超高层建筑转换层施工技术

发表时间：2019-01-15T14:06:36.980Z 来源：《基层建设》2018年第36期 作者： 周吉林

[导读] 摘要：超高层建筑转换层结构往往由于跨度大且承受的竖向荷载很大，致使其截面尺寸高而大，而且连续施工强度大，施工过程非常复杂，施工难度大。

珠海十字门中央商务区建设控股有限公司 广东珠海 519030

摘要：超高层建筑转换层结构往往由于跨度大且承受的竖向荷载很大，致使其截面尺寸高而大，而且连续施工强度大，施工过程非常复杂，施工难度大。本文以珠海十字门珠海中心大厦为对象，从超高层结构转换层的模板支撑体系施工、混凝土施工和转换大梁施工等多个方面，提出了其施工的复杂性，并阐述了转换层的施工技术措施。 关键词：超高层建筑；转换层；转换梁；施工技术

Construction technology of transfer floor for super high-rise building Zhoujilin1，beibaorong2，jinfeng2

（1、Zhuhai shizimen CBD Construction Holding Co.，Ltd.，Guangdong Zhuhai 519030 China 2、Shanghai Baoye Group Corp.，Ltd.，shanghai 201900 China）

Abstract：The super-tall building conversion layer structure often has a large span and a large vertical load，which results in a high and largecross-sectional dimension，and the continuous construction strength is large，the construction process is very complicated，and the construction isdifficult.This paper takes Zhuhai shizimen Zhuhai Center Building as the object，and proposes the complexity of construction from the aspects offormwork support system construction，concrete construction and conversion beam construction of super high-rise structure conversion layer，andexpounds the construction technology of conversion layer.Measures.

Key words：Super high-rise building；conversion layer；conversion beam；construction technology 1 工程概况

珠海中心大厦40层以下为办公层，40层以上为酒店层，因此核心筒需要做转换处理。37层至38层夹层一为大堂区、服务区；38层夹层二、39层为设备转换层、结构转换层。核心筒施工至40层，此时水平结构施工至36层，由于40层以上核心筒结构发生较大变化，核心筒三个边角处向外挑出，挑出最大达到3375mm，核心筒内框减少部分剪力墙，整体由一道剪力墙分割为2个筒，具体变化如图1所示。

图1 转换层变换

Fig.1 Conversion layer transformation

核心筒由承台面一直伸延至顶层，主要为垂直交通及机电设备管井。核心筒墙体在40层以下部分外侧墙体无变化，在40层以上部分外侧墙体外扩转换，墙体通过核心筒与外框柱间的转换梁进行转换，随高度升高，核心筒墙体逐渐减少。部分核心筒墙体在37层~40层区域采用斜墙向内侧转换。转换梁截面尺寸分1400×2500mm、1000×2500mm、1000×2000mm等。 2 转换层施工的难点分析及应对措施 2.1 难点分析

本工程中转换层施工是重点也是难点，主要体现在以下几个方面：

2.1.1转换梁施工时，要求38层夹层二外框楼板砼浇筑完，且圆管柱安装至40层。33层至40层剪力墙墙体厚度无变化，40层至43层剪力墙外弧墙体厚度减少至800mm。因此，爬模系统须全部拆除。40层以上核芯筒墙体布置有较大改变，爬模体系部分板块要求重新制作加工，且外爬模体系均再行安装。

2.1.2核芯筒在37层、38层夹层二等逐步取消部分墙体，造成爬模无法附着爬升。

2.1.3在40层以下采用D1800圆钢管混凝土柱，40 层及以上层采用矩形钢框架柱。钢柱与圆钢管混凝土柱通过40层楼面框支梁转换，转换大梁与钢结构柱体连接形成受力的连续体系。

2.1.4由于40层在结构受力的角度整体性要求较高，因此要确保水平和竖向施工同步实施，在整个施工节奏中，核心筒现行，其他部位滞后，应采用跳层施工法在40层进行水平楼板施工，由于楼板模板高度较高，为高支模体系。

