结构主要特点为钢筋密集，混凝土一次灌入量大，施工缝留置难度大，模板、排架支承体系要求高，所以认真、周密、合理的采用施工措施，对保证结构转换层的质量及整个高层主体工程质量有着极其重要的作用。本文通过工程实例对高层建筑转换层结构施工中应考虑的问题进行分析与探讨。

实例：烟台站改造还建工程住宅楼，地下两层，地上24层，建筑面积45312m3，框架—剪力墙结构，地上四层为整个高层楼的梁式转换层，层高6.2m，四层顶板板厚200mm，共23根框支转换梁。最大框支梁上排23根HRB400级¢32钢筋，下排17根HRB400¢32钢筋，箍筋为HRB400级¢12@100（6），腰筋22根HRB400级¢18钢筋。梁最大截面尺寸为950×2400，位于四层顶板，混凝土设计强度C50，其自重每延米大约55kN。

1 转换层模板支撑系统方案施工分析比较

转换层结构的自重及施工荷载较大，必须根据工程实际情况选择合理的模板支撑方案，以保证支撑系统有足够的强度和稳定性。常见几种模板支撑体系有：1）一次性支模。转换层底模的支撑往往需要从转换层一直撑到底层地面或地下室底板，需大量模板支撑材料，适用于施工现场可用的支撑材料较多，且转换位置较低的情况；2）荷载传递法支模。将转换梁（板）的自重和施工荷载通过支撑系统传递给若干层楼板。支撑楼板的数量应通过计算来确定；3）叠合浇注法支模。应用叠合原理将转换梁（板）分2次或3次浇注成型，支撑系统只需考虑承受第1次的混凝土自重和施工荷载，可减少其下部钢管支撑的负荷，减少大量模板材料，但施工时应注意叠合面的处理，以保证转换层的整体承载力不降低；4）埋设型钢法支模。在转换梁中埋设型钢或钢桁架，并与模板连为一体，以承受全部大梁自重及施工荷载，大梁一次浇捣成型，可节省模板支撑材料，转换层可采用钢骨混凝土结构。

2 总体施工方案

1）根据工程的具体特点，充分考虑工期及成本节约决定采用荷载传递法支模，支撑采用钢管加可调上托模板支撑系统，大梁模板采用脚手架与钢管直接支撑。因结构框支梁截面尺寸大，在浇筑混凝土时自重产生的荷载相当大，且由于转换层梁板自重直接传递到下一层梁板，使得下一层梁板无法承受其荷载，故必须先行加固框支梁所对应的梁、板结构。所对应部分的楼层梁、板模板不拆除，如若拆除要在混凝土浇筑前用钢管支撑重新加固。根据工期安排，转换层从施工到浇筑混凝土工期大约1个多月，因此下面楼层梁、板模板不允许拆除，待转换层混凝土强度均达到100%方可拆除；

2）在转换层浇筑混凝土前1层～3层混凝土强度均达到100%，因此为了加快模板、钢管脚手架的周转周期，1层～2层模板、脚手架全部拆除，3层所有部位模板、脚手架严禁拆除，作为4层转换层的支撑层。由于该转换层为梁式转换层，转换结构尺寸大，自身荷载大，因此转换梁浇筑前对其对应部位采取恢复1层～2层脚手架支撑体系，确保4层转换层支撑体系稳定，并确保下部楼层梁板不会发生破坏、变形；

3）高支模支撑系统搭设方法：

（1）墙柱模板。所有模板均采用18mm厚七层板，配置¢12对拉螺栓，50×100木方及¢48×3.5mm钢管进行加固。先对墙柱模板进行定位放线、内置钢筋支撑杆以控制墙柱截面尺寸，然后将拼好的大模板按模板定位线进行安装，钉好竖向木方（间距为300mm），并沿螺杆孔穿上螺杆，螺杆间距水平及竖向均为450mm，墙柱根部第一排螺杆离地小于200mm，最上一排螺杆离平台距离小于500mm，内墙两侧斜撑对顶固定，斜撑定在水平钢管上。代水平钢管装上之后，将螺杆紧固，并支设钢支撑进行拉结，以防倾倒，同时进行墙柱垂直度的调节；

（2）梁模板。复核梁底标高，校正轴线位置无误后，搭设和调平梁模支架，在横楞上铺放梁底板固定，然后绑扎钢筋，安装并固定两侧模板。对于跨度L≥4m按照设计要求进行2‰的起拱，悬挑梁按照悬挑长度4‰起拱。梁模板的安装顺序如下：复核梁底标高、校正轴线尺寸→搭设梁模支架→安装梁模底板→俺规范要求起拱→绑扎梁钢筋→安装两侧梁模→穿对拉螺杆→复核梁模尺寸、位置→与相邻梁板连接固定。

梁模板支设特别要求注意以下事项：

①梁、底侧模板竖向、横向主、次龙骨均应按照计算书上要求进行设置，如需要进行尺寸变化，必须经过计算满足受力要求方可改变；②立杆与水平杆之间采用双扣件固定以防下滑，水平杆安装完毕后螺栓要紧固；③梁头与柱头模板的连接特别重要，要求拼装准确，加固牢靠；④起拱应在铺设梁底之前进行；⑤所有立杆沿竖向间隔1.5m设一道水平杆，底部距楼面200mm处加扫地杆一道，沿梁方向间距1600mm垂直与梁方向设一道剪刀撑并于板底满堂脚手架相连，以确保在施工荷载偏于一边时，整个支撑体系能整体协同工作。

