浅析大跨度预应力混凝土转换梁施工技术

摘要：随着国内外高大建筑数量的不断增多，建筑结构向大跨度、大空间的方向发展，在转换层结构中应用较为广泛的预应力混凝土转换梁结构也相应具有结构构件跨度和截面大型化的趋势，对大跨度预应力混凝土转换梁结构施工技术的分析和总结具有实践意义。

关键词：大跨度；预应力；转换梁；混凝土；施工技术；

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1. 施工力学问题

1.1模板支撑系统的受力

一般情况下，在未施加预应力之前，转换梁结构的绝大部分混凝土自重、所承担的部分上部结构荷载以及施工荷载是非常大的，而这又是结构设计中未能考虑的附加荷载。为确保混凝土转换梁的变形不超过允许值，在施工当中，应根据工程的实际情况和转换梁结构的特点，明确转换梁模板支撑的荷载传递途径，并考虑其对结构楼板或梁的承载力的影响，从而合理选择转换梁结构的模板支撑方案，确定模板支撑的布置形式。

由于转换层底模的施工荷载很大，其支撑往往需要从转换梁底一直撑到下部几层楼面或底层地面（或地下室的底板），此时不仅要对支撑系统的承载力进行验算，还应对相应楼板的承载力和支承楼板的数量进行计算，必要时可对相应楼板的设计进行更改，增加转换层下面若干层楼板的厚度，以提高楼板的承载力。

1.2混凝土的温度及收缩应力

混凝土转换梁由于其几何尺寸较大，属大体积混凝土构件，浇筑的混凝土体量较大。大体积混凝土在浇筑后硬化期间水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化与混凝土的收缩共同作用，由此产生的温度应力和收缩应力便成为导致转换梁结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝的出现对转换梁的耐久性及结构的安全性均造成不同程度的损害。因此在混凝土工程施工当中，应考虑温度应力的影响并设法降低混凝土内部的最高温升值，减小其内外温差和温度变化速率，采用最高温度和温度差双控制的方法确保温度应力不超过混凝土的抗拉强度；同时还要改善混凝土的性能，采用合理可行的浇筑方案、养护措施以及构造措施控制混凝土的收缩变形，降低收缩应力对构件的影响作用，从而减小裂缝产生的可能性。

1.3预应力对转换梁结构的受力影响

受所施加预应力的影响，转换梁及其上部结构框架会产生一定的变形，且由于框架结构本身是一个超静定结构，在张拉预应力的同时会在结构中引起次内力的产生。对转换梁施加预应力，其目的在于使预应力筋与转换梁梁体本身共同工作以平衡上部结构的荷载。在进行主体结构施工时，若在转换梁梁体施工完混凝土强度达到指定要求后，与普通预应力混凝土梁相同将预应力进行一次完全施加，而此时上部结构的荷载由于施工进度的原因未施加完毕，施加预应力后的混凝土转换梁由于其承载能力大大超出上部的结构载荷，在多余预应力的作用下将产生较大的反拱变形，造成上部结构也产生相应的变形和次内力；反之，若在上部结构较大荷载的作用下，未及时对转换梁施加预应力或施加的程度不够，结构也会产生较大的变形，对施工和使用期间的结构安全性造成较大的影响。

因此，在预应力施工中，应根据整体结构和转换梁的受力特点，采用科学合理的预应力施工程序和步骤进行施工以分阶段平衡转换梁上部结构的荷载，确保结构和构件的安全性。

2.施工技术控制要点

基于大跨度预应力混凝土转换梁结构的上述特点，在确定施工方案时应重点考虑以下几个方面的问题:

（1）转换梁的自重、施工荷载以及所承受的上部结构荷载往往非常大，在未张拉预应力前，转换梁体下部的临时模板支撑将独自承受转换梁绝大部分自重、部分上部结构荷载以及施工荷载，所以应选择合理、可行的模板支撑方案，并根据转换梁的结构特点进行模板支撑体系的设计。

（2）设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段不同，应对转换层及下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。转换梁本身受下部支撑体系的作用或混凝土施工方法的影响，在梁中易产生设计中未考虑到的附加内力，须对转换梁在施工阶段的受力状态做具体的分析和计算，必要时可采取一定的构造措施例如增配受力筋来抵抗这些附加内力。

（3）对大体积混凝土转换梁，施工时应考虑采取减小混凝土温度差值、温度变化以及混凝土收缩变形的措施，防止新浇筑混凝土产生温度裂缝和收缩裂缝。

（4）转换梁的跨度和承受的荷载都很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定和便于预应力筋以及普通钢筋的穿插布置。

（5）对预应力混凝土转换梁，预应力钢筋的数量较大，因此要确定合理的预应力筋张拉技术和科学的施工程序以防止张拉阶段梁体预拉区开裂或反拱变形过大。

（6）应做好转换梁施工期间的梁体变形、混凝土施工温度以及预应力施加值的监测，及时掌控各种对施工质量不利的情况，并及时采取措施进行预防和纠正。

3预应力及钢筋工程实施要点

（1）预应力曲线筋放线

转换大梁中的预应力钢筋均为曲线形（如图1所示），所以预应力筋在梁中严格按设计要求的曲线来进行布置。预应力筋的水平位置保持顺直，沿曲线预应力筋长度方向各控制点的垂直位置由固定架控制，固定架的位置由事先画在梁箍筋或梁侧模上的控制点来控制。

图1预应力钢筋分布及形状

（2）固定架的焊接

支承预应力筋的固定架采用少φ12钢筋制作，每隔1m设一个，将其牢固点焊在梁箍筋上。

（3）波纹管的安装

在梁的钢筋骨架基本完成后开始预埋波纹管。波纹管接头长度取250mm，接口处应卡紧并用胶带缠裹密封，以防接缝处漏浆。波纹管安装时用扎丝将其与固定架绑扎在一起，以防浇筑混凝土时移位，并避免反复弯曲和电火花烧伤管壁。波纹管安装后，应对波纹管各控制点的位置、曲线形状、固定牢固情况以及接头和管壁破损情况等进行检查，如有问题应立即整改。

（4）锚垫板的清理和锚具的安装

为了能顺利地安装好锚具，浇筑完混凝土后将锚垫板表面清理干净，随后进行锚具的安装。

4.结语

随着建筑材料以及建造技术不断发展，对于目前在高大建筑转换层结构中应用较多的预应力混凝土转换梁结构，其施工技术的研究与运用仍具有较好的发展前景。鉴于本文所收集资料的不足以及分析的局限性，分析难免有不够严谨和缺乏实用性之处，望读者批评指导。

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