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1、w大截面增强纤维混凝土转 换托梁施工技术摘要： 大截面增强纤维混凝土转换托梁施工是本工程的重点和难点，施工中采用高性能混凝土，在选料、配合比设计、施工 方法 、测温控温、养护等方面采取了一系列综合措施，周密组织、精心施工，钢管柱定位准确，转换托梁拆模后混凝土密实光洁，温差控制效果及混凝土观感质量好，未发现结构性裂缝，且无大体积混凝土常见的泌水现象，是一个大体积混凝土施工的成功范例。 关键词： 纤维混凝土 托梁 施工技术 1 工程概况 南京铁路新客站主站房 ， 东西长 270m， 南北宽 54 1 5m， 建筑面积 36073m 2 ， 地下 1 层 ， 地上 2 5 层。主体结构为钢管混凝土柱
2、框架结构 ， 屋盖采用桅杆式斜拉索金属屋面 ， 桅高从东到西为 28 1 4 30 1 82m， 桅杆顶高 42m 。钢管混凝土柱直径 1200mm， 为扇形设置 ， 半径 1500m， 钢管柱向北倾斜 10 。主站房 6 8 轴横跨同期建设中的南京地铁号线南京站站 w， 地铁上方南京站房的主要荷载由 5 道转换托梁传递至桩基承载 ， 转换托梁的最大截面为 3000mm 3000mm， 承托钢管柱的托梁截面为 3500mm 2270mm， 托梁底距地铁顶板仅 20 30cm， 承台和托梁聚丙烯网状纤维混凝土用量 1500m 3 ， 强度等级 C50 。该部分转换托梁施工是本工程的难点及关键 ，
3、 本文以承托钢管柱的托梁为例介绍大截面转换托梁的施工技术。 2 模板支撑施工 (1) 托梁底模施工。因托梁底距地铁顶板仅 20 30cm ， 施作空间小 ， 无法按照传统的组装和拆卸模板方案施工 ， 且托梁施工完成后必须与地铁顶板结构完全脱离 ， 并给站房留下一定的沉降空间。为此 ， 托梁底模采用“水旱砂”技术 ， 在托梁底铺设细砂 ， 砂两边用砖砌成挡墙 ， 防止砂子流淌。然后 ， 向砂里灌适量水 ， 使水充填砂子孔隙 ， 形成“水旱砂”增加密实度。同时 ， 在铺设砂子时需按 2 3 起拱 ， 在砂模上做 50mm 厚 C10 细石混凝土垫层。为保证托梁与混凝土垫层能脱离 ， 在混凝土垫层上
4、铺一层薄铁皮作隔离层 ， 在托梁混凝土浇筑 28d 后凿除砖挡墙 ， 掏空砂子取出铁皮 ， 使托梁结构和地铁顶板结构完全脱离。 (2) 为防止托梁施工荷载太大对地铁顶板造成破坏 ， 在每道托梁两边各 50cm 的范围内将地铁w结构站台层、站厅层用满堂碗扣架支撑 ， 将托梁荷载传至地铁底板。 (3) 侧模采用 30cm 150cm 组合钢模 ， 立于砖挡墙上 ， 钢模采用螺栓连接 ， 拼缝处使用海绵条堵塞以防混凝土施工时漏浆。侧模内竖楞采用 2 45mm 3 1 5mm 钢管 ， 间距 400mm； 外横楞采用 150 槽钢 ， 间距 400mm， 用 M16300mm 对拉螺栓加固模板。模板支
5、立后拉吊线检查 ， 并用经纬仪配合调整纵横向平整度及垂直度。 3 钢管混凝土柱安装 主站房轴钢管柱基础节安装在截面 3500mm 2270mm 的转换托梁内 ， 锚固在托梁内长度为 1800mm， 托梁底距地铁顶板仅 200mm， 钢管柱安装完毕后必须完全与地铁顶板脱离 ， 以保证地铁顶板不承 受站房荷载。由于钢管混凝土柱基础节要求定位准确 ， 并且不能象安装其他钢管柱一样直接在地铁顶板上生根安装钢管柱支座 ， 也为了便于安装托梁底部钢筋 ， 钢管混凝土柱安装采用架空定位的方法。 (1) 在钢结构加工厂制作钢管柱时在钢管柱上焊接一块 60mm 厚环形水平承重销 ， 承重销与钢管柱成 80 夹角
