关于大跨度井字梁结构的施工及设计要点

宋敏一　张义想

摘要：文章结合德兴铜矿环保设施完善工程，介绍了大跨度井字梁结构的施工及设计要点，从井筒主体结构、井结构框架以及井筒大体积砼施工控温专项计算分析阐述了具体的操作要点以及计算过程。

关键词：大跨度；井字梁结构；井筒主体；控温专项计算；德兴铜矿 文献标识码：A

中图分类号：TU745 文章编号：1009-2374（2015）19-0126-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.062

根据工程实际情况和现有的施工条件，结合具体工程施工经验、技术水平以及施工机械设备配备，以先进合理的施工方法及工艺来阐述如何实现大跨度井字梁结构的施工及设计中的要点。

1 工程概况

德兴铜矿环保设施完善工程——富家坞酸性水输送2#泵站工程建设地点位于江西省德兴市德兴铜矿富家坞酸性水库北面，为了满足废水调节、输送等水库容积的需求，特建立富家坞酸性水库第二泵站。新泵站布置在现有酸性水库的东北面山谷处，新泵站布置在现有取水泵站东北角，站址的自然地面高程为122.50m，目前库区水位106m，水库溢流水位117.0m。泵直径为24m，共分为三层。一、二、三层分别为8m、3.8m、5.2m。结构形式为框架井字梁结构，梁的界面尺寸为宽400m、高1500m。

2 大跨度井字梁结构施工

2.1 施工工艺流程

进水口井字梁施工程序：施工准备→施工脚手架平台搭设→钢梁焊接→钢梁支座焊接→钢梁支撑吊装→上部施工脚手架平台搭设→钢梁侧墙吊环焊接→测量放线→模板、钢筋安装→混凝土浇筑→拆模。

2.2 模板支设

图1 池底吊模板示意图 图2 池壁模板对拉示意图

筒体模板支设关键部分就是筒壁的模板支设，筒壁采用的墙体为钢筋砼剪力墙，其模板采用钢模板，筒壁模板采用加固钢筋厚度为Φ25，它的加固方式为横向加固，加固拉杆购置特长拉杆。内模用钢管与内架支撑。对拉螺杆采用￠16圆钢制作而成，长度为壁厚+400，纵横间距为500。筒体模板的池底和池壁模板如图1、图2所示。

2.3 筒体钢筋施工

绑扎接头为筒体钢筋搭接的主要方式，底板钢筋绑扎和井壁钢筋绑扎是绑扎接头的两个工作环节。筒壁钢筋的绑扎顺序应是先两侧再上下对应绑扎，钢筋与钢筋搭接中心以及两段都应用铁丝绑牢，其钢筋搭接的长度以及采用的位置施工单位都应该按照施工规范要求处理。对于双排钢筋之间的固定方式主要为绑拉筋或者采用支撑筋，它们之间横纵距离都不超过0.6m，为了控制钢筋的保护层厚度都要在它们外侧绑扎砂浆垫块。对于井壁洞口的规范设计要求，需要在洞口竖筋上划标高线及绑缚钢筋，要符合设计要求锚入洞口上下梁的长度要求。对于筒壁转角与节点之间绑扎抗震构造筋及锚固长度需要按照设计要求。

3 井字梁结构框架施工

3.1 模板工程

（1）对于井字梁结构模板工程，竖向模板和支架所承重的支撑部分需要竖式安装在垫板上，并且要有排水工程，为了防止模板和支架倾覆，在按照安装过程中采用临时固定设施；（2）现浇钢筋砼梁模板能起拱的跨度长度不能小于5m，它的起拱高度为整个桥梁长度的3/1000，对于悬挑梁板起拱高度为20mm以上；（3）根据拆除柱模板和梁模板的顺序和方法，需要采用先支撑后拆除，先拆除非承重部分再拆除承重部位，拆除过程采用自上而下的原则，对于拆除跨度较大的梁底模时，需要先跨中厚两端。拆模时对于拆除工具也有严格的要求，不能大锤和撬棍硬撬、硬砸，模板被拆除后需指定堆放，禁止乱扔。

