北京某大型展覽館大跨度管桁架預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

北京某大型展覽館大跨度管桁架預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)**展覽中心(新館)展館屋面為大跨度預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)，結(jié)合該工程的特點，本文詳細(xì)介紹了大跨度管桁架預(yù)應(yīng)力的施工技術(shù)。1工程概況**展覽中心（新館）項目位于北京***區(qū)?？傄?guī)劃分三期建設(shè)，總建筑面積約870000㎡，其中一期主要包括8個展館(2個綜合展館和6個普通展館),中心餐飲和東、南、西、北四個登錄廳。單個展館長168m，寬70.2m?？v向柱距兩端為21m，其余均為18m。綜合館柱頂標(biāo)高為16.000～19.500m，普通館柱頂標(biāo)高為13.000～17.000m，柱頂預(yù)設(shè)錨固鋼板，上設(shè)成品球型鉸支座與鋼屋蓋相連。展館鋼屋蓋為大跨度空間預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)，每個展館鋼屋蓋主要由10榀主桁架和18榀邊桁架及4榀次桁架組成，單館用鋼量約75kg/㎡，總重920噸。桁架布置如圖1所示。次桁架邊桁架主桁架次桁架邊桁架主桁架圖1展館鋼屋蓋桁架布置圖展館主桁架為預(yù)應(yīng)力管桁架，跨度為70.2m，桁架兩端高3505mm，跨中高4500mm，上弦寬4000mm，橫截面成倒三角形，單榀桁架重50.57t。管桁架上弦桿為圓管，下弦桿為方管，方管內(nèi)穿預(yù)應(yīng)力拉索，拉索由21束7Φ5無粘結(jié)鋼鉸線組成，fptk=1860MPa，低松弛，且有良好的冷鐓性能，鋼絞線外包PE護套層，具有良好的抗老化壽命。采用兩端張拉，錨具均為冷鑄錨，螺紋錨固，配有調(diào)節(jié)螺母以進行索力調(diào)整。圖2支座節(jié)點大樣圖2工程特點2.1預(yù)應(yīng)力拉索預(yù)拉力值的確定難度大本工程屋面主桁架為大跨度預(yù)應(yīng)力管桁架，由于此類結(jié)構(gòu)在目前國內(nèi)工程中尚不多見，尤其是如此大的跨度，要保證桁架在吊裝過程中撓度控制在合理范圍內(nèi),這對預(yù)應(yīng)力拉索預(yù)拉力值的確定提出了很高的要求。2.2拉索安裝難度大由于主桁架跨度達70.2m，其下弦矩形鋼管內(nèi)有加勁肋，且托管與拉索之間間隙較小，21根7?5的鋼索需集中從一根?151X6的托管中穿過，穿索時容易對索體造成損傷，如何減小這種損傷對穿索施工提出了很高的要求。2.3施工中需嚴(yán)格保證結(jié)構(gòu)性能雖然通過理論分析計算可以確定各階段較為合理的張拉值，但索力存在同向之間、平行與垂直方向間索張拉的相互影響，理論和實際往往會產(chǎn)生一定程度的偏差，因此除了事先制定張拉方案外，張拉過程中還需采取相應(yīng)的措施以確保各張拉階段結(jié)構(gòu)各性能處于正常狀態(tài)，保證張拉安全。3施工工藝捕3肉.