钢框结构火车站站房新技术应用

钢框结构火车站站房新技术应用目录第一部分 申报书 2第二部分 综合报告 3一、 工程概况 3二、 新技术应用情况综述 14三、 新技术应用效益分析 15四、 工程业绩 16五、 示范工程总结体会 17第三部分 单项新技术应用总结 21一、 地基基础和地下空间工程技术 21二、 混凝土技术 27三、 钢筋及预应力技术 29四、 模板及脚手架技术 63五、 钢结构技术 70六、 机电安装工程技术 89七、 绿色施工技术 91八、 防水新技术 101九、 抗震加固与监测技术 104十、 信息化应用技术 108第四部分 工法与专利 193第五部分 相关文件和相关检测报告 203申报书宁夏回族自治区建筑业新技术应用示范工程立项申报书综合报告工程概况基本信息图1XX改造工程效果图工程名称XX改造工程建筑类别大型铁路旅客车站工程性质及用途客运站房、站务用房、商业及服务设施、机房等总投资3.97亿元人民币建设规模车场概况XX中心里程为K524+630.9(上行)，新建车站站房线路东侧。车站站场总规模为10台18线。新建站房±0.000设计标高为黄海高程1113.70米。建筑面积29942.62+38124.95+5468.38=73535.95m2地下层数站房1F地上层数站房2F、建筑高度站房26.15m(女儿墙顶，最高点38.333m)，雨棚15.180m（雨棚顶），天桥22.188m(最高点)候车模式采用线侧平式站型设计旅客流线采用上进下出的旅客流线模式车站规模日最高聚集人数5000人结构类型钢框内外装饰外立面石材幕墙、金属幕墙、玻璃幕墙。内部装饰根据使用功能不同采用了花岗石、抛光砖、、防静电活动地板、弹性木地板、地毯、轻钢龙骨纸面石膏板吊顶、轻钢龙骨金属扣板吊顶等不同材质。开竣工时间2009年8月1日～2011年6月28日建设地点银川市上海西路，原火车站东侧建筑构造。站房工程平面为矩形，轴线尺寸71.85m×244m，站房建筑面积29942.62m2，地下一层，地上二层，建筑高度38.333m。雨棚建筑面积38124.95m2，天桥建筑面积5468.38m2。三座地下通道穿越铁路既有线。2.1站房设计图2-1站房二层平面图地下一层：地下出站通道--建筑标高-8.600m，主要布置有出站通道、消防水泵房及消防水池。首层：站台进站层--标高0.000m，主要布置有进站广场、广厅、基本站台候车厅、软席候车区、团体候车区、贵宾候车厅、售票厅、出站厅、旅客服务设施、重要机电机房等。首层夹层：机房层--标高4.200m，主要布置有空调机房。二层：候车层--标高9.000m，主要布置有候车厅、软席候车厅、团体候车区、残疾人候车区、母婴候车区、旅客服务设施等。夹三层：站务办公层--标高15.000m，主要布置有站务办公及信息机房等。夹四层：机房层--标高19.500m，主要布置有空调机房等。图2-2站房正立面图图2-3站房侧立面图图2-4站房剖面图图2-5站房剖面图站房部分设置两部景观电梯，位于入口广厅两侧，从首层至二层运行，供普通旅客及残疾人使用，站房另设置贵宾用客梯一部，位于贵宾区，从首层至二层运行，供贵宾使用。天桥部分设置四部景观电梯，分布于每个站台，从首层至二层运行，供普通旅客及残疾人使用。地下室外墙及底板自防水+迎水面铺设SBS改性沥青防水卷材，钢结构及拱屋面采用PVC卷材，普通屋面钢筋混凝土自防水+SBS改性沥青防水卷材，卫生间等有防水要求的房间采用聚氨酯防水涂料，集水坑及电缆沟防水砂浆+迎水面铺设SBS改性沥青防水卷材，地下管沟1：2.5防水砂浆，石材幕墙内衬墙1.5厚聚氨酯防水涂料。抗震设防烈度：八度；工程等级：三类；防火等级：站房多层一级，天桥雨棚多层二级；防水等级：屋面II级，地下室I级；设计使用年限：50年。2.2雨棚设计站台为地上一层雨棚，中央含27米宽进站天桥，南北向总长约493米，东西向总宽约210米。雨棚在中央被高出的进站天桥分为南北两部分，东西向柱子有六排，柱间距分别约为44.5米、41米、40.5米、41米、42米，南北向柱间距主要为21米，另有一跨为24米；天桥南北向为一跨，东西向间距同雨棚柱。雨棚支撑体系为焊接钢制异形柱，灰色氟碳漆饰面。顶部为张悬梁结构，覆盖部分采用银色铝板。雨棚上部结构垂直轨道方向采用张弦梁体系，柱顶分为两叉，使张弦梁支撑于“枝杈”上，张悬梁间距10.5米（柱间距21米），两跨张弦梁的跨度分别约为44.5米、41米；顺轨道方向采用钢管梁与柱相连，型钢檩条支撑于张弦梁上。顺张弦梁方向形成排架体系；垂直张弦梁方向形成连续刚架体系。屋面采用轻型金属屋面。图2-6雨棚剖面图2.3、天桥设计天桥整体截面做成立体桁架，桁架的两个侧面按照建筑外墙形状做成弧形。天桥支撑体系为焊接钢柱，灰色氟碳漆饰面。顶部及维护体系为钢折板屋面及铝合金双层夹胶彩釉玻璃幕墙（局部采用光伏发电幕墙体系）。拱式结构将站房元素肌理向外延伸，使天桥在构成上与站房融为一体。采用钢板楼盖、屋面为玻璃幕墙体系。图2-7天桥立面及剖面图2.4、地下通道本工程含地道三座，其中1-12m东西广场地下人行通道一座，计4341平方米、1-12m进出站地道一座，计3236平方米、1-6.0m行包通道一座，计3236平方米。均采用D型梁加固线路，明挖基础，边坡喷锚支护，现浇混凝土箱身。24mD型梁采用轨道车运输，轨道救援吊架设。结构设计站房工程基础采用大直径钻孔灌注桩，桩径600～800mm，共计420根桩。Ф800桩长12.5m的抗压桩284根（后注浆），Ф800桩长18m的抗压桩8根（后注浆），Ф800桩长22.5m的抗压桩106根（后注浆），Ф600桩长10.5m的抗压桩22根（后注浆），Ф600桩长7m的抗压桩24根（不注浆），以③层细砂层作为桩端持力层，大部分采用后高压后注浆工艺。桩基采用水下砼，强度等级C40，桩顶超灌量1.0m，桩充盈系数≮1.15。站房地下室底板厚500mm，板顶标高-8.900m、-8.700m，承台厚度600～2000mm。9轴/A～J轴、12轴/A～J轴拱脚设置预应力钢绞线，预应力大小4000kN，10轴/A～J轴、11轴/A～J轴拱脚设置预应力钢绞线，预应力大小6000kN。结构于二层楼面设置四道施工后浇带，分别设置在6轴～7轴、9轴～10轴、11轴～12轴、14轴～15轴中间，后浇带宽1000mm，在两侧混凝土浇筑完成120天后，用提高一级的无收缩性混凝土浇筑。二层楼面设1000mm×1500mm预应力混凝土梁YKL1，1000mm×1800mm预应力混凝土梁YKL2，600mm×1800mm预应力混凝土梁YKL3，1000mm×2000mm预应力混凝土梁YKL4，600mm×1800mm预应力混凝土梁YL1，600mm×1000～1600mm预应力混凝土梁YXL1。预应力大梁采用后张有粘结预应力施工工艺，预应力筋采用高强低松弛钢绞线fptk＝1860N/mm2。二层楼板布设温度预应力筋，预应力筋采用后张有粘结后张拉工艺，预埋金属波纹管。雨棚与天桥基础采用大直径钻孔灌注桩，桩径600～800mm，共计266根桩。Ф600桩长10.5m的抗压桩156根（后注浆），Ф800桩长12.5m的抗压桩60根（后注浆），Ф600桩长7m的抗压桩50根（不注浆），以③层细砂层作为桩端持力层，大部分采用后高压后注浆工艺。桩基采用水下砼，强度等级C40，桩顶超灌量1.0m，桩充盈系数≮1.15。地道不打桩，结构形式为筏板基础加剪力墙结构。混凝土强度等级：基础垫层C15；钻孔灌注桩C35（水下浇筑时采用C40）；承台、局部基础底板、基础拉梁C35；墙、柱、拱、壳（450厚）C40；梁、板、柱、楼梯C35；钢管混凝土柱、陪重弦杆C35；地下管廊C25；其它非结构构件（含地面做法、砌体墙中构造柱、现浇过梁、设备基础墩等）C20。建筑内隔墙：主要公共空间隔墙采用200/300/350厚加气混凝土砌块；办公室沿走道隔墙采用2×12+100+2×12（148mm厚）的轻钢龙骨石膏板（KQ38）；办公室之间隔墙采用2×12+100+2×12（148mm厚）的轻钢龙骨石膏板（KQ38）；行包库房隔墙采用200厚加气混凝土砌块；卫生间、清洁间隔墙采用200厚加气混凝土砌块；防火分区隔墙采用200厚加气混凝土砌块、2×12+100+2×12（148mm厚）的轻钢龙骨石膏板（KQ44）；楼梯间隔墙采用200厚加气混凝土砌块；井道隔墙采用200厚加气混凝土砌块、2×12+100+2×12（148mm厚）的轻钢龙骨石膏板（KQ38）；设备、电气机房隔墙采用200厚加气混凝土砌块。