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随着斯里兰卡地价日益高昂，地块形状多变，建筑功能日益复杂化，使得建筑结构需采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换。随着人们对生活水平要求的提高，转换层除了起到结构转换的作用以外，也承担了娱乐、休闲等建筑功能，这也导致了转换层结构变得十分复杂。转换层尤其是在悬挑、架空区域的转换层具有自重大、结构复杂、施工危险性高的特点。目前，对于悬挑结构，多使用型钢搭设悬挑支撑平台，但使用型钢支撑平台需大量的高空焊接作业，有较高的安全风险，而且普通型钢的承载力不足以支撑转换层施工时产生的荷载，需使用大型尺寸的型钢，但这也意味着高成本的投入。因此，总结出一种安全性强、经济性好、搭设工期短、周转率高的施工方法十分必要。以斯里兰卡Tri–Zen公寓楼设计–施工项目工程实例，介绍超厚大跨度悬挑转换结构施工方法，为后续此类工程提供经验参考。
1工程概况
Tri–Zen公寓楼项目位于科伦坡市中心，地上53层，无地下室，总建筑面积12万m2，建筑高度197m，为目前斯里兰卡最大的在建住宅项目。项目由一个整体车库层裙楼和3栋住宅层塔楼组成，包含一个2m厚的整体转换层和一个1.5m厚的局部转换层。局部转换层板突出裙楼结构，悬挑区高度达45m，最大悬挑长度约9m。转换层上设有泳池、园林等其他娱乐设施（表1）。
2超厚大跨度悬挑转换结构的应用研究
本项目基于斯里兰卡当地的市场环境，首先应用贝雷架支撑平台施工技术，降低安全风险，节约成本，同时采用分层分段浇筑法解决斯里兰卡大方量混凝土供应问题，为后续其他类似项目施工提供经验。
2.1贝雷架悬挑支撑平台的应用研究
2.1.1施工工艺原理
目前，对于超厚大跨度悬挑转换结构，斯里兰卡多使用工字钢、槽钢搭设悬挑支撑平台或使用传统荷载传递法搭设落地架。根据型钢支撑平台布置密度大、焊接量大、组装复杂的特点，通过使用贝雷架来代替传统型钢，将组装焊接等工序提前移至地面进行，减少高空作业，降低焊接量。通过MIDAS、ETABS两种有限元结构分析软件的计算及相互验算，合理布置贝雷架，相较于型钢支撑，大幅减少了贝雷架的布置密度，降低前期安装与后期拆卸的难度，科学压缩了施工时间。（图1）。
2.1.2贝雷片组装及固定
（1）贝雷架组装：本项目采用标准321型贝雷架，每片贝雷架质量为270kg，尺寸为1.5m×3.0m，根据贝雷架支撑平台布置图（图2），使用销钉将贝雷片组装至规定长度。随后使用花窗将两片组装好的贝雷梁进行连接。组装并验收完成后使用塔式起重机进行吊装。（2）贝雷架与楼板固定：混凝土浇筑前需提前埋好预埋件，并使用全站仪进行定位，定位完成后将预埋环与板筋固定，防止浇筑混凝土时发生偏位。贝雷梁在安装前需先在楼板上放好安装位置线，确保吊装位置准确。本工程悬挑贝雷梁，采用预埋锚环固定，每根贝雷梁设6~8个固定点，每个固定点设一个预埋环，预埋环上部使用3块10mm厚的钢板与贝雷梁进行固定，预埋环上部使用双螺帽，预埋环采用20圆钢。（3）贝雷架主次梁固定：本项目塔1A区、塔3B区布置贝雷次梁，贝雷主、次梁之间通过U形环进行固定，U形环使用双螺帽进行固定。（4）悬挑贝雷架端部固定：结构施工前，在图纸相应位置及标高预埋8.8级M30高强螺栓（图3）。20mm钢板按照图纸做法预先焊接钢托座，贝雷梁与连接钢板采用栓焊连接，贝雷梁阳头与连接耳板栓接后，与连接耳板、钢板及钢托座焊接固定，然后进行整体吊运、安装。贝雷梁阳头与钢板及钢托座角焊缝需双面满焊。
2.1.3安装水平H型钢
安装水平分配H型钢，在垂直贝雷梁方向按照承插式脚手架立杆间距铺设H型钢，作为荷载水平传递分配杆件，H型钢用20mm圆钢环筋（环筋开口朝上，螺帽及扣板在上）与贝雷架上弦杆扣紧。在工字钢之间的空隙处满铺模板或木跳板作为钢管脚手架搭设操作平台。
2.1.4模架安装及形变监测
