悬索拱架组合钢屋盖预应力拉索施工工法

悬索——拱架组合钢屋盖预应力拉索施工工法前言预应力技术在建筑结构中应用较为广泛，而屋盖悬索预应力作为一项新技术在建筑屋面结构中不断被开发和应用，使用预应力拉索可代替钢屋架承力，即可加大室内空间及跨度，又可节约钢材，且满足受力要求，效果十分显著。该技术先进，专业性强，要求施工人员具备很高的技术素质，但操作很简便，施工机具也轻巧简单。淮海工学院体育馆工程的屋盖设计为双向曲面形，采用悬索及钢拱架组合屋盖体系，我公司承包并顺利地完成了此工程的施工。通过施工技术人员的细心钻研，搜集资料，总结经验，归纳出了较为完善的悬索预应力施工的工法。特点悬索预应力施工工艺比较简单，操作方便，技术先进，它的张拉机具简单轻巧，移动方便，可在高空和小空间内工作，张拉时间短，工效高，经济效益显著。悬索预应力在屋盖体系中应用，发挥了结构优势，可加大空间及跨度，取代钢架节约钢材，发展前景看好。适用范围本工法适用于大跨度、大空间的各种场馆、影剧院等的屋盖预应力索网结构、悬索——钢架（钢拱架）组合结构等的施工。工艺原理悬索——拱架组合钢屋盖体系设计座于现浇钢筋砼主体结构砼顶梁上。因有悬索，屋面为曲面。屋盖X向长轴布置拉索，Y向短轴布置钢拱架，结构以X轴对称。拉索采用高强缆索，在空间砼梁上预埋波纹管，悬索穿过波纹管，通过预应力张拉并锚固于两端的砼梁上，从钢架上弦杆的下部穿过，将钢架托起。钢拱架两端为空心球支座，座于两端砼梁上。施工工艺流程砼梁内悬索孔道预留——→拉索精下料——→锚具组装——→钢拱架（钢架）吊装就位后悬索安装——→第一阶段张拉——→钢檩条、支撑、马道等安装后第二阶段张拉——→索端锚固及孔道灌浆操作要点砼梁施工中悬索的孔道预留对悬索穿入砼梁内的孔道，一般设计为预埋金属波纹管道或无缝钢管。由于空间悬索呈抛物线状，因此预留孔道的空间定位必须符合索的抛物线型，空间定位的精确度极其重要。为此采用全站仪进行各孔道的空间定位。首先计算出各孔道两端的空间座标，根据工程的定位轴线和高程控制点依次对各孔道定位放线，将预埋管与梁内钢筋焊接牢固，并按规范规定在孔道周围设加强钢筋，所有预埋管安装完成后重新复测校核，正确无误后方可浇灌砼。浇灌砼前将孔道两端塞严，防止砼浆进入堵塞孔道。索的精下料钢索直径由设计确定，多为Ф5镀锌钢丝平行扭绞束或Фj15镀锌钢绞线平行扭绞束，索体由芯部镀锌绞线或镀锌钢丝、高强绕包带、PE塑料护套三部分组成。技术条件参照中华人民共和国交通行业标准《斜拉桥热挤聚乙烯拉索技术条件》（JT/T6-94）以及中华人民共和国城镇建设行业标准《塑料护套平行钢丝拉索》（CJ3058-1996）执行。由于索体在生产厂家制作，为运输方便可在生产后按设计的索长将每根索下料。精下料的流程为：计算—→复核—→测量—→检验—→标记。精下料采用50M钢尺量测。精下料长度计算考虑钢丝设计长度、预留长度、断索预留余量以及钢尺校正系数。精下料切割线用锯痕表示，锯痕两边用油漆笔标上箭头，并写上缆索编号。锚具组装务悬索锚具采用锋平行钢丝索扭动绞索热铸锚，望由移40丢Cr留钢制作，专业忆公司设计。热故铸锚锚具的外峡螺纹设计为雄Tr坟36毙0智，如图估所示，锚具尺探寸较小，减少送了对砼边梁截岭面的削弱。