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摘要：城市综合体中的超高层建筑高空转换层结构具有较大的施工难度。以某城市综合体工程为研究对象，着重分析超高层建筑高空混凝土梁式转换层模板支撑系统及混凝土浇筑等方面的施工技术，包括转换层总体技术路线、模板排架设计、整体支撑体系设计等。这些技术应用可以给类似的超高层高空转换层结构施工项目提供借鉴和参考。
关键词：超高层建筑 ；城市综合体 ；高空转换层 ；模板支撑 ；混凝土浇筑
1 工程背景
在商业化建设需求猛增和城市核心区土地供应紧张的大背景下，集商业、办公、住宅、餐饮、文娱和交通等城市生活空间为一体的大型城市综合体逐渐成为城市开发及市场需求的热点。由于使用功能及空间结构转换的需要，城市综合体大多设有高空转换层结构。
某广场建筑面积约70万m2，地下4层，地上裙房4层（局部5层）。裙房以上为 10 栋超高层塔楼，其中有6栋塔楼含大截面梁式转换层，转换层以下为框架结构，转换层以上为框剪结构。
本工程各个塔楼转换层梁面标高为 33.00 m，属于高空转换层，大梁截面主要为 800 mm×2 500 mm、1800mm×2 500 mm、2 100 mm×2 500 mm、1 200 mm×2 000 mm 等，转换梁为上翻梁，板厚 200 mm，板面标高 32.00 m（6 层楼面），混凝土强度等级为 C60。
2 转换层施工总体技术路线
由于转换层梁截面尺寸较大，所以转换层以下的一层楼板难以承担自重及施工荷载。为将转换层荷载有效分担，拟采用多层楼板共同受力的原理，即转换层结构通过排架受力，同时保留 2～5 层的排架体系，转换层自重及施工荷载直接传力于2, 3, 4, 5层梁板，再经混凝土柱、核心筒将力传递于基础。为保证转换层施工安全，混凝土分3次浇筑，其中第1次浇筑与第2次间隔3d，以便第1次浇筑的混凝土提前承担部分转换层荷载。
3转换层模板排架设计
3.1转换层模板排架总体布置
3.1.1材料选择
根据本工程的特点以及施工工期、质量和安全要求，现场排架主要采用} 4 8.0 m m X 3.5 m m扣件式钢管搭设成满堂脚手架，作为梁板的支撑体系。采用九夹板作为模板，其规格为1 830 mm X 915 mmX 18 mm。在模板满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，尽可能提高表面光洁度，阴阳角模板统一整齐。整个排架体系立杆，全部采用可调顶托。为增加排架整体的受力性，立杆底全部采用木方作为垫块。
3.1.2转换层排架支设参数
转换梁截面主要为8 00 mm X 2 500 mm, 1 800mm X 2 500 mm、2 100 mm X 2 500 mm、1 200 mmX 2 000 mm，且为上翻梁，板厚200 mm。梁底及板底水平杆均采用可调托撑加双钢管形式。经计算，板底纵横向立杆间距800 mm，梁底立杆沿梁跨度方向均为400 mm,沿梁宽方向蕊600 mm，转换层排架水平杆步距1 500 mm o剪刀撑的布置按加强型构造要求，沿梁方向设置竖向剪刀撑，间距不大于sm，水平向在梁底设置一道水平剪刀撑。
转换层施工现场排架搭设情况见图1.