蹈1湖貪施工前扮的兩張拉過程計算丹機仿真模擬分然析幕由于宜預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)居的施工比普通嘉鋼結(jié)構(gòu)一般要呀復(fù)雜得多，從拉鋼結(jié)構(gòu)的安裝相到預(yù)應(yīng)力施加假完成，期間結(jié)所構(gòu)漂要經(jīng)歷很多受脅力狀態(tài)搖，遮為了保證施工嫂過程的安全以來及工程質(zhì)量能淋夠滿足各方面戀的要求，丟在魄本工程施工前繁期對預(yù)應(yīng)力的豎施加過程進行毛了計算機仿真裕模擬計算榮。撒在施工模擬過壺程中，考慮了險結(jié)構(gòu)自重以及爐施工過程中所群可能出現(xiàn)的荷容載，并由落MIDAS/駱Gen湊自動計算，婚通過張拉良全趕過程的仿真模瀉擬計算確定了啞各張拉階段所醒需的張拉值，誓以及結(jié)構(gòu)在張轎拉過程中的位匯移、應(yīng)力以及弦拉索內(nèi)力堵的理論值嫁，可驗證了張拉過德程的安全性。拍圖慈3周是某榀桁架在邪初張拉后的結(jié)妄構(gòu)位移和拉索臨內(nèi)力模擬計算峰時的實圖。脹圖揭3香罰仿真模擬計算虹中單榀主桁架炊初張拉后的位纏移和盟拉索程內(nèi)力漿3肢.慨2故拉索芒安裝與防腐日無粘結(jié)鋼絞線蘋在專業(yè)預(yù)應(yīng)力芬拉撤索廠進行下料羊，冶下料時要按施褲工圖上結(jié)構(gòu)尺旨寸并考慮每個跟張拉端預(yù)留張就拉長度進行下擠料茂，課具體窩鋼絞線奧下料長度計算鞠公式如下鉗:祖L歸＝管道內(nèi)無粘梁結(jié)筋長度估＋偉2慣×馬張拉端工作長皮度家＋次2孤×巨錨具厚度。宮主桁架在地面祖拼裝、焊接完改成后，開始主導(dǎo)桁架下弦桿內(nèi)給的預(yù)應(yīng)力拉索鹿安裝嚼，穿索前將每鞠根鋼索編號，怖便于張拉時對另號張拉，同時敢將索頭用膠帶節(jié)裹住，防止鋼姐絞線在穿索過刺程中損瑞壞四PE顫護套。穿索用冬人工精牽引按順序一猜次完成即可。圖4兩種鋼絞線示意圖恒預(yù)應(yīng)力鋼絞線羽的防腐問題在蹤預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中稼也是一個不可講忽視的問題，弟為了糾對預(yù)應(yīng)力鋼絞預(yù)線起到趨更好的防護或效果，本工程飯采用了芯內(nèi)涂膛油的無粘結(jié)預(yù)塞應(yīng)力鋼絞線，催其與傳統(tǒng)方法冊的鋼絞線相比句，鋼絞線內(nèi)部溝的芯絲也能均淹勻的涂抹上油否脂，而傳統(tǒng)方吸法的涂脂方法辛則在內(nèi)部的芯垂絲上油脂涂抹株不均勻，因此瀉芯內(nèi)涂油的無掏粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼扒絞線的每根鋼膝絲都能均勻的香受到保護，其贈防腐能力也更巡強。兩種涂抹性方法示意圖如屆圖他4訂所示：圖4兩種鋼絞線示意圖筋此外，到無粘結(jié)鋼絞線秧外護套對里面販的鋼絞線起著胞防腐作用構(gòu)，辭一旦破壞將使謊鋼絞線失去原寄有的保護而降文低結(jié)構(gòu)的安全版性殖，含因此拉索安裝嘴時要嚴(yán)格做好得鋼絞線愧的保護工作膀。蓮首先穿索前要竊先仔細(xì)檢查狹P粘E擦護套層儉有無個心別破損處，如領(lǐng)有必須及時用怨膠帶封裹紫。另外尊，命為防止穿索時蕩劃傷鴿P跟E捧護套層佩，靈在穿索前項將所有托索節(jié)石點處的吃托管芝φ網(wǎng)151*潤6挪焊接連接約并在靜管內(nèi)壁涂潤滑傍油貸，編同時牽引穿索匙過程中父盡量使追預(yù)應(yīng)妻力索保持直線肢狀態(tài)詠的方法迫，從而昂減小奴了殖索體與托管的控摩擦怨，更好的保護準(zhǔn)索體看。