浅谈预应力钢结构施工

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1、浅谈预应力钢结构施工纪怀军（连云港市建设监理有限公司，江苏连云港222001）［摘要］本文通过工程实践浅谈预应力钢结构的施工。［关键词］预应力；钢结构；施工。1工程概况某市体育馆屋盖结构形式新颖，布置复杂，建筑效果美观。屋盖形状为不规则岡形，屋盖采用弦支穹顶结构体系；该结构体系由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成，设置六道环索，局部布置构造钢棒，其中撑杆采用圆钢管、上下端饺接。该结构具有用钢量小，结构轻盈，钢结构体系截而类型少的特点，结构形式见下图。木工程索结构部分主要有两部分组成：环向索和径向索。环向索采用预应力索规格为①5X139,缆索材料采用包双层高强

2、度钢丝扭较型钢绞线，单根钢丝直径5mm,抗拉强度不小于1670Mpa,屈服强度不小于1410Mpa,钢索抗拉弹性模量（E）不J、于1.9X105Mpa,径向索采用钢拉杆规格为①60,抗拉强度为835Mpao2预应力工程施工技术特点木工程所涉及的预应力工程为预应力钢结构（张弦单层网売）。预应力钢结构工程具有施工难度人，施工前期准备工作量人的特点。本工程结构形式比较新颖，而且现成的T程经验比较少，施T：的难度就更大。因此为使本T程达到设计质量要求，确定了本工程技术要点。2.1根据仿真计算确定上层单层网壳和预应力索安装顺序，从技术角度上确定预应力索张拉方式，是采用

3、张拉环向索还是张拉径向索完成结构施工。并进一步确定施T过程屮的多级张拉和对称张拉，不同阶段预应力索施加初始力的预应值。这里所谓的预应力过程是指施加预应力的过程，对预应力钢结构预加预应力的过程应根据具体的结构类型分别采用改变刚性杆件或柔性索的长度等方法。木工程采用改变柔性索长度的方法，即张拉柔性索。对结构施加预应力，使预应力能够分布到整个结构，达到预应力的目的，这个预应力过程必须与设计的预应力施加过程相一致。实际的预应力施加过程作为非线性叠加步加以分析，而对丁•预应力钢结构来说尤艾重要区分其初始几何状态和预应力状态。因为在有些预应力钢结构初始几何的张拉过程与施

4、加预应力过程并不一致，这时预应力过程必须根据实际的设计情况加以区分，即首先完成曲线或曲面的张拉过程，在考虑为结构提供刚度的过程。如果这两个状态不一致时，预应力施加过程是不能一气呵成的。简言之，张拉结构的施工技术设计的主要内容就是确定预应力过程的次序、步骤、采用的机械设备、每次预应力过程的张拉量值，同时控制结构的形状变化，因为结构的形状是与预应力施工时密切相关的。2.2预应力索的加工精度虽然制索在工厂内完成，但制索的精度应在施工技术设计中得到计算和控制。一些在制索过程中无法达到的精度或产生的误差宜在施工过程中通过相关的技术手段进行弥补。2.3预应力索用铸钢球形

5、节点、支点、连接耳板和张拉端、锚固端节点等的设计及加工制作。2.4结合钢结构现场拼装施工的工艺流程，制定预应力索的安装就位的组织设计。施工组织设计是预应力钢结构的施工进行技术准备，着重注意的技术要点是贯穿在制索、拉索和预应力钢索张拉过程中。2.5预应力张拉过程不同工况下的预应力建立，应在仿真计算结果的指导下进行。并应规定结构的不同荷载，如屋面荷载，悬挂荷载的施加步骤和方法，尽可能均匀、对称、匀速施工，避免出现过大的集中荷载。预应力施加过程的控制，在何:一阶段预应力过程中，结构都经历一个口适应的过程，结构会经过自平衡而使内力重分布，形状也随之改变，所以预应力的

6、监控是十分重要的。本工程屮将采取可靠的检测手段，对钢结构的变形和预应力钢索的受力进行实时监测，以确保结构施工期安全，保证结构的初始状态与原设计相符。3预应力施工技术路线3.1技术路线的概述此体育馆屋盖，总体安装顺序为：将上层网壳和悬挑部分的钢结构全部安装结朿后，进行预应力张拉。在网壳安装结束后，在脚手架支撑作用下所形成的结构要跟设计图纸相吻合；支座为径向可滑动支座；施加预应力的方法为径向索张拉，张拉分两级，采取以控制张拉力为主，监测伸长值为辅的控制原则；张拉顺序为由外向内张拉设计力的70%,由内向外张拉设计力的100%。2.2具体技术路线2.2.1预应力施加

7、原则。以施加预应力前结构的位形为初始位形，设定拉索中的预拉力，此时，结构的初始位形不能满足结构的平衡条件，于是在节点上产生了不平衡力，在该不平衡力的作用下，结构产生位移，从而得到结构新的位形，经过多次迭代计算,节点不平衡力趋近于零。本工程具体找形过程分为以下四个状态：a、放样态（预应力零状态）：无自重、无预应力作用的放样状态；b、预应力平衡态：口重、预应力作用下的口平衡状态；c、恒荷载态：自重、预应力、并屋面恒荷载作用下的£1平衡状态；d、设计荷载态：在预应力零状态的基础上，承受设计荷载作用的状态。放样态所对应的几何参数是构件工厂加工的尺寸依据；自重态所对应

8、状态的就是整个结构安装结束后在自重作用下的状态；对安