預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)屋蓋工程施工工藝研究

1、預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)屋蓋工程施工工藝研究摘要介紹泰州師范學(xué)校體育館菱形平面鞍形索網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)施工工藝，包括錨夾具設(shè)計、邊梁立模放線、索孔預(yù)埋鋼管制作及安裝、箱形邊梁混凝土澆筑、鋼索制作及安裝、索網(wǎng)張拉和屋面施工工藝等。關(guān)鍵詞體育館鞍形索網(wǎng)屋蓋預(yù)應(yīng)力鋼絞線懸索結(jié)構(gòu)泰州師范學(xué)校體育館位于江蘇省泰州市師范學(xué)校校園內(nèi)，建成后將作為該校的一個標(biāo)志性建筑。該工程屋蓋采納雙曲拋物面鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，平面形狀為近似菱形，對角尺寸為X,平面面積約為.索網(wǎng)懸掛在4根直線形箱形邊梁上，梁截面為1400mm1800mm混凝土為C50.索網(wǎng)共設(shè)計有繁重索（主索）40束，每束為鋼絞線；穩(wěn)固索（副索）41束，每束為1jl鋼絞線。索

2、網(wǎng)網(wǎng)格水平投影尺寸為X,中央主索的矢度和中央副索的拱度均為6m。1 施工工藝流程本工程索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工工藝流程為：邊梁立模-標(biāo)索網(wǎng)孔位一綁扎鋼筋一安裝鋼管-焊接灌漿管和泌水管搭滿堂腳手架一鋼索錨具安裝一鋼索下料鋼管制作一澆筑邊梁混凝土一混凝土養(yǎng)護(hù)-索網(wǎng)張拉一孔道灌漿一端頭封裹2 錨具及夾具設(shè)計錨具及其配件設(shè)計本工程選用的鋼索為個低松弛鍍鋅鋼絞線，由于索與索之間的彼此阻礙，在張拉的最后時期需對鋼索的內(nèi)力進(jìn)行微調(diào)，因此自行設(shè)計了一套非標(biāo)準(zhǔn)帶微調(diào)的夾片錨具。主索利用雙孔夾片錨具，副索利用單孔夾片錨具。夾片錨錨板有外螺紋，能夠在張拉的最后時期通過螺紋對索的內(nèi)力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，有利于索網(wǎng)成型，給施工帶來方便。

3、該錨具委托錨具廠加工，錨具的性能要求必需達(dá)到國家規(guī)定的I類錨具標(biāo)準(zhǔn)（即刀a三，apu,tot三2%,確保錨固性能的靠得住性。夾具、立柱設(shè)計對主索與副索之間的連接與固定，通過量次反復(fù)研究，自行設(shè)計了如圖2所示的節(jié)點。3 邊梁立模及放線本工程鋼筋混凝土箱形邊梁的施工難度較大。邊梁截面呈扭曲的平行四邊形（不考慮大梁外側(cè)的掛板），截面尺寸為1400mrH1800mm天溝底板底模支模時要嚴(yán)格依照設(shè)計圖紙，不能太高或太低，太高不能保證天溝深度，為屋面排水帶來困難；太低那么將顯現(xiàn)索的預(yù)埋鋼管嵌入天溝底板。邊梁外模、底模、邊模及天溝底板模安裝完畢并經(jīng)檢查符合要求后，即可定出索孔位置。索孔位置用紅十字線標(biāo)明，并

4、寫上所屬索號，以便安裝鋼管。待所有索孔位置都準(zhǔn)確信位后，即可綁扎混凝土大梁內(nèi)除隔板之外的鋼筋。4 索孔鋼管制作及安裝鋼管制作主副索索孔留孔材料別離選用?76mr和？?48mm：一般焊接鋼管。鋼管在制作安裝前要進(jìn)行精準(zhǔn)計算，考慮端部內(nèi)凹孔留孔深度。下料時依據(jù)下料長度表一一下料，用紅色鉛筆在鋼管上寫編號、所屬索號及長度，以便識別分辨。鋼管一端切口為直角，另一端（安裝時與邊梁內(nèi)側(cè)模板貼緊）切割成45。焊接錨墊板時要注意將管中心與鐵板孔中心對準(zhǔn)，螺旋筋同時焊接固定在錨墊板亡（見圖4）。鋼管安裝在邊梁內(nèi)，主副索預(yù)埋鋼管呈交叉布置，每根主管同時與2根副管在空間相交，每根副管也同時與2根主管相交。鋼管按放線