2.1.5 40层转换梁为型钢混凝土梁。型钢混凝土转换梁涉及钢结构、钢筋混凝土之间的连接，且型钢混凝土梁截面大、荷载重、钢筋直径大、钢筋间距小。

2.1.6整个转换层涉及钢结构、混凝土、钢筋、模板、脚手架等专业的交叉，需要协调各专业之间的配合。 2.2 应对措施

针对转换层施工中的难点，采取以下措施：

2.2.1确保斜墙爬升的实施，对斜墙爬升进行受力分析，并加强模板的有效支撑； 2.2.2应及时针对爬模系统的安拆措施编制方案； 2.2.3 40层以散模配合安装爬模系统。

2.2.4对型钢混凝土的穿插、避让和布设进行深化设计，并采取相应措施。 2.2.5针对高支模系统编制专项施工方案，并进行专家论证。 3 转换层整体施工技术

3.1 整体施工工艺

40层为结构转换层，结构复杂，工序穿插关系多。施工步骤如下：

墙体砼浇筑至38层夹层二→爬模体系拆除→钢结构柱安装至40层→转换梁预埋钢梁安装→38层夹层二至40层墙体钢筋绑扎→楼板结构及转换梁钢筋绑扎→40层筒内平台及转换梁砼浇筑→拆模、落脚手→39层及40层外框水平钢梁安装→39层及40层外框组合楼板施工。 3.2 注意要点

由于转换层结构截面尺寸大、单位面积荷载大，因此以下问题必须在方案决策阶段解决： 3.2.1模板支撑系统的选择。

3.2.2应对节点连接的前期处理，积极与设计方沟通，简化节点的钢筋设计，以保证施工的顺利进行。 3.2.3注意钢筋与钢结构的穿插关系，深化施工图设计，并制定切实可行的方案。 3.2.4钢结构的吊装、固定、校正和焊接严格按照施工方案进行，防止出现偏差。 4 型钢转换大梁施工技术 4.1 施工工艺

型钢转换大梁的施工工艺如下：

型钢梁制作加工→梁位置放线→型钢梁安装与钢管柱连接固定（图2）→型钢梁接头连接→搭设钢筋绑扎操作平台及钢筋支架→梁下部纵筋就位（图3）→冷挤压连接或焊接到位→梁上部纵筋安装→主次梁接头处次梁主筋安装→箍筋安装绑扎或焊接→钢筋验收→梁底模板支设→梁侧模板支设→模板验收→混凝土浇筑→混凝土养护。

图2 型钢梁安装

Fig.2 Steel beam installation

图3 转换梁底筋安装

Fig.3 Installation of bottom bar of transfer beam 4.2 技术要点 4.2.1.深化设计

由于型钢梁与剪力墙型钢柱、钢管柱之间相互连接，需要注意钢结构与钢结构、钢筋与钢结构的连接、钢筋的位置排布等问题，在施工前应深刻理解设计图纸意图，特殊部位还需要进行深化设计。转换梁的钢筋含量高，主筋长，梁柱节点区钢筋密集，甚至使用了工字钢和大直径的钢筋。因此，正确地翻样和下料，合理安排好钢筋就位次序是钢筋施工的关键。钢筋工程施工前，钢筋翻样必须弄清设计意图，审核、熟悉设计文件及有关说明，考虑好钢筋之间的穿插、避让、位置等关系，确定制作尺寸、安装顺序和绑扎次序。

型钢梁钢筋深化设计的典型截面见图4所示，型钢梁与钢管柱连接见图5。型钢梁侧面的主筋之间、主筋与型钢翼缘之间的净间距应≥20㎜，以保证梁底混凝土的密实。型钢梁中部腹板两侧可设2排纵筋，以固定拉结筋，避免在腹板上开孔。梁箍筋由135°弯钩调整为直角弯钩，并在安装后进行焊接。梁柱节点部位的柱箍筋可采用“U”型箍筋焊接于梁端加劲肋上；型钢梁的主筋如不能绕开型钢柱的，可采用设托板焊接与柱的翼缘板上开孔相结合的方法，托板尺寸应满足钢筋焊接长度的需要。型钢梁与普通钢筋混凝土次梁交接部位。因次梁的底筋遇型钢而无法贯通，可在型钢梁上增加托板，将次梁底筋焊在托板上。

型钢梁与柱可根据现场条件和起重机械的情况，采用整体或分段吊装。如现场条件所限采用分段吊装时，腹板部位宜采用高强螺栓连接，翼缘处可采用焊接。

图4 型钢梁钢筋深化设计

Fig.4 Deepening design of steel beam reinforcement 图5 型钢梁与钢管柱连接深化设计

Fig.5 Deepening design of steel beam and steel pipe column connection 型钢梁、柱的安装要点包括：

