拉索方案

河南省郑州机场收费站

钢结构预应力拉索施工方案

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审定人：吴伟强

徐州通域空间结构有限公司

二○一一年八月

一、工程概况

本工程为河南省机场高速收费站（中州第一门）钢结构工程，屋盖结构体系为预应力空间桁架，长轴向跨度为71m,短轴方向跨度为42m。四角布置钢筋混凝土柱（柱顶设置滑动支座）以支撑整个结构，屋盖外包开孔金属板。

本工程主受力部分为双层空间拱桁架结构体系，屋盖其余部分为梁式结构体系。钢屋盖平面投影为梭形，长约200m,宽约70m。结构布置如下图。

工程总体结构图

二、预应力拉索安装及张拉施工方案

（一）放索

本工程采用的是Φ5*151型拉索，最长37米左右，重量较轻。有以下2种方式放索：

（1）直接采用吊机或卷扬机辅助放索，直接将索吊起。

（2）采用放索盘在地面水平将索放开。

（二）导引

本工程拉索在空间桁架内，采用辅助溜绳导引法进行，用3t卷扬机进行牵引。在每个拉索转角处，设置临时转向装置，避免拉索与钢桁架的摩擦，从而避免损伤索体。

（三）安装索头

当上端拉索索头牵引至耳板附近，将索端调节量调至最大，用手拉葫芦调整位置，将索销插上即可。两端索头安装完毕后，进行拉索的预紧。

（四）张拉前的准备工作

（1）根据钢结构安装方案和拉索施工方案，进行施工过程的精细化分析，掌握施工过程的结构状态和结构特性，为拉索施工提供参数（如拉索施工张拉力），为施工监测提供理论参考值，确保施工安全。

（2）拉索张拉前屋盖主体钢结构应全部安装完全，合拢为一整体。检查构件之间以及支座连接就位，考虑张拉时结构状态是否与计算模型一致，以免引起安全事故。

（3）直接与拉索相连的节点，其空间坐标精度需严格控制。节点上与索相连的耳板方向也应严格控制，以免影响拉索施工和结构受力。

（4）将阻碍结构张拉变形的非结构构件与结构脱离。

（5）拉索张拉前，为方便工人张拉操作，事先搭设好安全可靠的操作平台、挂篮等。

（6）拉索张拉时应确保足够人手，且人员正式上岗前进行技术培训与交底。设备正式使用前需进行检验、校核并调试，确保使用过程中万无一失。

（7）拉索张拉设备须配套标定。

（8）千斤顶和和油压表须每半年配套标定一次，且配套使用。标定须在有资质的试验单位进行。

（9）根据标定记录和施工张拉力，计算出相应的油压表值。现场按照油压表读数精确控制张拉力。

（10）索张拉前，应严格检查临时通道以及安全维护设施是否到位，保证张拉操作人员的安全。

（11）索张拉前应清理场地，禁止无关人员进入，保证索张拉过程中人员安全。

（12）在一切准备工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后，现场安装总指挥检查并发令后，才能正式进行预应力索张拉作业。

（五）拉索张拉方法

拉索张拉总体方案为：在主体桁架安装完成之后对拉索进行安装，斜索分两次、对称张拉，具体张拉顺序及要求如下：

S7

S8

S5

S6

S3 S4

S1 S2

拉索平面示意布置图

张拉批次和顺序

（1）第一次张拉

同步主动张拉S1、S2、S3、S4至100%。

（2）第二次张拉

同步主动张拉S5、S6、S7、S8至100%。

单次张拉分级完成

为保证各主动张拉的同步性，单次张拉分五级完成：

0%>25%>50%>70%>90%>100%。

主动张拉点：斜拉索均为一端张拉，主动张拉点均为斜拉索的下端。

拉索张拉控制项目及其目标

拉索张拉控制采用控制索力为主、变形为辅的原则。

张拉过程分析

模拟张拉过程，进行施工全过程力学分析，预控在先。

（六）主动张拉索的施工张拉力

根据钢结构总体施工方案和拉索张拉顺序，以关键施工阶段索力满足设计要求为目标，进行了详细的拉索张拉过程分析，确定每根拉索的理论施工张拉力，见施工分析。

为弥补短期的锚固预应力损失和长期的松弛预应力损失，实际张拉时在理论施工张拉力的基础上超张拉3%。

（七）张拉机具

（1）张拉工装和设备

张拉机包括：液压千斤顶、油泵、油管、油压表、反力架、工具螺杆等。

张拉点为4个，每个张拉点需2台千斤顶，千斤顶采用60t型，张拉最多大可至1200KN。

（2）张拉设备使用

1.施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理，并定期维护和校验。进场后，对千斤顶和压力表进行配套标定，确定压力表和张拉力之间的关系曲线。标定在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备与锚具配套使用，根据索的类型选用合适的千斤顶及油泵。进场后，试运行确保正常后，方可调至工作台面。对长期不使用的张拉机具设备，在使用前进行全面校验。

2.施工现场机具要配套完整，千斤顶与油压表须经过国家有关质检部门进行配套标定，标定数据的有效期在6个月以内。使用时千斤顶要与其对应标定好的油压表配套使用，不能混淆乱用。严格按照标定记录，计算与拉索张拉力一致的油压表读数，并依次读数控制千斤顶实际张拉力。

3.将施工机具和工作锚板运到工作现场，用棉纱头清理工作锚板内孔的灰尘和油渍。

4.张拉机具按顺序安装好以后，尽量使千斤顶的张拉作用线与索的轴线重合一致，以使受力合理。

5.把千斤顶张和油管连接好，安装与千斤顶所对应配套标定的油表，油泵电源接好，试好油泵的开机和关机，确保机具能正常使用，并注意油泵液压油是否够用。

6.千斤顶张拉过程中，油压应缓慢、平稳。对于有调节装置的拉索，应边张拉边旋转调节位置。

7.张拉过程中，没个张拉点由一至两名工人看管，每台油泵均由一名工人负责，并由一名技术人员统一指挥。

8.拉索张拉过程中应停止对张拉结构进行其他的施工。

a)拉索张拉过程中若发现异常，应立即暂停，查明原因，进行实时调整。

（八）张拉调整措施

当张拉后出现索力或结构形状与理论值出现较大偏差时，应采取以下措施予以调整：

（1）、重新检查分析模型和分析数据

在合理范围内，调整计算参数，进行分析对比，明确理论值的可变范围。

若施工偏差在理论值的可变范围内，说明施工偏差仍处于正常理论值范围内，施工正常。