工业厂房中大跨度预应力混凝土梁的研究与应用--中国期刊网

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工业厂房中大跨度预应力混凝土梁的研究与应用

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年3月下作者：康亮亮梁广远

[导读] 近年来，我国预应力混凝土运用越来越广泛，桥梁的施工技艺也随之在不断进步，路桥建设也已成为我国建设领域较为重要的建设项目，在我国基础的建设之中也有着十分重要的地位。它缩短了货物运输的距离，使我国的运输效率得到了大幅度的提高，因此越来越多的桥梁施工技艺被发掘和运用，本文就大跨度的桥梁施工过程所应用的技术原理以及项目施工的控制方法进行分析和探讨，并对混凝土预应力桥梁建设等问题进行分析。

天津市中国五冶集团有限公司天津分公司康亮亮梁广远 300180

摘要：近年来，我国预应力混凝土运用越来越广泛，桥梁的施工技艺也随之在不断进步，路桥建设也已成为我国建设领域较为重要的建设项目，在我国基础的建设之中也有着十分重要的地位。它缩短了货物运输的距离，使我国的运输效率得到了大幅度的提高，因此越来越多的桥梁施工技艺被发掘和运用，本文就大跨度的桥梁施工过程所应用的技术原理以及项目施工的控制方法进行分析和探讨，并对混凝土预应力桥梁建设等问题进行分析。
关键词：工业厂房；大跨度预应力混凝土梁；研究；应用
        引言
        新中国成立之初，就开始引进预应力混凝土技术，广泛应用于生产工业厂房的一些重要结构支架和其他建筑物的支撑构架。在发展初期，由于技术的制约，生产的成本较高，这项预应力混凝土技术没有广泛得到使用。随着科技和生产的不断发展，大量高大建筑物如雨后春笋般涌现了出来，仅仅靠预应力混凝土技术已经无法满足生产力发展的需求，在这个时候，我国的高强钢材得到了迅速发展，为高大建筑物奠定了基础。
        1大跨度预应力混凝土梁结构概述
        1.1预应力混凝土转换梁结构的概述
        我国高层建筑的增多，以及高层建筑功能的多样化已经成为未来的一种发展趋势，这种发展趋势也为我国高层建筑的施工提出了更高的要求，尤其是在钢筋混凝土梁的施工上。因为高层建筑功能的多样化，在建筑设计时，考虑到建筑平面、立面的设计，以及上下层的功能转换，往往会将建筑的多层框架都压在大跨度的钢筋混凝土梁上，加大了混凝土梁的承载压力。如果仍采用以前钢筋混凝土梁的施工方法，不仅会加大钢筋凝混凝土的使用量，造成浪费，加大施工难度，而且钢筋混凝土梁在使用过程中可能会因为承受不了太大负荷而产生裂缝，为建筑安全埋下隐患。而预应力混凝土梁（即预应力混凝土转换梁）可以很好地解决这个问题，其不仅可以提高混凝土梁的承受能力，防止混凝土梁的开裂和变形，保证工程质量，同时还能减小施工难度，节约投入成本。
        1.2预应力混凝土转换梁设计概述
        预应力混凝土转换梁有托墙和托柱两种形式，这两种设计形式的不同之处在于托墙需要对混凝土梁的部分进行应力分析，用偏心受拉构件来计算钢筋的配置；托柱形式的内力可以直接计算，不需要特殊的截面设计，比起托墙形式要简便一些。但两种形式的设计步骤是一样的，具体步骤如下：第一步，根据建筑的具体施工要求，选择合适的混凝土梁的截面形式和尺寸。第二步，计算混凝土梁在使用状态下需要承受的应力。第三步，估算建成预应力混凝土梁需要多少钢筋，以及将钢筋建成什么形状。第四步，计算施工过程中的预应力损失，对刚开始预测的钢筋预应力的数值进行调整。第五步，计算等效荷载和各界面的次内力。第六步，计算各截面能够承受的最大载重量，并确定需要增加的非预应力钢筋数量。第七步，计算预应力混凝土梁的抗裂和抗变形的能力。第八步，对预应力混凝土梁的局部进行最大承重量的计算。
        2.预应力梁的相关研究
        2.1预应力梁的设计
        在结构工程中，设计梁时要在梁的剪弯段配置足够的箍筋，必须保证试件梁在使用中受到的是弯曲破坏，而非剪切破坏。通过工程的实际使用可以发现，预应力梁的主要性能受以下几个因素作用影响：所使用的混凝土强度、工程中配筋率以及梁可承受的预应力强度等。因此，工程师在进行预应力梁的相关研究中，这些因素都是需要重点考察的。

