张弦梁结构施工技术

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1、晋煤集团寺河矿多功能报告厅张弦结构施工技术李建全1，陈至诚1，管赛东1，王泽强2，秦杰2（1上海五冶冶金建设有限公司，上海201900；2北京市建筑工程研究院，北京100039）【摘要】：晋城寺河矿多功能报告厅为张弦结构，桁架跨度95.1m×65.7m。经过大量仿真计算和方案比较分析，施工中采用了单榀桁架地面拼装，并预张拉到设计张拉力的30％，吊装到位后，通过滑移将整体结构安装完成，然后进行第二次预应力张拉工作。【关键词】：张弦结构；滑移；仿真计算；预应力；施工技术1、工程概况寺河矿多功能报告厅轴线南北长95.1m，东西长65.7m

2、，屋脊处标高约25m，占地面积约6000m2，主要包括篮球场、会议室、进厅及各种功能用房。其中，F～Q轴线为张弦梁结构，共计10榀。张弦梁上弦为焊接箱梁□400×350×16×20，下弦张拉索为Φ5×85高强度低松弛热浸镀锌钢丝（外设PE防护层），上弦和下弦之间采用钢管Φ219×16撑杆连接，形成稳定的受力体系，单榀重约16吨。张弦梁支座采用两端铰接，置于混凝土柱顶。张弦梁钢索张拉完成后总长为40.818m。结构鸟瞰图和剖面图见图1和2所示。图1多功能报告厅鸟瞰图图2多功能报告厅剖面图2、施工总体部署2.1施工工艺流程张弦梁组装平台

3、安装钢构件检查与验收钢结构油漆张弦梁现场组装、第一次张拉轴线控制闭合、测量放线钢结构加工张弦梁吊装张弦梁滑移张弦梁第二次张拉并锁定2.2施工难点及措施2.2.1张弦梁现场组装单榀张弦梁上弦长达50.572m，需在工厂分段加工后送现场组装。张弦梁的组装采用在多功能报告厅北侧地面搭设组装胎架进行组装，组装顺序从F轴向Q轴推进；组装完成后在地面组装胎架上完成张弦梁的第一次张拉。2.2.2张弦梁吊装张弦梁组装完成后重达16吨，跨度达40.8m，由于场地及土建等施工原因，所有张弦梁吊装采用双机抬吊安装成滑移单元。本工程采用2台120吨汽车吊分

4、别站位于Q轴线外双机抬吊到滑移位置，然后安装张弦梁之间的撑杆及檩条，使之形成刚性框架。2.2.3张弦梁滑移在吊装完一个张弦梁滑移单元后，必须及时开始整体滑移，以便组织下一组滑移单元的吊装。本工程采用分段滑移的施工方法，滑道利用②轴线和⑦轴线混凝土框架梁布置。2.2.4张弦梁张拉预应力张拉分为两次完成，第一次在地面张拉到设计张拉力的30％，保证吊装过程中单榀桁架稳定，第二次对称分批张拉到设计张拉力。3张弦梁现场拼装方案拼装胎架的设计和布置需根据张弦梁上弦拱架的分段情况和分段点的位置来确定，同时要避开张拉弦杆。为了保证张弦梁的拼装精度和

5、使张拉不受影响，同时考虑到胎架在张拉过程中因主桁架水平移动的影响，以及便于张拉索的地面安装、张弦梁在张拉完毕后便于起吊等因素，钢架横梁的上端搁置可调节高度和平面度的管托。在拼装胎架时，在断开面设置空档，以留出焊接空间。在对接口下面焊接时，焊工可以在临时平台上进行。为了确保张弦梁原始状态的弧度和设计相符，胎架支点的标高测量控制要满足设计标高的要求。就位前，首先根据张弦梁分段点的标高及轴线对胎架进行垫置，使标高基本达到设计位置，就位后进行微调。就位时注意对接口的间隙及标高的控制，并且使分段点的位置基本处于胎架的中心。在调整校正完毕后进行

6、焊接，焊接接口需要打磨光滑过渡。胎架位置尺寸及单榀品装完成后如下图3和图4所示。图3张弦梁组装胎架示意图图4张弦梁桁架拼装图图5单榀张弦梁双机抬吊图4张弦梁吊装张弦梁拼装完成并且第一次张拉完毕后利用两台120t汽车吊进行抬吊，抬吊后直接放置在混凝土梁顶的滑移轨道上。由于张弦梁过长，在没有形成空间结构单元之前，需保证单榀张弦梁的稳定：即事先在张弦梁的不同部位设置揽风绳，在张弦梁就位后立即对张弦梁进行固定。第一榀张弦梁固定好后，进行第二榀张弦梁的吊装、就位和加固，并及时对张弦梁之间的支撑体系进行连接。当两榀张弦梁及中间的支撑体系和檩条等

7、全部连接安装完毕，在检查各个细部环节没有安全隐患后，便可以将此张弦梁单元组向前滑移到设计位置，再进行下一榀张弦梁的吊装就位。吊装见图5所示。5、张弦梁滑移5.1滑道设置滑道在整个水平牵引中起承重、导向和横向限制滑板水平位移的作用，滑道沿②轴线和⑦轴线布置。由于基础预埋锚栓高出混凝土柱梁，须先架设钢梁进行找平。本工程采用H型钢梁H200×220×8×16作为找平钢梁，采用槽钢[16b作为滑道，滑块焊接在张弦梁柱脚板底部，每一滑移单元共设置4块滑块。考虑滑块与滑槽之间应留有一定距离，避免滑块在滑槽内受阻，在制作滑块时滑块与滑槽之间每边留

8、有25mm间隙。另外滑块与滑槽接触面的部位在加工时磨成圆弧形，借此减小滑块与滑槽间的接触面积来减少滑移摩擦阻力。滑道设计见下图6所示。图6张弦梁滑移滑道设置示意图5.2牵引设备的取用一个滑移单元总重约32吨。总起动牵引力为：P≥Q×f