苏州某大学图书馆屋顶拉索工程施工技术

***大学***图书馆屋顶拉索工程施工技术【摘要】：：目前在房屋屋建筑中使用用拉索结构的的并不多见，如如何高质量、高高效率的做好好屋顶索膜结结构成为***大学***图书馆施工工过程中的一一个难点。本本文通过对实实际工程的实实践得出了一一些施工技术术经验，可为为今后相关工工程的建造提提供有益的参参考。【关键词】：张张拉顺序应力值标高索力调整***大学新校校区***图书馆工程程位于***工业园区研研究生城***湖东南方，该该建筑外观造造型美观大方方且细部构造造精巧，整个个建筑立面造造型体现出历历史悠久的***文化气息，又又是现代建筑筑艺术和传统统建筑特色完完美结合的表表现，并与周周围的建筑景景观相互呼应应。***图书馆效效果图1、工程概况：：***大学新校校区***图书馆为现现代化的图书书馆，整体结结构设计新颖颖，采用了先先进的现代化化设计概念，结结构较为复杂杂；在结构中中庭顶部采用用23根拉索悬挂挂一道箱形钢钢环梁（梁顶顶标高34.3330米）（见图1），拉索设设计为主要受受力构件，此此外，还有钢钢斜梁与箱形形钢梁相接（见见图2）。设计采采用的拉索规规格为φ5-55，采用冷铸铸锚具，与钢钢梁相接的一一端作为固定定端，与混凝凝土梁相接的的一端作为张张拉端，单根根索长约为17米。图1屋顶拉拉索剖面图图2拉索剖剖面示意图2、拉索施工设设想：由于拉索为屋面面的主要受力力构件，且与与箱形钢环梁梁、放射梁相相接，结构上上部还有装饰饰用索膜结构构，因此除了了拉索的安装装定位之外，与与钢环梁、索索膜结构的制制作、吊装工工序相协调，也也十分重要，流流程安排的合合理与否直接接影响工期。目目前国内运用用拉索大部分分在桥梁，而而在建筑物还还并不多见，经经各方专家多多次论证后大大体提出以下下施工设想：：1、搭设钢环梁梁支撑脚手架架；2、钢环梁在设设计标高面制制作安装，并并把拉索穿好好，拉索固定定端定位。3、拉索按平面面布置图定位位，拉索张拉拉端穿过混凝凝土梁。4、钢环梁初定定位，拉索第第一次张拉，使使钢环梁达到到设计标高；；5、拆除支撑脚脚手架；6、待钢环梁，钢钢斜梁结构荷荷载施加完毕毕后，钢环梁梁标高可能会会有变化，此此时对拉索进进行第二次张张拉，调整钢钢环梁标高，封封锚；7、安装屋顶玻玻璃。3、拉索施工程程序：拉索的安装和张张拉根据设计计的要求和现现场的施工条条件，并充分分考虑到施工工的工程成本本，提出有效效的施工方案案。3.1拉索现场场堆放及提升升到施工现场场成圈索包装条件件下的堆放：：在现场塔吊及其其他吊具荷重重范围以内、而而场地上也允允许堆放的条条件下，拉索索运输到达工工地后直接堆堆放到专门的的堆场堆放，应应保证不要损损害拉索护套套。成圈索提升上施施工平台：由于施工面为屋屋面，材料可可直接利用塔塔吊或汽吊把把拉索及配套套钢构件吊运运到安装地点点。3.2拉索安装装钢箱型梁上拉索索固定端安装装拉索展开后首先先把拉索从混混凝土环梁处处引出，然后后穿过钢箱型型梁，在钢箱箱型梁预留口口处定位固定定端锚具。钢钢环梁与拉索索固定端的做做法见图3；图3拉索固定端与钢环梁的连接做法混凝土梁上拉拉索张拉端安安装钢箱型梁上拉索索固定端安装装完成，等待待主梁节段施施工完成。当当主梁混凝土土强度达到设设计要求（混混凝土设计强强度80％以上方可可张拉），为为保证混凝土土梁局部抗压压强度，在拉拉索的张拉端端处必须进行行加强处理（对对上翻梁进行行加腋处理），见见图4；图4张拉端与混凝土梁节点做法安装注意事项（1）安装施工工的过程中，第第一要确保拉拉索在安装的的过程中不造造成拉索护套套的损坏。完完好的护套是是保证拉索具具有比较长使使用寿命的根根本。因此，每每个参加施工工人员均必须须注意这个问问题。（2）拉索在场场地牵引时，必必须保证索在在托辊上行走走,避免拉索坠坠地而损害护护套。在拉索索离开地面之之前，拉索包包装材料不得得拆除。如条条件许可，包包装材料可在在工程竣工之之前拆除。（3）拉索吊具具采用夹具，以以确保拉索在在起吊过程中中，吊点处护护套不损坏。（4）在制订安安装方案、选选用工器具时时要充分考虑虑安全性，并并加强施工现现场的安全管管理。（5）千斤顶、牵牵引钢绞线及及配件在使用用前要进行检检查。决不容容许有缺陷的的材料和设备备使用在安装装施工上。（6）牵引操作作过程中，严严禁张拉力超超过钢绞线或或千斤顶的承承载能力。加加载过程应保保持平稳。3.3拉索张拉拉拉索施工时的张张拉顺序、张张拉力的分级级、张拉前后后的状态控制制、钢环梁的的形状控制和和标高控制方方法和指标等等是需要重点点研究的问题题。