外墙采用玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙。结构安全等级二级，地基基础设计等级乙级，结构设计使用年限50年。装饰装修4.1站房装饰顶棚：站房内消防水池顶棚采用瓷釉涂料池壁（三布五涂）；进站广厅、局部候车厅采用清水混凝土顶棚；消防水泵房、冷冻机房、直饮水机房、热交换机房、变电室、柴发机房、所有空调机房、电梯机房、风机房等均矿棉吸声板顶棚（轻钢龙骨）；基本站台候车厅、出站厅、出站通道、母婴室、中转服务、售票厅、贵宾门厅、进站门斗、走廊、转签办公、消防控制室、售票厅、票额动态显示控制室、候车厅其它部位、服务区采用穿孔铝板吊顶；走廊、包裹库、操作间、水箱间等部位天棚采用乳胶漆顶棚，事故储油间、设备管井、楼梯间等部位均采用防火乳胶漆顶棚；所有卫生间、淋浴间、更衣室采用铝方板顶棚。大中小贵宾厅采用装饰石膏板吊顶；其它部位天棚均采用矿棉板吊顶等。内墙：站房内消防水池墙面采用瓷釉涂料池壁（三布五涂）；消防水泵房、冷冻机房、直饮水机房、热交换机房、变电室、柴发机房所有空调机房、电梯机房、风机房等前面均矿棉板吸声墙面（轻钢龙骨）；事故储油间、设备管井、楼梯间等部位等均采用防火乳胶漆墙面；进站广厅、基本站台候车厅、出站厅、出站通道、母婴室、中转服务、售票厅、贵宾门厅、大中小贵宾厅、进站门斗、走廊、包裹托取厅、站务办公厅、综合服务、转签办公、售票室、票额动态显示控制室、走廊、候车厅（含商业服务及特殊乘客候车区）等部位采用干挂石材墙面；所有卫生间、更衣室、淋浴间均做墙砖防水墙面，其它房间前面均采用乳胶漆。地面：站房内微机室、办公室、消防控制室、售票室、进款室、票额动态显示屏控制室、票据室、走廊、站务办公、客运主控室、信息机房、通信机械室、信息值班室、无线覆盖前端机房均采用防静电全钢活动地板楼地面；进站广场、基本站台候车厅、出站厅、出站通道、母婴室、中转服务、售票厅、二层候车厅（含商业服务及特殊乘客候车区）均采用低温热水地板辐射采暖花岗石综合布线地面；公共卫生间、贵宾卫生间、二层公共卫生间采用低温热水地板辐射采暖花岗石防水地面；贵宾门厅、走廊采用低温热水地板辐射采暖花岗石地面；小件寄存、出站服务、公安值班室、门卫室采用温热水地板辐射采暖地砖地面；中贵宾厅、小贵宾厅采用温热水地板辐射采暖弹性垫层地毯地面；三层员工卫生间采用采用温热水地板辐射采暖地砖防水地面；大贵宾厅采用弹性垫层地毯地面；贵宾卫生间、进站门斗、走廊、吸烟室、包裹托取厅、站务办公门厅、开敞楼梯、服务区采用花岗石（局部防水）地面；消防水泵房、冷冻机房、直饮水机房、热交换机房、变电室、柴发机房、所有空调机房、电梯机房、风机房等采用细石混凝土（局部防水）地面；事故储油库采用细石混凝土不发火地面；设电管井采用水泥地面；其它部位均采用铺地砖（局部防水）楼地面。屋面：屋顶广厅部分屋面采用混凝土拱作为支撑体系，表面根据部位不同分别由石材屋面、PVC屋面或玻璃采光天窗组成。其他部分屋面采用钢桁架作为结构支撑体系，表面根据部位不同分别由PVC屋面或玻璃采光天窗组成。外墙：维护结构支撑体系采用混凝土异形柱与玻璃幕墙，混凝土异形柱为国产花岗岩饰面。玻璃幕墙为铝合金双层中空low-e玻璃幕墙。外设花岗岩、铝合金百叶。防水：地下室防水等级为一级，采用SBS改性沥青防水卷材防水。屋面防水等级：二级，防水年限15年，采用PVC防水卷材防水。4.2雨棚装饰支撑体系为焊接钢制异形柱，灰色氟碳漆饰面。顶部为张悬梁结构，覆盖部分采用银色铝板。在提供无柱大跨度的条件下，有效的提高了雨棚净高，塑造出轻盈的现代交通建筑形象。站台地面为1000X1000花岗岩火烧板块材。4.3天桥装饰支撑体系为焊接钢柱，灰色氟碳漆饰面。顶部及维护体系为钢折板屋面及铝合金双层夹胶彩釉玻璃幕墙。拱式结构将站房元素肌理向外延伸，使天桥在构成上与站房融为一体。独特的阳光天桥也成为XX改造工程的另一道风景。地面为橡胶地面。4.4地道装饰地道地面采用花岗岩，墙面与顶棚采用白色乳胶漆刷白。安装设计5.1、电气设计（1）照明系统本工程照明系统采用间接照明与直接照明相结合的方式，根据不同的照度选择不同色温的光源，保证主要场所照度均匀度、亮度、显色性和色温合理，减少眩光，提高建筑物内的视觉舒适度的同时兼顾节能。主要节能应用如下：A、出站大厅，交通转换厅等大空间场所采用T5型高显色荧光灯或节能型筒灯；B、进站大厅采用高显色金卤灯带电容补偿和快速启动装置；C、走廊、楼梯间等公共区域采用节能灯；D、进出站大厅及走道等公共区域设置智能灯光控制系统，通过感测日光自动控制灯光的开启。（2）供配电系统A、在变电所0.4KV设置功率因数自动补偿装置，保证在10KV侧功率因数大于0.9，同时在各层配电间内设置就地分相补偿装置；B、在变电所设置电能管理系统进行负荷的合理调配，实时监控电能的各种参数，如有功功率、无功功率、谐波分布、电压电流的波动，及时纠正电气负荷分配不均衡现象。（3）设备管理A、在空调机防设置计量表，同时对整个空调系统进行BA控制，降低能耗，根据实际温度达到最佳工作状况和节能运行要求。5.2、给排水设计（1）本工程公共区域卫生洁具选用节能型产品，其中：坐便器(≤6L)；小便斗采用感应式控制开关装置；水龙头具有延时自闭功能。（2）生活给水泵组（3组×3台）采用变频控制系统，已达到节能的目的。5.3、通风空调设计（1）本工程结合实际情况，从节能和维护角度选用风冷热泵机组及风冷冷水机组相结合的冷热愿。（2）空调水系统管路上设置电动二通阀、风机盘管上设置电动双位阀，以达到控制室内温度的功能。（3）为避免水力失衡，各空调水系统末端加设压差控制阀门。（4）每个空调系统上均设置杀菌除尘装置。（5）过度季节通过控制排风机及新风阀的开启度，从而加大室内新风供给，利用自然能源改善室内环境，节约了能源。（6）本工程空调系统负荷采用计算机延时计算所得。（7）空调系统采用自动控制，即提高了舒适性又防止因超温和不合理运行造成浪费。（8）全空气处理空调系统，过渡季节可增加新风量机械通风运行，自然冷却。（9）在空调冷热水系统中加设加药水处理设备，以防止、减轻和消除管道结垢，提高设备换热能力和系统使用寿命。（10）本项目采用通信网络集成舒适系统从能源效率管理的角度出发，对空调系统进行自动管理和自动监测。相关单位建设单位勘察单位设计单位工程设计幕墙深化设计地道设计监理单位质量安全监督单位施工总包单位场地情况本工程位于银川市上海西路，原火车站东侧。场区地形比较平坦，场地地面标高约在1109.58～1111.75m之间，平均标高1110.97m，最大高差2.75m。场地自然地坪标高为黄海高程1110.47m，站台面设计黄海高程1113.55m，站房±0.000设计标高为1113.70m，站房设计标高±0.000比基本站台设计标高高0.15m，站房与站前广场之间设计为微形坡度，高差0.4m。场地液化土层以3.8～6.8m之间的粉、细砂土为主，其次局部浅层以粉土和砂土为主的素填土，采用桩基础全部消除地基液化的影响。场区范围内的地下水类型为潜水，正常情况下，地下水位受城市建设及季节性大气降水等变化及周边管线渗漏的影响，水位升幅度将在0.5～1.0m之间，地下水位长期趋势为下降趋势。场地地下水地钢结构有中等腐蚀，当长期浸水状态下，对混凝土有弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性；在干湿交替条件下，对混凝土及混凝土中的钢筋均有中等腐蚀性。场地土对钢结构无腐蚀性，对混凝土及混凝土中的钢筋有弱腐蚀性。新技术应用情况综述本工程应用了建设部十项新技术中的十大项，共计19子项。下面就本工程所推广应用的新技术做一简单介绍：序号新技术名称工程应用情况1地基基础和地下空间工程技术灌注桩后注浆技术Ф600~Ф800钻孔灌注桩（抗压桩）686根，612根采用了后注浆技术2混凝土技术高耐久性混凝土686根工程桩采用C40高耐久性混凝土3钢筋与预应力技术HRB400级钢筋的应用技术基础与主体结构，3200吨大直径钢筋直螺纹连接技术≥25mm钢筋，26650个套筒接头有粘结预应力技术站房二层预应力大梁、楼板采用有粘结预应力技术无粘结预应力技术站房9、12轴拱脚16Uφs15.24预应力筋，10、11轴拱脚24Uφs15.24预应力筋索结构预应力施工技术雨篷横向为两跨连续张弦梁，共44榀。