该念锚具锚杯锥形山腔内浇注锌铜搞合金（赤Zn付：门98歼%涉，馅Cu培：洲2滔%绩），浇注温度架不大于垫46公0匀℃拢。齿特别是它具有康优良的高温稳级定性和耐热性狮，同类热铸锚赤已做过组装件圆静载试验以及想疲劳试验，其皮各项指标均符活合要求。俊索端夹片锚头滩。对钢绞线索季的悬索，将索酿两端可剥格去匹P扇E岁塑料护套，钢续绞线穿入砼梁嘴，其张拉端的痕构造与一般预糠应力框架的端秩部相似，如图命，对于这种夹烂片锚具必须采超用专用的低应去力下锚固性能临良好的防松夹航片锚。鸽锚具组装的程昨序为：何断堂索铅—絮→掘第二层包亩装央—输→鹊装用锚县—昌→艺剥拿头肚—妈→酸穿皆丝组—而→约封堵预圈热谦—宫→饥浇海注猴—泼→尊冷的却呆—夏→车顶压险拉索按切割线恨下料后将索端耽头保护层剥皮荡，穿入锥形锚师杯内，钢丝在辣锥形体内均匀钉散开，必要时摩用铁丝辅助分说离。浇铸锌铜坡合金时，热铸稼锚的锚杯应预疫热，浇铸应密帆实，浇铸温度顷宜控制娘在聋450骗±村1辆0荒℃带范围。热铸锚先头冷却后，将煎索头置于反力树架上，用千斤项顶对锥塞进行遭顶压，顶压力织为皱0.析2殖倍标称破断力薯，持雪荷狐5猾min置，以消除合金顿锥塞体的收缩爱间隙。悬索安装览钢架及纵向支缝撑安装就位后夜为防止钢架跨医中挠度过大，圾必须在跨中设守置临时支撑点泳，且立即安装话相邻钢架间的亦纵向支撑以维筐持钢架平面外盒稳定。为方便黄穿索行走，在愧钢架上搭好走尾道。在钢架上泉弦杆的悬索位逆置处安装索夹旅，颗②膜悬索安装程序泳：洋在砼梁上放索飘安装索滑动滚个轮用卷扬机牵夕引索遮体如——舞→锐剥除索夹处索蚊的防护昌层锦——螺→欺安装索夹和加侮铅板或四氟爬板委——盯→旅安装索两端锚粘具睬——通→浇初步张拉蓬③猜因索较长且重弦，放索后用电夹动卷扬机牵引陡，在节点处、饥索夹处用手拉颠胡芦微调。睁④壤悬索从钢架两燕端向中心逐根酸安装。在每根净悬索安装结束恒后立即初步安略装索夹下半部削，并初步张拉艰悬索。悬索定闻位钢管即索夹湿下半部内衬橡炸胶垫，防止悬终索外表炊面纽P奋E坦保护层损坏。桌穿索后螺栓不涌拧紧，保证悬绵索和钢管间能浸相对滑动。初懂步张拉不仅使王悬索处于预紧俱状态，保证悬浙索就位，而且仍防止钢架支撑陵拆除后钢架变五形过大。悬索张拉译张拉程序：初拜步张拉（悬索尾预紧窜）然—绢→落第一阶段肉第损Ⅰ筹级张拉近（木25烛%毫）拳—匠→担第一阶段服第即Ⅱ粱级张拉妖（夫50冤%捕）志—钱→菜第二阶段宗第饮Ⅲ挂级张拉邻（寒75晋%望）杠—缩→半第二阶段显第疤Ⅳ竞级张拉傍（叙100宇%援）械为建立有效的茎预应力，在第楼一阶段张拉前震必须拆除钢架泪下部支撑。第棋一阶段张拉力臣为设计张拉力帐的汪50须%案，以克服自重暖和施工荷载；月第二阶段张拉江在檩条初步安累装到位，但尚稿未拧紧固定螺坛栓，其它屋盖欲荷载（如马道齐和防火材料等含）基本施工完乳毕后进行，张植拉力之为脊100巩%感设计张拉力。贫其中第一、第哲二阶段张拉又怒各分为两级张丘拉。为防止结俭构扭转，悬索君安装和张拉均潮应从横向两端舌向中间对称依压次进行，并采码用两端张拉。榜由于悬索张拉如会影响其它索舟的内力，因此汁索的张拉力应匠从中间索向两搂端逐渐增大，岭以保证每阶段芹张拉结束后每避道索住的内力均为该肝阶段的设计内戏力。张拉时应夏同时监控砼梁翠端点和各钢架用跨中的变形。廊张拉设备选用畜与悬索形式相和适应。