關于大跨度井字梁結構的施工及設計要點

宋敏一　張義想

摘要：文章結合德興銅礦環保設施完善工程，介紹了大跨度井字梁結構的施工及設計要點，從井筒主體結構、井結構框架以及井筒大體積砼施工控溫專項計算分析闡述了具體的操作要點以及計算過程。

關鍵詞：大跨度；井字梁結構；井筒主體；控溫專項計算；德興銅礦 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU745 文章編號：1009-2374（2015）19-0126-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.062

根據工程實際情況和現有的施工條件，結合具體工程施工經驗、技術水平以及施工機械設備配備，以先進合理的施工方法及工藝來闡述如何實現大跨度井字梁結構的施工及設計中的要點。

1 工程概況

德興銅礦環保設施完善工程——富家塢酸性水輸送2#泵站工程建設地點位于江西省德興市德興銅礦富家塢酸性水庫北面，為了滿足廢水調節、輸送等水庫容積的需求，特建立富家塢酸性水庫第二泵站。新泵站布置在現有酸性水庫的東北面山谷處，新泵站布置在現有取水泵站東北角，站址的自然地面高程為122.50m，目前庫區水位106m，水庫溢流水位117.0m。泵直徑為24m，共分為三層。一、二、三層分別為8m、3.8m、5.2m。結構形式為框架井字梁結構，梁的界面尺寸為寬400m、高1500m。

2 大跨度井字梁結構施工

2.1 施工工藝流程

進水口井字梁施工程序：施工準備→施工腳手架平臺搭設→鋼梁焊接→鋼梁支座焊接→鋼梁支撐吊裝→上部施工腳手架平臺搭設→鋼梁側墻吊環焊接→測量放線→模板、鋼筋安裝→混凝土澆筑→拆模。

2.2 模板支設

圖1 池底吊模板示意圖 圖2 池壁模板對拉示意圖

筒體模板支設關鍵部分就是筒壁的模板支設，筒壁采用的墻體為鋼筋砼剪力墻，其模板采用鋼模板，筒壁模板采用加固鋼筋厚度為Φ25，它的加固方式為橫向加固，加固拉桿購置特長拉桿。內模用鋼管與內架支撐。對拉螺桿采用￠16圓鋼制作而成，長度為壁厚+400，縱橫間距為500。筒體模板的池底和池壁模板如圖1、圖2所示。

2.3 筒體鋼筋施工

綁扎接頭為筒體鋼筋搭接的主要方式，底板鋼筋綁扎和井壁鋼筋綁扎是綁扎接頭的兩個工作環節。筒壁鋼筋的綁扎順序應是先兩側再上下對應綁扎，鋼筋與鋼筋搭接中心以及兩段都應用鐵絲綁牢，其鋼筋搭接的長度以及采用的位置施工單位都應該按照施工規范要求處理。對于雙排鋼筋之間的固定方式主要為綁拉筋或者采用支撐筋，它們之間橫縱距離都不超過0.6m，為了控制鋼筋的保護層厚度都要在它們外側綁扎砂漿墊塊。對于井壁洞口的規范設計要求，需要在洞口豎筋上劃標高線及綁縛鋼筋，要符合設計要求錨入洞口上下梁的長度要求。對于筒壁轉角與節點之間綁扎抗震構造筋及錨固長度需要按照設計要求。

3 井字梁結構框架施工

3.1 模板工程

（1）對于井字梁結構模板工程，豎向模板和支架所承重的支撐部分需要豎式安裝在墊板上，并且要有排水工程，為了防止模板和支架傾覆，在按照安裝過程中采用臨時固定設施；（2）現澆鋼筋砼梁模板能起拱的跨度長度不能小于5m，它的起拱高度為整個橋梁長度的3/1000，對于懸挑梁板起拱高度為20mm以上；（3）根據拆除柱模板和梁模板的順序和方法，需要采用先支撐后拆除，先拆除非承重部分再拆除承重部位，拆除過程采用自上而下的原則，對于拆除跨度較大的梁底模時，需要先跨中厚兩端。拆模時對于拆除工具也有嚴格的要求，不能大錘和撬棍硬撬、硬砸，模板被拆除后需指定堆放，禁止亂扔。

