银川火车站工程预应力拉索施工

银川火车站工程预应力拉索施工摘要：本文通过银川火车站工程介绍了预应力拉索的施工工艺和质量控制措施，仅供参考。

关键词：预应力拉索；施工顺序；质量控制
1工程概况
银川火车站工程中拉索结构主要用于无站台柱雨篷和主站房钢结构屋盖局部。

其中，无柱雨篷采用了单向多跨张弦梁结构形式，主站房屋盖为屋面水平稳定索支撑结构。

银川火车站无柱雨篷分为南、北侧，两部分对称布置，每部分平面投影顺股道方向长228m，与股道垂直方向两侧长209m，一期为轴线1-a~1-c之间的两跨雨篷。

整个雨篷屋面呈两跨连续拱状，拱矢高 2.5m。

顺股道方向柱距均为21m，下部支承结构两侧部分垂直股道方向柱距分别为44m、41m 的两跨。

雨篷横向为两跨连续张弦梁，间隔10.5m，共44榀。

张弦梁上弦由两根间距3.5m的拱梁组成，拱梁采用直径为530mm的圆钢管。

撑杆为直径为180mm的两根圆钢管组成v型撑，撑杆数量7对。

张拉梁下弦为两根相互独立的拉索，拉索型号为φ5×139、φ5×127两种；钢丝强度不低于1670mpa，锚具采用可调节锚具。

两跨张弦梁既各自独立承担竖向荷载作用，同时又相互影响，提供约束刚度等，充分结合并发挥了张弦结构和多跨连续梁各自的优势。

2预应力工程施工技术特点分析
本工程所涉及的预应力工程为预应力钢结构。

预应力钢结构工程具有施工难度大、施工前期准备工作量大的特点，因此为使本工程达到设计质量要求，确定本工程技术要点如下：
（1）根据本工程的特点制定完善的施工技术设计。

施工技术设计是为预应力钢结构的施工进行技术准备。

施工技术设计中着重注意的技术要点体现在制索、挂索和预应力钢索张拉过程中。

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）施工技术设计中应确定施工顺序。

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可采用改变刚性杆件或柔性索的长度等多种方法，本工程采用第二种防范。