5、位置確信后。用鋼筋井字架焊接在邊梁上筋上，以固定其位置。端部用麻絲堵嚴(yán)，以避免澆混凝土?xí)r流進(jìn)從漿。先安裝主管，后安裝副管，副管直接與主管焊接在一路。鋼管安裝固定完華后，制作文裝預(yù)留孔模板。由于預(yù)留孔外側(cè)面是不規(guī)那么的四邊形、制作有必然的難度。經(jīng)考慮幾種方案，最終選用水盒廣的方式）即用長度不限的l80mm寬、l0Omm厚的木板訂成截面為l80mmx180mm勺正方形長木盒，再一一量測預(yù)留孔4條梭的長度，用鋸預(yù)備下料。木盒子要與錨墊板嚴(yán)格垂直，盒內(nèi)塞滿水泥紙以防漏漿。木盒子用?6短鋼筋四面點焊在錨墊板和模板上，正下面托1根鋼筋與邊梁底筋或底模焊在一路（見圖5）。鋼管安裝進(jìn)程中及女裝完成后必需一一對

6、每根鋼管的位置進(jìn)行檢查和校核，確保其準(zhǔn)確無誤。索孔定位及鋼管安裝位置準(zhǔn)確性直接關(guān)系到索網(wǎng)形成后節(jié)點標(biāo)高可否達(dá)到設(shè)計要求，在設(shè)計中、甲方及總包施工單位相關(guān)人員的緊密合作下，使這一極為關(guān)鍵的工作得宜順利完成、并經(jīng)復(fù)核、知足設(shè)計要求。5混凝土澆筑索孔安裝完畢后，即可綁扎隔板鋼筋，立隔板模板，并經(jīng)設(shè)計、質(zhì)檢部門作隱蔽工程驗收合格后澆筑邊梁及輔梁的混凝土。由于邊梁為箱形梁，依照截面尺寸，先澆下部1200mm高的部份（包括隔板）；待這部份混凝土初凝后即可拆除其模板，然后再支頂板模板，再一次澆筑成型。澆筑順序如圖6所示，輔梁混凝土同時澆筑?；炷翞镃50，添加減水劑。澆筑混凝土進(jìn)程中應(yīng)幸免振搗棒直接接觸鋼管

7、，以避免使鋼管位置產(chǎn)生偏移，并確保預(yù)埋鋼管的暢通。當(dāng)益板混凝土達(dá)到必然強(qiáng)度后，拆除邊梁內(nèi)外側(cè)模板，清理端部孔道。6 制索鋼索的防腐防火處置以往懸索結(jié)構(gòu)施工，對鋼索的防腐處置較為復(fù)雜，需除銹、除油、包裹等，工期長、耗用人工量大。本工程簡化了鋼索防腐處置，鋼索直接采納鍍鋅鋼絞線，包覆厚度為1mmz上的高密度聚乙烯塑料套管。索網(wǎng)的防火處置，采納在索網(wǎng)上剛防火涂料的方式。而且在立柱及夾具上涂防火涂料。為避免索孔段灌漿后水泥漿對鋼索表面鍍鋅層產(chǎn)生侵蝕作用，在袒露鋼索表面刷l層環(huán)氧樹脂。鋼索的下料b、6600鋼索在下料前應(yīng)抽樣復(fù)驗，內(nèi)容包括外觀、外形尺寸、（T等，并出具相應(yīng)查驗報告。鋼鎖采納砂輪切割機(jī)下料

8、，為保證下料長度的準(zhǔn)確性，采納定長下料的方式。在每束鋼鋼鎖上均用膠皮帶牢固地粘上寫有所屬索號和長度的標(biāo)簽。以供穿束時對號入座。鋼索的下料長度必需準(zhǔn)確。不能太短或太長，并注意愛惜塑料套管。下料前先要以索網(wǎng)初始態(tài)的曲線形狀為基淮進(jìn)行計算、下科長度應(yīng)把理論長度加長至梁邊，再加上張拉工作長度和施工誤差等。另外在下料的應(yīng)實際放樣，以校核下料長度是不是準(zhǔn)確。懸索結(jié)構(gòu)鋼索一樣在下料前要進(jìn)行預(yù)張拉，本工程采納的低松弛鋼絞線，系在張力下生產(chǎn)，經(jīng)實驗證明，不進(jìn)行預(yù)張拉仍具有良好的線彈性，因此，實際施工不進(jìn)行預(yù)張拉，直接利用。7 鋼索安裝及索網(wǎng)初步伐整鋼索安裝在高空架設(shè)鋼索是懸索結(jié)構(gòu)施工中難度較大、而且很重要的工序

9、。由土建施工單位用廖48m冰的鋼管搭設(shè)滿堂腳手架，在邊梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到50，并檢查所有孔道均清理完畢后，即可掛束。先掛主索，后掛副索。主索依次從x40-x0l,副索從y01-y4l開始對稱安裝直到y(tǒng)2l索。掛索采納全人工用繩索拉的方式，依照在鋼索上作的標(biāo)記線將錨具安裝到位。用卸甲卡在主索上避免副索向中間下滑，使副索在水平投影方向上是一條直線，并確保主副索在投影方向維持正交，在張拉日才適時再對這些卸甲的位置進(jìn)行調(diào)整，張拉終止后即可卸掉卸甲。索網(wǎng)的調(diào)整在所有主副索都安裝完畢后，對照節(jié)點設(shè)計標(biāo)高值對索網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，使索網(wǎng)曲面初步成型，此即為初始態(tài)。安裝夾具及立柱索網(wǎng)初步成型后，開始安裝夾具及小立柱，順

