超高层建筑预应力结构转换板施工关键技术汇报

珍珠塔工程

超高、超大板式预应力

结构转换板施工关键技术研究北京城建北方建设有限责任公司2014年4月汇报材料提纲一、立项背景二、工程概况三、主要研究内容及创新点四、转换层施工技术五、推广应用情况六、经济效益与社会效益分析一、立项背景1.1行业背景

随着城镇化建设步伐的加快和城市中心土地的紧缺，将有越来越多的高层、超高层建筑拔地而起。众所周知，为满足经济效益，高层建筑一般将上部设计为住宅、办公用途，结构形式一般为剪力墙结构；下部设计为商业用房、停车场等，结构形式一般为框筒结构，以满足大开间的要求。由于建筑使用功能的变化，必须设置结构受力转换层。转换层是结构受力的主要部位，构件截面尺寸大、钢筋密集，且模架体量巨大。往往需要投入较多的材料及工期成本，所以优化转换层的设计施工对整个工程周期具有重要意义。

一、立项背景1.2工程背景

珍珠塔工程转换层位于地上九层，标高31米，转换板为2.5m高井字梁式混凝土结构，转换板面积3900m2,，钢筋用量1780吨，自重约2.5万吨，由于体量巨大，需连续设置10层模架支撑（支设至地下1层基础底板），其模架支撑用量为1150吨，周转浪费极大，且组装、拆除所用工期较长。为降低施工难度，加快施工进度，同时降低工程造价，充分体现“北京城建”工程总承包能力，我单位提出“超高、超大板式预应力结构转换板施工关键技术研究”课题。

汇报材料提纲一、立项背景二、工程概况三、主要研究内容及创新点四、转换层施工技术五、推广应用情况六、经济效益与社会效益分析二、工程概况

珍珠塔工程地处市中心核心商业区，毗邻著名建筑双子塔，建成后为当地地标性建筑。建筑功能为高级公寓，地下1层，地上43层。建筑高度169.6m。地下1层及2-7层为停车场，1层和8层为景观层，地下室至8层为大开间框架结构，9层之上为公寓，剪力墙结构。九层楼板为结构转换层，转换层设计为2m厚井字梁式转换板。转换板平面面积3900m2，建筑标高31m，转换板长88.7m，宽43.1m。见下图。续下页汇报材料提纲一、立项背景二、工程概况三、主要研究内容及创新点四、转换层施工技术五、推广应用情况六、经济效益与社会效益分析三、主要研究内容及创新点

原设计井字梁式结构转换层，构件典型特征为3000×2500mm井字梁，结构形式复杂，配筋密集、钢筋绑扎难度大，且由于结构转换层设计位置高，模板及支撑设计难度大，需要大量模板支架。针对以上问题，项目成立科技创新小组，通过对转换板施工技术进行研究、计算，决定先将井字梁式转换板变更为板式预应力转换板（后附设计变更），然后2m厚混凝土分两次浇筑，预应力分层布置，在第一次浇筑600mm范围内布置一道完整预应力筋束，在混凝土达到25Mpa后张拉预应力，张拉完毕进行上部1400mm厚混凝土浇筑。最后张拉1400mm厚混凝土内预应力钢绞线。三、主要研究内容及创新点该成果解决了梁式转换板普遍存在问题，共有以下创新点：1对设计方案进行优化，将井字梁式结构变更为预应力板式结构2预应力转换板分层浇筑，大量节省周转料3利用缓凝剂处理大面积水平施工缝4通过模拟试验确定大体积混凝土配合比及水平缝处理最佳时间三、主要研究内容及创新点3.1对设计方案进行优化，将井字梁式结构变更为预应力结构本工程转换层原设计为2.5m厚井字梁式混凝土结构，构件典型特征为3000×2500mm大梁，存在较多施工困难。经项目科技创新小组用PKPM结构设计软件建模计算，采用2000mm厚预应力板可以满足结构转换层设计需要。且可在预应力筋仅增加75吨的前提下，钢筋用量由1780吨减少至250吨，减少1530吨，减少钢筋用量86%；混凝土用量减少约2000m3;模板由6600㎡减少为5200㎡，减少模板用量21%。经与设计、甲方沟通最终采用此设计方案。新旧设计方案平面图对比原设计方案：井字梁式钢筋混凝土转换层新设计方案：板式预应力转换层续下页三、主要研究内容及创新点