根据设萍计张拉力值大都小，一般可选约用管4赢台熔YC6戚0失型千斤顶掩或握4创台柏YCW150啊B挑型轻量化千斤际顶，即最大张黑拉力分别蹲为准60甩t它或趣150衰t踩。张拉设备必糠须在有资质试赵验单位的试验舞机上进行标定碗。油泵的油压昏表全部选用精桂度找为垄0.邪4法级的精密压力焦表，千斤顶与已油压表配套校胀验，并作主被小动标定遗。军范培押张拉时的技术岸参数及控制原厘则。对悬索第挽一阶段张拉时熊，只有各钢架采和悬索的自重棚和施工荷载。哀此阶段漆有裹4菊个主要技术参重数，分为两类浊：变形控制技捆术参数是跨懂度增L扯、控制节点矢捉高只f欢、柱顶位链移架W辰；力控制技术荷参数是索惜力袭P缝。力控制为主艘，变形控制为熟辅。第二阶段勤悬索张拉的控身制原则为力和楼变形同步控制晨，以屋面形成究光滑的曲面为规主。士正式张拉前张扣拉设备、钢撑终脚及工具拉杆袭等辅助设备全丝部准备齐全并画加工到位运至壁现场。张拉时碰悬索两端同步麦加载，用对讲香机同步控制，婆统一指挥，按决张拉给定的控垮制技术参数进饥行精确控制张堂拉。寺张拉的标准作看业程序为：椅安装千斤顶撑店脚律—杜→都安装工具拉杆舌或限位昼板啄—骑→药安装千斤顶，皆测量读忽数羞—闪→兰张拉丽至路0.5T纠con旬，测量读随数叛—交→革张拉颗至茄1.0T朵con远，测量读续数混—塔→梯必要时个别调乔整张拉禽索力与变形监痰测索力监测刃索力检测仪器孙采用智能弦式腔数码压力传感干器，见图会。该仪器具有却高灵敏度、高枣精度、高稳定犬性的特点，适斤用于长期观测蛮。测试时既可登直接测试压力妥值，又可显示触振动频率。灵翠敏度达到换±致0.1K趁N该，穗超载垃率购50痕%泼。该传感器安站装在索端部，客由于悬索对称依布置，测点布坛置在对称四分伤之一索的锚具窄下装压力传感这器即可。在试肯张拉的第一阶窑段第一轮回时精，进行全面的留测试。对悬索郊张拉端已安装斗压力传感器的房索，每一级张立拉与千斤顶精党密油压表数据斗对比。初张拉抚时每一级张拉牛传感器读数与丈千斤顶精密油旱压表数据对比著。在施工的每猎个阶段以及使粥用阶段进行跟滔踪测试。变形监测勒采用全站仪测然试，与结构安王装测试相结合裙，测试各工况格下控制点的变饼形。温度变化理对结构变形及讯测试结果影响营是复杂的。因木此尽量选择温功度变化小的时舅机进行测量，陶力求将温度、狂日照对施工控粪制的影响降低乏到最小限度。污温度影响可分临为两种：昼夜勒温差和季节温蓝差的影响。对济昼夜温差的影窃响多选在温度浙较均匀的凌晨宝日出前进行。完连续高温的天患气情况，温度狸的影响难以完糠全避免，宜采泻用立模标高的深修正公式来减恳少日照温差的惰影响。季节温减差的影响，应恒设定一个标准破温度，将实际类季节温差对结减构的影响在施斥工控制计算中乏考虑。根据计矮算选择变形较依明显处设置变驱形测点。主要泡控制竖向位移捆和水平位移。灌浆捉张拉完成后，少应立即将端部浸悬索锚固，并闪将多余的预应居力钢丝或钢绞杜线截断，采用践注浆泵从预留晚的注浆孔向悬侦索预埋孔道内艰注满高标圾号水泥浆。机具设备矛序号菜名岗割品称贩型遍拌眼号介数框果量妨1品千斤顶碰YCW150病B珍4损台巨2怀油压泵藏ZB-500朗/400裤4咏台秀3蚁钢撑脚及工具靠拉杆爹4顺套顽4校卷扬机讽3森t性2剪台饰5钟索力测试仪器贵1/眼4扔锚端数怒6奏全站仪日1拘台饮7坑钢尺捆50M员2捡把丘8磁便携式钢筋切绝割机演1恭台碑劳动组织及安蝇全蹈设两个小组平辽行施工，从两豪端向中间对称混张拉。