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1、Y型柱與懸挑大斜梁施工技術1、工程概況根據體育場工程的使用特點，本工程采用Y形柱、階梯式大斜梁作為主要結構支承系統，Y形柱垂直段高13.7m，斜叉處標高分別為20.5m和27.9m（見附圖一）。柱截面最大處為10005618mm，56根混凝土柱通過階梯式斜梁支承全部看臺和上部結構，大斜梁軸向長40m、為變截面梁最大截面為12002840mm、最小截面為 ，大斜梁的標高最低點為12.70m，最高點為37.03m，傾角為33.13度，懸挑長度為8.68m，梁內配筋密集（上下各5、6排，每排1036）。體育場階梯式看臺，通過斷面為300600環梁擱置在大斜梁上，四周共56跨成一整體。二、施工特點通過2、對大斜梁混凝土施工過程中所產生的內力進行了分析，結合以往的施工實踐，我們認為有兩個施工難點，即施工重點。1.1第一個特點如何抵擋混凝土施工過程中因混凝土自身產生的對大斜梁下端部的軸向壓力和水平推力（或對邊柱的彎距，見圖一）。大斜梁在施工過程中，混凝土自重產生的軸向力 F=1.22.84250040sin=186724kg1867KN對B-B截面的水平剪切力為 N=Fcos=1561KN（以上未計混凝土與模板之間的摩擦力）這樣大的軸向壓力和水平剪力，僅靠大斜梁下端模板或其他支撐體系來抗衡，難度極大，或成本高昂，我們經過專家和技術工人反復討論，集思廣益，決定用“穿高跟鞋”的原理，即大斜梁下端1m左3、右的梁混凝土與其標高以下的混凝土樓板、樓板梁、柱子同時施工（見圖一第5施工段），當這部分混凝土達到一定強度后（即足以抵抗大斜梁混凝土施工時產生的水平推力），再施工其上部斜梁混凝土，為確保大斜梁混凝土施工的絕對安全可靠，我們又將大斜梁剩余部分分成第8段，第10段兩段施工（見圖一）。按這種方法施工，在第8段（見圖一）施工時，其產生的水平推力減小為：N=1.22.84250019sincos=74148kg742KN當第5段混凝土施工時，正值夏季，日平均氣溫為25，據建筑施工手冊混凝土澆注齡期為3天時，混凝土強度可達到設計值的43%，這時的混凝土抗剪強度設計值為N=19.5N/mm243%20%=14、.677N/mm2（按建筑施工手冊，混凝土抗剪強度約為混凝土抗壓強度的15%25%，今取20%計算），A節點處柱截面為10001600mm，則A節點的抗剪力約為F=100016001.677=2683KN。FN 抗剪力水平推力，安全，同時我們又對試塊進行了測定（在第5施工段澆筑混凝土時加做的一組專供拆模用的試塊），此時已達到強度的60%，已超過計算值，即可施工其上部的大斜梁混凝土。1.2第二個特點如何平衡大斜梁上部，即Y柱懸挑部分在混凝土施工過程中產生的水平推力。其水平推力為F=1.22.8425009sincos=35123kg351KN（未考慮模板自重及摩擦力等）三、施工方法為抗衡其水平推5、力，我們采用483.5腳手管搭設滿堂紅腳手架，立桿間距和橫桿排距分兩種情況搭設，位于Y型柱懸挑的大斜梁投影范圍內區域的模板支撐采用腕扣式多功能腳手架，因為該施工段是產生傾覆力最大的位置（見圖二），其支撐桿間距：框架梁及環梁為300600（梁寬方向為300，梁長方向為600），立桿步距在Y型柱分叉以下為1800，分叉以上為900。其水平桿與已澆的柱混凝土連接采用雙鋼管，雙扣件固定（此部位混凝土專門安排提前澆注完成，見圖一）。為保證架體的整體穩定，在縱橫軸線從二層平臺往上至梁板底設置環向與徑向垂直支撐，環向支撐每跨設置四道，鋼管間距為483.515001500，同時從分叉處往上設置三道水平支撐，鋼6、管間距為483.530003000，垂直支撐上部與斜梁支撐橫桿箍緊，下部與腳手架水平桿箍緊。