3.1.3转换层排架施工要点
5层层高6.07 m(至转换层板面高度)，根据结构设计，转换层梁上翻500 mm或1 000 mm。由于各工种交叉作业，因此模板排架搭设应严格按照施工流程进行，优先搭设大梁排架，绑扎梁柱钢筋，板筋暂不绑扎。验收合格后开始第1次混凝土浇筑(至板面以下100 mm)，即浇筑1.20 m的梁高。第1次混凝土浇筑完成后进行板筋绑扎，3d后开始第2次浇筑，浇筑至与板面标高平，即32.00m。第2次浇筑完成24 h后安装上翻梁侧模板，进行第3次混凝土浇筑。由于转换层梁较高，因此上部钢筋绑扎过程中可利用梁两侧的排架立杆再架设1道跨梁横杆作为钢筋支架，间隔5.00 m设置。在钢筋绑扎过程中，转换梁两侧的楼板排架暂时只搭设至梁底标高，梁钢筋绑扎完成后再将排架搭设至板底，以便留有足够的操作空间绑扎大梁钢筋(尤其是箍筋)。由于转换梁箍筋较密，所以混凝土分次浇筑过程中可不设置抗剪钢筋。
3.2特殊部位模板排架设计
3.2.1局部悬挑梁
转换层局部梁板为悬挑结构，悬挑出结构外边线长度达2.10 m，由于施工工况原因该位置无法搭设落地脚手架，因此采用型钢(16号工字钢)挑脚手作为悬挑梁的模板支撑体系，悬挑型钢端部及中部设置两道8号槽钢作为斜撑进行加固。挑脚手工字钢通过预埋在5层楼板上的U型螺栓固定。
3.2.2支撑楼面洞口封堵
由于转换层部分排架立杆位于5层楼板的洞口部位，因此这类洞口用16号工字钢作为立杆底座进行封堵，沿洞口长边方向排布，具体排列根据排架立杆实际间距进行排布。
4转换层整体支撑体系设计
4.1支撑体系设计理论基础
转换层施工时，下部保留2一5层楼板的排架，即转换层自重及施工荷载由2, 3, 4, 5层结构楼板承担。
转换层以下的2一5层楼板厚度110 mm，梁截面尺寸主要为300 mm X 800 mm, 400 mm X 800 mm，层高7m左右。由于2一5层楼板的排架保留，没有拆除，因此可近似认为排架体系的钢管轴线压缩变形相对于楼板弯起变形较小，可忽略不计，即近似认为排架轴力方向刚度无限大。根据变形协调原理，转换层荷载作用2一5层结构楼板的变形量可视为相同。不同抗弯刚度(EI)杆件共同承受荷载时，如变形相同则引起各杆件变形的内力与杆件抗弯刚度成正比，即各杆件承担的荷载(内力的来源)与杆件抗弯刚度成正比。转换层以下2一5层结构为商业用房，其结构形式及梁板尺寸相差不大，抗弯刚度基本相同，因此对于转换层
楼荷载可认为由2一5层楼板均匀承担，即每层楼板承担转换层荷载的25%。转换层整体支撑立面示意图见图2.
4.2整体支撑体系建模验算
在实际施工过程中，由于排架自身刚度、压缩变形等原因致使5层楼板承担的荷载大于其他几层楼板，即越远离转换层的楼层所受力越小(变形越小)。出于安全考虑，将2层结构对转换层的承载作用作为安全储备，仅考虑3,4、5层结构的承载。转换层荷载按整体均布，通过有限元软件建模分析，考虑材料时间非线性。模型考虑钢管支撑应力控制120 MPa，模板支撑钢管考虑单压杆，采用GAP模拟缝隙单元，这个单元用以模拟只压不拉特性。
选择典型框架进行计算，分析计算结果后可知，在只保留3层楼板支撑的情况下，最上层弯矩略大于下2层梁弯矩，符合比例稍高，约高出32%。经复核其余梁，其比例差异在26%一35% ,考虑最不利的35%，则1层最多分担38%，与平均分担的33%差异不大。因此可以近似认为，3层平均分担了转换层楼面荷载。根据设计图纸，原各层楼面荷载尚有活荷载400 kg ,墙体均布荷载200响及吊顶楼地面预留荷载200 kg，共计每层800 kg余量，所以3层尚可承担2 400 kg/m2的施工荷载。复核考虑转换层施工的荷载分项系数为1.35，因此实际可以加载平均3 240 k创m2的荷载。满足转换层施工荷载要求。
结语
通过运用以上施工技术，该广场施工完成3栋含高空梁式转换层的超高层。实践证明，这些转换层施工技术既保证了工程质量、工程安全，又缩短了工期。经检测，转换层及以下各楼层混凝土强度、质量达到设计要求，结构验收合格。这些技术措施很好地解决了超高层建筑高空混凝土梁式转换层在施工中遇到的难点问题，为类似高空转换层结构施工积累了较为成熟的工程经验。
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论文作者:李忠伟
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/9/4
标签：排架论文; 荷载论文; 楼板论文; 混凝土论文; 高层建筑论文; 结构论文; 模板论文; 《工程管理前沿》2019年10期论文;