3.2 鋼筋工程

在建筑施工過程中，施工單位發現問題或者設計有誤時，施工單位要與設計院以及建設單位及時聯系溝通，認真做好翻樣，對于翻樣的處理應由現場綜合技術組、質安組負責校審批準；（2）對于鋼筋制成的半成品，需要命專人負責驗收清理，領導組也要定期抽查；（3）梁、柱節頭的鋼筋均很密，核心箍不允許遺漏，綁扎確實困難的部位，將箍筋制成兩個型，待綁扎就位后，按搭接10d焊接成封閉箍。受力鋼筋保護層厚度要按設計要求留足。柱的豎筋在樓面的位置加焊一層相同規格的定位箍和定位筋，以預防鋼筋偏移。

4 大跨度井字梁結構設計及計算

4.1 井字梁結構的構造設計

井字梁的設計應與梁間距大小保持同步進算，當梁間距≤1.25m時，可近似地按雙向板計算，可以將梁折算成板的厚度；而當梁間距>1.25m時，應按照井字梁計算。大跨度井字梁平面結構適宜的跨度為8～24m。應盡量保證兩向跨度相等或相近，對于正向井字梁樓其長短向跨度比應≤1.5，長短向跨度比值不能確保情況下，應在跨中部分加設大梁或采用斜向井字梁體系；為了盡量避免或減小井字梁混凝土產生收縮裂縫，混凝土強度不宜過高，為了保證其強度適用，混凝土強度等級也不應低于C20，當跨度較大時應采用C30。井字梁的結構支撐體系應找連接點，保證兩端有充足的剛度，設計中采用剛節點，對邊梁的抗扭強度計算要把握良好。同時最好邊梁高度比井字梁高度高出20%～30%；與柱連接的井字梁應按照框架結構考慮，如果在計算中發現截面不足，則需要適當地增加梁的寬和高，保證其數據的不變。井字梁設計時應按照彈性方法計算，并保證其撓度值控制在L/300～L/400以內。

4.2 井字梁結構的計算

井字梁的結構屬于一種高次超靜定結構，結構力學中嚴密的數學解法會帶來較大的問題，通常情況下采用的是數值法與進似法進行計算。在實際的操作中，超靜定次數較少或是具有絕對性的井字梁計算，可以通過力法來求解。井字梁結構中的布置以及邊界條件手冊保持一致時，通過查表法進行設計。上訴條件均不能滿足的情況下，需要通過計算機程序計算。

井字梁的結構計算問題中，最難的就是井字梁的傳力過程不清晰，內力困難。另外，井字梁的結構尺寸也并沒有過于明顯的規律可循，大多都是憑借經驗。通常設計人員會參照簡支梁的做法，將跨度的某一值設置為井字梁的高度，但這并不合理。一些設計人員在計算井字梁支座處反力時，只是將井字梁最大剪力作為井字梁支座處反力，對于周邊板的三角形或梯形荷載都采用忽略不計。事實證明，在三角型的周邊，梯形荷載的反力是最大的剪力不能忽視，并在一定程度上會影響到基礎的安全性，井字梁交叉點沒有必要設置吊筋承擔井字梁傳遞的集中荷載，應該保證井字梁交叉處的兩側設置

箍筋。

5 結語

考慮到大跨度井字梁結構支撐架自身的安全穩定性要求以及泵站工程在正常運行酸性水庫庫區，將井筒主體結構作為設計的重點和難點，保證了工程的順利實施，也為類似工程提供了借鑒。在施工的過程中，堅持按照設計要求進行，不僅是施工的質量的保障，更是施工安全的保障。

參考文獻

[1]沈陽建筑大學.建筑施工模板安全技術規程（JGJ 162-2008）[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]劉忠明.重荷載高空間模板支撐架方案的探討[J].建筑安全，2008，（1）.

[3]王崗.建筑結構中井字梁設計技術探索[J].科技與企業，2012，（17）.

作者簡介：宋敏一（1983-），男，十一冶建設集團有限責任公司柳鋼項目部助理工程師，研究方向：施工管理；張義想（1976-），男，十一冶建設集團有限責任公司第三建筑安裝工程分公司中級工程師，研究方向：施工管理。

（責任編輯：蔣建華）