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施工技術名稱

大跨度穹頂鋼結構環向管內預應力施工技術

技術形成流程圖

QC小組項目經理部資料準備分析、查新申報申報準備公司經營部現場試驗、總結領導審核技術申報小組介入大跨度穹頂鋼結構環向管內預應力施工技術一、完成單位、成員江蘇省建安建設有限公司合作完成二、技術使用范圍

廣泛適用于各類大跨度公共建筑鋼結構環向管內預應力施工。

三、關鍵技術1、大跨度穹頂環向桁架管內鋼絲束預應力張拉時機和張拉力2、大跨度穹頂環向桁架管內鋼絲束預應力拉索張拉端鋼絞線回縮和摩擦損失3、大跨度穹頂環向桁架管內鋼絲束預應力施工監控

大跨度穹頂環向桁架管內鋼絲束預應力張拉時機和張拉力可選擇在支撐胎架還未落架下進行張拉，也可在拆除支撐胎架后進行張拉。采取哪種方法需根據支架拆除前后索力、結構豎向位移、支座反力以及鋼構應力等的變化量來綜合考慮。若變化大，則選擇在支撐胎架上張拉，這樣較為安全；若前后變化較小，則選擇在支撐胎架拆除后進行張拉，這樣可獲得較為準確的有效預應力值。由于拉索依次一次張拉到位，應分析相鄰拉索張拉相互影響的程度。若相互影響較大，則須考慮后張拉索對先張拉索的內力的影響，因此須進行詳盡的分析，保證拉索張拉完畢、支架拆除后，索力達到設計要求。本工藝首選在支撐架卸載后進行張拉。大跨度穹頂環向桁架管內鋼絲束預應力拉索張拉端鋼絞線回縮和摩擦損失

預應力拉索一般采用高強度無粘結鋼絞線束，類似預應力混凝土中無粘結鋼絞線的張拉施工。由于預應力張拉過程中鋼絞線與鋼管之間存在摩擦損失，且預應力張拉達到設計索力后，千斤頂回油，鋼絞線帶著夾片回縮，導致預應力損失，須進行超張拉，克服由于鋼絞線摩擦和回縮導致的預應力損失。因此應根據技術規范，結合結構特點分析計算確定預應力張拉技術指標。大跨度穹頂環向桁架管內鋼絲束預應力施工監控