位于Y型柱分叉以內即未懸挑部分的大斜梁的支撐采用普通鋼管腳手架支撐，其主桿間距為：（框架梁及環梁為300600，梁寬方向為300，梁軸線方向為600），立桿步距為1600-1800，具體模板及腳手架支撐體系詳見附圖2、3、4。模板體系面層采用10-12mm厚竹膠板，主龍骨為483.5鋼管，間距600mm，次龍骨為50100mm木楞，間距200mm，主次龍骨用對拉螺栓固定，支撐體系由主龍骨直接將力傳給鋼管腳手架。驗算：斜挑大梁自重（取較大斷面梁段）q=1.22.842500=8.52t/m折算成水平投影荷7、載為：q1=q1/cosa=q1/cos33.13=10.19t/m模板自重：按30kg/m2計取，折算成水平投影荷載為：q2=（1.2+2.842）0.03/cos=0.24t/m腳手架的搭設為：立桿間距0.3m，排距0.6m，步距1.8m，取1m2m為單元進行計算，立桿高取25.0m，則：q3=（25.27+2.57+150.6）3.84+7161.5/0.6=1.58t/m施工活荷載取q4=300kg/m腳手架計算：每根立桿的豎向傳遞荷載Ni=1/71.2（q1+q2+q3）+1.4q40.6=1.27t立桿驗算：u取1.25，L=uL0=1.25180=225cm，r=1.58cm，f8、=205N/mm2；查表=0.337則每根立桿的容許應力為：N= Af=0.337489205=33782N=3.35tNl，滿足要求2、混凝土澆注、養護、拆模本工程混凝土采用集中攪拌，在體育場正中間設置4臺400L攪拌機，組成混凝土集中攪拌站一座，用混凝土固定輸送泵直接將混凝土輸送至混凝土澆注點，這樣，可以減少混凝土運輸中水灰比的變化，確保混凝土的質量。混凝土澆注嚴格施工順序：接到混凝土澆注令后，模板充分澆水、先泵送與混凝土同級配的砂漿，混凝土分層澆注振搗，每層控制在4050cm之間,按事先設計好的分段定點一個坡度， 層澆筑，循序推進，一次到位，保證混凝土澆注的連續性。當時正值夏季，平均氣溫9、達25以上，為了保證混凝土強度的正常增長，防止混凝土表面出現裂縫，在混凝土澆注后即用草袋覆蓋，在七天內確保草袋濕潤。二天即拆除側模（澆水養護繼續），28天后根據模板拆除今依次拆除底模。四、質量保證措施1、武漢市體育場Y形柱，大斜梁部位腳手架既作施工操作平臺，又作固定模板的支撐架，因此，腳手架下端的荷載較大，特別是大斜梁，單立桿下部軸力最大為1.27t，大斜梁平均每米自重為8.52t/m。所以需在上部腳手架對應的下部樓層徑向梁中搭設支撐體系，將上部荷載連續傳遞至基礎地梁。具體傳遞方法見圖2、3。2、在施工大斜梁前，預先進行加荷試驗，這樣做的目的：第一是消除初始形變；第二是檢查是否有位移。我們用相10、當于混凝土、模板重量的成捆鋼筋，分批加載進行予壓，經檢查，未發現有位移情況，僅有0.51.3cm的沉降，主要是鋼管接頭縫隙和支撐墊板下土質不實所至，經調整后便正式開始澆注混凝土。在拆模時，經檢查未發現有明顯沉降。3、為了確保混凝土表面接縫整齊、緊密、無縫，我們在模板與模板拼縫處采用海棉條擠壓填實方法，防止了漏漿，取得了良好的效果。4、由于施工都處在完全高空作業，混凝土體量又大，安全施工顯得更為重要，在施工層上必須滿鋪腳手板，形成較大的整體施工平臺，四周加設護欄和擋腳板，保證了安全施工。5、施工縫的處理一定要嚴格按規范規定進行，在后續混凝土施工前，對接縫處必須先清洗潤濕，后澆注1015mm厚與混凝土同配比砂漿，再進行施工）。6、本工程邊跨柱自由高度較小（有三層樓板作為支撐），因此長細比小，可不計算水平推力對柱子下端產生的彎距，若柱凈高較大時，建議尚需復合對柱腳產生的彎距影響。