（1）根据现场条件和施工顺序要求，确定型钢结构的吊装顺序，先安装型钢柱，再安装型钢梁，一般情况下，应采用塔吊或起重机吊装，以提高工效。

（2）如柱的纵向钢筋过密，影响到型钢柱的安装与校正，可将柱的纵向钢筋间隔断开，以方便操作。型钢柱校正且固定后，即可进行型钢梁的吊装。

4.2.1钢筋绑扎的操作要点

（1）柱钢筋的绑扎。先安装柱纵筋，再安装箍筋，为方便操作，应先绑扎柱中部箍筋，再进行柱外部的箍筋安装。箍筋应掰开弯钩套过柱纵向钢筋后，再与纵筋进行绑扎固定。对于柱梁节点处箍筋和部分异型箍筋，可采用开口箍，将其绑扎固定后，再与钢筋或型钢梁端的加劲肋焊接。

（2）型钢梁钢筋的绑扎。在型钢梁底部搭设钢管支架，将底部主筋排布于支架上，完成连接后用可调螺杆将钢筋调整到位。箍筋可自弯钩处掰开，套入主梁后，复原、绑扎、固定后，再焊接弯钩。梁顶多排纵向钢筋之间可采用短钢筋支垫来控制排距。

图6 转换大梁钢筋绑扎

Fig.6 Conversion beam reinforcement 4.2.3.模板支设与混凝土浇筑

40层核心筒转换大梁，需搭设脚手架支撑进行施工，该处脚手架落在38夹层2上，支撑高度1.5m。

梁支撑系统的设计可以不考虑型钢结构和钢筋的重量，只考虑混凝土、支撑结构自重及施工荷载。典型转换梁支撑的截面和平面设计如图7~8所示。

对钢筋密集，难以使用振捣棒进行振捣的型钢混凝土梁柱，应选用自密实混凝土。型钢梁混凝土浇筑时，应自梁的一侧进行，待另一侧的混凝土自型钢梁底部的溢出后，再两侧同时浇筑。自密实混凝土浇筑时，应敲击梁的侧模、底模，实施外部的辅助振捣，并判断混凝土是否密实。

图7 转换大梁支撑系统设计

Fig.7 Conversion girder support system design

图8 转换梁支撑架平面布置

Fig.8 Conversion girder support plane cloth 5 转换层梁板施工技术 5.1 模板与支撑系统设计

珠海中心大厦37层筒内平台浇筑完成后，为保证筒内水平楼层赶上核心筒剪力墙施工，以便于进行转换层结构施工，从而进一步加快施工进度，将在37层筒内水平板上直接搭设满堂脚手架，施工40层梁板，搭设高度为18.8m。40层楼面板厚200mm，砼标号为C30。梁构件尺寸分200×400 mm、200×500 mm、200×600 mm、200×700 mm、200×1200 mm、300×700 mm、400×700 mm。满堂架作为楼板的高大模板支撑架承担现浇板荷载并对整个支撑系统提供整体性连接和刚度支持脚手架采用满堂扣件式钢管脚手架，根据现场脚手架钢管实际情况，采用φ48×3.2钢管，现场使用脚手架钢管不低于此标准，模板为18mm厚优质黑模板，背楞采用50mm×100mm木方。考虑大荷载梁底支撑脚手架与周围普通脚手架的顺接，脚手架设计尽量满足模数要求。

根据工程实际情况，设计高大模板支撑系统的布置方案，并经中国建筑科学研究院开发的PKPM施工现场安全计算专用软件验算及调整后，最终确定支撑系统布置方案。 5.1.1支撑架搭设

根据梁板布置图和柱定位图，搭设满堂支架，根据设计，满堂架立杆纵横向的间距见立杆布置平面，纵横水平杆步距1.5m。为方便施工，施工时可先搭设中间纵横向水平拉杆，再搭设扫地杆，扫地杆离地面≤200mm高，使立柱纵横方向左右对直，同时，立柱要间距均匀，主次梁下支撑立杆接头均必须采用对接。转换梁支撑立杆上端须采用“U”型顶托，顶托上放置双钢管，接头应相互错开，接头位置应居“U”型顶托中，且主梁梁宽方向每排只允许一个接头。梁底横向次楞50×100木方按照设计间距放置在主楞托梁上。纵横向水平拉杆、扫地杆、竖向水平剪刀撑必须采用搭接。钢管对接、搭接应符合下列规定：