通过新旧设计图纸对照，可明显看出梁式结构转换层与板式结构转换层的构造区别，因板式转换层内配置多层预应力钢筋，其普通钢筋用量由原设计的1780t减少至250t，减少钢筋用量86%，由图示可以看出，变更以后大大降低模板及钢筋的施工难度。前后方案配筋对比见右图：旧设计方案转换梁剖面特征图新设计方案转换板剖面特征图三、主要研究内容及创新点3.2预应力转换板分层浇筑，大量节省周转料

原设计井字梁式转换板板厚2m，梁高2.5m，面积3900m2,，自重约2.5万吨，平米自重约6吨。由于体量巨大，经计算需连续设置10层模架支撑（支设至地下1层基础底板）方可满足施工需要，模架用量需1150吨。转换板变更为板式预应力结构形式后，为加快进度、节省措施费，利用结构计算软件建模计算，将预应力分层布置，混凝土按分层厚度分两次浇筑，第一层600mm厚，第二层1400mm厚。600mm厚混凝土内布置一层完整的预应力筋束，待预应力筋张拉完用以承载第二次浇筑的1400mm厚混凝土自重及施工活荷载，模架设计时只需考虑600mm厚混凝土自重及施工活荷载，经计算，搭设6、7、8三层模架支撑即可满足。可大幅度降低模架用量，缩短了工期、节约了人工及租赁成本。三、主要研究内容及创新点3.3利用缓凝剂处理大面积水平施工缝

转换板混凝土分次浇筑将出现水平施工缝，水平施工缝传统处理方式一般有两种：一为插大量剪力筋，用于连接上下层混凝土；二为留设方木键槽，混凝土终凝后将方木剔除。第一种处理方法大大增加钢筋用量；第二种处理方法施工缝处理时间及人工工日耗费太多。本工程结合当地气候及混凝土施工方法，第一次混凝土浇筑完毕后，对表面洒缓凝剂以减缓表面初凝时间。即在混凝土内部达到初凝而表面尚未初凝时，用高压水冲洗混凝土表面，使混凝土表面粗糙，露出石子，满足水平施工缝处理要求。而缓凝剂价格较低，每平米费用不到1元，高压水冲洗表面省时省力，可以满足施工需要。三、主要研究内容及创新点3.4通过模拟试验确定大体积混凝土配合比及水平缝处理最佳时间为确定大体积混凝土最佳配合比及水平施工缝最佳处理时间，本工程共进行了两个模拟试验，一个为大体积混凝土测温模拟试验；另一个为水平施工缝处理模拟试验。通过测温模拟试验，可精确得知同配比混凝土的温升情况；通过施工缝处理模拟试验可精确得知表面缓凝剂的用量及冲洗混凝土表面的最佳时间。模板保温埋设测温点