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        2.2预应力梁受到破坏的研究分析
        工程上经常用变形程度来描述工件的结构稳定性，预应力梁在使用过程中，受到载荷时，首先发生可逆的弹性变形，后当承受载荷增大到预应力梁极限载荷的0.4 倍时，预应力梁发生不可逆的塑性变形；随后继续增加预应力梁的承受载荷，工件表面的变形程度越来越大，直至工件由于变形程度过大而断裂。试验时采用的试件材料通常具有较高的强度和脆性，在试件即将由于承受过大载荷而断裂的时候，经常会有较大的噪声产生。因此，在实验中或者在其他的场合，可以在工件附近安装一个声控报警装置，便于时刻监控，防止留下安全隐患，避免突发意外出现。
        3大跨度预应力混凝土梁的设计应用
        3.1临时支撑技术的应用
        临时施工支撑在大跨度预应力混凝土梁的施工建设中占据了重要的地位，是转换梁施工的关键。目前我国应用最广泛的临时支撑施工方法主要有以下几种：第一种，常规支撑法。即用混凝土浇筑和模板支撑的方法进行施工，也就是支模和混凝土浇筑交替进行，再用钢管脚手架进行支撑。这种方法的缺点就是需要的原材料非常多，所以需要花费的资金也比较多，而且临时支撑比较适用于转换梁在整个建筑中处于比较低的位置时。第二种，荷载传递法。即把转换梁的重量分担给各个楼层的楼板，至于究竟需要多少层楼板还需要根据现场的实际情况进行计算，增加楼板的厚度也可以提升楼板的承受力，对转换梁的安全也是一种保障。第三种，叠合浇筑支撑法。这种方法结合了叠合梁的浇筑方法，将转换梁的浇筑过程分开，利用上一次浇筑成型的部分转换梁来支撑下一次混凝土浇筑时的重量和荷载，其可以大大减少钢管脚手架承受的重量，从而减少材料的使用量，节约资金。除上述方法外，我国常用的临时支撑技术还包括设立钢结构支撑法、埋设型钢及钢桁架法等，选择何种临时支撑的方法，还需要根据施工现场的具体情况、施工要求和资金预算等各方面进行选择。
        3.2改善预应力损失的相关措施
        在建筑物的构件中，锚具变形引起的损失对于构件整体的预应力损失影响非常大，当锚具开始变形之后，构件的内部锚具和内壁之间的缝隙间隔会变大，造成构件内部松弛，从而引起预应力损失。因此，在实际施工工程中，可以减少构件内部垫片的数量，最大限度地缩短装配锚具之间的缝隙，从而改善预应力损失。
        3.3桥梁的控制措施
        当检测桥梁整体并行量的程度时，需要先对桥梁的整体轴线以及挠度进行测量，这可以为后期对桥梁进行的维护工作提供有力的数据资料依据。通过使用用编号标记的短钢筋在桥梁的每一段都进行二到四个观测点的设置，以此来实现对桥梁的标高测定以及轴线测量。结合桥梁工程的施工程序，在通常情况下，都是应用水准仪对相邻测点进行核对、比较操作，并准确测量出桥梁的轴线。在测量桥梁的挠度时，根据选择的测点高度的平均差距进而得到的相应结果便是桥梁的高程值。针对不同的施工情况，对桥梁施工质量的检测也可以通过标高、还有观察比较而得出的挠度变化值以及主梁的高程值进行实现。
        结语
        随着我国经济实力的发展，以及人口数量的增长，我国高层建筑的数量，以及其所具有的功能会越来越多，这就对我国高层建筑提出了更高的要求，尤其要重视大跨度预应力混凝土梁。大跨度混凝土梁在高层建筑中占据了重要的地位，对整个高层建筑工程的质量有着巨大的影响，因此应选择合适的临时支持方法，并注意减少混凝土裂缝的产生，保证我国高层建筑的施工质量。
参考文献
［1］齐皖东．大跨度预应力混凝土连续刚构造桥长期挠度分析和施工控制措施［J］．四川水泥，2019(04):71+74．
［2］庞建利，彭晓菊．大跨度预应力混凝土连续梁合拢顺序对施工控制的影响［J］．城市道桥与防洪，2018(05):190 －192 +20 －21．
［3］张瑞平，王震，邬涛．大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术［J］．城市建设理论研究 ( 电子版)，2018(08):134．