大跨空间体内预应力钢结构施工新工艺

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•主桁架
•方
•外套管
•钢绞线

•步骤一:套管地面组对、

钢绞线地面穿越
•钢绞线
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•步骤二:套管、钢绞线整体提升进行预
应力施工
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
五、 提出方案并确定最佳方案
• 方案三:套管地面组对整体提升高空穿越钢绞线后进行张拉施工:
主体网架双层套管高空吊装完成后,在主桁架双层套管的一端,先人工 穿越一根根钢绞线,钢绞线一头带着牵引绳过去,然后再将单根钢绞线 拉出,然后由牵引绳牵引钢绞线完成穿越,安装完成后进行张拉施工。
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•主桁架段单元制作、组拼
•主桁架段单元吊装定位 •钢绞线套管制作吊装 •钢绞线穿越安装
•工程主 体
•预应力施工
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•五、提出并确定最佳方案
•跨度100米
• 内套管 Φ152×3mm
•外套管Φ425mm
•37 根Φ
15.2
mm 钢绞 线
•大跨空间体内预应力钢结构施工新工艺
•控制大跨度张弦网架安装质量
•2010年获得:中国施工企业二等奖
•A P •大跨度焊接球预应力张弦网架位形控制工艺
•C D
•2010年获得:中国施工企业二等奖
•A •C
P D
• 148米跨度张弦网架超大型预应力钢拉索安装
•2010年获得:总公司一等奖、天津市金奖、国家级QC成果奖
•A P •C D
•61m熟料 库钢结构工程安装质量控制
•在整个施工的过程中高空作业占多数,确 保零质量安全和零人身安全事故,是我们终 极目标。








应 力







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大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•四、设定目标
•目标 1
•100米超细长钢绞线套管制作安装、多束钢绞线高 空穿越,保证主桁架结构受力自平衡及结构安全。
•目标 2
张拉施工
方案三 套管地面组 对整体提升 高空穿越钢 绞线后进行
张拉施工
套管高空组对高空 穿越施工难度大
套管、钢绞线整体 提升施工难度大
钢绞线高空穿越施 工难度大
卷扬机2台 吊车3台 倒链数个 支撑胎架
成本投入太 大
卷扬机2台 倒链数个 成本投入小
卷扬机2台 倒链数个 成本投入小
制约因素 太多,工 期进度慢
•5、针对优选方案提出细化方案
•方案三:套管地面组对整体提升高空穿越钢绞线后进行张拉施工
•细化方案一:
•套管整体提升高空一次性穿越钢绞线 后进行多级张拉: •双层套管在主桁架下面整体组拼完成 后,由吊链均匀分布然后齐步提升安装 完成后,在主桁架的两端分别设置一台 2t卷扬机,在套管两端铸钢节点部位搭 设简易的操作平台,上面做好穿索辅助 设施,然后由卷扬机的牵引,37根钢绞 线一次性完成穿越,然后进行然行锚具 和千斤顶的安装,之后钢绞线分多级双 控同步预张拉施工。
•2009年获得:中国施工企业二等奖
•A P •C D
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•如何控制大跨度、多层网架的空间坐标
•2008年获得:总公司一等奖
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•三、课题选择

•技术 •创新
•施工 •要求
•结构 •稳定
•质量 •保障
•安全 •目标
•该工程结构为体内预应力张拉结构,跨度 达到100米,为目前国内跨度最大的体内预 应力钢绞线张拉结构。
•外套管
•方

•步骤一:套管高空组对

•钢绞线
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•步骤二:套管端部大穿跨空钢间体绞内预线应力钢结构施工新工