唱待所有坊鋼絞線瀉穿完后在兩端騎安上錨具援，松調(diào)試好張拉設(shè)誓備貢，吉等待張拉韻。容如炭圖戚5避所示：圖5準(zhǔn)備張拉兩3均.既3特預(yù)應(yīng)力嚇張拉施工圖5準(zhǔn)備張拉翁3虛.屑3律.騰1讓拌悠預(yù)應(yīng)力初張拉稻為了減小主桁夠架在吊裝過程望中的變形父，潔穿束完成后，畜桁架吊裝前要租對鋼束進行初也張拉膏，雙張拉值由先前逃的計算機仿真敏計算確定岡，遭其值巴為控制應(yīng)力等的隨30%眾。帆各挑鋼鉸線呢張拉順序如圖大6胡所示撤。圖6張拉順序圖圖6張拉順序圖壞預(yù)應(yīng)力鋼索疤張拉設(shè)備采用并相應(yīng)的千斤頂留和配套油泵。陡張拉前要先茄根據(jù)設(shè)計和預(yù)醉應(yīng)力工藝要求勾的實際張拉力伸對千斤頂、油抹泵進行標(biāo)定。泥實際使用時，范由此標(biāo)定曲線柏上找到控制張含拉力值相對應(yīng)秋的值，并將其設(shè)打在相應(yīng)的泵驟頂標(biāo)牌上，以糕方便操作和查鋒驗。跳主要張拉設(shè)備缸見逢表迫1曲：歇表爭1身主要張拉設(shè)備穿編號然名稱籃規(guī)格弱數(shù)量氧備注莫1濕千斤頂、油泵徒、壓力表牢230kN/沃38樸0版v/寒750售w鍛4校套出2拘電線盤貞220趁v憐4塌套劈3獄電線盤番380艦v叼4它套蒸4跑工具箱蛙2塔個淺扳手、螺絲刀扯的常用工具休5災(zāi)鋼卷尺建5倒m倉4蜜把棕檢測合格怪6營全站儀最1懼臺品鋼結(jié)構(gòu)配合提故供攤7縱應(yīng)變計格BGK400若0歪2當(dāng)0販個件應(yīng)力檢測機8搞讀數(shù)儀耍BGK408確3倉臺啞應(yīng)變計讀數(shù)鵲本工程中僵預(yù)應(yīng)力坡拉莊索張拉采用雙淺控瓜技術(shù)蟻，即控制貪拉初索的拉力鉆和鴨伸長值。峰其中以控制拉辰力為扭主裙,僚伸長值為附歸。與在張拉過程中鍵除了要記錄好掩張拉長度，還庭應(yīng)該對壓力傳扒感器測得壓力抄和全站儀測得父鋼結(jié)構(gòu)變形腳進行記錄違，以檔便創(chuàng)對結(jié)構(gòu)施工期區(qū)行為進行監(jiān)測醬。本待一榀桁架中侍的所有預(yù)應(yīng)力獸鋼絞線聽張拉完成后盡，泛要對索頭進行減保護隊，截將索頭外露部夫分全部用膠布僵封存起來失，辣防止雪索頭由于受潮報而生銹該。挽3寬.默3訴.棗2啦盼預(yù)應(yīng)力終張拉撥施工闖待整個亂屋面鋼結(jié)構(gòu)錄所有桁架若及檁條安裝揀焊接牲完成后，課對所有主桁架掃中的拉索進行素整體對稱掙終絡(luò)張拉。倦張拉采用小頂健逐根兩端同時野張拉占，無整體張拉讓順序旁由兩端主桁架從向中間主桁架澤對稱進行驢，暖張拉亦一次完成，施驢加循到控制應(yīng)力膛的鞭100丙%妄，并超張拉枯至外10扶3財％，使預(yù)應(yīng)力償值及結(jié)構(gòu)的變退形符合設(shè)計要鏈求的狀態(tài)。拜整體張拉順序萍如圖羞7監(jiān)所示余。圖7圖7整體張拉順序圖序圖施3獸.嘩3禿.遙3榴旅升張拉施工熊過程應(yīng)力應(yīng)變振監(jiān)測或雖然通過理論逆分析計算可以踢較為合理地確淘定各階段所需表的張拉值寨，等但禁由于朝索張拉的相互燭影響，理論和壺實際往往會產(chǎn)冬生一定程度的錫偏差聲。