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隨著斯里蘭卡地價日益高昂，地塊形狀多變，建筑功能日益復雜化，使得建筑結構需采用結構轉換層來完成上、下層建筑物結構的轉換。隨著人們對生活水平要求的提高，轉換層除了起到結構轉換的作用以外，也承擔了娛樂、休閑等建筑功能，這也導致了轉換層結構變得十分復雜。轉換層尤其是在懸挑、架空區域的轉換層具有自重大、結構復雜、施工危險性高的特點。目前，對于懸挑結構，多使用型鋼搭設懸挑支撐平臺，但使用型鋼支撐平臺需大量的高空焊接作業，有較高的安全風險，而且普通型鋼的承載力不足以支撐轉換層施工時產生的荷載，需使用大型尺寸的型鋼，但這也意味著高成本的投入。因此，總結出一種安全性強、經濟性好、搭設工期短、周轉率高的施工方法十分必要。以斯里蘭卡Tri–Zen公寓樓設計–施工項目工程實例，介紹超厚大跨度懸挑轉換結構施工方法，為后續此類工程提供經驗參考。
1工程概況
Tri–Zen公寓樓項目位于科倫坡市中心，地上53層，無地下室，總建筑面積12萬m2，建筑高度197m，為目前斯里蘭卡最大的在建住宅項目。項目由一個整體車庫層裙樓和3棟住宅層塔樓組成，包含一個2m厚的整體轉換層和一個1.5m厚的局部轉換層。局部轉換層板突出裙樓結構，懸挑區高度達45m，最大懸挑長度約9m。轉換層上設有泳池、園林等其他娛樂設施（表1）。
2超厚大跨度懸挑轉換結構的應用研究
本項目基于斯里蘭卡當地的市場環境，首先應用貝雷架支撐平臺施工技術，降低安全風險，節約成本，同時采用分層分段澆筑法解決斯里蘭卡大方量混凝土供應問題，為后續其他類似項目施工提供經驗。
2.1貝雷架懸挑支撐平臺的應用研究
2.1.1施工工藝原理
目前，對于超厚大跨度懸挑轉換結構，斯里蘭卡多使用工字鋼、槽鋼搭設懸挑支撐平臺或使用傳統荷載傳遞法搭設落地架。根據型鋼支撐平臺布置密度大、焊接量大、組裝復雜的特點，通過使用貝雷架來代替傳統型鋼，將組裝焊接等工序提前移至地面進行，減少高空作業，降低焊接量。通過MIDAS、ETABS兩種有限元結構分析軟件的計算及相互驗算，合理布置貝雷架，相較于型鋼支撐，大幅減少了貝雷架的布置密度，降低前期安裝與后期拆卸的難度，科學壓縮了施工時間。（圖1）。
2.1.2貝雷片組裝及固定
（1）貝雷架組裝：本項目采用標準321型貝雷架，每片貝雷架質量為270kg，尺寸為1.5m×3.0m，根據貝雷架支撐平臺布置圖（圖2），使用銷釘將貝雷片組裝至規定長度。隨后使用花窗將兩片組裝好的貝雷梁進行連接。組裝并驗收完成后使用塔式起重機進行吊裝。（2）貝雷架與樓板固定：混凝土澆筑前需提前埋好預埋件，并使用全站儀進行定位，定位完成后將預埋環與板筋固定，防止澆筑混凝土時發生偏位。貝雷梁在安裝前需先在樓板上放好安裝位置線，確保吊裝位置準確。本工程懸挑貝雷梁，采用預埋錨環固定，每根貝雷梁設6~8個固定點，每個固定點設一個預埋環，預埋環上部使用3塊10mm厚的鋼板與貝雷梁進行固定，預埋環上部使用雙螺帽，預埋環采用20圓鋼。（3）貝雷架主次梁固定：本項目塔1A區、塔3B區布置貝雷次梁，貝雷主、次梁之間通過U形環進行固定，U形環使用雙螺帽進行固定。（4）懸挑貝雷架端部固定：結構施工前，在圖紙相應位置及標高預埋8.8級M30高強螺栓（圖3）。20mm鋼板按照圖紙做法預先焊接鋼托座，貝雷梁與連接鋼板采用栓焊連接，貝雷梁陽頭與連接耳板栓接后，與連接耳板、鋼板及鋼托座焊接固定，然后進行整體吊運、安裝。貝雷梁陽頭與鋼板及鋼托座角焊縫需雙面滿焊。
2.1.3安裝水平H型鋼
安裝水平分配H型鋼，在垂直貝雷梁方向按照承插式腳手架立桿間距鋪設H型鋼，作為荷載水平傳遞分配桿件，H型鋼用20mm圓鋼環筋（環筋開口朝上，螺帽及扣板在上）與貝雷架上弦桿扣緊。在工字鋼之間的空隙處滿鋪模板或木跳板作為鋼管腳手架搭設操作平臺。
2.1.4模架安裝及形變監測