（3）楼板模板。支设顺序如下：搭设满堂架立杆及可调支托→安装纵横方木→调平柱顶标高→铺设模板→检查模板平整度并调平。

楼板模板安装注意事项：

①单块就位拼装时，每个跨从四周先用模板与墙、梁模板连接，然后向中央铺设；②直接支撑模板的木方间距400mm，下层横向方楞间距1000mm，板底立杆间距为1000mm×1000mm；③模板接缝处下方必须有木方，木方搭接处，应错开或加间距400mm的木方来加强；④检查模板的尺寸、对角线、平整度以及预 埋件和预留孔洞的位置，安装就位后，立即与梁墙模板连接；⑤在支撑高度方向每个1.m设一道双向水平钢管连接杆件，满堂模板支架四边与中间每间隔4排立杆设置一道剪刀撑，以防失稳。

3 转换层下部承重体系计算

部分参数：转换层梁最大截面尺寸为0.95m×2.4m；三层梁最小截面：0.8 m×0.8 m；混凝土板厚：200mm；模板自重：0.30 kN/m2；施工均布荷载标准值：2.5kN/m2；办公楼面设计荷载：2.5kN/m2；梁跨距最大为：8.3m。

1）荷载计算。转换层混凝土自重经过计算为54.72kN/m；转换层钢筋因密度大于混凝土，所以考虑自重，经计算为2.8 kN/m；板自重经计算：楼板混凝土重4.8 kN/m2；楼板钢筋重0.29 kN/m2；转换层模板、架子管3 kN/ m；震动荷载2 kN/m；荷载设计值组合：（54.72+2.8+3）1.2+2.4×1.4=75.42 kN/m；

2）支撑体系计算。3层梁承受最大荷载2.5×8.3=20.75 kN/m同理2层、1层、负1层梁承受最大荷载都为20.75 kn/m，合计-1、1、2、3层承受最大荷载为83 kN/m＞75.42 kN/m。所以根据计算，确定第3、2、1层，负1层梁板作为转换层支撑体系；

3）4层转换梁钢管稳定性验算。横向钢管间距1500mm，钢管采用¢48×3.5mm，截面积A=438mm2，钢管回旋半径I=0.35×（D+d）/2=32.55mm，单根钢管承受荷载18.1kN。入=58.53＜【入】=200，查表¢=0.824，求出f=50.15＜ft=205。所以钢管满足稳定性要求。同理对3层、2层、1层梁下支撑经过验算也满足稳定性要求。以上计算4层梁按最大截面计算，2、3层梁按最小截面计算。

4 转换梁钢筋工程施工

转换梁的含钢量高，主筋长，梁柱节点区钢筋密集。因此正确的翻样和下料。合理安排好钢筋就位次序是施工的关键。

1）钢筋翻样前必须弄清设计意图；审核、熟悉设计文件及有关说明。翻样时要结合实际并考虑方便施工；2）梁上部的主筋接头要求设置在跨中1/3 跨长内，下部主筋接头要求设在靠近支座1/3 跨长内。由于梁内主筋多，主筋下料时，必须考虑并调整好每根钢筋的接头位置，以保证主筋的焊接接头相互错开并满足现行规范要求；3）为方便钢筋的安装就位，满足上述规范要求，必须对所有梁主筋按就位顺序进行编号；4）梁箍筋大，下料时要注意对焊接头位置，避免接头出现在箍筋的弯折处；5）转换层中钢筋的种类繁多，不同位置钢筋受力情况也不尽相同。因此，各部位应综合受力情况、施工难度等采用不同的连接方式。（1）转换层大梁主筋是转换层中最重要的受力单元，应采用最可靠且对钢筋无损害的连接方式，通常采用冷挤压连接法；（2）转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊；（3）转换层主梁腰筋及箍筋、联系梁主筋、板钢筋一般采用闪光焊接。

5 转换梁混凝土施工

1）柱分段浇筑。4层层高为6.25m。框架柱、框支柱、剪力墙高度太大。为防止混凝土浇筑过程中离析，应分两次浇筑完成。第一段浇筑施工缝设在3.8米处，以上部分墙柱与梁底二次同时浇筑完成；2）施工缝处理。如在施工缝上继续浇筑混凝土时，其抗压强度不应小于1.2 kN/mm2；已经硬化的混凝土表面，应清除水泥薄膜和松动的石子以及软弱混凝土层，并充分冲洗但不得有积水；在浇筑前，宜在施工缝表面铺一层水泥浆或与混凝土同成分的水泥砂浆；3）混凝土振捣及养护。由于四层框支梁、框支柱中钢筋太密，梁钢筋平均净间距不足4cm，且梁宽、与柱几乎相同，因此在梁柱节点处钢筋网格间距太小，混凝土振捣极其困难，因此在节点处设置混凝土振捣点，间距不得大于振捣器振捣范围的1.倍。混凝土拌和物浇筑成型后应及时进行养护。混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。养护采用降温法，即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、撒水或喷水养护。