舒因此存，許為保證預(yù)應(yīng)力霸鋼結(jié)構(gòu)的安裝小精度以及結(jié)構(gòu)豎在施工期間的漸安全，并使張?zhí)}拉完成后的預(yù)賺應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)腿計要求相符，矩對張拉過程中益采取了一系列俘措施對淺結(jié)構(gòu)的整體變心形、鋼結(jié)構(gòu)的腹應(yīng)力及下弦海拉索煙的留索匆力進行監(jiān)測謠，象以保證所有數(shù)輕值均在受控范校圍內(nèi)士，孩以便及時應(yīng)對搖各類突發(fā)情況伴，廚保證整個施工喊過程的安全鞠。借在各張拉階段延，狂嚴(yán)格肯通過油壓傳感廟器熄讀數(shù)對淘拉索若的繪索烈力孫進行民實時控制大，左并采用雙控法洗，折即在以控制油倡壓傳感器讀數(shù)嫁的前提下直，變輔以土拉襖索變形監(jiān)測膚，疤當(dāng)句實測伸長值與歇計算伸長值相瓜差超過允許誤比差時用立即停止張拉懶，攝對出現(xiàn)的異常湖情況進行分析木，翼找出原因并解兔決后再繼續(xù)張駁拉盼。棗在桁架進行張推拉時欺，炭采用振弦式應(yīng)扒變計惠對鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)助力進行監(jiān)測燕，如圖忌8行所示億。圖8桁架上的應(yīng)變片序圖逗由于殃根據(jù)駛先前的仿真模的擬漆計算結(jié)果，鋼巨結(jié)構(gòu)應(yīng)力在張芬拉過程中變化警不大，膀而且各卻主困桁架型號均相深同蟻，乓因而沃只選取第一個堪展館的兩榀主肅桁架體對其準(zhǔn)應(yīng)力進行監(jiān)測蔑。蹈同時揀為了消除彎矩葬的影響，在每亂個桿件上對稱偏布置兩個振弦健傳感器。躬單榀主桁架應(yīng)些力測點布置如玩圖店9妹圖8桁架上的應(yīng)變片序圖圖9主桁架應(yīng)力測點布置圖序圖圖9主桁架應(yīng)力測點布置圖序圖衛(wèi)在整個張拉過膠程中對結(jié)構(gòu)整斯體變形的監(jiān)測玩主要采用激光京全站儀衛(wèi)，后對撓度的監(jiān)測后控制主要有以搬下兩個階姓段蘆:吼1)無桁架吊裝前的靈同條件撓度監(jiān)受測刪由于本工程預(yù)喂應(yīng)力主桁架跨攜度達到了慚70漂.益2m握，栗而且采猴用驟250辨t巖履帶吊整體吊佛裝坑，及為了減小桁架選吊裝碑后揪的撓度擋，鳥除了挖桁架在地面拼植裝時順按設(shè)計要求臟預(yù)起拱重50mm老外妻，感在吊裝前賄還要對桁架預(yù)濾應(yīng)力展拉或索進行初張拉董，跌初張拉值根據(jù)邪仿真糟的結(jié)果賄計算取思控制應(yīng)力的壇30%瞇。雙為了保證吊裝搜過程中的安全手，道以及吊裝后桁透架的撓度在考預(yù)控徒范圍內(nèi)鳳，怒對吊裝的第一朽榀桁架進行了鄉(xiāng)同條件撓度測爆試猾。所謂同條件臨撓度測試，航就是在第一榀澤桁架預(yù)應(yīng)力鋼雄索要按芬30因%叔張拉完成后滋，忠用激光全站儀槐對此狀態(tài)下的舒桁架撓度進行殊測量哪，像然后角將該頑桁架倡兩毀端頭下弦桿支搭座處的兩個胎余架支撐進行加捕固后左，訪將沙拼裝胎架的其仗余支撐點去除銜，肚僅保留桶該支輔撐膛(繩此條件相當(dāng)于選桁架吊裝后擱腐置在兩端支座伶上時的條培件潑)怒，報然后用激光全敗站儀對桁架撓籃度再次進行測薯量腦，謝比較分析前后杠兩次測量所得臺撓度值瞇，謙如果撓度值在廉預(yù)計范圍之內(nèi)惜即說明所取初亂張拉值符合條他件棋。鈔相反隨，猛如果撓度值超紛過了預(yù)計值腔，奔說明還得適當(dāng)掠增大初張拉值套。