本项目模板支撑体系采用钢管扣件式满堂支撑架，面板采用15mm覆面木胶合板，支撑采用斯里兰卡现有的Φ48mm×2.9mm镀锌钢管，立杆纵横向间距均为0.7m，步距1.20m，板底方木龙骨间距150mm。立杆顶部自由端不得大于0.25m，扫地杆距离地面不大于0.2m，双钢管的悬挑长度不应大于150mm，方木悬挑长度不大于150mm。满堂架外四周立面均沿高度及长度搭设剪刀撑，竖向连续剪刀撑每隔6跨设置一个，竖向剪刀撑从底到顶布置，竖向剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角宜为45°~60°。模板搭设完成后，由项目负责人组织验收，验收人员包括施工单位和项目两级技术人员、项目安全、质量、施工人员。主要检查立杆是否放置在工字钢中心位置、立杆间距、步距、立杆自由端长度、扣件力矩、顶托锁紧程度等是否符合方案要求。贝雷架悬挑支撑区域进行混凝土浇筑时，为防止贝雷梁发生沉降对楼板顶面标高造成影响，确保支撑平台在混凝土浇筑过程中安全稳定，项目设置沉降观测点，安排专人进行沉降观测，每小时记录1次。
2.1.5贝雷架的拆除
（1）拆除条件：因结构为悬挑结构，架体拆除时混凝土强度应达到100%。（2）拆除流程：清理架体上的障碍物及悬浮物、检查架体的每个节点、连墙杆及支承件、做好拆除前的准备工作→拆除模板及支模架体→拆除分配工字钢→拆除贝雷梁次梁→拆除贝雷梁主梁。（3）拆除方法：在模板支设时，需在楼板板底、距贝雷架两端部1m处预埋20U形环，以便今后悬挂手动葫芦拆除贝雷架及悬挂钢丝绳将贝雷梁放到楼面上。贝雷架解体时，应注意要增加临时固定装置，以免分解后的梁段倾倒、掉落引发事故。待上部架体拆除完毕后，应先解除斜拉钢丝绳，然后采用塔式起重机分段吊装拆除或手拉葫芦分解拆除的方式进行贝雷架的拆解，同时做好码放工作。整个拆除过程中，需有专人进行全程跟踪监督，同时做好下部地面位置的警戒工作。贝雷架平台的拆除要遵循先装后拆的施工工艺，采用人工拆除，及时运走。
2.1.6经济效益分析
贝雷架租赁及其他配件加工共计投入4.1万元（表2），前期测算的型钢悬挑支撑平台共需花费17.4万元（表3），贝雷架支撑平台较型钢支撑平台节约13.3万元，有着明显的经济效益。另外，相较于传统的型钢支撑平台或落地式模架，贝雷架支撑平台大幅减少了型钢加工和落地式模架搭设工作，提高了施工速度，节约工期30d。
2.2转换板混凝土浇筑应用研究
2.2.1分层浇筑
由于整体转换板板厚2m，配筋率高，自重大，若采用一次性浇筑，将导致满堂架立杆间距十分密集，需消耗大量的钢管、扣件等周转材料及人工成本，工期也不可避免的延长。同时，由于转换层下部楼层板厚仅为250mm，其楼板承载力不足以支撑转换层一次性浇筑时产生的巨大荷载。本项目通过减小转换板内部拉钩间距以增大其水平向抗剪强度的方式，将转换层分2层浇筑。在浇筑第2次混凝土时，可利用首次浇筑的混凝土结构的承载力，降低模板和支撑系统的成本。第一次浇筑0.8m，在混凝土初凝前将混凝土表面拉毛，终凝后使用高压水枪将松散的混凝土冲掉，待混凝土强度达到设计强度的75%后，浇筑第二层混凝土，混凝土浇筑高度1.2m（图4）。但值得注意的是，转换层首次浇筑的混凝土结构在第2次混凝土浇筑前处于零应力状态，在第2次混凝土浇筑后，转变为受力状态。其内力大小将取决于水平施工缝的位置和模板支撑系统的刚度这两个主要因素。在转换层模板拆除前，转换层结构的下部（首次浇筑部分）处于有应力状态，而上部（第2次浇筑部分）却处于零应力状态。模板拆除转换层结构进入工作状态后，除承担由设计条件所产生的内力外，其施工阶段产生的内力将始终迭加在构件的各种内力状态中，是一种不可消除的初始条件。因此，在编制专项施工方案时，需对转换层结构进行验算，适当增大模板系统的刚度，以控制由于施工原因在结构中产生的附加内力。
2.2.2大体积混凝土测温
转换板浇筑属于大体积混凝土浇筑，对抗裂要求较高，本项目在梁侧模、板侧模使用3mm厚岩棉保温层进行覆盖，并在混凝土表面覆砂进行保温。每片区域设置3组测温点，每组设置3处传感器，分别布置在大体积混凝土的上、中、下位置（图5）。测温持续时间为7d。
3结束语
斯里兰卡Tri–Zen公寓楼设计–施工项目属于通过对贝雷架悬挑支撑平台及转换层分层浇筑的创新应用，降低了转换层施工安全风险，节约了施工成本，减少了所需工期，创造了良好的经济、社会效益，取得了阶段性成果，为后续同类项目的转换层施工提供了参考经验和实践支撑。
参考文献
[1]李尚生.贝雷梁支撑体系在高层建筑转换层结构施工中的应用[D].青岛：山东科技大学，2013.
[2]王荣军.高层建筑厚板转换层的施工技术研究[D].武汉：武汉理工大学，2007.
单位:张凤鑫 王壮壮 巴盼峰 崔金涛 张浩宇 作者:天津大学建筑设计规划研究总院有限公司 天津城建大学土木工程学院