4模板及脚手架技术清水混凝土模板技术站房拱壳现浇清水混凝土6700m25钢结构技术深化设计技术钢结构总用钢量为6413吨钢与混凝土组合结构技术66根Y型钢管混凝土柱，灌砼的砼体积为800m36机电安装工程技术管线综合布置技术对站房、雨棚、天桥进行管线综合布置技术金属矩形风管薄钢板法兰连接技术工程中的所有通风管采用金属矩形风管薄钢板法兰连接技术，18840m27绿色施工技术外墙自保温体系施工技术站房工程主要公共空间隔墙，行包库房隔墙，卫生间、清洁间隔墙，防火分区隔墙，楼梯间隔墙，井道隔墙，设备、电气机房隔墙采用，加气混凝土砌块。加气混凝土砌块总用量为2544m3。粘贴保温板外保温系统施工技术站房屋面墙板与拱壳结构采用粘贴聚苯乙烯泡沫塑料板外保温系统，1638m3。建筑外遮阳技术站房外立面结合幕墙采用了大量遮阳设施。8防水技术防水卷材机械固定施工技术站房压型钢板复合保温卷材防水屋面采用5厚聚氯乙烯（PVC）内增强型防水卷材，防水卷材采用机械固定，PVC卷材9000m29抗震加固与监测技术消能减震技术站房、雨棚应用消能减震支座112套10信息化应用技术虚拟仿真施工技术站房屋架施工过程仿真模拟分析，天桥施工过程仿真模拟分析，雨棚钢结构施工过程仿真模拟分析工程项目管理信息化实施集成应用及基础信息规范分类编码技术项目部办公室，电脑16，内部网络和Internet连接，配备神机妙算预算软件、Project进度管理软件等，采用新开发的浙江XX项目管理软件，对质量安全资料进行自动化管理，结合建研院PKPM软件，对工程技术设计、进度管理提供帮助，通过安装视频技术，实现施工现场的作业面展现和控制项目部办公室，施工预算采用有关预算软件，设计修改可随时调整。现场安装PKPM计算软件，方便技术管理工作。成本核算、财务管理、计划统计与公司财务处、内部银行网络连机，使用Excel、安易等软件加强控制。现场试用施工项目管理信息系统，以加强管理、提高效率。新技术应用效益分析本工程设计新颖、造型美观现代，具有施工体态大、工期要求短、质量要求高、技术难度大且具代表性的特点。十项新技术的应用、重难点部位的技术攻关，既保证质量、加快施工进度、还产生了较为显著的效益，工程节约资金376万元。新技术的应用还带来良好的社会效益。本工程通过采用新技术，施工中减少城市环境污染、降低现场粉尘噪音、提高施工的文明程度，确保优质按期完工。总体来说，在保证工程各项使用功能、提高企业技术水平、树立良好企业形象等方面效益显著。经济效益的社会效益序号新技术项目名称经济效益（万元）社会效益1地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术110节省机械台班钢筋、混凝土等2混凝土技术2.1高耐久性混凝土1提高结构使用寿命3钢筋与预应力技术3.1HRB400级钢筋的应用技术30节省钢筋用量3.2大直径钢筋直螺纹连接技术10减少电焊带来的污染3.3有粘结预应力技术10提高结构性能，减少结构裂缝。3.4无粘结预应力技术10提高结构性能、加快施工速度3.5索结构预应力施工技术5实现大跨度，提高结构、构件的性能4模板及脚手架技术4.1清水混凝土模板及脚手架技术110确保工程质量，减少二次装饰5钢结构技术5.1深化设计技术25显著提高工作效率，保证加工精度5.2钢与混凝土组合结构技术3发挥钢和混凝土各自优点，加快进度6机电安装工程技术6.1管线综合布置技术10优化施工工序，减少返工6.2金属矩形风管薄钢板法兰连接技术3减少污染，降低劳动强度，缩短周期7绿色施工技术7.1外墙自保温体系施工技术1保温性能好，自重轻，施工简便7.2粘贴保温板外保温系统施工技术保温性能好，施工简便7.3建筑外遮阳技术2节约能源8防水技术8.1防水卷材机械固定施工技术1施工简便、无污染、使用寿命长9抗震加固与监测技术9.1消能减震技术具有安全性、经济性和技术合理性10信息化应用技术10.1虚拟仿真施工技术35降低风险，提升施工质量，缩短工期10.2工程项目管理信息化实施集成应用及基础信息规范分类编码技术10提高工作效率合计：节约资金376万元。工程业绩序号类别名称时间证明文件1示范工程宁夏回族自治区建筑业新技术应用示范工程2010.1申报书2课题高空大跨度清水混凝土超长预应力拱壳结构施工技术2010.6.22浙江省建设厅科研项目立项3专利发明专利：制备白色饰面清水混凝土组合物的配方（ZL201010511486.7）2011.09.09发明专利证书4发明专利：一种铁路既有线地下箱涵的施工方法（ZL201010511553.5）2010.10.19发明专利证书5实用新型专利：一种用于溪流上桥梁施工的支模架（ZL201020567173.9）2010.10.19实用新型专利证书6QC“提高拱壳结构清水混凝土观感质量”荣获2011年度全国工程建设优秀质量管理小组2011.7成果获奖证书7论文巨厚砂性土地区钻孔灌注桩复式注浆的施工技术2010.12《建筑机械化》ISSN1001-1366、CN11-1919/TU8铁路既有线地下箱涵整体顶进施工技术2010.11《建筑机械化》ISSN1001-1366、CN11-1919/TU9铁路既有线D24便梁吊装施工技术2010.10第十八届华东六省一市施工技术交流会论文集10高空大跨度清水混凝土拱壳结构模板施工技术2011.10第十九届华东六省一市施工技术交流会论文集11铁路既有线地下通道后顶进施工加固技术2011.10第十九届华东六省一市施工技术交流会论文集12XX站房高空大跨度钢管桁架施工技术2011.11《施工技术》ISSN1002-8498、CN11-2831/TU13XX站房曲面异形石材幕墙施工技术2011.11《施工技术》ISSN1002-8498、CN11-2831/TU14XX雨棚大跨度张弦桁架施工技术2011.11《施工技术》ISSN1002-8498、CN11-2831/TU15XX钢结构虚拟仿真施工技术的应用2011.11《施工技术》ISSN1002-8498、CN11-2831/TU16工法《大跨度清水混凝土拱壳结构模板施工工法》获浙江省XX集团企业工法2011.2企业文件17质量2011年度中国建筑钢结构金奖2012.1中国钢结构行业协会示范工程总结体会本工程被宁夏回族自治区住房和城乡建设厅列为建筑业新技术应用示范工程，对我们的新技术的推广应用工作是个极大的促进和激励。我们紧紧抓住这次机遇，在区建设厅、市建设局的指导和支持下，充分发挥广大科技人员和职工的聪明才智，制定了详细的计划，系统地进行新技术的推广应用工作，取得了可喜的成果。通过应用实践，新技术在保证质量、加快进度、提高效益等方面的优越性已为越来越多的人所认识，“科学技术是第一生产力”的观念更加深入人心。大家认识到要想在竞争激烈的市场中站稳脚跟，必须依靠技术进步，开发推广新技术、新工艺、新材料、新设备，充分提高企业产品的科技含量，高质量、高效益、高速度地完成工程项目，以科技进步来推动企业自身的发展。推广应用新技术，做好全面细致的计划。虽然作为十项新技术本身已相当成熟，但要结合工程实际切实可行，用出成果，用出效益。在实际应用前，认真调查研究，实施时发现问题及时做出相应调整，并派专人加以落实。推广应用新技术，企业领导非常重视，支持力度大。推广应用新技术不仅仅是技术问题，还需要经济、管理、体制等各方面加以协调配合。这就需要企业领导给予足够的重视，加强组织加强领导，制定推广工作的配套政策，加大对技术进步的投入。推广应用新技术，取得了设计、监理及业主单位的理解与支持。多方紧密配合，把节约资金与提高工程质量、促进技术进步综合起来考虑，调动一切积极因素，形成推广应用新技术的合力。新技术的推广应用要突出重点，以点带面。对推广的新技术国家已经建立了部、自治区（省）、市各级示范工程制度。企业内部建立了相应的示范工程管理制度。通过应用成功后的示范效应来带动该技术在企业内部其他工程的推广。目前我们在管理上已制定了“新技术推广应用面”、“技术进步效益率”等多项量化指标的统计考核制度，有力地促进了“科技兴业”，向科技要效益，走技术创新的道路。