10、序為先安裝馬道位置處的夾具（計207個），再安裝其它一般節(jié)點夾具及小立柱，所有夾具的螺母均不擰緊。待索網(wǎng)張拉完畢體會收合格后再擰緊。為避免夾具對鋼索的外包塑料皮可能產(chǎn)生的損傷，在節(jié)點處副索外包裹1層1mmi的鉛板，隨后安裝剪子撐（見圖7）。間樣，其與立柱連接的螺母待張拉終止后再擰緊。8索網(wǎng)張拉工藝張拉是懸索屋蓋結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵工序。通過張拉使各索內(nèi)力和索網(wǎng)節(jié)點標(biāo)高都達(dá)到設(shè)汁要求。只有在邊梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100以后守能進(jìn)行張拉。由于是輕層蓋，故沒必要將張拉與加屋面荷載交替進(jìn)行。能夠在主副索全數(shù)張拉完畢后。再鋪設(shè)檁條和層面板及懸掛吊頂。張拉工藝中，其關(guān)鍵鍵環(huán)節(jié)是張拉順序、循環(huán)次數(shù)及張拉力的大小等。針

11、對本工程懸索屋蓋大體上具有雙向軸對稱的特點。張拉順序原那么定為先副索后主索。別離從中心向周圍依次進(jìn)行，在兩頭各用1臺張拉設(shè)備同步進(jìn)行張拉。穩(wěn)固索張拉用YCN-2鋰千斤頂，繁重索張拉用YC-60型千斤頂，均配以高精度級壓力表。張拉順序如圖8所示。為盡可能使鋼索及邊緣構(gòu)件均勻受力，張拉工作原打算分20、50、66、80、100共5次循環(huán)，然后再進(jìn)行數(shù)輪調(diào)整。張拉進(jìn)程中同時操縱內(nèi)力和節(jié)點標(biāo)高，依照設(shè)計人員的用意，張拉以應(yīng)力操縱為主，標(biāo)高操縱為輔。張拉開始前測試所有標(biāo)高操縱點的標(biāo)高，發(fā)覺大部份節(jié)點的實際標(biāo)高均低于設(shè)計值。經(jīng)研究決定第1輪先張拉主索，后張拉副索。在每輪張拉終止后測讀所有傳感器讀數(shù)，監(jiān)測索

12、網(wǎng)內(nèi)力。實際張拉進(jìn)程中，在第2輪張拉完成后通過度析內(nèi)力測試數(shù)據(jù)，發(fā)覺大部份副索的內(nèi)力已達(dá)到或超過第3輪設(shè)計的拉力，故經(jīng)設(shè)計同意，取消第3輪，直接張拉第4輪80。最后一輪調(diào)整張拉時利用撐腳，張拉順序為先拉主索，再拉副索。為排除錨具回縮的阻礙（每端約4mm），調(diào)整張拉時微調(diào)的方式為張拉力到位后擰緊錨杯外面的大螺母。通過3輪張拉和2輪調(diào)整以后，將傳感器的測試結(jié)果與設(shè)計提供的索內(nèi)力進(jìn)行比較，并由設(shè)計人員認(rèn)可，達(dá)到設(shè)計要求，至此張拉終止。張拉終止以后，一一將所有節(jié)點的夾具、立柱上的剪子撐擰緊。切斷兩頭多余鋼絞線，使其露出錨具很多于50mm為保證在邊緣構(gòu)件內(nèi)的孔道與鋼絞線形成有粘結(jié)，改善錨具受力狀況，要進(jìn)行索孔灌漿和端頭封裹。這兩項工作必然要引發(fā)足夠的重視，因為灌漿和封裹的質(zhì)量直接阻礙到索網(wǎng)的防腐方法是不是有效持久，從而阻礙到索網(wǎng)的平安與壽命。灌漿之前，先將孔道兩頭作初步封鎖，并嚴(yán)防索網(wǎng)哆嗦。灌漿用材料為425號一般硅酸鹽水泥、飲用水、JMIII混凝土減水微膨脹外加劑，水灰比為.灌漿設(shè)備為手動輕型壓漿泵，每一個孔道要一次持續(xù)灌完，直至泌水孔冒漿后方可停止?？椎赖吞帪楣酀{孔，高處為泌水孔。最后，用C30細(xì)石混凝土將端頭與錨具封裹，以防銹蝕。9檀條加工和安裝工藝屋面擦條采納高200mm、厚的內(nèi)卷邊槽鋼鋼擦條。為使索網(wǎng)受載均勻且與受力分析相對應(yīng)，檁條