五、 提出方案并确定最佳方案
• 方案二:套管地面组对地面穿越钢绞线整体提升后进行张拉施工:
主桁架双层套管在地面组拼的过程中,钢绞线的牵引绳逐步穿在管内, 等套管吊装完成后,由牵引绳牵引钢绞线一端完成穿索,然后再进行钢 绞线预应力张拉施工。
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•二、小组简介
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姓名
杜澎泉 冯磊
樊云鹏 顾军兵 李国栋 李凯峰 徐艳荣
年龄
37 28 28 26 25 25 39
文化程度
大专 大学 大专 大学 大学 大学 大学
职称
高级工程师 高级工程师 助理工程师 助理工程师
工程师 工程师 工程师
小组任务
组长 副组长 组员 组员 组员 组员 组员
•套管地面组对 •整体提升
•高空穿越钢绞线后 •进行张拉施工
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•五、提出并确定最佳方案
• 方案一:套管高空分段组对高空穿钢绞线后进行张拉施工:长100
米的钢绞线双层套管在高空分段组对完成之后,开始钢绞线的穿越,穿 越完成后,然后进行钢绞线的预应力张拉施工。
•主桁架
•体内预应力张拉主桁架挠度值达到设计要求,允 许偏差30mm。
•目标 • 降本增效100万元。 3
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大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•五、提出并确定最佳方案
•1、方案提出的背景
• 目前国内兴起的大跨空间钢结构体系,因其结构形式新颖,结 构受力好,空间面积大等诸多优势,而被逐步推广。本工程采用体 内预应力钢绞线张拉结构,更具有造价低、用钢量少、低碳环保、 防火、防腐等优点。国内已有同类结构跨度为70.2米,而该结构跨 度100米,在施工的过程中需要攻克多项技术难题。因此《大跨空间 体内预应力钢结构施工新工艺》 这一课题是我们控制的关键环节。
制约因素 多,工期 进度较慢
制约因素 少,不影 响工期进

影响主桁架 的施工进度
影响双层套 管组拼、焊
接作业
不影响双层 套管组拼、 焊接作业
对主桁架稳 定性影响
对主桁架 无影响
对主桁架 无影响
对主桁架 无影响
安全性
双层套管 高空组对 风险大
双层套管 钢绞线 整体提升 有风险
双层套管 整体提升 风险小
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•一、工程概况
•3、工程难点
• 100米超细长钢绞线套管加工制作、高空整体吊装和定位施工难度大 : • 钢绞线套管是该工程的主要受力杆件,它的安装质量好坏直接影响和制约着整体结
构的受力稳定性和后续撑杆的安装质量。套管全长100米,由于直径为152mm的内管和 直径为425mm的外套管组成,由于其长度太长,钢管纤细,在高度为10.5米的高空不论 是组拼还是安装都有很大的难度。
主桁架 机械设备 拉完成主桁
整体受 台班和施 架的起拱值
力不受 工措施投 到设计的要
影响
入。
求。
大跨空间体内预应力钢结构施工新工

•五、提出并确定最佳方案
•2、提出方案
•头脑风暴法:
•套管高空分段组对 •高空穿钢绞线后 •进行张拉施工
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•套管地面组对 •地面穿越钢绞线
•整体提升后 •进行张拉施工ห้องสมุดไป่ตู้
•方 案 三
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•钢绞线
•牵引绳
•步骤二:套管整体提升、高空穿越
钢绞线
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•五、提出并确定最佳方案
•3、方案对比分析表
对比项 方案
施工难 易性
施工 投入
工期 进度
对其他工 序影响
方案一 套管高空分 段组对高空 穿钢绞线后
进行张拉 施工
方案二 套管地面组 对地面穿越 钢绞线整体 提升后进行
应力施工,预应力施工直接影响着主体结构的受力稳定和结构变形,所以很好的安排施
工顺序和精确的把握张拉速度是比较困难的。
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•一、工程概况
•预应力网架轴测图
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•一、工程概况
•预应力网架三维效果图
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行政职务
经理 执行经理 技术负责人
工长 工长 安全员 工长
张涛
23
大学
技术员
组员
工长
课题名称:大跨空间体内预应力钢结构施工新工艺 注册编号: 课题类型:创新型 循环日期:2011.5.10-2011.12.15
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•二、小组简介
•近五年QC 小组获奖情

•A P •C D
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•细化方案二:
•套管整体提升高空分三次穿越钢绞线 后进行多级张拉: •双层套管在主桁架下面整体拼装完成 后,先有三台吊车齐步提升到一定位 置,然后再由倒链接力逐步提升到位 安装完成后,在主桁架的两端分别设 置一台2t卷扬机,在套管两端铸钢节 点部位搭设简易的操作平台,上面做 好穿索辅助设施,然后由卷扬机的牵 引,37根钢绞线分为三批,逐一进行 穿越,待穿越完成后,进行锚具和千 斤顶的安装,之后钢绞线分多级双控 同步预大张跨拉空间施体工内预。应力钢结构施工新工
大跨空间体内预应力钢 结构施工新工艺
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2020/11/15
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
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•活动程序
1、课题背景 2、小组简介 3、选择课题 4、设定目标 • 5、提出方案并确定最佳方案 • 6、制定对策 • 7、对策实施 • 8、效果检查 • 9、标准化 10、总结和下一步打算
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•一、工程概况
•工程名称:交通运输部天津水运工程科学研究所