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按照非线性叠加步加以分析。

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分步相匹配的。

3预应力张拉顺序和分级
本工程无柱雨篷的张拉分为两级，第一级0～30%(40%)张拉力，第
二级30%(40%)～100%张拉力。

第一级张拉在单跨张弦梁地面拼装完成后进行。

张拉力控制的原则为：在拼装胎架上形成张弦梁结构体系，按照吊装就位后的支座条件控制支座反力和支座水平位移最小。

经计算，5x139索第一级为30%初拉力，5x127索第一级为40%初拉力，具体各级张拉力见施工过程文件《预应力张拉记录》。

第一级张拉完成后，进行张弦梁吊装，焊接各跨间联系杆件。

吊装时宜二跨同步施工，吊装顺序为由结构一侧向另一侧流水进行。

当前五榀张弦梁全部焊接完毕，进行第六榀吊装时可以进行第一榀张弦梁的第二级张拉，第二级张拉时相连的二跨张弦梁同时进行，第二级张拉顺序同结构安装顺序流水进行。

吊装和张拉采用流水作业，保证张拉和吊装至少相隔两榀张弦梁。

结构第二级张拉完成后，根据施工过程中索力监测数据确定是否进行索力调整。

本工程主站房稳定索的张拉为一级张拉，张拉力为20kn。

4 雨篷钢结构施工及张拉工艺流程
5 主站房稳定拉索施工及张拉工艺流程
主站房稳定拉索的张拉采用力矩扳手进行张拉。

6预应力钢索施工－穿索工艺
预应力索较长，最长达45m以上，安装索时要借助倒链，安装过程中尽量使预应力索保持直线状态。

为了在现场施工方便，在索体制作时，每根索体都单独成盘，在加工厂内将索体缠绕成盘，到现场后吊装到事先加工好的放索盘上。

索在地面开盘，索每延米重约49kg，放索可采用人工牵引放索，也可借助导链牵引放索。

放索前将索盘吊至该索所在榀一端端头，由一端向另一端牵引。

在放索过程中因索盘自身的弹性和牵引产生的偏心力，索盘转动会使转盘时产生加速，导致散盘，易危及工人安全，因此对转盘设置刹车和限位装置。

为防止索体在移动过程中与地面接触，损坏拉索防护层或损伤索股，索头用布袋包住，将索逐渐放开，在地面沿放索方向铺设一些圆钢管，以保证索体不与底面接触，同时减少了与底面的摩擦力，圆钢管的长度不小于1米，间距为2.5m左右。

由于索的长度要长于跨度，索展开后应与轴线倾斜一定角度才能放下，因此牵引方向要与轴线倾斜一定角度，并牵引时使索基本保持直线状移动。

7预应力钢索施工－张拉工艺
（1）预应力钢索张拉前标定张拉设备
张拉设备采用相应的千斤顶和配套油泵。

根据设计和预应力工艺要求的实际张拉力对千斤顶、油压传感器进行标定。

实际使用时，由此标定曲线上找到控制张拉力值相对应的值，并将其计算打印成表格上，以方便操作和查验。

（2）张拉控制应力
根据设计要求和施工过程仿真计算结果确定预应力钢索张拉控制
应力取值。

（3）预应力钢索张拉采用双控，即控制钢索的拉力、伸长值及钢结构变形值。

预应力钢索张拉完成后，应立即测量校对。

如发现异常，应暂停张拉，待查明原因，并采取措施后，再继续张拉。

（4）张拉操作要点：
张拉设备安装：由于本工程张拉设备组件较多，因此在进行安装时必须小心安放，使张拉设备形心与钢索重合，以保证预应力钢索在进行张拉时不产生偏心；
预应力钢索张拉：油泵启动供油正常后，开始加压，当压力达到钢索设计拉力时，超张拉5％左右，然后停止加压，完成预应力钢索张拉。

张拉时，要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min。

（5）预应力钢索张拉测量记录
张拉前可把预应力钢索在10％的预紧力作用下的长度作为原始长度，当张拉完成后，再次测量原自由部分长度，两者之差即为实际伸长值。

（6）张拉质量控制方法和要求
1）钢结构滑移就位后进行钢结构的尺寸复核检查，预应力张拉索力和伸长值根据复核后尺寸作适当调整；
2）在进行伸长值计算时，尽量采用索厂提供的弹性模量进行计算，验收时考虑索厂的弹性模量误差对伸长值的影响；
3）张拉力按标定的数值进行，用伸长值和压力传感器数值进行校
核；
4）认真检查张拉设备及与张拉设备相接的钢索，以保证张拉安全、有效；
5）张拉严格按照操作规程进行，控制给油速度，给油时间不应低于0.5min；
6）张拉设备形心应与预应力钢索在同一轴线上；
7）实测伸长值与计算伸长值相差超过允许误差时，应停止张拉，报告工程师进行处理。

8索同步张拉的控制措施
本工程中张拉同步的控制措施主要是针对无站台柱雨篷而采用的。

两跨张弦梁同时张拉，需保证各跨张拉同步。

控制张拉同步是保证撑竿竖直及结构受力均匀的重要措施。

控制张拉同步有两个步骤。

首先在张拉前调整索体锚杯露出螺母的长度，使露出的长度相同，即初始张拉位置相同。

第二在张拉过程中将每级的张拉力在张拉过程中再次细分为5小级，在每小级中尽量使千斤顶给油速度同步，在张拉完成每小级后，所有千斤顶停止给油，测量索体的伸长值。

如果两跨索体的伸长值不同，则在下一级张拉的时候，伸长值小的一侧首先张拉出这个差值，然后另一端再给油。

如此通过每一个小级停顿调整的方法来达到整体同步的效果。

结束语
从各方面观察的情况来看，本预应力钢结构工程效果是良好的。

施
工中仍有很多问题很难准确分析，需进一步不断摸索和总结。

注：文章内的图表及公式请以pdf格式查看。