预应力混凝土转换梁施工技术论文

浅析预应力混凝土转换梁施工技术中图分类号：u416.216+.

摘要：大跨度预应力混凝土转换梁施工是建筑施工中的难点，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。笔者结合多年工作经验，对大跨度预应力混凝土转换梁的施工技术进行了分析。

关键词: 预应力混凝土; 混凝土转换梁; 施工技术

随着城市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。在目前高大建筑日益增多的情况下，预应力混凝土转换梁结构的应用则更加广泛。从以往工程的实践经验来看，转换层施工质量的好坏直接关系到整个工程结构的质量品质和成本造价，因此，应对大跨度预应力混凝土转换梁的施工过程进行严格控制。

1 预应力混凝土

为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土。

2 预应力混凝土转换梁

在建筑设计中，由于建筑平面布置、立面处理及功能转换的要求，经常会遇到大跨度的钢筋混凝土梁上承托多层框架的情况，这种大跨度的框架托梁往往会承受较大的上部传来的结构荷载，若仍

依照通常的方式进行普通钢筋混凝土转换梁设计，不仅配筋过多，不便施工，而且在支座和跨中可能会产生裂缝。为了改善该类梁的受力性能和提高其抗裂性，工程中有必要将该类梁设计成预应力混凝土梁，即预应力混凝土转换梁。然而，大跨度预应力混凝土转换梁的施工建造过程涉及力学、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，其施工质量的好坏直接关系整个结构的安全性。

3 大跨度预应力混凝土转换梁结构施工力学分析

3. 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。

3. 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，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。

3. 3 预应力对转换梁结构的受力影响

由于框架结构本身是一个超静定结构，在张拉转换梁预应力的同时会在结构中引起次内力。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，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。

4 大跨度预应力混凝土转换梁结构临时支撑的施工

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以下几种方法: 常规支撑法、叠合浇筑支撑法、荷载传递法、设立钢结构支撑法和埋设型钢法等几种，也可由几种方法相结合作为转换大梁进行施工

期间的临时支撑方案。临时支撑体系的设计一般按以下几个步骤进行:

( 1) 确定结构荷载

在实际工程中，预应力混凝土转换梁所承担的结构荷载巨大，为保证转换梁结构部分与周围结构不会由于不均匀沉降而产生变形的不协调等情况，可在转换结构部分设置后浇带，与周围结构隔离，在各自沉降完全后再浇筑后浇带处的混凝土。此时，转换梁上部结构荷载可取后浇带范围内的结构荷载进行计算，再加上部分转换梁自重和施工荷载，即得支撑体系所承担的荷载。

( 2) 支撑体系方案的选择

钢管脚手架的常规支撑体系仅适用于转换梁结构跨度和截面不太大的情况。当转换梁跨度和截面较大时，需采用荷载传递、设立钢结构支撑和埋设型钢及钢析架等作为主要支撑体系，与钢管脚手架体系共同承担上部荷载，但相应的施工费用也较高。因此，在选择临时支撑形式时，应综合考虑以上几种支撑形式的优缺点，在施工成本允许的范围内依照效费比最优的原则来进行方案的选定。在进行方案比较时，就要对支撑体系进行验算，对于直接承受荷载的构件，如钢管脚手架，需验算其强度、刚度及稳定性; 而对间接承受荷载的构件，如楼板，则主要验算其强度。

( 3) 附加内力的分析与计算

转换梁在临时支撑体系的作用下易产生附加的内力，其内力状态与使用阶段不同。在结构设计中易忽略或无法考虑施工阶段附加

内力对转换梁的影响，因此在支撑方案设计中，须对转换梁在施工阶段的内力状态进行科学的分析与计算，并在施工中采取相应的措施强化转换梁以确保工程质量。

5 大跨度预应力混凝土转换梁结构混凝土工程施工

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。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，主要从五个方面重点进行: ( 1) 混凝土配合比设计及材料选用

在保证混凝土强度及流动性的前提下，应优化混凝土的配合比设计，减少水泥用量，优先选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥，适当掺入粉煤灰和减水剂等外加剂改善材料性能，并优先选用具有连续级配的粗骨料和中、粗砂为细骨料来进行混凝土的配置;

( 2) 混凝土施工方法

首先要对转换梁整个施工过程中的温度状况进行分析和计算，为转换梁的混凝土施工方法提供科学的依据，然后要从以下几方面采取措施以防止混凝土温升值过大和提高混凝土抗拉强度: 控制混凝土的出机温度和浇筑温度，采用分层次浇筑施工的方法，及采用叠合梁原理将转换梁按叠合构件进行施工;

( 3) 构造措施