广东省某体育馆预应力拉索施工方案7243

xx体育馆预应力拉索施工方案

江苏xx钢结构工程集团有限公司

2010-2-9

目录

1拉索施工总体方案 (1)

1.1 结构体系简介 (1)

1.2 拉索施工顺序 (2)

1.3 拉索施工技术特点 (3)

1.4 工程实施重点及难点分析4

1.5 重点、难点解决措施 (4)

2拉索施工部署 (4)

2.1 预应力施工责任范围 (4)

2.2 总包对预应力分项工程工作的协调5

2.3 劳动组织及劳动力计划 . 5

2.4 主要施工机械准备及需用量计划6 3施工技术措施 (6)

3.1 技术准备 (6)

3.2 预应力拉索的加工、运输、储存6

3.3 张拉设备示意 (8)

3.4 预应力钢索施工－张拉工艺8

3.5 索张拉时的温度影响 (9)

3.6 索同步张拉的控制措施 (10)

4测量与监控 (10)

4.1 监测设备和测点布置 . 10

4.2 张拉过程中的预警 (11)

5张拉过程计算 (11)

5.1 张拉过程描述 (11)

5.2 计算简图 (13)

5.3 仿真计算结果 (13)

（1）竖向位移（mm）：13

（2）钢结构应力（MPa）： . 27

（3）拉索内力（kN）：41

（4）拉索应力（MPa）：54 5.4 小结 (67)

1拉索施工总体方案

1.1 结构体系简介

xx体育馆屋面钢结构采用预应力弦支穹顶结构体系，上弦为单层网壳，下弦为由环向索和径向拉杆组成的索杆体系。大部分节点采用相贯焊节点，部分采用铸钢节点。结构立面图、剖面图和三维轴侧图如下所示：

整体结构三维轴侧图

径向拉杆示意图如下：

预应力钢拉杆示意图

1.2 拉索施工顺序

由于拉索和钢构件都是结构中不可缺少的重要组成部分，因此拉索和钢构件的施工需要紧密配合，以保证整个屋盖结构施工的安全、质量、经济、合理、快捷、方便，并使施工完成后的预应力状态满足结构设计的要求。

拉索的安装可以穿插在钢构件的安装过程中，本工程预应力钢屋盖结构体系的大致的施工过程为：①下部框架部分施工完成后，开始搭设用于屋面钢结构和预应力拉索安装的支撑架，支撑架搭设过程中应预留放索通道以及用于节点安装和拉索张拉的操作平台；②利用吊车等设备拼装屋盖上层网壳，拼装顺序由外圈到内圈；③安装竖向撑杆、预应力拉杆以及环向拉索；④拉杆、拉索与刚性撑杆安装完成后，利用特殊设计的张拉工装张拉径向钢拉杆，对钢拉杆进行预紧；⑤按照分级、对称的原则张拉径向钢拉杆对屋面结构施加预应力。

预应力的施加分三级，第一级施加控制应力的50%，第二级张拉至控制应力的80%，第三级施加到100%设计应力，使预应力值及结构的变形符合设计要求的状态，第三级张拉完成后，根据张拉监测结果对索体进行细微调整，调整到设计要求的索力。

张拉分级和预应力施加的原则是：根据设计给定的索体张拉力，在施工时要调整到最终在结构钢屋架自重作用下索体索力与设计值的误差在允许范围之内，这样就能保证结构的内力与设计相符。本工程的一个最大的特点就是为拉索预应

力结构，也是本工程的一个技术难点所在。因此要对这种结构进行详尽的施工仿真模拟，通过施工仿真计算，计算出需要对每根拉杆需要施加的预应力。

1.3 拉索施工技术特点

本工程屋面钢结构采用预应力结构体系。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：

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；

施工技术设计中应确定施工顺序，尤其是制索和预应力过程的顺序。这里所谓的预应力过程是指施加预应力的过程。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分别采用改变刚性杆件或柔性索的长度等方法，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。

张力结构的施工技术设计应规定预应力过程的速率。因为在每一阶段预应力过程中，结构都经历一个自适应的过程，结构会经过自平衡而使内力重分布，形状也随之改变，所以预应力过程的监控十分重要。施工技术设计中应规定监控的指标和参数。

本工程中将采取可靠的监测手段，对钢结构的变形和预应力钢索的受力进行实时监测，以确保结构施工期安全，保证结构的初始状态与原设计相符。

张拉结构的施工技术设计还应规定结构的其他荷载，如屋面荷载、悬挂荷载的施加步骤和方法，尽可能均匀、对称、匀速地施工，避免出现过大的集中荷载。

1.4 工程实施重点及难点分析

1）预应力钢结构从结构的拼装，到预应力张拉完成以及最后支撑架的拆除，其间经历很多受力状态，为了保证工程质量能够符合设计要求，必须进行大量的施工模拟计算；

2）对制作和安装的精度要求比较高，钢索的下料长度必须根据节点及钢索的工作载荷进行精确计算，并在制作过程中严格控制，刚结构的安装精度也必须在施工过程中进行监控，只有制作和安装的精度满足要求，张拉完成后的工程质量才能达到设计要求的预应力状态；

可以看出，预应力钢结构工程施工前期准备工作量大、施工过程复杂的特点。

1.5 重点、难点解决措施

1）针对需要进行大量施工仿真计算的原则，我们拟对实际工程施工过程中的每一个施工工况，包括拼装、吊装、安装、张拉的工况，都进行施工仿真计算，施工仿真计算采用目前通用的大型有限元软件Midas进行分析，并积极与设计院进行沟通配合，达到施工中的每一个工况都做到在设计要求的应力及变形控制范围之内，并且在最后张拉完成后保证与设计院的计算模型相吻合。

2）针对钢索下料长度需要精确计算，我们也会按照事先确定好的张拉后工况通过Midas计算出张拉后的结构受力情况，根据这一状态，给出钢索的精确下料长度。同时针对预应力钢结构需要在施工过程中进行严格控制的要求，我们将在整个施工过程中采用全站仪、振弦应变计、百分表等随时检测钢结构的变形及应力情况，做到施工与计算相吻合。

2拉索施工部署

2.1 预应力施工责任范围

（1）提供预应力成套技术的实施方案和关于预应力项目对土建施工的具体要求措施的书面资料，以及索的施工图纸。

（2）提供预应力施工和技术服务所需的预应力钢索（按图下料、组装）和固定端配件。

（3）预应力钢索、配件和机具设备的运输。