首先，从从屋顶结构整整体考虑，群群索的张拉施施工不能造成成屋面钢梁变变形，从而使使屋面产生大大的侧向位移移；其次，群群索张拉之后后的钢环梁必必须满足下一一道工序施工工前的要求，以以便在最后一一道工序完成成后使钢环梁梁达到设计要要求。张拉顺序张拉施工在混凝凝土梁上进行行。本项目拉拉索张拉控制制应力为45%的钢丝破断断强度。因此此，拉索张拉拉吨位应小于于677KN。在张拉的的时候，应该该考虑张拉力力的对称加载载，所以，千千斤顶及其他他附件各4套。张拉顺顺序如下：（见见图5）(1).首先对对1、7、17、23号索进行同同时张拉。(2).对2、6、18、22号索进行同同时张拉。(3).对3、5、19、21号索进行同同时张拉。(4).对4、20号索进行同同时张拉。(5).对8、16号索进行同同时张拉。(6).对9、15号索进行同同时张拉。(7).对100、14号索进行同同时张拉。(8).对111、13号索进行同同时张拉。(9).对122号索进行同同时张拉。参考以上顺序要要进行分级反反复张拉，一一般控制在2－3级张拉后达达到设计索力力。根据本工工程特点，计计划采用二次次张拉，即在在钢环梁和拉拉索初次安装装结束后进行行第一次张拉拉，保证钢环环梁达到设计计标高；待屋屋面所有结构构荷载施加上上去后，钢环环梁的标高可可能会有变动动，因此，要要进行第二次次张拉，张拉拉的控制准则则为标高控制制准则（张拉拉力必定小于于张拉控制应应力），考虑虑到后续安装装的玻璃屋面面，第二次张张拉后，钢环环梁的结构标标高要略高于于设计标高，这这样，在所有有荷载施加上上去后，钢环环梁的标高才才能满足设计计要求。图5拉索编号与张拉顺序图图5拉索编号与张拉顺序图张拉方法：在总包安装完毕毕箱形钢梁及及拉索安装就就位、相关各各部分达到该该阶段设计尺尺寸要求后方方可张拉。张张拉时采用应应力控制与标标高控制相结结合的方法，首首先确定拉索索的应力值，使使千斤顶先拉拉到指定的应应力值，然后后以标高控制制为准，对拉拉索拉力进行行微调，保证证钢环梁的建建筑标高和拉拉索应力符合合设计要求。为为此，采用有有限元程序SAP20000进行了两阶阶段分析。（1）第一次张张拉时，（仅仅考虑钢环梁梁及拉索的自自重荷载）各各拉索的内力力值如下图6所示：图6第一次张拉时，拉索内力参考值图6第一次张拉时，拉索内力参考值（2）第二次张张拉时，（考考虑所有屋面面荷载均已施施加）各拉索索的内力值如如下图7所示图7第二次张拉时，拉索内力参考值图7第二次张拉时，拉索内力参考值张拉工艺为：00→0.2σcon→0.3σcon→测量箱形钢钢梁变形情况况及标高→0.40σcon→第二次测量量箱形钢梁变变形情况及标标高，实际拉拉索参数与设设计值比较→调整各索拉拉力，使箱形形钢梁达到设设计标高要求求，索力调整整范围为0.40σcon~~0.555σcon.张拉过程中，每每一张拉批张张拉索的即时时理论伸长值值（油缸伸出出值）需预先先确定。张拉施工注意事事项(1)施工要要严格按设计计所提出的张张拉程序及张张拉力进行。对对施工中出现现的异常现象象，应停止施施工，并及时时报请现场监监理和设计。待待查清原因、采采取措施后再再继续施工；；(2)千斤顶顶、油泵等整整个加载系统统在施工前必必须标定，以以确保张拉控控制的准确性性；(3)当张拉拉设备，如：：千斤顶、压压力表等损坏坏或超出规定定使用期，应应重新进行标标定；(4)张拉操操作必须逐级级、平稳进行行。不允许出出现超载现象象。3.4索力调整整(1)根据整整个结构成型型后标高及索索力状态，由由设计决定是是否对索力进进行调整。(2)全部的的索力调整在在混凝土梁上上进行。为满满足对称加载载的要求，全全部索力调整整配置4台千斤顶，对对称索号同步步进行张拉调调整。(3)索力调调整张拉必须须按设计计算算后的结果所所制定的张拉拉程序、步骤骤进行。要避避免盲目张拉拉调整造成索索力的紊乱。拉索效果图（11）拉索效果图（22）4、膜结构安装装用塔吊将膜体吊吊到36.4m的工作面上上，人工将膜膜体展开，安安装膜体接缝缝处的压板及及钢索、夹片片，并穿入接接缝处的脊索索。先安装脊脊索固定端，再再安装脊索的的可调端，从从而使脊索处处于松弛状态态，安装上部部固定边界，将将膜材吊到钢钢结构的上部部，用拉紧器器及面料夹板板临时张拉固固定，自每条条膜边界中间间开始固定安安装膜材垫、膜膜材塑胶条、铝铝压板及不锈锈钢螺栓，然然后再依次向向两边固定，符符合设计要求求后安装接缝缝处脊索。膜膜片下边界用用拉紧器向下下张紧，对准准中心线，用用铝压板、螺螺栓固定膜边边界，调节可可调套筒向下下移动，初步步张紧膜体，使使膜体达到设设计状态。因因膜材在裁剪剪时已根据设设计时膜的张张拉力状态进进行了补偿，因因此在将膜的的各控制点张张拉至预定的的几何位置时时即认为膜材材具备