预应力混凝土转换梁结构施工控制技术研究

预应力混凝土转换梁结构施工控制技术研究

发表时间：2019-07-23T13:58:45.973Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：郭翠锐[导读] 摘要：转换梁结构施工的关键在于转换梁施工方案的确定，它直接影响到施工阶段的结构安全、工程质量和施工成本。

身份证号码：13013319880611XXXX 摘要：转换梁结构施工的关键在于转换梁施工方案的确定，它直接影响到施工阶段的结构安全、工程质量和施工成本。下面笔者将结合自己的时间经验，从支撑工程、混凝土工程、预应力及钢筋工程等几个方面来介绍大跨度预应力混凝土转换梁结构的施工技术。

关键词：转换梁结构；施工力学；施工技术

一、大跨度预应力混凝土转换梁结构施工技术

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。大跨度预应力混凝土转换梁结构的施工是建筑施工工中的难点，其建造过程涉及力学、材料学、结构设计及工程管理学等多门学科，是一项极其复杂的系统工程。

1.1临时支撑施工

转换梁的自重、施工荷载以及所承受的上部结构荷载较大，因此确定其梁底模板的临时支撑方式是转换梁施工的关键。目前，实际工程中转换梁底模板的临时支撑体系施工多采用的方法有常规支撑法、叠合浇筑支撑法、荷载传递法、设立钢结构支撑法、埋设型钢及钢桁架法等，下面主要就其中的前两种方法做详细介绍。

（1）常规支撑法转换梁施工时，考虑采用常规的混凝土浇筑方法和模板支撑形式进行施工，即一次支模一次浇筑混凝土成形，使用目前应用较为普遍的钢管脚手架支撑体系来对粱体模板进行支撑。由于转换梁底模在一次浇筑混凝土成形的情况下施工荷载很大，其支撑往往需要从转换梁底一直撑到结构底层地面或地下室的底板。该方案需准备大量的模板支撑材料，材料的租赁费或一次购置费用较大。因此这种施工技术适用于施工现场可用的支撑材料较多，且转换梁在主体结构中位置较低的情况。

（2）叠合浇筑支撑法叠合浇筑法即应用叠合梁原理将转换梁分两次或三次浇筑叠合成型的施工方法。该方法利用第一次浇筑混凝土形成的梁支承第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载，首次浇筑混凝土的高度多为梁高的1／4。再利用第二次浇筑混凝土与第一次浇筑混凝土形成的叠合梁支承第三次浇筑混凝土的自重及施工荷载（如图1.1所示）。采用这种施工技术时，转换梁的钢管支撑系统（脚手架）只需考虑承受第一次浇筑层的混凝土自重和施工荷载，因而可大为减小其下部钢管支撑的负荷，减少支撑材料的使用数量，同时混凝土分层浇筑可缓解由于大体积混凝土水化热较高从而引起温度应力过大等对裂缝控制的不利影响。

1.2 混凝土工程施工

大跨度预应力混凝土转换梁的混凝土工程施工中，其重点在于避免或减少各种有害裂缝的产生。裂缝根据成因可分为结构荷载产生的裂缝、结构次应力引起的裂缝、温度裂缝及收缩裂缝等。由于转换大梁的混凝土体量大，属于大体积混凝土构件，混凝土的温度变化和收缩变形产生的温度裂缝及收缩裂缝出现的几率较大，因此转换梁的混凝土工程施工主要对温度裂缝和收缩裂缝进行控制。

具体措施可从混凝土的配合比设计及材料选用、施工方法、构造措施、养护措施以及温度监测等五个方面来进行控制；同时为了做好混凝土施工的事前控制，并为混凝土施工方案的确定提供依据，可根据施工中的实际情况进行裂缝控制的相关计算。

1.3 预应力及钢筋工程施工

（1）预应力工程在预应力混凝土转换梁结构预应力工程施工中最具特色的是分阶段张拉技术，分阶段张拉预应力钢筋不仅仅是预应力施工的方法，还是优化转换结构设计的重要手段。转换梁上承受数层甚至数十层结构的荷载，预应力钢筋用量较多，须采取措施防止张拉阶段粱体预拉区开裂或反拱过大，可有以下几种方法：（1）采用择期张拉技术，即待转换结构上部施工数层之后再张拉预应力，在此之前必须加强转换梁下的临时支撑。

（2）在转换梁预拉区配置一定数量的预应力钢筋，以控制张拉阶段的粱体裂缝及过大的反拱。

（3）采用分阶段张拉技术。分阶段张拉可定义为预应力是逐渐施加以平衡各阶段结构荷载的预加应力技术。施加的荷载可以是外荷载，也可以是由于本身体积变化（弹性压缩、收缩和徐变）而产生的内部应力。分阶段张拉技术由于张拉次数较多，旌工费用略高，应根据具体情况决定采取何种方法。

（2）钢筋工程

①附加钢筋的设置

如前所述，受混凝土施工方法的影响，在转换梁中易产生～定的附加内力，譬如在叠层浇筑混凝土施工中粱体于支座处产生的附加内力以及混凝土中的温度应力和收缩应力等等，结构设计中往往忽略了这些施工阶段所产生的内力对转换梁的影响。在附加内力较大，对转换梁安全性及可靠性会产生不利影响的情况下，有必要在转换梁内配置附加钢筋，以抵抗附加内力的作用。

②钢筋的排布

预应力转换梁的含钢量大，主筋长而且布置较密。其中预应力筋是主要的受力钢筋，其就位是否准确将影响到转换大梁的整体受力性能，因此粱筋及波纹管的排布是钢筋工程中的重点。施工中波纹管和非预应力筋的排布应合理穿插进行，有时为了保证预应力筋矢高及端部锚垫板的位置正确，对梁柱非预应力筋的位置须作相应的调整。梁普通钢筋定位的原则是“普通钢筋服从波纹管，波纹管依靠普通钢筋”，即在绑扎普通钢筋时需事先让出波纹管孔道位置，而波纹管又通过普通钢筋的布置来进行准确定位和固定。

二、大跨度预应力混凝土转换梁结构施工技术控制要点

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，转换粱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，并根据转换粱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，转换结构旄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旌工方法的影响，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旌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、温度交化以及混凝土收缩变形的措拖，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搔布置。

（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旄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。

参考文献：

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[2]唐兴荣．高层建筑转换层结构设计与施工[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002（10）．

[3]时亚南，彭亮，大截面结构转换梁施工技术的应用实例[J]．广西土木建筑，2009（9）．