（1）、立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。 （2）、立杆接长须采用对接扣件接长。 5.1.2剪刀撑

结合本工程实际情况，每5跨设置一道竖向剪刀撑，纵横向相同。转换梁位置，由于梁截面较大，在梁底布置一道剪刀撑。 5.1.3水平加强层布设

根据相关规定，水平剪刀撑至架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜超过6m，剪刀撑宽度应为3m～5m。

本工程高大模板支撑高度较高，从底部往上每3个步距布置一道水平剪刀撑，总共5道水平剪刀撑，参考图13-12。 5.1.4架体与周边楼层连接

支撑架应与所遇到的周边结构在每隔3个步距牢固连接（与水平剪刀撑对应），以增强架体的整体稳定性。 5.2施工工艺

5.2.1支撑脚手架施工工艺

测量放线→搭设满堂架→标高引测→安装梁、板模板→钢筋施工→支撑架验收→砼浇筑→砼养护→脚手架拆除。 5.2.2梁模板安装工艺

搭设支撑架→引测标高→铺设方木→安装底模→安装侧模板→绑扎梁钢筋后再封另一侧梁模→模板加固→检查验收。 5.2.3楼板模板铺设工艺

搭设满堂架→引测标高→铺设方木→铺设模板→检查验收。

在钢管立柱弹出横钢管标高控制线，并架设Φ48×3.2横钢管，先根据标高在梁两侧钉上水平大楞木，然后在钢管上直接铺设方木，拉线检查，直至平整。当板跨度大于4米时，其起拱高度与其相邻的梁相同。铺楼板模板时，只将接头和翘曲处钉牢，中间尽量不钉，用长40mm铁钉钉牢，如果楼板宽度不合模板模数时，铺板时应四周向中间铺设，在中间补板收口。板缝用胶带纸粘好。 6 斜墙施工技术

核心筒平面在37F～40F需要内收过渡，在18.8m高度范围内收2.6m，采用空间弧形斜墙实现竖向构件的平滑过渡，见图9。针对弧形斜墙核心筒，开发出液压爬模施工的可旋转附墙装置，解决了弧形斜墙爬架附墙系统无法实施的难题，保证了安全和进度，示意图见图10。

图9 斜墙结构模型 图10爬模示意

Fig.9 Inclined wall structure model Fig.10 Climbing the mold

施工中在脚手架落地区域遇到电梯井等孔洞时，采用18#槽钢做为脚手架立管支撑，并保证立杆与槽钢的可靠连接。

为考虑斜墙浇筑对架体可能产生的水平力，在斜墙范围的核心筒内将搭设满堂脚手架，且整个架体必须在该区域内保持各方向水平管与已浇筑墙体稳定可靠的连接。

同时在斜墙位置还将做三道支撑用于保证斜墙浇筑。支撑竖向设置三道，靠近斜墙一面间距如图11，另一面通过顶托顶紧在已完成的剪力墙墙身上，水平向每排间距900。所有支撑钢管均与满堂架支撑系统连接。

按照最不利条件验算，取最下面一排支撑其中一根支撑钢管，承受混凝土重量单元为1075高，900宽，1000厚，混凝土加模板以及对拉螺杆重量取值2.51t/m3，则重量为G=2.51×1.075×0.9×1=2.43t，计算简图见12。

支撑杆受力F=（139/1101）×2.45=0.31t，单根支撑钢管最不利条件下受力为0.31t，即3.1KN＜N=11.936kN（钢管轴心压力设计值N）。

图11 三道斜墙支撑立面图 图12 验算简图

Fig.11 Three inclined wall support elevation Fig.12 Checking diagram 7 结论

文中通过超高层转换层的施工，对结构进行了深化设计，成功解决了模板支撑体系施工、混凝土施工和转换大梁施工等多个方面施工中遇到的各种问题，统筹布局，合理安排工序，既满足工程质量要求，也保证了工期，还可为类似工程提供借鉴。 参考文献：

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