蘇州某大學圖書館屋頂拉索工程施工技術

***大學***圖書館屋頂拉索工程施工技術【摘要】：：目前在房屋屋建筑中使用用拉索結構的的并不多見，如如何高質量、高高效率的做好好屋頂索膜結結構成為***大學***圖書館施工工過程中的一一個難點。本本文通過對實實際工程的實實踐得出了一一些施工技術術經(jīng)驗，可為為今后相關工工程的建造提提供有益的參參考。【關鍵詞】：張張拉順序應力值標高索力調整***大學新校校區(qū)***圖書館工程程位于***工業(yè)園區(qū)研研究生城***湖東南方，該該建筑外觀造造型美觀大方方且細部構造造精巧，整個個建筑立面造造型體現(xiàn)出歷歷史悠久的***文化氣息，又又是現(xiàn)代建筑筑藝術和傳統(tǒng)統(tǒng)建筑特色完完美結合的表表現(xiàn)，并與周周圍的建筑景景觀相互呼應應。***圖書館效效果圖1、工程概況：：***大學新校校區(qū)***圖書館為現(xiàn)現(xiàn)代化的圖書書館，整體結結構設計新穎穎，采用了先先進的現(xiàn)代化化設計概念，結結構較為復雜雜；在結構中中庭頂部采用用23根拉索懸掛掛一道箱形鋼鋼環(huán)梁（梁頂頂標高34.3330米）（見圖1），拉索設設計為主要受受力構件，此此外，還有鋼鋼斜梁與箱形形鋼梁相接（見見圖2）。設計采采用的拉索規(guī)規(guī)格為φ5-55，采用冷鑄鑄錨具，與鋼鋼梁相接的一一端作為固定定端，與混凝凝土梁相接的的一端作為張張拉端，單根根索長約為17米。圖1屋頂拉拉索剖面圖圖2拉索剖剖面示意圖2、拉索施工設設想：由于拉索為屋面面的主要受力力構件，且與與箱形鋼環(huán)梁梁、放射梁相相接，結構上上部還有裝飾飾用索膜結構構，因此除了了拉索的安裝裝定位之外，與與鋼環(huán)梁、索索膜結構的制制作、吊裝工工序相協(xié)調，也也十分重要，流流程安排的合合理與否直接接影響工期。目目前國內運用用拉索大部分分在橋梁，而而在建筑物還還并不多見，經(jīng)經(jīng)各方專家多多次論證后大大體提出以下下施工設想：：1、搭設鋼環(huán)梁梁支撐腳手架架；2、鋼環(huán)梁在設設計標高面制制作安裝，并并把拉索穿好好，拉索固定定端定位。3、拉索按平面面布置圖定位位，拉索張拉拉端穿過混凝凝土梁。4、鋼環(huán)梁初定定位，拉索第第一次張拉，使使鋼環(huán)梁達到到設計標高；；5、拆除支撐腳腳手架；6、待鋼環(huán)梁，鋼鋼斜梁結構荷荷載施加完畢畢后，鋼環(huán)梁梁標高可能會會有變化，此此時對拉索進進行第二次張張拉，調整鋼鋼環(huán)梁標高，封封錨；7、安裝屋頂玻玻璃。3、拉索施工程程序：拉索的安裝和張張拉根據(jù)設計計的要求和現(xiàn)現(xiàn)場的施工條條件，并充分分考慮到施工工的工程成本本，提出有效效的施工方案案。3.1拉索現(xiàn)場場堆放及提升升到施工現(xiàn)場場成圈索包裝條件件下的堆放：：在現(xiàn)場塔吊及其其他吊具荷重重范圍以內、而而場地上也允允許堆放的條條件下，拉索索運輸?shù)竭_工工地后直接堆堆放到專門的的堆場堆放，應應保證不要損損害拉索護套套。成圈索提升上施施工平臺：由于施工面為屋屋面，材料可可直接利用塔塔吊或汽吊把把拉索及配套套鋼構件吊運運到安裝地點點。3.2拉索安裝裝鋼箱型梁上拉索索固定端安裝裝拉索展開后首先先把拉索從混混凝土環(huán)梁處處引出，然后后穿過鋼箱型型梁，在鋼箱箱型梁預留口口處定位固定定端錨具。