大型水动力实验室(一期)工程
•工程地点:天津市塘沽临港工业园区珠江道南侧、 渤海十二路东侧
•建设单位:交通运输部天津水运工程科学研究所
•设计单位:中交水运规划设计院有限公司 •施工单位:中国建筑第六工程局有限公司
张拉高强度预应力钢绞线焊接球与相贯节点混合结构。主体钢屋盖采用
的是国内新颖的体内张拉结构,跨度达到100米,为目前国内跨度最大
的预应力钢绞线体内张拉结构网架。
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大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•一、工程概况
•2、工程特点
•结构形式新颖
钢屋盖采用的是国内新颖的体内张拉高强度预 应力钢绞线焊接球与相贯节点混合结构,结构为 自平衡体系,该结构的优点在于,其在自重作用 下无水平推力,从而良好的改善了下部结构受力 状况。
长一百多米,37根无粘结钢绞线安装,要保证每根钢绞线安装不偏心,初始拉力
相同,在其预应力施工的过程中保证整体同步、均匀受力达到设计要求值是该工程的重 点也是难点。因为钢绞线预应力张拉直接影响着整个网架的受力和形变。这对钢绞线的 安装精度和张拉技术要求很高。
钢绞线预应力张拉对结构形变控制难度大:
本屋盖钢结构工程采用体内张拉的预应力钢绞线张拉结构,共22跨主桁架需要预
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•五、提出并确定最佳方案
•4、方案优缺点比较
•方 案
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•五、提出并确定最佳方案
•柱状图
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•由此柱状图可以看出方案三为优选方案
大跨空间体内预应力钢结构施工新工 艺
•五、提出并确定最佳方案
多束钢绞线高空穿越细长、狭窄空间施工难度大:
该工程结构跨度100米,钢绞线下料至少需104米,每轴主桁架需要37根Φ15.2mm
钢绞线。要将直径为15.2mm钢绞线 37根高空穿越直径仅为152mm的钢管长达100米, 同时要保证主桁架的结构安全,施工难度相当大。
多束无粘结钢绞线(37根)体内同步、同心、均匀张拉施工难度大:
•(1)根 据本工程 的特点制 定完善的 施工技术 设计。
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•(2)施工 技术设计中 应确定施工 顺序,尤其 是钢绞线下 料、穿越和 张拉的过程
•(3)施 工速度快 不影响其 他施工队 作业和总 体施工进 度。
•(4) •(5)要 •(6)保证
安全稳 求经济合 钢绞线的安
定,对 理,节省 装质量及张
•采用体内预应 力张拉网架结 构技术
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•结构跨度大
•高空焊接量大 •质量要求高
•该工程结构跨度达到100米,为目前国内跨度最 大的体内预应力钢绞线张拉结构网架。
本工程几乎全是高空作业,且管球组对精度控 制难度大,整个工程焊接球从Ф220mm至 Ф900mm,16种规格4658个,焊管从Ф76mm至 Ф425mm ,21种规格,71030米,钢绞线穿越双层 套管为:外管直径Ø425mm、内管直径Ø152mm ,分 段壁厚不同容易变形(分为四种壁厚),主焊口 焊缝要求高,等级全部是一级焊缝。
•监理单位:天津塘沽海洋高新技术开发区工程监理 有限公司
•结构类型:体内张拉高强度预应力钢绞线焊接球与 相贯节点混合结构
•建筑规模:46154㎡ •使用功能:大型水动力试验基地
• 1、课题介绍:
• 大型水动力试验厅钢结构工程由海港综合试验厅和内河综合试验
厅两部分组成呈对称分布,结构跨度100m,长度440m ,屋面采用体内
•由于施工场地受限,施工难度大,施工工 期紧等方面因素,确保施工达到良好的效果, 施工要求高。
•在预应力施工中,确保主桁架结构整体稳 定、安全非常重要,应尽可能减少结构的变 形位移和应力集中。
•预应力钢绞线高空穿越安装的过程中保证 其保护层不被破坏及安装质量,为保证其正 常使用寿命及达到很好的张拉效果。
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