大跨度预应力混凝土转换梁结构施工技术研究

周寅骏 朱柳柳

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。大跨度预应力混凝土转换梁结构的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。

關键词：大跨度；预应力混凝土；转换梁；技术

前言

随着城市建筑数量、建筑结构的不断增多和大跨度、大空间的方向的拓展，

预应力混凝土转换梁结构在转换层结构中运用的非常的多，并且形式也更大，随着建筑物的更高更大，预应力混凝土转换梁结构得到了更好的应用，其施工质量直接对于整个结构工程的质量和成本有着很大的影响，因此要对大跨度预应力混凝土转换梁进行严格的质量控制。

一、大跨度预应力混凝土转换梁结构施工技术内容

（一）、转换层的基本概念

高大建筑的结构形式复杂，功能多样，不同高度楼层其用途差异性很大， 所以需要采用不同结构形式的布置来满足各自需求。梁式变换层构造在实际工程中应用最为广泛。因为变换层构造大都为大跨度且要接受其上楼层的很大荷载，所以最适合选用预应力混凝土构造。预应力混凝土梁式变换层按梁截面方式可分为矩形和箱形。依照梁的构成资料可分为预应力混凝土梁和预应力钢骨混凝土梁；按梁的轴线曲直方式可分为曲梁和直梁；按构造支持方式可分为梁托墙和梁托柱两种方式。关于接受荷载特别大、受力杂乱、应力会集，又有抗震需求的变换梁通常选用预应力箱式或许预应力钢骨混凝土梁。

（二）、转换层结构特点

梁式变换层构造传力直接、清晰，规划和施工简略，通常用于底部大空间框支剪力墙构造系统。变换梁可以分为单向安置、双向安置、交叉安置。预应力混凝土变换梁的安置也相应的有以上几种方式。在受力性能上，预应力混凝土构造十分适合于缔造接受重荷载、大跨度的变换构造以及悬挑构件，且有自重轻、节省钢材和混凝土的特色。预应力混凝土变换梁可分为托墙和托柱两种方式。托柱方式的变换梁内力核算可采用杆系有限元法，截面规划与通常框架梁一样。托墙方式（即框支剪力墙方式）的变换梁需进行部分应力分析，并按应力进行规划校核。框支剪力墙构造尚要思考剪力墙和变换梁的一起效果。在进行有限元构造分析时，变换梁上部取三层或许不小于梁跨时可以满足工程精度需求，但对下部构造取的层数尚有争议。此外，框支剪力墙构造的变换梁和上部墙体还具有拉杆拱的受力特性，也有把变换梁和上部框架构造作为整体的空腹桁架来进行构造规划的实例。

二、大跨度预应力混凝土转换梁施工技术

（一）、临时支撑施工

为了及时解决梁部施工由于荷载不平衡造成的弯矩，通常会将0段梁体和墩身进行临时性固结。而临时墩梁固结使用的是墩顶预留和临时支座的方式深入梁段。并且在连续梁的主端上设置临时性混凝土支墩，将永久支座放在箱梁的纵肋处。当托架安装就绪后，再对其进行有效预压，以达到控制非弹性变形的要求，最后再测出弹性变形数值，将其作为侧模和底模预留高度系数。在预压中，使用砂袋堆码和水箱注水的方式，多次加压，并且超过施工时的最大荷载。

（二）、混凝土工程施工

型钢混凝土转换层的应用。与钢筋混凝土梁比较，型钢混凝土梁不仅具有承载力高、刚度大、能大大减小截面尺度的长处，且其塑性、耐久性和抗震功能也优于钢筋混凝土梁。此外，型钢混凝土梁在施工时能够精确定位、削减支模、加速施工速度。

当前，国内型钢混凝土变换梁的实践工程并不太多，实践工程有北京世界贸易中心世界旅馆等。预应力混凝土转换梁具有减小截面尺寸、控制裂缝和挠度的优点，因此非常适用于大跨度的转换层。近年来我国预应力混凝土转换层的应用越来越多。梁体两侧大部分裂缝出现在跨中区域，且在梁跨中部分主要裂缝形态为垂直于预应力梁跨度方向，间距较为对称且有规律，裂缝形态为中间宽、上下窄并未与梁底裂缝贯通连接，不符合荷载裂缝的特征，故排除。考虑到当时施工正处于炎热的夏季，昼夜温差变化不大，商品混凝土产生的水化热不至于引起混凝土内外在炎热的夏季产生过大温度差，所以也排除温度裂缝的可能性。夏季天气炎热干燥，水分蒸发较快，产生泌水的可能性也较小，相反正好容易引起凝胶失去物理吸附水，而且当时拆模较早，如若没有适时的浇水养护，混凝土最容易发生干缩裂缝，从梁体两侧的裂缝形态和分布也符合干缩裂缝的特征。

施工前应提前做好气象变化情况的准备和相关应急措施；施工中应适时监控好温度变化，依此规划施工安排；寒冷冬季做好保温措施，采用分层、分快浇筑、跳仓法等有助于混凝土散热和解决坍落大的问题；控制好箍筋外的保护层厚度，为方便确定主筋的保护层一般不少，以增加混凝土的抗裂能力；可考虑按小直径、小间距的标准配构造钢筋提高抗裂性能；预应力张拉以前可有效建立计算分析模型，得出预加载与反拱度的有效平衡，根据实际施工情况可考虑分阶段张拉，以抑制已有裂缝有发展及新裂缝的产生。

（三）、预应力工程施工

在穿放钢绞线前，除了要对千斤顶、传感器及时进行校正，还必须确保校正系数，张拉预应力筋时，张拉程序与预应力控制在设计要求以内，通过对扩孔段、锚口摩阻进行测定，结合测验结果对张拉应力控制及时进行调整。其中，应力损失具体包括：锚口、摩阻、喇叭口、锚具、弹性压缩等。对于预应力，通常是在控制应力张拉的同时，及时校核钢绞线的伸长量，将理论与实际伸长量控制在正负6%以内，锚具回收量控制在6毫米以内，而纵向预应力筋中的理论与实际伸长量差在正负5%以内，并且锚具回缩量在1毫米以内。对于水泥浆施工，为了满足施工工艺与要求，水灰比必须在0.34以内，流动度在25s内，半个小时内不能超过35s，并且进入管道的浆体饱满密实，收缩率在1.5%以内。在纵向孔道压浆中，先从下端孔进入，用0.3-0.4Mpa的压力进浆，当顶部槽口流出浓将之后，将槽口堵死，并且关闭压浆阀。

结束语

转换梁结构在施工阶段的受力状态和使用阶段不同，由于所选用的临时支撑体系与施工方法通常和其它结构形式的施工有较大差异，所以在施工中应对转换梁结构在施工以及使用阶段的受力特性进行科学的分析，为施工方案的确定提供真实可靠的依据。

参考文献

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