鋼鋼環(huán)梁與拉索索固定端的做做法見圖3；圖3拉索固定端與鋼環(huán)梁的連接做法混凝土梁上拉拉索張拉端安安裝鋼箱型梁上拉索索固定端安裝裝完成，等待待主梁節(jié)段施施工完成。當當主梁混凝土土強度達到設設計要求（混混凝土設計強強度80％以上方可可張拉），為為保證混凝土土梁局部抗壓壓強度，在拉拉索的張拉端端處必須進行行加強處理（對對上翻梁進行行加腋處理），見見圖4；圖4張拉端與混凝土梁節(jié)點做法安裝注意事項（1）安裝施工工的過程中，第第一要確保拉拉索在安裝的的過程中不造造成拉索護套套的損壞。完完好的護套是是保證拉索具具有比較長使使用壽命的根根本。因此，每每個參加施工工人員均必須須注意這個問問題。（2）拉索在場場地牽引時，必必須保證索在在托輥上行走走,避免拉索墜墜地而損害護護套。在拉索索離開地面之之前，拉索包包裝材料不得得拆除。如條條件許可，包包裝材料可在在工程竣工之之前拆除。（3）拉索吊具具采用夾具，以以確保拉索在在起吊過程中中，吊點處護護套不損壞。（4）在制訂安安裝方案、選選用工器具時時要充分考慮慮安全性，并并加強施工現(xiàn)現(xiàn)場的安全管管理。（5）千斤頂、牽牽引鋼絞線及及配件在使用用前要進行檢檢查。決不容容許有缺陷的的材料和設備備使用在安裝裝施工上。（6）牽引操作作過程中，嚴嚴禁張拉力超超過鋼絞線或或千斤頂?shù)某谐休d能力。加加載過程應保保持平穩(wěn)。3.3拉索張拉拉拉索施工時的張張拉順序、張張拉力的分級級、張拉前后后的狀態(tài)控制制、鋼環(huán)梁的的形狀控制和和標高控制方方法和指標等等是需要重點點研究的問題題。首先，從從屋頂結構整整體考慮，群群索的張拉施施工不能造成成屋面鋼梁變變形，從而使使屋面產(chǎn)生大大的側向位移移；其次，群群索張拉之后后的鋼環(huán)梁必必須滿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鋼環(huán)梁梁達到設計要要求。張拉順序張拉施工在混凝凝土梁上進行行。本項目拉拉索張拉控制制應力為45%的鋼絲破斷斷強度。因此此，拉索張拉拉噸位應小于于677KN。在張拉的的時候，應該該考慮張拉力力的對稱加載載，所以，千千斤頂及其他他附件各4套。張拉順順序如下：（見見圖5）(1).首先對對1、7、17、23號索進行同同時張拉。(2).對2、6、18、22號索進行同同時張拉。(3).對3、5、19、21號索進行同同時張拉。(4).對4、20號索進行同同時張拉。(5).對8、16號索進行同同時張拉。(6).對9、15號索進行同同時張拉。(7).對100、14號索進行同同時張拉。(8).對111、13號索進行同同時張拉。(9).對122號索進行同同時張拉。參考以上順序要要進行分級反反復張拉，一一般控制在2－3級張拉后達達到設計索力力。根據(jù)本工工程特點，計計劃采用二次次張拉，即在在鋼環(huán)梁和拉拉索初次安裝裝結束后進行行第一次張拉拉，保證鋼環(huán)環(huán)梁達到設計計標高；待屋屋面所有結構構荷載施加上上去后，鋼環(huán)環(huán)梁的標高可可能會有變動動，因此，要要進行第二次次張拉，張拉拉的控制準則則為標高控制制準則（張拉拉力必定小于于張拉控制應應力），考慮慮到后續(xù)安裝裝的玻璃屋面面，第二次張張拉后，鋼環(huán)環(huán)梁的結構標標高要略高于于設計標高，這這樣，在所有有荷載施加上上去后，鋼環(huán)環(huán)梁的標高才才能滿足設計計要求。