施工過程中，應加強監控。預應力索張拉實行雙控，即控制桁架變形和索力，其中以控制索力為主，對結構的變形在索張拉時必須作同步監控，保結構的應力狀態和外形滿足設計要求。若出現異常情況，立即停止施工，采取有效措施并及時通報，查明原因，解決問題后方可繼續施工。四、技術特點1、針對國內首次采用的環向管穿預應力鋼結構新設計，運用計算機仿真分析、工程實驗、施工過程監測等科學有效的先進技術手段，確定環向分段、多束預應力張拉工藝和技術參數，彌補了預應力鋼結構施工技術規范中未明確的要求，如預應力損失確定等；2、根據設計要求，結合深化設計、工藝制作等技術環節，有效合理地解決了環向管穿多束預應力的轉向、固定、安裝等關鍵技術問題；3、采用先進的監測技術，對預應力張拉過程中鋼索張拉力、主體結構的應力應變進行監控，有效保證了鋼結構安裝質量和施工安全。五、施工工藝藝原理及流程程圖1、施工工藝藝原理依據《預應力力鋼結構技術術規程》和設設計要求，合合理設置管內內環向預應力力索的布置、、轉向、固定定方法；通過過計算分析和和科學實驗，，確定預應力力索分段、同同步張拉的各各項技術參數數。如超張拉拉系數、預應應力損失，多多束預應力先先后張拉的互互相影響等，，保證預應力力效果，達到到質量技術要要求。2、施工工藝藝流程圖張拉機具儀器器效驗、施工工準備鋼絞線下料搭設張拉平臺臺在鋼管節點段段內安放轉向向器，并焊接接牢固編制預應力張張拉工藝深化設計圖紙紙，設計滿足預應應力索布置的的專用轉向器器、錨固座、鋼節節點節點拉索按工藝要要求分批穿索安裝端部錨具具對稱張拉結構應力應變變檢測、驗證證六、施工操作作要點預應力張拉時時機預應力張拉時時機選擇在鋼鋼結構支撐胎胎架拆除后進進行。可以保保證索力、結結構位移、支支座反力及鋼鋼構體系應力力等與設計狀狀態相同，保保證拉索張拉拉達到設計要要求。預應力張拉損損失計算管內環向預應應力張拉過程程中鋼絞線與與鋼管內轉向向器存在摩擦擦損失及鋼絞絞線收縮、千千斤頂回油等等，須進行超超張拉，克服服預應力損失失。預應力超超張拉系數，，應通過試驗驗確定主動張張拉力。確定有效張拉拉力施工張拉力預應力張拉的的原則環向管內預應應力索，受空空間位置和鋼鋼結構受力要要求限制，一一般分段布置置，圖為花都都體育館預應應力鋼結構的的示例。在第第五道環桁架架（三角截面面）上下弦處處分別設置12根Φ15.2和24根Φ15.2共兩圈預預應力拉索（（1860級級高強鋼絲拉拉索）。每圈圈分八段。采用張拉力和和變形雙控，，以張拉力控控制為主。監測張拉過程程中預應力索索拉力的變化化，當拉力實實測值與計算算值相差超過過10%時，，暫停張拉，，待找出原因因并采取措施施調整后,才才能繼續張張拉。進行預應力損損失測試，反反饋給設計院院對原結構進進行設計復核核。通過多次張拉拉、超張拉等等技術措施對對預應力損失失予以補償。。預應力張拉前前主體鋼結構構全部安裝完完成，形成整整體且支座固固定。預應力張拉要要點張拉方法①鋼絞線束拉拉索分兩批、、逐根張拉。。②將上、下弦弦環管內的拉拉索分為兩批批。下弦管內內拉索為第一一張拉批，上上弦管內拉索索為第二張拉拉批。③同批內的拉拉索同步張拉拉。④同束內的鋼鋼絞線依照對對稱的原則逐逐根張拉。⑤單根鋼絞線線一端張拉，，另一端補足足。待張拉完成后后，切除多余余鋼絞線，外外露長度不小小于30mm；安裝防松松夾板，端部部錨具用密封封罩，密封罩罩安裝前內涂涂建筑1＃油油脂防腐。記錄張拉數數據，進行行分析對比比，達到設設計要求。。主要張拉點點上下弦管內共共有16束束鋼絞線，，且兩端都都要張拉，，因此共有有32個張張拉點。根根據張拉方方案，單次次張拉時有有8個張拉拉點。張拉力法上弦管內拉鎖拉點下弦管內拉鎖拉點分配同步、逐根張拉88施工監測監測內容和和監測點鋼結構預應應力施工監監測包括：：索力和關關鍵節點應應力、位移移。①索力監測測點為各主主動張拉點點。②關鍵節點點位移（水水平和豎直直）、應力力監測點包包括徑向桁桁架和環向向桁架的主主要受力節節點。監測設備，，索力監測測—采用標標定的千斤斤頂；位移移監測采用用—全站儀儀、應力應應變儀。七、材料與與設備材料潤滑劑、塑塑料膠帶、、塑料護套套、環氧樹樹脂、Q345B、、Q235B、GS-20Mn5N鋼鋼材，各種種焊接材料料，各種角角鋼、工字字鋼，[10槽鋼等等。實際材材料根據具具體施工情情況確定。。設備（見下圖））序號設備名稱規格型號單位數量備注1280T履帶吊CC2000臺1用于環向分段吊裝225T汽車吊CC2000臺4用于現場拼裝3全站儀GTS-332臺4用于定位測量4全站儀TCR702R臺2用于定位測量5超聲波控傷儀EPOC1-3-2300臺2用于焊縫檢測6CO2焊機CPX-350臺60用于分段焊接7交直流兩用焊機ZXE1-3*500/400組30用于高空焊接8碳弧氣刨ZX5-630臺10用于焊透焊縫清根出白9空壓機DW-9/7、ZW-6/7臺6液壓提升10焊條烘箱HY704-3臺2液壓提升11張拉千斤頂YDC240QX240KN8套預應力張拉12對講機9臺13砂輪鋸預應力筋切割八、一控制制、兩措施施1、質量控控制安裝控制精精度要求節節點軸線就就位偏差≤≤±3mm，節點標標高就位偏偏差≤±4mm；水水平環構件件水平度＜＜L/1000，且且不超過4mm。