本項目模板支撐體系采用鋼管扣件式滿堂支撐架，面板采用15mm覆面木膠合板，支撐采用斯里蘭卡現有的Φ48mm×2.9mm鍍鋅鋼管，立桿縱橫向間距均為0.7m，步距1.20m，板底方木龍骨間距150mm。立桿頂部自由端不得大于0.25m，掃地桿距離地面不大于0.2m，雙鋼管的懸挑長度不應大于150mm，方木懸挑長度不大于150mm。滿堂架外四周立面均沿高度及長度搭設剪刀撐，豎向連續剪刀撐每隔6跨設置一個，豎向剪刀撐從底到頂布置，豎向剪刀撐桿件的底端應與地面頂緊，夾角宜為45°~60°。模板搭設完成后，由項目負責人組織驗收，驗收人員包括施工單位和項目兩級技術人員、項目安全、質量、施工人員。主要檢查立桿是否放置在工字鋼中心位置、立桿間距、步距、立桿自由端長度、扣件力矩、頂托鎖緊程度等是否符合方案要求。貝雷架懸挑支撐區域進行混凝土澆筑時，為防止貝雷梁發生沉降對樓板頂面標高造成影響，確保支撐平臺在混凝土澆筑過程中安全穩定，項目設置沉降觀測點，安排專人進行沉降觀測，每小時記錄1次。
2.1.5貝雷架的拆除
（1）拆除條件：因結構為懸挑結構，架體拆除時混凝土強度應達到100%。（2）拆除流程：清理架體上的障礙物及懸浮物、檢查架體的每個節點、連墻桿及支承件、做好拆除前的準備工作→拆除模板及支模架體→拆除分配工字鋼→拆除貝雷梁次梁→拆除貝雷梁主梁。（3）拆除方法：在模板支設時，需在樓板板底、距貝雷架兩端部1m處預埋20U形環，以便今后懸掛手動葫蘆拆除貝雷架及懸掛鋼絲繩將貝雷梁放到樓面上。貝雷架解體時，應注意要增加臨時固定裝置，以免分解后的梁段傾倒、掉落引發事故。待上部架體拆除完畢后，應先解除斜拉鋼絲繩，然后采用塔式起重機分段吊裝拆除或手拉葫蘆分解拆除的方式進行貝雷架的拆解，同時做好碼放工作。整個拆除過程中，需有專人進行全程跟蹤監督，同時做好下部地面位置的警戒工作。貝雷架平臺的拆除要遵循先裝后拆的施工工藝，采用人工拆除，及時運走。
2.1.6經濟效益分析
貝雷架租賃及其他配件加工共計投入4.1萬元（表2），前期測算的型鋼懸挑支撐平臺共需花費17.4萬元（表3），貝雷架支撐平臺較型鋼支撐平臺節約13.3萬元，有著明顯的經濟效益。另外，相較于傳統的型鋼支撐平臺或落地式模架，貝雷架支撐平臺大幅減少了型鋼加工和落地式模架搭設工作，提高了施工速度，節約工期30d。
2.2轉換板混凝土澆筑應用研究
2.2.1分層澆筑
由于整體轉換板板厚2m，配筋率高，自重大，若采用一次性澆筑，將導致滿堂架立桿間距十分密集，需消耗大量的鋼管、扣件等周轉材料及人工成本，工期也不可避免的延長。同時，由于轉換層下部樓層板厚僅為250mm，其樓板承載力不足以支撐轉換層一次性澆筑時產生的巨大荷載。本項目通過減小轉換板內部拉鉤間距以增大其水平向抗剪強度的方式，將轉換層分2層澆筑。在澆筑第2次混凝土時，可利用首次澆筑的混凝土結構的承載力，降低模板和支撐系統的成本。第一次澆筑0.8m，在混凝土初凝前將混凝土表面拉毛，終凝后使用高壓水槍將松散的混凝土沖掉，待混凝土強度達到設計強度的75%后，澆筑第二層混凝土，混凝土澆筑高度1.2m（圖4）。但值得注意的是，轉換層首次澆筑的混凝土結構在第2次混凝土澆筑前處于零應力狀態，在第2次混凝土澆筑后，轉變為受力狀態。其內力大小將取決于水平施工縫的位置和模板支撐系統的剛度這兩個主要因素。在轉換層模板拆除前，轉換層結構的下部（首次澆筑部分）處于有應力狀態，而上部（第2次澆筑部分）卻處于零應力狀態。模板拆除轉換層結構進入工作狀態后，除承擔由設計條件所產生的內力外，其施工階段產生的內力將始終迭加在構件的各種內力狀態中，是一種不可消除的初始條件。因此，在編制專項施工方案時，需對轉換層結構進行驗算，適當增大模板系統的剛度，以控制由于施工原因在結構中產生的附加內力。
2.2.2大體積混凝土測溫
轉換板澆筑屬于大體積混凝土澆筑，對抗裂要求較高，本項目在梁側模、板側模使用3mm厚巖棉保溫層進行覆蓋，并在混凝土表面覆砂進行保溫。每片區域設置3組測溫點，每組設置3處傳感器，分別布置在大體積混凝土的上、中、下位置（圖5）。測溫持續時間為7d。
3結束語
斯里蘭卡Tri–Zen公寓樓設計–施工項目屬于通過對貝雷架懸挑支撐平臺及轉換層分層澆筑的創新應用，降低了轉換層施工安全風險，節約了施工成本，減少了所需工期，創造了良好的經濟、社會效益，取得了階段性成果，為后續同類項目的轉換層施工提供了參考經驗和實踐支撐。
參考文獻
[1]李尚生.貝雷梁支撐體系在高層建筑轉換層結構施工中的應用[D].青島：山東科技大學，2013.
[2]王榮軍.高層建筑厚板轉換層的施工技術研究[D].武漢：武漢理工大學，2007.
單位:張鳳鑫 王壯壯 巴盼峰 崔金濤 張浩宇 作者:天津大學建筑設計規劃研究總院有限公司 天津城建大學土木工程學院