推广应用新技术与创新提高相结合，推陈出新，不断提高应用水平，使得应用新技术成为企业发展的主要原动力。我们结合项目部完成的新技术，组织施工技术人员及时总结施工技术和经验，并汇成文字，存档保管，以供今后借鉴。通过对新技术的推广应用，我们总结出了一整套工作思路和方法：保障组织体系新技术的推广应用工作需要组织制度加以规范保证。为此，公司制定了《示范工程工作管理标准》，自开工之日起就成立了新技术推广应用领导小组和实施小组，由总工程师和项目经理分别担任组长。并成立了新技术推广应用联络小组，负责公司间信息沟通，加强与上级主管部门及业主、设计、监理等有关单位的沟通协调，汇报工程情况，在新技术的推广应用上取得理解和支持。在新技术应用过程中，严格按照施工组织设计施工。加强施工管理技术力量，制定工作计划，落实具体人员，明确分工，承担相应职责。加强前期策划对于新技术的推广应用，前期策划尤为重要。项目部根据“人、机、料、法、环、测”等六方面充分考虑、积极准备，落实施工人员、施工机具、材料采购、施工方案编制与审定、施工环境准备等工作。其中施工方案的编制与审定，是考验项目部技术力量的杠杆。项目部技术人员发挥技术专长，充分利用计算机编程、计算、绘图，并结合总公司本部技术力量，全面考虑施工中的难点，提出可行性强的施工方案。宣传推广为使新技术的推广应用工作深入人心，在公司内部通过《浙江XX报》报道宣传。2010年5月浙江省XX集团在本工程现场召开主任工程师会议，以专题讲座的形式积极开展新技术的宣传工作，使广大员工更深入地了解新技术的内容和优越性，并进行了深入、透彻、全面的交流。在外部，公司还积极借助报纸、电视等新闻媒体的力量介绍工程进展及新技术应用，在社会中树立示范工程的良好形象，以更好地体现示范工程的示范效应。学习交流为搞好示范工程工作，公司专门组织领导小组成员学习建筑部关于推广应用十项新技术的有关文件规定，学习参观其他“鲁班奖”工程、示范工程。公司还组织有关技术人员参加施工学术交流会，参观其他兄弟单位的示范工程项目，与同行交流学习、取长补短。并且经常性的邀请有关专家到现场咨询指导，为工程施工提出了许多宝贵的意见和建议。体系控制本公司已通过“ISO9001、ISO14001、ISO18001”三合一管理体系论证，在工程建设中注重体系在新技术应用工作中有效运行，保证新技术从计划到实施的各个环节切实受控。单项新技术应用总结根据本工程的设计特点和工程的先进性，在工程施工中，我们结合建设部推广应用的十项新技术，大力推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，采用先进施工工艺的单项总结报告如下：地基基础和地下空间工程技术灌注桩后注浆技术应用概况钻孔灌注桩以其低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点，在桩基础中被广泛应用。但其在施工中形成孔底沉渣不易清除而影响桩端阻力发挥及侧壁因泥浆护壁形成泥皮而影响桩周阻力发挥。本工程抗压桩均为钻孔灌注桩，针对这一问题，采用了后注浆技术，在桩内预埋注浆管，并在灌注桩砼终凝到一定强度后通过预埋的注浆管，用高压注浆泵以一定的压力将预定水灰比的水泥浆压入桩底与桩侧，对桩底沉渣，桩端持力层及桩周泥皮起到渗透，劈裂充填、压密和固结作用，以此来提高桩的承载力，减少其变形。具体设计如下：桩号种类桩径(mm)桩数桩长(m)砼强度等级承载力特征值(kN)备注桩1抗压桩80028412.5C35（水下灌注C40）2000注浆桩1a抗压桩8008182000注浆桩2抗压桩80010622.53800注浆桩3抗压桩6002210.51100注浆桩6抗压桩600247300不注浆桩4抗压桩60015610.51200注浆桩5抗压桩8006012.52200注浆桩6抗压桩600507300不注浆合计686图1.1站房一段桩位布置图桩以③层细砂作为桩端持力层，为了提高单桩承载力，在抗压桩桩底与桩侧采用后高压注浆工艺。注浆管采用外径为25mm的焊接钢管，接头采用丝扣连接，每桩2根，压浆管上部高出设计桩顶混凝土面0.1m，布置时将2根桩端压浆管对称绑在钢筋笼外侧，桩侧压浆管管置于2管中点绑在钢筋外侧。桩端采用2根注浆管，桩侧取一个断面注浆，其位置距桩端5~10m（桩长10.5m~12.5m取5m；桩长18m取8m；桩长22.5m取10m；且宜在桩侧布两排管）。浆液为新鲜的普通32.5MPa水泥制成，水灰比一般采用0.45~0.55，地下水位以上为0.6~0.7，注浆时先大后小。压浆量（水泥用量）10.5mΦ600桩1.3吨(桩端0.95吨+桩侧0.35吨)；12.5m~18mΦ800桩1.8吨(桩端1.3吨+桩侧0.5吨)；22.5mΦ800桩2.2吨(桩端1.3吨+桩侧0.9吨)。注浆压力控制在2.0~6.0MPa（先用清水冲孔），注浆量达到设计注浆量的75%，注浆压力超过4MPa；或注浆量达到设计量，注浆压力达到2.0~3.0MPa，停止注浆。注浆在桩身砼浇灌72小时以后才能进行。本工程结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级。图1.2注浆管预埋特点、重点、难点后注浆技术具有环境影响小、施工方便等特点，能有效提高单桩承载力。要重点控制孔深、孔径和垂直度，了解孔壁情况，及时了解孔内情况，是否有坍孔、漏水等现象，以便在后注浆施工时采取相应的技术措施。开塞时间的早晚，对注浆较为关键，能否顺利注浆，控制好注浆时间是重点。后注浆技术是一种新技术，不同的施工单位，因人员的技术水平、机械设备及工程所在地工程土物理力学性质和赋存状态的不同，选择的参数不尽相同，因此，要依据掌握的施工技术知识、实际经验、相关资料和有关规范、标准，对选取的参数进行认真的分析，选择适合本工程的注浆参数。技术要点钻孔灌注桩后注浆施工主要依据《建筑地基基础工程质量施工验收规范》（GB50202-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）的相关要求和设计规范进行控制，其包括了两个施工过程：一是钻孔灌注桩施工，二是后注浆施工。下面主要就复式注浆情况作一介绍。1.3.1注浆管施工⑴注浆管制作注浆管选用内径为25mm，壁厚为3.0mm的无缝钢管，接头采用丝扣连接。注浆管最下部20cm制作成注浆喷头（俗称花管），用钻头均匀钻出4排（每排2个）、间距5cm、直径8mm的注浆孔作为注浆喷头；上端用丝堵封严，用图钉将注浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，形成单向装置。加压注浆时将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入土层中，而在混凝土灌注时保证混凝土不会将注浆管堵塞。⑵注浆管布置桩端在钢筋笼外侧对称布置2根注浆管；桩侧取一个断面注浆，在钢筋笼外侧对称布置2根注浆管，距桩端距离取5—10m。（具体为桩长10.5与12.5米的取5米；桩长22.5米的取10米。）桩端管两端采用丝堵封严，注浆管长度比钢筋笼长度多出30cm，桩底部与钢筋笼平，上部高出设计桩顶混凝土面30cm但不得露出地面以便于保护。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，注浆管与钢筋笼同步安放，按事先排好的顺序依次下入并绑扎在钢筋笼的主筋上，绑扎间距≤2m，每根注浆管之间的丝扣连接要牢固。在钢筋笼吊装安放过程中要注意对注浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成注浆管在丝扣连接处松动，喷头部分加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成注浆孔的堵塞。每下完一节钢筋笼后，必须在注浆导管内注水检查其密封性。检查合格后方可下入下一节钢筋笼。⑶注浆参数设定注浆参数主要包括注浆水灰比、注浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程采用不同的参数。