6、 ， 外直径 2800mm， 承重销既承受剪力又用作钢管柱定位托盘。 (2) 用 H300 200 8 10 型钢制作钢管柱安装支架 ， 钢支架沿托w梁方向跨度为 2400mm， 垂直托梁方向跨度为 5000mm， 留出托梁支模空间。设计中轴基础节钢管柱承重销顶面相对高程为 0 . 275m， 推算出钢支架顶高程为 0 . 165m 。由主站房轴线和基础节钢管柱偏离 D 轴尺寸确定出钢支架中心点 ， 放样后将 4 根支撑腿及支撑支架准确定位 ， 根据高程将钢支架高度调到设计要求高度 ， 然后将钢支架焊接固定牢固。 (3) 将钢管柱吊起放入支架中 ， 柱顶高程便可以达到设计要求 ， 通过架设在主
7、站房轴的一台经纬仪和钢管柱两端中心投影的东西向轴线位置的 2 台经纬仪 ， 利用千斤顶调整钢管柱 2 个方向的轴线位置 ， 待轴线位置和高程都达到设计要求时 ， 即可将钢管柱焊接固定在钢支架上。这样就完成了轴钢管柱基础节的安装 。 4 钢筋工程 托梁内钢筋密集 ， 上下层钢筋各有 3 层 135 根和 4 层 162 根级 32 主筋 ， 尤其是部分钢筋要穿过钢管柱 ， 施工难度相当大。应准确翻样和下料 ， 合理安排钢筋就位次序。其钢筋就位施工流程为 ： 搭钢筋托架放上层第一排主筋放箍筋穿梁底层钢筋穿钢管柱钢筋穿上层其余主筋和附加筋。 (1) 梁内主筋连接形式考虑到钢筋密集和 经济 因素 ，
8、将绑扎接头、搭接焊、闪光对焊及直螺纹连接的形式进行比较 ， 决定采用闪光对焊。通过测算 w， 每个接头可节省钢筋 6 . 3kg， 节约投资 10 元左右 ， 总投资可节约近 10 万元。 (2) 根据设计要求梁内部分纵筋需贯穿钢管柱 ， 在制作钢管柱时预留穿插钢筋的孔洞 ， 每 2 根钢筋 1 孔 ， 水平方向每排 3 个孔 ， 孔竖向间距 400mm， 开孔大小为 (2 d + 5mm) ( d + 4mm) 。若已形成孔洞尺寸不能满足钢筋穿过或现场很难施工时 ， 可根据情况将孔洞用气割适当扩大 ， 或纠正偏差较大的孔洞 ， 至满足钢筋穿过为止。其余不需穿过钢管柱的钢筋均在钢管柱边弯折截断
9、 ， 双面焊接于钢管柱或承重销上 ， 焊接长度为 5 d(d 为钢筋最大直径 ) 。 (3) 为防止托梁施工期间由于混凝土收缩引起开裂 ， 在梁底及两侧设附加钢丝网 ， 选用冷轧带肋 5mm100mm 钢筋网片。 5 混凝土施工 转换托梁最大截面达 3000mm 3000mm， 包括承台共需 1500m 3 ， 强度等级为 C50， 均采用泵送商品混凝土。根据施工规范规定 ， 该转换托梁属于大体积混凝土 ， 其施工的重点和难点是如何控制和减少混凝土施工裂缝。由于大体积混凝土聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发 ， 混凝土内外温差较大 ， 温度应力和收缩应力易导致混凝土结构产生裂缝 ， 因此在配