3.2 钢筋工程

在建筑施工过程中，施工单位发现问题或者设计有误时，施工单位要与设计院以及建设单位及时联系沟通，认真做好翻样，对于翻样的处理应由现场综合技术组、质安组负责校审批准；（2）对于钢筋制成的半成品，需要命专人负责验收清理，领导组也要定期抽查；（3）梁、柱节头的钢筋均很密，核心箍不允许遗漏，绑扎确实困难的部位，将箍筋制成两个型，待绑扎就位后，按搭接10d焊接成封闭箍。受力钢筋保护层厚度要按设计要求留足。柱的竖筋在楼面的位置加焊一层相同规格的定位箍和定位筋，以预防钢筋偏移。

4 大跨度井字梁结构设计及计算

4.1 井字梁结构的构造设计

井字梁的设计应与梁间距大小保持同步进算，当梁间距≤1.25m时，可近似地按双向板计算，可以将梁折算成板的厚度；而当梁间距>1.25m时，应按照井字梁计算。大跨度井字梁平面结构适宜的跨度为8～24m。应尽量保证两向跨度相等或相近，对于正向井字梁楼其长短向跨度比应≤1.5，长短向跨度比值不能确保情况下，应在跨中部分加设大梁或采用斜向井字梁体系；为了尽量避免或减小井字梁混凝土产生收缩裂缝，混凝土强度不宜过高，为了保证其强度适用，混凝土强度等级也不应低于C20，当跨度较大时应采用C30。井字梁的结构支撑体系应找连接点，保证两端有充足的刚度，设计中采用刚节点，对边梁的抗扭强度计算要把握良好。同时最好边梁高度比井字梁高度高出20%～30%；与柱连接的井字梁应按照框架结构考虑，如果在计算中发现截面不足，则需要适当地增加梁的宽和高，保证其数据的不变。井字梁设计时应按照弹性方法计算，并保证其挠度值控制在L/300～L/400以内。

4.2 井字梁结构的计算

井字梁的结构属于一种高次超静定结构，结构力学中严密的数学解法会带来较大的问题，通常情况下采用的是数值法与进似法进行计算。在实际的操作中，超静定次数较少或是具有绝对性的井字梁计算，可以通过力法来求解。井字梁结构中的布置以及边界条件手册保持一致时，通过查表法进行设计。上诉条件均不能满足的情况下，需要通过计算机程序计算。

井字梁的结构计算问题中，最难的就是井字梁的传力过程不清晰，内力困难。另外，井字梁的结构尺寸也并没有过于明显的规律可循，大多都是凭借经验。通常设计人员会参照简支梁的做法，将跨度的某一值设置为井字梁的高度，但这并不合理。一些设计人员在计算井字梁支座处反力时，只是将井字梁最大剪力作为井字梁支座处反力，对于周边板的三角形或梯形荷载都采用忽略不计。事实证明，在三角型的周边，梯形荷载的反力是最大的剪力不能忽视，并在一定程度上会影响到基础的安全性，井字梁交叉点没有必要设置吊筋承担井字梁传递的集中荷载，应该保证井字梁交叉处的两侧设置

箍筋。

5 结语

考虑到大跨度井字梁结构支撑架自身的安全稳定性要求以及泵站工程在正常运行酸性水库库区，将井筒主体结构作为设计的重点和难点，保证了工程的顺利实施，也为类似工程提供了借鉴。在施工的过程中，坚持按照设计要求进行，不仅是施工的质量的保障，更是施工安全的保障。

参考文献

[1]沈阳建筑大学.建筑施工模板安全技术规程（JGJ 162-2008）[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]刘忠明.重荷载高空间模板支撑架方案的探讨[J].建筑安全，2008，（1）.

[3]王岗.建筑结构中井字梁设计技术探索[J].科技与企业，2012，（17）.

作者简介：宋敏一（1983-），男，十一冶建设集团有限责任公司柳钢项目部助理工程师，研究方向：施工管理；张义想（1976-），男，十一冶建设集团有限责任公司第三建筑安装工程分公司中级工程师，研究方向：施工管理。

（责任编辑：蒋建华）