每组操允作油峰泵桥2何人，记和录朴2枪人，操作千斤熄顶小4拍人，指任挥板1阔人，安装索夹半螺段栓摸1卫人，两组众共油2牌0胁人。现场设电琴工责1始人，技术泼员携1装人，测量京员某2地人，质量检查台员纵1迟人，安全六员拳1喜人。材料疏员碍1押人，施工负桶责教1叠人，总共耽需寻2庭8搂人。安全措施刘现场专职电工核负责预应力的洒施工用电。怀张拉时千斤顶雾两端严禁站人庭，闲杂人员不傲得围观，预应置力施工人员应代在千斤顶两侧岸操作，不得在夕端部来回穿越句。丝穿束和张拉时喇应搭设牢固的岁操作平台，平膝台上满铺脚手却板，平台挑出突张拉端不小于岛2M攀，平台应能承缎受设备及操作岁人员的重量。峡穿束人员在钢副架上操作时必认须系好安全带急。瓶穿束和张拉地匙点上、下垂直崇方向严禁其他强工种同时施工年。余防止高空坠落骨，必须在端部并操作平台四周初挂设安全立网签。术所选用的电缆镜应完好无损，牌使用前必须仔小细检查，防止抹漏电伤人。质量要求耳镀锌钢丝或镀关锌钢纹线进厂舍后必须有检验我报告和质量证淋明书。佛按墓GB/T17逗101-19甩9魄7贤《桥梁缆索用且热镀锌钢丝》燥和泳GB5223洋-199蝴5象或帖GB5223毅-199蹲5擦《预应力砼用歇钢丝》规定。奴每批按同一炉会号抽旷检远5逆%育的盘数（不少托于右3怖盘），进行抗安拉强度、延伸僵率、弯曲次数遵等关键力学指疮标作试验，合疮格后方可进入茂生产线。高强唇度低松弛镀锌沸钢纹线进厂投按寒YB/T15临2-199衬9许标准进行抽检挺及验收。语P且E饭护套料有质量装证明书及合格趁证，其性能不沉低钻于尽CJ3058访-199石6警《塑料护套半茄平行钢丝拉索酿》中的规定。位热铸锚组件的宫性能和尺寸应洽符磨合贴JT/T6-惰9辞4雕《斜拉桥热挤讯聚乙烯拉索技戴术条件》中的侄规定。锚杯和槐螺母无裂缝和仓明显缺陷，并针有超声波探伤粥和磁粉探伤证贱明书。餐油压泵及压力窄表必须有计量打检定合格证，渗并在有效期内膀。千斤顶必须厦在有资质的试骤验单位进行标殃定。志预埋孔道的位吉置必须在砼施膀工前仔细校核绵，保证空间的洽位置及标高准怀确。凡张拉时认真执亡行施工方案，兰并作好张拉记眉录。严格按计缓算的旧各级张拉力值针控制张拉。十、效益分析岁1卸、悬滋索尾—支—打钢架空间组合宾屋盖预应力拉贡索的施工工艺速简单，操作方伟便。施工机具巷小巧玲珑，便察于移动，适于也空间作业。另她作业人员少，山施工周期短，饱经济效益显著梢。祸2糟、悬索预应力斗施工成本低，敌主要是拉索的择材料费用，基颈本无消耗材料辛，且投入人工并费、机械费较询少，因此拥有喊很高的利润。够3朝、悬索可代替紧钢架结构承力搁，节约大量钢别材，且可加大炼室内空间及跨驶度，施工简便妹周期短，对于病大跨度屋盖结颈构有广泛的应脏用前景。场十一、馅工程实例凡江苏省连云港芹市氧某果体育馆工程，夸屋盖计计为双影向曲面悬催索忆—嗓—役钢拱架组合屋勤盖体系，其空胁间形状为马鞍基形，环梁平面系投影为椭圆形锤，长轴决71M夜，短轴拖56M拦。愚X烂长轴向寇为该2忽1赛根索并雀于真X乳轴对称活。慌Y闻短轴方向袭设悼1陵0