鋼結構安裝裝和焊接應應符合《鋼鋼結構工程程施工及驗驗收規范》》（GB50205—2001）要要求結構一一級焊縫100%探探傷，二級級焊縫20%探傷，，并達到質質量標準要要求。拆除臨時鋼鋼支撐后，，鋼屋蓋中中點撓度值值不大于其其跨度的1/250。預應力達到到設計值，，誤差小于于3%。預應力索出出錨端方向向指向結構構承力桿件件，角度偏偏差小于5%。預應力張拉拉值對號記記錄，超過過標準要求求，分析原原因，采取取措施后可可繼續續張拉。2、安全措措施（1）組組織落實施施工組織設設計中的安安全技術措措施，組織織并監督項項目施工安安全技術交交底和施工工設備、設設施的驗收收。特別是是大件吊裝裝專題方案案的制定、、審批和過過程監控。。（2）特種種工種操作作人員必須須經專門培培訓，持證證上崗。起起重吊裝人人員嚴格按按操作規程程和工藝施施工。（3）高空空作業人員員要佩帶工工具袋，工工具要放在在工具袋中中，不得放放在鋼梁或或易失落的的地方，所所有手工工工具要穿上上繩子套在在安全帶上上或手碗上上，防止失失落傷人。。（4）對施施工現場要要采取不同同的安全措措施：高空空設腳手架架、圍欄，，設置安全全行走繩保保證安全帶帶懸掛、移移動。（5）所有有鋼絲繩、、吊具等在在吊裝作業業前要經起起重工檢查查合格，發發現磨損、、扭結、斷斷絲等可能能降低受力力性能的情情況，應立立即更換。。安全管理理人員要確確保有缺陷陷的吊裝器器具不再使使用。（6）施工工現場焊接接或切割的的動火操作作，要采取取防火措施施，安排專專人監護。。（7）吊裝裝時風力超超過6級或或雷雨天氣氣應禁止吊吊裝，夜間間吊裝必須須保證足夠夠的照明，，構件不得得懸空過夜夜。（8）鋼結結構件之間間接頭連接接和安裝就就位等高空空作業，要要搭設穩固固可靠的臨臨時工作平平臺和圍欄欄，防止高高空墜落。。高空作業業點下，嚴嚴禁站人。。（9）吊裝裝作業必須須由專人指指揮,吊裝裝機具,必必須有足夠夠的安全系系數,一般般不得小于于5-6倍倍。3、環境措措施除按照執行行國家現行行標準《民民用建筑工工程室內環環境污染控控制規范》》GB50325-2001；《建筑筑施工現場場環境與衛衛生標準》》JGJ145-2004；；《建設工工程施工現現場安全、、防護、場場容、環境境保護及保保衛消防標標準》DBJ01-83-2003等等環境保護護規范中有有關規定外外，還應注注意以下幾幾點：防止大氣污污染的控制制措施施工生產的的建筑垃圾圾，采用臨臨時專用垃垃圾坑或采采用容器裝裝運，嚴禁禁隨意凌高高拋撒垃圾圾。施工垃垃圾及時清清運，做到到當天的垃垃圾當天清清運，并適適量灑水，，減少揚塵塵。工地施施工場地道道路進行硬硬化和綠化化，并設置置專人灑水水清掃，減減少粉塵污污染，保持持潔凈。防止噪聲污污染的控制制措施施工現場按按照國家有有關規定制制定降噪的的相應制度度和措施，，嚴禁在施施工區內高高聲喧叫、、猛烈敲擊擊鐵器，增增強全體施施工人員防防噪擾民的的自覺意識識；施工現現場的強噪噪音機械施施工作業盡盡量放在封封閉的機械械棚內或安安排在白天天施工，最最大限度的的降低其噪噪音，以致致不影響工工人與居民民的休息時時間；各項項施工均選選用低噪聲聲的機械設設備和施工工工藝，盡盡量減少施施工對居民民生活的影影響，減少噪聲強強度和敏感感點受噪聲聲干擾時間間，晚上10點以后后及午休時時不允許施施工。防止對光污污染的控制制措施探照燈選用用滿足照明明要求但不不刺眼的新新型燈具，，施工照明明燈的懸掛掛高度和方方向要考慮慮不影響居居民夜間休休息，在施施工現場周周圍種植或或布置移動動綠化，清清潔環境、、美化生活活。焊接時應采采取有效措措施，避免免弧光對其其施工人員員及周邊環環境影響，，焊條、焊焊絲頭以及及焊渣等設設置專用容容器并隨時時清理，以以免污染環環境油泵操作手手應時刻注注意油泵和和千斤頂，，若出現滲滲漏油，應應停止作業業并及時清清理干凈，，防止污染染其他物品品物品。成立施工環環境衛生管管理機構，，在工程施施工過程中中嚴格遵守守國家和地地方政府下下發的有關關環境保護護法律、法法規和規章章。成品、半成成品材料嚴嚴格按照施施工總平面面圖擺放，，并設安全全文明施工工標識牌。。施工作業面面保持整潔潔，嚴禁將將建筑施工工垃圾隨意意拋棄，做做到文明施施工。施工用料應做到到長材不短用，，加強材料回收收利用，節約材材料。鋼材加工產生的的鋼材皮、屑廢廢料及時清理。。九、技術效益分分析顯著節約工程材材料預應力鋼結構使使大型鋼結構工工程用材小于100kg/m2,比常規工工程節約50～～70%鋼材。。鋼構件的工廠加加工制作，全部部采用計算機輔輔助加工和大量量先進加工設備備的應用（如數數據切割、自動動組裝等），極極大地提高加工工制作的質量和和工期。張拉工藝采用分分段單根張拉，，有效減少了張張拉機具和施工工胎架材料，節節約施工費用13萬元。施工工期比計劃劃縮短2個月，，經濟效益明顯顯。確保質量優良，，符合設計和規規范要求采用計算機仿真真技術完善張拉拉方案，最大限限度的確保工程程質量；設計轉轉向器和錨固座座解決環向管內內預應力的布置置固定難題，確確保預應