圾需要拖注意殘的是戲在乎去漂除桁架胎架支診撐點前務(wù)必將坡兩端頭支撐點棒加固豐，釋且做好防止桁銅架傾倒措施被。野2)蘿桁架安裝就位聞到預(yù)應(yīng)力終張扣拉完成后桁架垃的撓度罰跟蹤菊測童量蹲庸為了確定每榀斑桁架終張拉前獎的撓度值者，慰在桁架安裝就漁位后掙，蝴每隔一定時間泊便對桁架撓度候值進行一次測胖量桶，聯(lián)直到桁架撓度淡值變化趨于穩(wěn)州定輔(2白4也小時內(nèi)撓度增平量描值詠小于定等于活1酸.膨0mm邊)稱為止政。低圖僻10勢為秀對第一榀桁架茄安裝就位后的霜撓度跟蹤測量翁值泉。圖10桁架安裝就位后撓度時間變化關(guān)系圖圖10桁架安裝就位后撓度時間變化關(guān)系圖序圖知捷待預(yù)應(yīng)力終張插拉以后炒，漲需要嚇再次對桁架撓輸度進行測量爆，阻確定屋面桁架怒的最終撓度眼，情保證撓度值滿癥足違預(yù)控鍵要求現(xiàn)。丈表眠1須是本工程中兇5#羞展擴館系1啟0味榀預(yù)應(yīng)力主桁魯架終張拉前后粒的撓度值夸。倆從表中數(shù)據(jù)可貧以看出，桁架稀終張拉后能使近桁架普遍上撓栽20mm悟左右。攔表先2暖5貝#乘展勒館表1辛0窯榀預(yù)應(yīng)力主桁食架終張拉前后無撓度值恢軸線鋸終張拉前主桁蔑架下弦桿上表哲面絕對標(biāo)高石（蠟m餐）菜終張拉前跨中妨撓度（窮mm存）持終張拉后跨中明撓度（償mm受）聽終張拉后主桁刺架下弦桿上表創(chuàng)面絕對標(biāo)高做（墳m偏）欺北端剃跨中批南端券北端潤跨中宿南端曠16歷13.868型13.839朱13.864版27年7逝13.868足13.859趙13.863援17預(yù)13.859墳13.838恨13.867黨25盤8女13.857扎13.854韻13.866壁18陜13.859漢13.835得13.862沿26席5惜13.859蛾13.855拼13.860塊19琴14.431挺14.404累14.427陵25愿5仰14.428癥14.422寧14.426搖20網(wǎng)14.990揀14.954克14.982光32尼13躁14.991橫14.973扁14.981貸21狼15.539渠15.420逆15.543蛋21敘4押15.536詢15.536蘆15.543煩22差16.097倦16.066帽16.109法37段16啄16.097齒16.087哪16.109蠢23幻16.660寸16.636局16.663迫26箱4倚16.658仿16.656鄙16.662熱24寄17.225冶17.203攀17.219欲19柱2們17.224吼17.220呀17.219晨25救17.873上17.835滴17.877昏40財19蘿17.871餅17.856召17.878盤3面.戚4喉預(yù)應(yīng)力鋼絞線渴端部的防護及壓防腐爬管桁架下弦方較管中鋪設(shè)的鋼款絞線定位鋼管各直徑為免151mm愛，鋼絞線端部勒錨具的直徑為揀235mm宿，覺為防止預(yù)應(yīng)力臭鋼絞線在張拉蛋時局部彎折，較鋼絞線定位鋼姜管在距離錨具霉1.5m殺處斷開，并在頓下弦管內(nèi)焊接返隔板將定位鋼泉管固定，隔板葉的另一側(cè)焊接利一段圓環(huán)鋼板繪，用于預(yù)應(yīng)力艇鋼絞線的擴散豐，無粘結(jié)鋼絞棕線在通過隔板搏200mm某后轉(zhuǎn)換為有粘狡結(jié)鋼絞線。困預(yù)應(yīng)力鋼絞線信在管桁架中間世部位的防腐有爛油脂及油脂外慰側(cè)亡的之P夜E舅保護套耽雙重防護飼