大体积混凝土模拟实验试件制作水平施工缝冲洗

水平施工缝处理模拟实验汇报材料提纲一、立项背景二、工程概况三、主要研究内容及创新点四、转换层施工技术五、推广应用情况六、经济效益与社会效益分析四、转换层主要施工技术4.1模板及支架模板设计仅需考虑第一层600mm混凝土自重及施工荷载。结合当地材料情况，转换板模板支撑采用A4055M1219门式脚手架,脚手架立杆间距1.2×0.9m。门式架立杆壁厚2mm，单杆理论承载力为2.5t。模板采用12mm厚多层板，次龙骨为50×50mm方钢管，间距300mm，主龙骨为100×150mm方木，间距900mm。下图为搭设照片。续下页转换砖层以券下楼遮层需仗连续份设置3层支概撑回备顶。转换世层的蹈下层伴（7、8层）独利用辣尚未无拆除结的模边板及梨支架搅作为识该层趣的竖月向支黑撑体吃系，6层在帅拆模别后回荐顶。因7、8层楼徒板、捷梁的翻平面吩布局窝与转勾换层融相差际较大幅，因惰此在戏施工7、8层楼跳板时敬就提土前对疏转换支板竖只向支椒撑体攀系做开了详豪细的发细部界尺寸众设计方，故9层转仗换层短的立肢杆与7、8层的弄支撑默立杆泽保证赔上下咐在同蛙一条仪垂直纱线上疼。6层回吼顶立粪杆位殿置也围与上夺层立像杆位拣置上删下对构应。续下队页四、去转换嫂层主挥要施掩工技绵术4.2洲钢筋络工程本工扣程钢哭筋工伤程需待要考热虑的颗重点冠是上遵铁钢雕筋网蕉片的纲绑扎须时间酱，因箱混凝望土分毕两次胃浇筑炊，第留二次饼浇筑守时间同大约观在第蜡一次随浇筑辈完毕胶之后店6-求7天芽。所竟以板衔上铁逢钢筋搞网片啦在第忘一次火混凝赏土浇居筑前贸绑扎裂或在完浇筑怠后绑乘扎都报是可窗行的避。考米虑到跳一次敏绑扎心成型掏便于阵钢筋香连续里作业嘴和劳券动力辰安排混，且棵在底穷层混岁凝土廊浇筑寄时，扯有便样利的睛人工牛及设秃备施柏工操叹作平掩台，糖最终考决定船板上煤铁钢逗筋网夏片在聋底层慕混凝锈土浇按筑前迹绑扎哀。续下舌页4.3混凝柜土工神程4.择3.绣1烦大体积积混攀凝土气配合窄比设鞭计由于粪混凝潜土分锤层浇模筑，因底层悉混凝纱土浇爱筑完布毕后迎需等啦待强雄度增等长至延25堤Mp焰a后阶进行宅预应械力张柴拉的效技术观间歇炭期，践所以沙从配许合比听设计室方面肌既要子考虑赢控制福温度压，也虽要考态虑强锄度增直长速帖度。袜通常及状况疯下这常两者蚊是矛敌盾的船，强你度增季长快酿必然物伴随拳着水育化热筋释放封快而瘦且多睛。上脂层1贱40央0m脑m厚瞎混凝界土并塔没有柏技术心间歇弟期，蛛所以宽只需杯满足策强度箱和温皇度要渴求即阀可。推综合帅以上旗情况鸭，决鉴定两东层混扎凝土御采用取不同名配合姜比。为确心定混性凝土膜最佳亡配合燃比，否我们绿进行杀了测质温试增验，茂试验绝过程汪具体蚁如下扮：续下园页4.3混凝苏土工斩程4.接3.誉1付大体气积混畅凝土寇配合狡比设梦计制作旁长宽叫各1m，高陡度2m的测需温试痒件。缠模板妙四周腰用保弯温板肿封闭怖严密铜，以谁模拟鼓大体丽积混别凝土点板中坊心水程化热神不能遣散发后的情略景。模拟插试件予模板肆保温模拟谎试件译测温院点埋滋设续下定页测温院仪器敞：混开凝土阳测温鼻采用灶电子犯自动传测温印系统学，测眼温设料备名墨称为YO供KO派GA仪WA斥F烘X项-1砍12厕Da萄ta浅L参og鸣ge抬r，以单下简锦称FX菌-1谋00。FX抢-1和00配备炼显示依器，嚷可以赴显示杠每一研个测岗温点科的即季时温绕度。转可以笔根据架即时瓜温度劣调整狐混凝他土保裂温措铺施等坡。内置湿记忆意存储党卡，浇每隔15分钟甜记录贯一次豪温度觉。非岔常便胆利于口整理俊汇总垃测温讲记录沙。可自陆动生乔成温孝度变撑化曲窝线，座显示评温升爱规律仔。安装具测温著仪器测温枕仪器园读数4.3混凝畅土工壶程4.档3.搭1算大体走积混贡凝土环配合拆比设啄计模拟葬测温货试验勺结果忆：60赵0m哈m混凝本土中拾心最悔高温妄度65熔.5纺℃，14医00绢mm混凝府土中动心最朗高温军度69幼.5锯℃。内党外温腰差最越大16混℃。满潜足设命计要辞求。先后托在搅姿拌站援进行屈了3焰次试若拌试暑压工尝作，第最终竖才确墓定了墙混凝恩土配墓合比定。具驰体如蚊下：配合驱比设摩计：60戚0m距m厚隙混凝懂土配荐合比姻：水泥1OPC水泥2GGBS水泥3MASCRETE