在工程桩施工前，根据以往工程的实践情况，先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，试桩完成达到设计强度后，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。①水灰比：水灰比一般不宜过大和过小，过小会造成注浆困难，过大会使水泥浆在压力作用下形成离析。桩端水灰比采用0.45～0.55，地下水位以上水灰比为0.6~0.7，注浆时水灰比先大后小。②注浆量：注浆量与粉细沙层的孔隙率、桩径以及桩间距有关。根据公式计算注浆量：桩长12.5m的Φ800桩，桩端1.3t，桩侧0.5t；桩长22.5m的Φ800桩，桩端1.3t，桩侧0.9t；桩长10.5m的Φ600桩，桩端0.95t，桩侧0.35t。注浆量是控制后注浆施工是否完成的主要参数。④闭盘压力：在达不到预先设定的注浆量，但达到一定的压力时就要停止注浆，注浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大也有可能使得桩体上浮。当出现以下情况时需停止注浆：1、注浆量达到设计量，注浆压力达到2~3MPa；2、当注浆量达到设计注浆量的75%，闭盘压力超过4MPa。1.3.2后注浆施工⑴施工流程灌注桩成孔－钢筋笼与注浆管制作－灌注桩清孔－注浆管绑扎下钢筋笼－灌注混凝土－养护－注浆⑵注浆设备机具采用sw-10高压注浆泵。搅拌机采用350砂浆搅拌机。灌注过程中，水泥浆始终在搅拌，保持不沉淀。高压胶管采用内径25㎜工作压力为20MPa钢丝编织的高压胶管。高压胶管、注浆泵与孔内注浆管用快速接手连接。⑶注浆桩位选择根据以往工程实践，在粉细沙层中，水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止注浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，注浆的桩在混凝土灌注完成2d后，并且该桩周围至少8m范围内没有钻机冲孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也在2d以上。⑷注浆施工顺序：注浆时采用整个承台群桩一次性注浆，注浆先施工周圈桩位再施工中间桩；注浆时采用2根桩循环注浆，即先压第1根桩的A管，注浆量约占总量的70%，压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管注浆时间间隔30～60min以上，给水泥浆一个在地层中扩散的时间。注浆时做好施工记录，记录的内容包括施工时间、注浆开始及结束时间、注浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。⑸注浆注浆时先注清水，冲开注浆管底、侧堵头，并经行清水洗孔，在开塞后开始注水泥浆，先注孔侧以便孔壁泥皮上返，然后先桩侧后桩端，先上后下，时间间隔不小于2小时，最终达到将桩上部密封，提高桩侧摩阻力，然后再进行孔底注浆。水泥浆的浓度本着先稀后浓的原则，依据单位时间的注入量进行浆液浓度的变换。注浆过程中，每隔10—20min记录一次浆液注入量和注浆压力（表压力），在设计注浆压力下，掌握好注浆延续时间，使浆液注入量达到设计要求，即可结束注浆。基柱试验⑴桩身完整性检测:8根试桩进行了桩身完整性检测，均为Ⅰ类桩。⑵竖向静载试验:经过竖向承载力静载试验，沉降量均小于40mm，Q~S曲线平缓，无明显陡降段。具体各桩的沉降量如下表。桩号桩径（mm）桩长（m）最大加载量（KN）最大沉降（mm）卸载后沉降（mm）30780012.540001.690．344980012.540003.110.3039480012.540002.510.2719280022.576003.410.2725680022.576003.610.3024780022.576004.190.2037960010.522001.490.2531760010.522002.050.47⑶水平静载试验：各桩水平承载力符合要求。水平静载试验情况具体如下表。桩号桩径（mm）桩长（m）水平最大加载量（KN）水平位移（mm）30780012.550010.94980012.542510.1839480012.542510.519280022.551010.0725680022.557510.0224780022.550510.04⑷高应变试验：本次高应变动测法采用拟合法进行分析，通过对现场测试资料的计算机分析，得出8根试桩在天然含水状态下的单桩竖向极限承载力与单桩竖向承载力特征值，其实测值均大于设计值，具体数值如下表。编号桩径（mm）桩长（m）扩大头直径（m）单桩竖向极限承载力（KN）单桩竖向承载力特征值（KN）贯入度（mm）30780012.52.0477223861.04980012.52.0482424121.539480012.52.0453622682.019280022.53.8816840841.525680022.53.8801440072.024780022.53.8812740642.037960010.51.1221211061.031760010.51.1222011101.0⑸检测结论：经过检测，8根试桩的承载力达到设计要求。单桩承载力比较通过对试桩（兼工程桩）的试验，确定预先设定的参数符合设计要求。612根按设定参数进行复式注浆施工，经过检测所有工程桩质量达到设计要求。桩径800mm、桩长12.5m的工程桩采用复式注浆后的单桩竖向承载力特征值达到2000KN以上（高应变试验的结果为2355KN）。不采用注浆的单桩竖向承载力特征值经过计算为1430kN，经过计算采用复式注浆可提高承载力65%，其他桩采用复式后注浆技术后承载力的提高达到60%以上。应用效果场地内砂土层巨厚，桩体主要处于密实砂土层中，灌注桩形成的泥皮及桩底沉渣是制约桩身承载力的重要因素。在工程桩桩端、桩侧各对称布置2根直径25mm的注浆钢管采用复式后注浆技术，使桩底沉渣、桩侧泥皮和桩周一定范围内土体得到加固，从而增强桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，增强桩基础抗变形能力，减小沉降。通过对工艺参数的优化，可使单桩承载力提高30%～60%，一般情况下粗粒土的增幅高于细粒土，软土增幅最小。巨厚砂土层如采用端承桩需要很大的桩长，而且土质适宜注浆，因此更适合采用桩端桩侧复式注浆技术，在桩长不变情况下，通过后注浆技术单桩承载力提高，可以减少桩长，减少打桩机械台班、劳动力、钢筋、混凝土等创造节约型社会。混凝土技术高耐久性混凝土应用概况本工程的工程桩处于氯化物和硫酸盐的腐蚀环境中，686根Ф600～ф800工程桩的混凝土采用强度等级为C40（水下浇筑）的高耐久性混凝土。技术要点高耐久性混凝土是通过对原材料的质量控制和生产工艺的优化，并采用1级粉煤灰和高效减水剂作为必要组分来生产的具有良好施工性能，严格控制水灰比，满足结构所要求的各项力学性能，耐久性非常优良的混凝土。1.主要技术内容(1)原材料和配合比的要求1)水胶比（W/B）=0.35≤0.38。2)水泥采用宁夏赛马的高抗硫水泥P.HSR42.5，为旋窑水泥，符合现行国家标准规定。3)粗骨料采用5～26.5mm的碎石，粗骨料的压碎指标值710％≤10％。4)采用优质矿物微细粉和高效减水剂是高耐久性混凝土的特点。本工程采用了1级粉煤灰和高效减水剂，粉煤灰等量取代水泥，粉煤灰掺量22.28％≤30％，外加剂是银川威乐信公司生产的WRX-1。(2)耐久性设计的要求2)对于处于严酷环境的混凝土结构的耐久性，根据工程所处环境条件，按《混凝土结构耐久性设计规范》GB50467进行耐久性设计，本工程考虑的环境因素是抗硫酸盐腐蚀的耐久性要求。本工程水泥中的C3A＜5％；C3S＜50％。根据2009年8月10日的宁夏赛马实业股分有限公司出厂水泥检测报告单中，水泥中的C3A=2.55％；熟料中的C3S=42.5％。混凝土中氯离子含量为0.009％＜0.06％，不溶物为0.97％＜1.5％，二氧化硫含量为1.85％＜3.5％，氧化镁为2.55％＜5％，烧失量为3.2%＜5％。水泥中的二水石膏含量为3.5％,水泥中外加剂为醇胺类助磨剂，掺量为0.02％。2.技术指标(1)工作性坍落度160～200mm；无离析泌水现象；黏聚性良好；具有良好的混凝土工作性能。