圖5拉索編號與張拉順序圖圖5拉索編號與張拉順序圖張拉方法：在總包安裝完畢畢箱形鋼梁及及拉索安裝就就位、相關各各部分達到該該階段設計尺尺寸要求后方方可張拉。張張拉時采用應應力控制與標標高控制相結結合的方法，首首先確定拉索索的應力值，使使千斤頂先拉拉到指定的應應力值，然后后以標高控制制為準，對拉拉索拉力進行行微調，保證證鋼環(huán)梁的建建筑標高和拉拉索應力符合合設計要求。為為此，采用有有限元程序SAP20000進行了兩階階段分析。（1）第一次張張拉時，（僅僅考慮鋼環(huán)梁梁及拉索的自自重荷載）各各拉索的內力力值如下圖6所示：圖6第一次張拉時，拉索內力參考值圖6第一次張拉時，拉索內力參考值（2）第二次張張拉時，（考考慮所有屋面面荷載均已施施加）各拉索索的內力值如如下圖7所示圖7第二次張拉時，拉索內力參考值圖7第二次張拉時，拉索內力參考值張拉工藝為：00→0.2σcon→0.3σcon→測量箱形鋼鋼梁變形情況況及標高→0.40σcon→第二次測量量箱形鋼梁變變形情況及標標高，實際拉拉索參數(shù)與設設計值比較→調整各索拉拉力，使箱形形鋼梁達到設設計標高要求求，索力調整整范圍為0.40σcon~~0.555σcon.張拉過程中，每每一張拉批張張拉索的即時時理論伸長值值（油缸伸出出值）需預先先確定。張拉施工注意事事項(1)施工要要嚴格按設計計所提出的張張拉程序及張張拉力進行。對對施工中出現(xiàn)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象象，應停止施施工，并及時時報請現(xiàn)場監(jiān)監(jiān)理和設計。待待查清原因、采采取措施后再再繼續(xù)施工；；(2)千斤頂頂、油泵等整整個加載系統(tǒng)統(tǒng)在施工前必必須標定，以以確保張拉控控制的準確性性；(3)當張拉拉設備，如：：千斤頂、壓壓力表等損壞壞或超出規(guī)定定使用期，應應重新進行標標定；(4)張拉操操作必須逐級級、平穩(wěn)進行行。不允許出出現(xiàn)超載現(xiàn)象象。3.4索力調整整(1)根據(jù)整整個結構成型型后標高及索索力狀態(tài)，由由設計決定是是否對索力進進行調整。(2)全部的的索力調整在在混凝土梁上上進行。為滿滿足對稱加載載的要求，全全部索力調整整配置4臺千斤頂，對對稱索號同步步進行張拉調調整。(3)索力調調整張拉必須須按設計計算算后的結果所所制定的張拉拉程序、步驟驟進行。要避避免盲目張拉拉調整造成索索力的紊亂。拉索效果圖（11）拉索效果圖（22）4、膜結構安裝裝用塔吊將膜體吊吊到36.4m的工作面上上，人工將膜膜體展開，安安裝膜體接縫縫處的壓板及及鋼索、夾片片，并穿入接接縫處的脊索索。先安裝脊脊索固定端，再再安裝脊索的的可調端，從從而使脊索處處于松弛狀態(tài)態(tài)，安裝上部部固定邊界，將將膜材吊到鋼鋼結構的上部部，用拉緊器器及面料夾板板臨時張拉固固定，自每條條膜邊界中間間開始固定安安裝膜材墊、膜膜材塑膠條、鋁鋁壓板及不銹銹鋼螺栓，然然后再依次向向兩邊固定，符符合設計要求求后安裝接縫縫處脊索。膜膜片下邊界用用拉緊器向下下張緊，對準準中心線，用用鋁壓板、螺螺栓固定膜邊邊界，調節(jié)可可調套筒向下下移動，初步步張緊膜體，使使膜體達到設設計狀態(tài)。因因膜材在裁剪剪時已根據(jù)設設計時膜的張張拉力狀態(tài)進進行了補償，因因此在將膜的的各控制點張張拉至預定的的幾何位置時時即認為膜材材具備