10、合比设计及浇筑养护过程中要充分考虑这一因素。 (1) 配w合比设计 混凝土配合比设计的指导思想是 ： 配制高性能混凝土 ， 采用双掺技术 ， 以粉煤灰取代部分水泥 ， 降低水泥用量 ， 减少水化热 ； 掺加缓凝剂 ， 延长混凝土凝结时间 ， 减缓浇筑速度 ， 以利于散热 ； 掺加聚丙烯网状纤维 ， 利用聚丙烯网状纤维增韧、增塑的优势 ， 可大大降低因温差效应、塑性收缩、养护不当而导致的温度裂纹、塑性收缩裂纹和干缩裂纹的几率。据 研究 报告表明 ， 掺聚丙烯网状纤维的混凝土 ， 其抗弯、抗裂强度分别可提高 80% 和 50% 。 选用强度等级 52 . 5 级水泥 ， 尽量减少水泥用量 ， 降低
11、水化热 ； 选用粒径 5 31 . 5mm 级骨碎石 ， 含泥量控制在 1% 以下 ； 选用细度模数在 2 . 5 以上的中粗砂 ， 含泥量小于 2%； 粉煤灰采用级灰 ， 烧失量小于 5%； 外加剂采用 JM8； 选用聚丙烯网状纤维 ， 长度 20mm， 厚度 0 . 04mm， 抗拉强度 564MPa， 弹性模量 3722MPa， 掺量为 0 . 9kg/m 3 。 混凝土配合比为水水泥砂石子纤维网外加剂 FA 矿粉 =1693 686 311 1150 96 397 44 9( 采用每 m 3 质量计配合比 ) 。 (2) 混凝土浇筑 混凝土浇筑应满足整体连续的要求 ， 浇筑时分层浇筑
12、， 每层浇筑厚度w控制在 500mm， 以加快热量的散发。混凝土坍落度保持在 14 16cm ， 采用 50 插入式振捣器振捣 ， 钢筋密集区采用 30 振捣棒。振捣时做到快插、慢拔 ， 插点移动距离不大于 1 . 5 倍振捣器作用半径 ， 振捣时要注意插入下层至少 5cm， 每处振捣时间控制在 10 30s， 直至混凝土表面不再下沉 ， 不再冒气泡并呈平坦泛浆。 混凝土在初凝前要作拉毛处理 ， 拉毛不少于 2 次。 (3) 混凝土养护 混凝土初凝后要及时覆盖塑料膜和双层草垫等 ， 以达到保温、保湿的效果。养护时间不得少于 14d 。 (4) 温度测控 为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化
13、值 ， 在托梁内埋设若干个测温点 ， 采用 JDC2 型温度测试仪 ， 将温度探头预先埋入大体积混凝土内。测点布置原则是测点应具有代表性 ， 能全面反映混凝土内各部位的温度。沿托梁边和中部各设 1 组 ， 每组沿托梁高度上、中、下各设 1 个点 ， 在每个测点处焊一根电线套管 ， 高出混凝土面 300mm， 以固定探头导线和避免浇筑混凝土时损坏探头导线。从测温结果看 ， 托梁中心 3 5d 最高温度 42 56 ， 与外界温差 34 55 ， 覆盖 2 层薄膜、2 层草垫 ， 内外温差为 18 23 . 5 ； 侧模内外温差为 17 . 5 27 ， 悬挂麻w袋保温 ， 内外温差 16 22 ， 均满足规范要求 ， 温差控制在 25 以内。养护到 14d 时 ， 托梁中心温度已降至 23 ， 内外温差在 20 以内 ， 拆除覆盖 ， 加强保湿养护。 6 结语 大截面增强纤维混凝土转换托梁施工是本工程的重点和难点 ， 施工中采用高性能混凝土 ， 在选料、配合比设计、施工 方法 、测温控温、养护等方面采取了一系列综合措施 ， 周密组织、精心施工 ， 钢管柱定位准确 ， 转换托梁拆模后混凝土密实光洁 ， 温差控制效果及混凝土观感质量好 ， 未发现结构性裂缝 ， 且无大体