(2)力学性能混凝土强度等级C40，抗压强度等级≥C40。应用小结本工程桩全部采用了高耐久性混凝土，水下浇筑的强度等级为C40，浇筑过程顺利，混凝土强度经检测符合要求。工程桩经静载抽检与动测全数检测，达到国家规范要求。钢筋及预应力技术高强钢筋应用技术应用概况HRB400级钢筋大量应用于工程地下混凝土结构地梁、承台、墙板和上部混凝土结构，总使用量3200吨。采用HRB400级钢筋可以减少工人劳动量、减少钢筋总量使用，降低成本等优点，采用了Φ10、Φ12、Φ14、Φ16、Φ18、Φ20、Φ22、Φ25、Φ32的HRB400级钢筋。技术特点HRB400的强度设计值比HRB235级钢筋和HRB335级钢筋分别提高了71%和16%。纵向受力钢筋的最小配筋率，HRB400级钢筋的最小配筋率与HRB335级钢筋基本一样，但与HRB235相比降低了35%～55%。HRB400级钢筋无论是强度值和构件的配筋率都比HRB235级钢筋有着绝对优势。在混凝土结构中，框架梁及次梁的含钢量在工程中可占到总用钢量的25%～30%。一般情况下，梁的纵筋受强度控制，钢材的强度越高，其经济性越好，基本上呈线性关系。在实际工程中，梁的纵筋一般用HRB335，如采用HRB400级钢筋，其强度比为360/300。从理论上讲，可节约用钢量的20%。这也是HRB400级钢筋能在工程中广泛应用的原因之一。在混凝土结构中框架柱的纵向配筋是受最小配筋率控制的(特殊情况例外：如顶层边框架柱)。根据《规范》要求，当采用HRB400级钢筋时，表中系数允许减少0.1，这样，采用HRB400级钢筋的框架柱，也可比采用HRB335级钢筋节约10%。高强度HRB400(Ⅲ)级钢筋的性能优势：（1）强度高，同时强度价格比大，安全储备大，节省钢筋资源。虽然HRB400(Ⅲ)级钢筋的价格稍微高一些，但是其屈服强度为400MPa，设计强度为360MPa。设计强度比Ⅱ级钢筋提高16%~20%，从单位价格获得的强度上有比较明显的优势，同时还可大大降低配筋率。热轧钢筋的强度价格比品种标准强度（MPa）设计强度（MPa）伸长率δs(%)价格（元/t）强度价格比（MPa:元/t）HPB235（Ⅰ）2352102550540.042HRB335（Ⅱ）3353001651350.058HRB400（Ⅲ）4003601453010.068[注]这里不仅是直接的价格比较，还考虑延性（伸长率）的改善及用钢量减少以后给运输、施工、能耗和结构自重减少带来的附加效应。（2）延性好统计的实测强屈比为1.37，高于标准值1.25，实测屈服强度与标准值的比值为1.16，小于标准规定的1.30。故延性好，在遭遇地震时，能发挥很好的性能。（3）弯曲加工适应性好HRB400级钢筋的冷弯性能优良，施工适应性好。（4）成本低由低合金化转向微合金化，故成本低。HRB400级钢筋与Ⅱ级钢筋的差价不大，按强度价格比计算，其具有明显的优势。（5）焊接性能好由于钢筋中的钒加速了珠光体的形成，从而增加了焊接热影响区的韧性，提高了焊接质量，焊接方便，焊接性能好。（6）品种规格齐全长期以来，我国钢铁企业不生产直径12mm以下的细直径变形钢筋，只能用Ⅰ级钢盘条或经冷拔、冷轧、冷扭直径变细后使用。新的HRB400级钢筋补充了直径6mm，8mm，10mm的细直径钢筋以作箍筋、分布筋、构造筋用；又增加了50mm直径的粗钢筋用作水坝、桥墩等大型土木工程构筑物用，品种规格齐全。应用效果本工程地梁采用了HRB400级钢筋，大大节约了资源，为社会节能减排等做出贡献；也降低了工程投资。大直径钢筋直螺纹连接技术应用概况工程中直径≥25mm钢筋连接方式采用直螺纹套筒连接。直径≥25mm钢筋应用于地梁、框架梁、柱、剪力墙等部位，经统计数量约26650个直螺纹套筒接头。特点、重点、难点直螺纹套筒连接具有接头质量高、易施工、操作简单且综合成本低特点。钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术是在钢筋直螺纹连接技术的基础上发展起来的一项新技术，它与传统的焊接工艺及其它机械连接技术相比，具有如下特点：螺纹牙型好，精度高，连接质量稳定可靠，连接强度高；连接接头具有优良的抗疲劳性能及抗低温性能，接头可通过200万次疲劳试验和零下40℃低温试验；操作简单，施工速度快。螺纹加工提前制作，现场装配作业；应用范围广，适用于直径16-40mmⅡ、Ⅲ级钢筋在各种方位同、异直径的连接；接头质量受人为因素影响小，现场施工不受气候条件影响；无污染，无火灾及爆炸隐患，施工安全可靠；节约能源，耗电低，设备功率仅为3-4KW。钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术是先将钢筋待连接部分的横肋和纵肋剥切处理后，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，再进行螺纹滚压成型，然后利用连接套筒进行连接，使钢筋丝头与连接套筒连接为一体，从而实现了等强度连接的目的。技术要点连接所用的钢筋要有产品出厂合格证，产品性能检测报告，以及材料进场复验报告；连接套筒要采用优质碳素结构或其它经型式检验确定符合要求的钢材，且材料表面光洁，不允许有严重锈蚀、油脂等质量缺陷，合格的材料是保证工程质量的前提条件。进场钢筋端头的切割质量都比较粗糙，端面翘曲不平，不能直接用于连接，需要进行再次切割。一般宜采用砂轮切割机或其它专用切断设备，严禁气割，以确保钢筋待连接端面平头，平头的目的是让钢筋端面与母材轴线方向垂直，并使钢筋连接端面之间充分接触。钢筋丝头加工是该工艺关键之一，它是在钢筋剥肋滚压直螺纹机上直接完成，该设备集钢筋剥肋与螺纹滚压于一身，一次装卡即可完成。该道工序需要3人协作完成，1人操作设备，2人搬运钢筋。为确保钢筋丝头加工质量，3名操作人员均须经过专业技术培训，严格考核，持证上岗。钢筋丝头经检验合格后，要立即套上专用的钢筋丝头保护帽或与相连接的连接套筒，将钢筋丝头保护起来，同时要注意在连接套筒的另一端按上塑料防护帽。切不可将加工好的钢筋随意搬运或堆放，以防丝头被磕碰或被污物污染而影响钢筋接头质量。钢筋连接前，钢筋丝纹和连接套筒丝纹要逐个进行检查，确保其完好无损，如果发现丝纹表面有杂质，清除干净。安装时，首先把连接套筒的一端安装在基本钢筋的端头上，用扳手或管钳等工具将其拧紧到位，然后把导向对中钳夹紧连接套筒，将待接钢筋通过导向夹钳中孔对中，拧入连接套筒内拧紧到位，即可完成连接。卸下工具后随即检验，不合格的立即纠正，合格的接头作上标记，与未拧紧的接头区分开来，以防有的钢筋接头漏拧，并认真做好现场记录工作。质量检验（1）丝头质量检验：操作者对加工的丝头要逐个进行检查。首先检查其外观质量，螺纹饱满，表面光洁，不粗糙，螺纹直径大小一致，无虚假螺纹用缺肉、瘦牙等缺陷，螺纹长度、公差尺寸符合规定；再次用检验钢筋丝头的专用量具-螺纹环规进行检验，钢筋丝头要能够顺利通过螺纹环规，且丝头与螺纹环规要十分吻合才算合格。经自检合格的钢筋丝头，监理部再对每种规格加工批量随机抽检10％，且不少于10个，如果在抽检中有一个不合格，则对该加工批全数进行检查，不合格的丝头要重新加工，经检验合格后方准予使用。（2）接头质量检验：钢筋接头在施工单位检验合格后，再由监理部进行验收。首先目测已作标记的钢筋接头处丝扣，如果发现有一个完整丝扣外露，则该接头要重新拧紧或进行加固处理；然后用扭力扳手随机抽检每种规格接头数量的10％，且不少于10个，如果在抽检中发现有一个接头松动，则要对该种规格的接头全数进行检查。（3）在上述二项验收合格后，监理部再对每批同规格钢筋随机抽样做静力伸强度试验（对有特殊要求的混凝土结构，可增做单向反复拉伸试验和疲劳性能试验），每一验收批钢筋接头数量不得超过500个，且至少进行一组（三个试件）试验，如果有一个试件不合格，则要取双倍试件试验，如仍有不合格，则该批接头为不合格，禁止在工程中使用。应用效果采用直螺纹套筒连接，可以节约钢材，提高连接质量，方便操作，经济、社会效益显著。有粘结预应力技术应用概况由于本工程站房层高高、跨度大，而且上部需安装钢结构工程和大量相关的设备，这些荷载全部要由上部结构梁来承担，这也就势必的加大结构梁的截面尺寸；混凝土拱又是超高（32m、38m）、超重，在拱脚处荷载集中；并且由于当地温差较大，易产生温度裂缝。