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砂子石子水冰屑缓凝剂ml减水剂ml水灰比1252958859301005084042000.3614蚀00冬mm混凝类土配师合比OP舍C—普通豆波特翅兰水其泥GG申BS磨—普通散水泥通与粉讨煤灰做的掺杨合料MA串SC王RE打TE赛—矿渣撤水泥4.3混凝沟土工盲程4.戴3.载2词水平光施工问缝处绒理本工悲程转科换层甘混凝深土分阁两次需浇筑饱，两捧次浇伐筑间成隔时闯间约7天。肃而本遵工程农所配占置的劳竖向夜钢筋悄如拉脊钩、团剪力杀筋、团预应孔力筋剃支架尼等，毁其间删距较证大，集约40贫0m车m，单却靠竖汽向钢糊筋并叨不能筛满足逮两次敢混凝采土的棍粘结雀要求勤。通过春各种赔方案士比较烛，如完预留传抗剪俯槽、始增加猫抗剪爱钢筋柴、混研凝土结表面士搓毛发或剔埋凿、随洒混权凝土筋表面辈处理斜剂等蚂，均境需要剃耗费齐大量够劳动颈力或穷原材卡料，巩成本役很高波。最疼终决兴定采弦用一饿种创鹅新的健方式张，即酬在浇馅筑完蓝的混腹凝土暖面上桶洒缓桃凝剂嚼，待弄内部球混凝合土达照到初败凝，伟表面味混凝裂土尚瞎未凝腰固时是，用是高压给水冲庙洗混取凝土贤表面铃。冲帜洗掉污尚未舒凝固使的浮挨浆，骂使混绩凝土死表面然达到蕉粗糙予的效概果。续下草页采用翠这种摆办法匆需要嗓控制说好缓追凝剂亡用量隔及表偷面冲圈洗时壮间。登为了薯精确诊控制爸上述趴内容着，我钻们进枯行了泥两次橡模拟哀试验惯。模拟始试验汇比较问简单娇，在寻地面虑上采糖用转闷换层枪配比骨的混霞凝土存浇筑4块1m眉×1养m×茂30僚0m架m厚的夕混凝庄土块备。在突其表写面洒很缓凝篇剂。逢每间匪隔一洁段时救间冲巧洗一酷次。通过饶模拟捎试验杜得出化，采雕用MI荷RA烤88缓凝育剂，腿缓凝建剂用酒量10编㎡/升的朴情况锦下，仗其最漫佳冲膝洗时销间为倒混凝抖土浇谋筑完刻毕后8.杨5小时魄。续下塞页模拟搞试验工程耳实践汇报仁材料昨提纲一、皱立项杏背景二、步工程情概况三、酸主要薄研究挨内容疮及创党新点四、惰转换点层施答工技炉术五、叛推广辉应用包情况六、居经济宫效益惊与社强会效穴益分捞析五、预推广窑应用约情况区别太于与指传统勉的梁援式结绕构转备换层嗽，板女式预吧应力穿结构弄转换捉层采枕用的梁是全已新的渠设计惑和施诱工理驴念，饱其特洪点是傍施工胡简便雁、快跃捷，抄工程猜造价争同传商统方笑式相钢比大孕幅降五低。疏采用昼混凝矩土分兆次浇燃筑、阅预应当力分硬层张乡丰拉的参施工尚方法轿，还腔能节阁约6击0%糠以上碍的模液板支梳架，换大大叼降低门施工戒成本燥。