考虑到上述问题，所以本工程在高度为-1.4m的拱脚设置无粘结预应力平衡体系，高度为8.8m的站房双向设置了预应力梁以平衡部分竖向荷载，楼板内设置温度预应力筋，改善结构的受力性能，同时给构件施加了一定的压应力，以解决构件的开裂问题。对于该工程而言，在框架梁内采用预应力技术不仅减小了构件高度，而且解决了构件在正常使用状态下的裂缝及挠度控制难题。特点、重点、难点根据设计要求，预应力筋采用φs15.24mm高强低松弛钢绞线，主梁采用有粘结预应力技术，抗拉强度标准值fptk＝1860MPa。主梁预留孔道采用金属波纹管。表3.2主要预应力构件参数表预应力构件截面尺寸预应力筋跨度（米）高度（米）YKL11000×15002*12+2*9Φs15638.8YKL21000×18003*12Φs15218.8YKL3600×18002*12Φs15428.8YKL41000×20002*12+2*9Φs15728.8YL1600×18003*12Φs15638.8YXL1600×1000~16001*12Φs15318.8楼板板厚1201*3Φs15@1400518.8说明：1.预应力筋束形梁内为曲线布置、楼板内为直线布置。由于本工程梁、板预应力筋均有跨后浇带铺设，混凝土浇筑完毕并达到预应力张拉要求之后，首先张拉区域内的预应力束，张拉完毕后再封闭后浇带，待后浇带混凝土达到张拉要求后再进行跨后浇带梁板的预应力张拉。预应力束张拉端节点的构造处理下图所示：图3.2-1现场张拉端处理简图技术要点、施工方法施工流程安装梁底模↓绑扎框架梁普通钢筋↓穿设波纹管↓安装端部配件↓预应力筋制作→穿筋↓隐蔽工程验收↓浇筑混凝土→制作混凝土试块↓│养护、拆模│↓↓张拉机具标定→张拉←压混凝土试块↓冲洗孔道↓灌浆机具准备→孔道灌浆→制作水泥浆试块↓封端预应力筋的铺设及矢高定位由于跨度和荷载较大，梁内预应力筋的施工质量直接关系到结构的承载力及使用功能要求，采取必要措施以保证预应力筋的安放及矢高定位。波纹管的连接用同一形式大一号的管，长300mm，每边旋入150mm，对接后用胶带密封。波纹管与固定端钢绞线连接用棉丝封堵，再用胶带密封。整段波纹管在梁内顺直，不得有明显弯折，水平允许偏差5mm。由于预应力施工中预应力束的铺设属主导工序，需要单独占用一定施工时间，所以工序的安排的好坏将直接影响到施工的工期。项目部通过流水作业组织统筹作业，先安排劳动力集中绑扎一条大梁的钢筋，再进入预应力束的铺设，待验收无误之后再进行封梁侧模的工序。从而错开梁普通钢筋绑扎与预应力束铺设的时间，保证了总体施工进度。由于本工程预应力梁中预应力束张拉为直线型张拉，在预应力束的铺设过程中必须保证整体的平整度在5mm之内，考虑到预应力束的自重较大，所以在波纹管底部标高位置加设Φ10@1000的U型定位钢筋作为支撑的骨架与箍筋点焊牢固，波纹管通过铁丝与骨架绑扎牢固，这样一来就解决了预应力束铺设完成后的整体平直度，避免了在后期的张拉过程中由于局部的应力集中而造成梁体的开裂。出气孔的设置出气孔设置好坏将会对后期的灌浆产生一定的影响，考虑到在砼实际的施工过程可能会发生意外情况，所以波纹管中间增设了一组出气孔。为了保证出气孔在后期的注浆过程的出气畅通，项目部施工人员要求施工班组抛弃在皮管里面放圆钢的这种不安全的施工方法，直接改用ф20的电线管，高出部分灌浆后割除。预应力筋张拉及数据分析本工程张拉方式采取一端张拉，另一端锚具固定的方式进行。预应力筋的张拉控制，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据本工程考虑超张拉后实际张拉力取为0.7倍钢绞线强度标准值，即1860×0.7＝1302MPa。张拉施工工序清理垫板及钢绞线表面的灰浆；安装锚板，夹片；千斤顶就位，千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致，；工具锚夹片打紧，将夹片均匀打紧并外露一致；油泵供油给千斤顶张拉油缸，并随时检查伸长值与计算值的偏差。张拉到规定油压后，持荷复验伸长值，合格后实施锚固千斤顶活塞回程；拆除千斤顶；切除多余的钢绞线；同时为了确保张拉时的人身安全和张拉效果，项目部在每一个张拉端均搭设了1m×1m的操作平台。数据分析根据设计要求，当预应力梁砼达到100%设计强度后即进行张拉，张拉控制应力为σ=0.7f=1302Mpa，张拉程序为0→10%→20%→103%（锚固）。张拉控制为双控：即以应力控制为主，用伸长值进行校核，其实际伸长值与理论伸长值误差率在-6%～6%之间。考虑到预应力束长，影响预应力束张拉结果的因素复杂多样。为了积累经验和提供参考数据，我们选择其中一根梁进行试验，为以后的张拉提供参考（持荷时间为2分25秒），具体张拉数据如下表：10％σ100％σ实际伸长值（mm）30190理论伸长值（mm）31186误差值（％）-3.3%+2.2%从表格中我们可以看出预应力束的张拉偏差值均在设计允许误差的范围内。这说明我们的张拉过程是成功的，通过同样的方法我们对剩余的梁进行了张拉，经过数据对比发现最大正误差值为5%、最大负误差值为-4.6%，均在设计允许误差的范围内，本工程的预应力张拉圆满成功。灌浆根据设计要求，预应力张拉后要进行波纹管的后注浆，注浆压力值控制在0.5Mpa。为了确保灌浆的质量，现场在注浆的施工过程中采取二次注浆的施工方案，有效的排除了管内的残余空气，确保了灌浆的密实度。灌浆材料要求灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆体28天标准强度不低于30MPa。水泥浆的水灰比为0.4～0.45，搅拌后三小时的泌水率控制在2％以内，流动度以16－20s为宜，并添加适量膨胀剂，但不得掺入含氯化物等对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。。水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间不宜超过30min。灌浆不得使用压缩空气。灌浆工艺要求灌浆前切割外伸钢绞线，钢绞线露在锚具外的长度控制在30～50mm，然后用水泥浆密封所有张拉端，以防浆体外溢，并将排气孔部位的波纹管逐个打通，为下一步操作做准备。灌浆前进行机具准备和试车，对孔道进行湿润、洁净。灌浆工作缓慢均匀的进行，不得中断，并排气通顺。灌浆孔设在张拉端垫板上，水泥浆从一端灌入，灌浆压力控制在0.5MPa。孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些，反之可小些。灌浆进行到排气管冒出浓浆后，方可堵塞此处的排气孔。灌浆过程中制作2组70.7×70.7×70.7的立方体水泥净浆试块，标准养护28天后送交实验室检验试块强度，其强度不小于30MPa。由于灌浆质量的好坏直接关系到预应力钢绞线与混凝土的粘结效果以及结构的耐久性，因此施工过程中项目部有关管理人员从每一个环节上进了严格控制，从而确保了本工程灌浆质量。应用效果设计要求，张拉控制为双控，即以应力控制为主，用伸长值进行校核，其实际伸长值与理论伸长值误差率在-6%~6%之间。通过张拉机具、锚具的配套和合理的选用夹片，严格按照要求做到慢张与慢放，认真进行张拉后检查，认真量取张拉数据，XX工程预应力梁施工取得了很好的成绩，质量优良，取得了很好的社会效益和经济效益。无粘结预应力技术应用概况由于本工程站房混凝土拱又是超高（32m、38m）、超重，在拱脚处荷载集中；在高度为-1.4m的拱脚设置无粘结预应力平衡体系。特点、难点根据设计要求，拱脚采用无粘结预应力技术，预应力筋采用Uφs15.24mm高强低松弛钢绞线，抗拉强度标准值fptk＝1860MPa。预留孔道采用Ф219×6钢管。由于本工程预应力施工长度达到71.05m，为超长结构，提高涨拉水平，减少应力损失，是确保清水混凝土不出现裂缝的主要因素，拱脚的超长后涨法无粘结预应力是确保拱结构质量的又一个关键。表1.2主要预应力构件参数表预应力构件预应力筋跨度（米）高度（米）9、12轴拱脚16Uφs15.2471-1.410、11轴拱脚24Uφs15.2471-1.4说明：1.预应力筋束形为直线布置。拱脚预应力钢管内保证不进水，避免腐蚀钢管及预应力筋，钢管要做好防锈处理，张拉端承台混凝土张拉后不允许有裂缝。张拉端节点的构造处理下图所示：图4.2-1张拉端构造详图施工准备4.3.1技术准备（一）编制预应力施工方案；（二）预应力深化设计，施工结点详图，阅读、绘制预应力施工详图；（三）准备预应力材料进场前的检验和试验资料；（四）组织预应力分项施工人员熟悉图纸，熟悉现场情况；（五）对施工人员进行技术和安全交底。4.3.2机械设备预应力筋的张拉设备配备详见下表：编号名称规格数量备注1千斤顶QYC272台校验证明、张拉液压表YCW—2502台2油泵ZB4-5002台张拉3切割机2台配套锯片4电焊机2台焊定位点5电盘线2套6工具箱1个扳手等常用工具7钢尺5个测量张拉伸长值4.3.3劳动力组织预应力工程的劳动力组织充分考虑预应力施工特点，即：存在各工种同时交叉作业，铺放时间限制严格，预应力筋张拉受工期约束等，根据综合考虑确定本工程预应力施工劳动力安排如下：预应力劳动力需用量计划工种预应力筋铺放预应力筋张拉人数10人6人4.3.4材料控制XX采用的锚具、预应力配件均按照图纸具体要求提前准备、加工并运到工地现场。（1）预应力钢绞线：本工程预应力钢绞线采用高强低松弛无粘结钢绞线UΦs15.2，钢绞线抗拉强度标准值fptk＝1860N/mm2。单根钢绞线的截面积：140mm2,弹性模量Es=1.95*105MPa。钢绞线进场时附有钢绞线产品生产厂家的出厂合格证，复检合格证，然后进行钢绞线见证取样检查，产品质量必须符合GB/T5224—2003有关规定。（2）预应力锚具：因为本工程预应力中采用高强低松弛钢绞线，对锚具的要求高。按照规范要求，锚具必须采用I类锚具：锚具效率系数ηA≥0.95抗疲劳性能试验≥200万次试件破断时的总应变εμ≥2%产品质量必须符合JGJ85—2002有关规定。（3）张拉端：无粘结预应力采用单孔锚体系由锚板、夹片、锚垫板、螺旋筋组成。4.4预应力施工4.4.1施工流程浇筑支墩混凝土↓钢管防锈处理↓铺设钢管↓焊接、拼装钢管↓预应力筋制作→穿筋↓隐蔽工程验收↓浇筑张拉端承台混凝土→制作混凝土试块↓│养护、拆模│↓↓张拉机具标定→张拉←压混凝土试块、混凝土拱施工完毕、拱脚装修完毕↓封端4.4.2钢绞线下料与组装预应力钢绞线按照施工图纸规定进行下料。按施工图上结构尺寸和数量，考虑预应力筋的工作长度、张拉设备及不同形式的组装要求，定长下料。预应力筋下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。下料后的半成品分别按预应力梁进行编号。然后将各种类型的预应力筋就近进行堆放，使用时直接运输至使用地点。4.4.3铺设预应力筋由于跨度和荷载较大，拱脚内预应力筋的施工质量直接关系到结构的承载力及使用功能要求，采取必要措施以保证预应力筋的安放。钢管自重较大，且必须保持平直，支墩务必牢固、水平。钢管采用吊机安放到位，10m左右用套筒电焊连接一次，保证无漏缝。钢管安装到位后，进行预应力束的铺设，制作与安装张拉端。张拉端后钢管内采用棉纱封堵，长度为500mm，外用水泥砂浆封闭防止进水，并且围绕钢管浇筑断面尺寸为800×800的C25混凝土以保护钢管。隐蔽验收过后，再进行浇注张拉端的承台混凝土，做好混凝土养护以及保护，避免后期在张拉过程中张拉端由于应力集中而造成开裂。4.4.4预应力筋张拉本工程中拱脚为超长预应力筋，张拉方式采取双端张拉的方式进行。预应力筋的张拉控制，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据。张拉时做到无粘结钢绞线、锚环与千斤顶三对中，张拉过程均匀。张拉工艺：0→10%σcon（读初始伸长值L1并作记录）→100%σcon（量测伸长值L2并作记录）→103%σcon→卸荷至零。本工程在混凝土拱完成后，进行第一次的拱脚预应力张拉，9轴、12轴一次性张拉完毕，单束张拉力为94KN，超张拉103%，10轴、11轴各张拉30束，张拉力为119KN，超张拉103%；待拱脚装修完毕，张拉10轴、11轴各余下的30束钢绞线，张拉力为119KN，超张拉103%。张拉顺序以10轴的一根钢管为例，见下图：图4.3.3张拉顺序图张拉的控制采用以张拉力为主、伸长值校验的方法。初应力时量取千斤顶活塞的伸长量L1，张拉达100%σcon时再量取千斤顶活塞的伸长量L2，（L2-L1）/0.9为钢绞线束的实际伸长量。实际伸长量与理论伸长值的差，与理论伸长值相比不超过6，否则停机检查原因，予以调整后方可张拉，必要时采取相应措施进行处理。预应力张拉的理论伸长值按规范要求进行计算。张拉完毕后，检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表。张拉施工工序清理垫板及钢绞线表面的灰浆；安装锚板，夹片；千斤顶就位，无粘结钢绞线、锚环与千斤顶三对中；油泵供油给千斤顶张拉油缸，并随时检查伸长值与计算值的偏差。张拉到规定油压后，持荷复验伸长值，合格后实施锚固；千斤顶活塞回程；拆除千斤顶；将锚具外露的预应力筋预留不少于30mm长度后将多余部分切断，进行防腐后用C40微膨胀混凝土密封上。张拉流程图安装锚具安装锚具安装千斤顶安装千斤顶张拉预应力筋张拉预应力筋量测千斤顶缸体的伸出量量测千斤顶缸体的伸出量锁定锚具锁定锚具退出千斤顶退出千斤顶校核预应力筋伸长值校核预应力筋伸长值4.5应力损失控制措施4.5.1后张法预应力结构现状由于钢绞索所处的环境复杂，实际伸长值并不完全遵循应力－应变关系的虎克定律，如摩擦损失、材质均匀度、施工因素等都可能造成预应力筋的实际伸长值与计算伸长值有较大偏差，如伸长值偏小可能是实际预应力值不足造成的，对于结构来说是相当危险的，因此控制预应力地梁的应力损失对提高工程质量，建造人民放心工程有着重要的意义。4.5.2应力损失分析及控制措施通过对工程实践分析总结，应力损失主要受施工因素、材料性能、环境条件三方面影响，可分解为孔道摩擦损失、锚口摩擦损失、管道材料损失、锚具损失、钢铰线损失与混凝土损失六个因素。⑴孔道摩擦损失控制孔道内预应力筋充盈率是预应力筋束截面积占孔道截面积的比率。充盈率过大会导致预应力筋与孔道间产生摩擦，造成应力摩擦损失，过小又会对混凝土结构产生影响，一般孔道直径比预应力筋束的外包直径大10～15mm。适当增大预应力管道直径能减少应力摩擦损失，本工程采用采用Φ219*6钢管作为预应力孔道。⑵锚口磨擦损失的控制锚口磨擦损失主要为夹片锚具与钢绞线间的磨擦损失，设计计算已根据产品实测数据扣除，一般取张拉力的3％～6％。⑶管道材料的控制采用钢管作为预应力筋孔道具有刚度好、不易变形，孔洞规正、无褶皱等优点。⑷锚具损失的控制锚具材料控制：进场锚具要有出场合格证和试验报告单，并进行外观检查、硬度检查及静载锚固性能试验。硬度试验及静载锚固性能试验必须出具试验合格报告，锚具方能使用。锚具变形的控制：在张拉端，当预应力张拉达到σcon（张拉控制应力）后，将卸走张拉机械，预应力筋回缩，使锚具产生变形，这将使预应力筋的张紧程度降低，应力减小，即引起预应力筋的应力损失。施工中采用变形量较小的锚具，并采用超张拉的施工方法，补充应力损失。⑸预应力筋损失的控制预应力筋材料的控制：选用低松弛的预应力筋，材料必须具备出厂质量证明书或试验报告单，钢材必须每盘挂有表明清晰的标牌，对进场的钢材按型号种类分批检验，查对钢牌，外观检查，抽取试验做力学性能试验，检验合格后方可使用。预应力筋外观检查必须逐盘进行，预应力筋的捻距应均匀，切断后不松散，其表面不得带有油污，斑绣或机械损伤，允许有轻微浮绣。外观检查合格后，从中任取3盘，在每盘预应力筋端部各截取1根试验组成1组，进行抽验试验。由试验单位出具试验合格证明。预应力筋经以上检查合格后方可使用。预应力筋做覆盖存放，避免锈蚀及油污。预应力筋松弛引起应力损失的控制：预应力筋松弛是预应力筋在持久不变的应力作用下，会产生随持续加荷时间延长而增加的蠕变，如果将预应力筋张拉到一定的应力值后，将其长度固定不变，则预应力筋中的应力将会随时间的延长而降低。故在施工中一般选用低松弛预应力筋，并进行超张拉。⑹混凝土损失的控制混凝土收缩和徐变引起的损失的控制：收缩和徐变是混凝土固有的特性，由于混凝土的收缩与徐变，使预应力混凝土构件缩短，预应力筋也随之回缩，造成预应力损失。采用普通硅酸盐水泥及待预应力地梁混凝土强度等级达到设计要求张拉强度的100％开始张拉的方法可以减小混凝