板偶式预击应力垄结构窄转换渗层尤这其适浆用于计超高仔层住说宅工怎程，防我国类目前恐有大铺量的滚高层众住宅唤工程狱，超狐高层立住宅导工程锦也有萌着广读阔的灯发展输前景碌，板雄式预恼应力漏结构湿转换码层设俗计和某施工模理念层，有哗着极片其重盖要的赏指导译意义待。板式开预应瞒力结煤构转杜换板饼在珍童珠塔牢工程酒的的现实践丛应用离，取犁得了泻良好络的效油果，箱具有研明显山的质峰量可衔靠性艺、经腥济实台用性翻和技驴术先歌进性查，获旗得了往业主上和设扶计的怖高度克评价议。该住研究残成果邀于《捡施工煤技术铲》（纵20海11抚年0耀8期疤）刊裹发，跨得到术较好匆反响严，为阻以后差的推榜广应若用打浸下了再良好惰的基塞础。汇报闯材料裹提纲一、唐立项母背景二、苹工程守概况三、折主要拦研究管内容彻及创恩新点四、尸转换谦层施热工技印术五、霞推广证应用体情况六、染经济欧效益具与社避会效疲益分苏析六、筑经济虚效益新与社怕会效庭益分叉析本课交题经芽过研浩究和孝实践亦，降哑低了迁施工灭成本手，缩碑短了流施工弯工期评，创售造了部良好柿的经赶济效托益和坏社会乔效益垒。具嚼体分须析如舱下：6.历1挽经幻玉济效属益分平析本工醋程转幻玉换层城原设桐计为部2.侧5m泊厚井底字梁袋式混么凝土私结构储，构属件典标型特谜征为抄30俱00应×2爽50锤0m成m大椅梁。碎经项环目人鼻员用钥PK众PM胆计算镇软件推建模信计算蒸，采牧用2冠00严0m悄m厚逗预应镰力板该可以哄满足袖结构写设计突需要绞。可笑在预纲应力划筋仅脏增加泳75才吨的谋前提鬼下，膛钢筋规用量棋由1伞78尽0吨亚减少浴至2伟50纪吨，源减少毒15贝30贸吨，享减少荣钢筋际用量芬86处%；般混凝途土用蓝量减苍少约折20屯00时m3;模忽板由迅66高00橡㎡减犹少为良52洒00女㎡，煌减少妖模板乒用量事21巷%。其中旗：1)上钢筋绿节约阶：（倘17由80搬t-缝25肃0t自）×坑0.蒸39酿万元妇/t躺=5卡96狸.7静万元2)放混凝东土节叉约：错20甘00仙m3×0航.0校37童万元宴/m3=7登4万律元3)猾模板弯节约丑：(革66绍00文-5泪20背0)勉×0称.0饺03狡2万丛元/询m2=4调.4母8万虾元4)充钢筋波工节穿约2庙70渴工日鸡，混瓶凝土朵工节安约7挥0工江日，羊木工音节约省80对工日吴，费昆用分锡别为秋：2脚70渔×3宪20疲+7谱0×杆26倚0+众80央×3肾70倦=8逮64厨00滋+1哨82墓00匪+2桨96鸟00俯=1肠34专20撕0元沈=1糊3.竹42晚万元共计似1）腿+2化）+理3）缴+4考）=傍68伪8.谣6万肢元。六、华经济和效益援与社故会效肺益分郊析（2霞）通红过采待用混忧凝土训分层家浇筑伴的方脱法，酸将原旨计算缘瑞模架悬用量葬由1哗15责0t聋降低称为3秆20裂t，双减少欲83捕0t絮模架姨用量心，节轮约措切施费迈用如