论某工程屋面桁架钢结构拉索施工技术

　　摘要:本文通过对某工程屋面桁架钢结构拉索的施工实例，分析工程施工中的重点与难点，介绍施工方案的优化与实施，可供同行参考。
　　关键词:屋面桁架；钢结构；拉索施工
　　
　　1工程概况
　　某工程屋面桁架钢结构工程,屋顶水平投影面积达9980m2,主桁架采用相贯性线节点,屋面檩条与主次桁架相配套,主次桁架和气楼的主材采用箱型。整个屋盖采用拉索支撑体系,分为垂直拉索支撑、水平拉索支撑及天窗架拉索支撑,规格为f5×13、f5×7,支撑系统平面布置如图1所示。
　　                    
　　2施工的重点与难点
　　2.1施工重点:通过对106条水平拉索和90条垂直拉索互相牵拉并施加预应力,使结构达到自我平衡而形成稳定的支撑体系,拉索(包括锚具)张拉长度与计算值的误差要求控制在10mm内,且不得出现负值,符合设计要求。
　　2.2施工难点:由于整个钢屋盖都采用拉索支撑,拉索数量多,预应力不尽相同,控制难度较大,主要在于以下几方面:①控制拉索安装、张拉前和安装、张拉过程中整个屋盖其它构件的稳定性,确保施工过程中的施工安全和结构安全；②控制桁架临时支撑点的拆卸对桁架内力的影响；③控制桁架支撑点拆除前后拉索张力的变化并对其进行调整。
　　3施工方案的选择优化及其实施
　　针对本屋面拉索工程的现场实际情况,综合上述难点,以支点拆卸配合拉索张拉施工为原则,对拉索施工过程进行严密的组织和合理的安排,制定拉索安装及张拉顺序、桁架支撑点拆卸顺序及有效的监控测量手段,确保桁架的稳定安全。
　　3.1拉索施工工序
　　拉索施工的总体程序为:检验拉索成品→对图号搬运至相应的施工地点→放索、安装牵引索、牵引张拉器就位→张拉牵引索、索头、紧固端→放松调整范围→初步张拉定位→第1次张拉→桁架临时支撑点拆卸→第2次张拉并旋紧可调杆。
　　拉索张拉的标准作业程序为:安装固定端→初始张拉定位→测力扳手检测张拉→50kN读数→100kN读数→必要时个别调整张拉。
　　3.2主要施工环节
　　⑴初步安装定位
　　给每个单元完成安装上弦杆水平拉索(SC)、垂直拉索(ZC)及天窗架支撑,垂直拉索(ZC)的锚固端在下弦端,张拉端在上弦端；水平拉索(SC)锚固端在三角天窗中腹杆下端,张拉端在次桁架上弦端。每安装完一个单元就初步调紧该单元的各条拉索。
　　当所有拉索全部安装完成并调紧后,再以单元为顺序对拉索进行最终整体张拉,可借助测力扳手,根据设计要求,对张拉预应力进行控制。
　　拉索安装时,为防止不对称变形,安排两支施工队同时进行安装作业,每榀拉索均从中间到两边对称安装,每道工序完成后及时做好测量数据记录,每张拉一个单元方格,必须检查钢结构是否有异常现象,方可进行下一循环张拉。
　　⑵第1次张拉
　　在主体桁架结构安装完成的情况下,为使各支座能正常工作,先拆除各弹性支座的限位配件,同时为防止结构整体失稳,在拆除主次桁架的各支撑点前对屋面水平垂直拉索支撑进行第1次张拉,张拉量为50%。
　　首先对屋面水平支撑进行张拉,按照由中间向两边张拉的原则,对水平拉索进行成对按序张拉,对张拉力采用测力扳手控制,并用拉索张拉长度进行校核。在调整端用辅助钢索固定测力扳手尾端,前端连拉索把测力扳手调到规定的要求力刻度上,用辅助拉力器材完成。
　　屋面水平拉索支撑第1次张拉完毕后,进行屋面垂直拉索支撑的张拉,同样按照由中间向两边张拉的原则,以桁架下弦节点为参照对垂直拉索进行成对按序张拉,张拉力数值控制方法同水平拉索,待全部张拉完毕后对各拉索内力进行复测。第1次张拉前后,测量记录各水平、垂直拉索的内力,观测记录桁架下弦节点的坐标,并计算其位移量,张拉后立即将测量数据表经设计确认后才进入下一工序的施工。
　　⑶支撑点的拆卸
　　主次桁架支撑点的存在与否一方面关系到结构的整体稳定,另一方面也将改变第一次张拉前后的水平垂直拉索支撑的内力。支点拆卸过程的顺利与否,将直接影响拉索支撑的安装张拉过程,故需根据桁架的结构特点确定桁架支撑点的拆卸顺序。
　　支撑点的拆卸由两支施工队伍同时进行,拆卸过程顺序编号方法分别为“X”和“X′”,为保证整体结构在拆卸过程中的稳定性,拆卸过程分为3个阶段,按编号顺序一对一地同步拆卸,分别为:
　　①拆卸主桁架的3个固定支座之外范围的支点,具体为1#～12#和1′#～8′#支点(图略),拆卸完成后应对所有水平、垂直拉索的内力进行复测,并做好记录,第1阶段做完拉索内力值测量记录后,经确认无误方进行下一工序。
　　②拆卸主桁架3个固定支座之间的次桁架下的支点,具体为13#～19#和9′#～15′#,拆卸后应对所有水平和垂直拉索的内力进行复测并记录,完成第2阶段拉索内力值测量后经确认无误才进入下一工序。
　　③拆卸主桁架3个固定支座之间主桁架下的支点,具体为20#～26#和16′#～23′#的支点,第3阶段拆卸完成后应对所有水平、垂直拉索的内力进行复测并做好记录。支撑点拆卸前后应观测并记录结构位移值和桁架下弦坐标观测值,数据测量并计算完成后经确认无误后方可进行下一道工序。
　　④第2次张拉:支撑点拆卸完毕后,需测量各支撑的内力值,并报送设计院校核,确定各支撑合理的调节值,使各支撑同时达到设计要求的最终拉索内力,根据设计院的计算数据进行调节后,再次复核各拉索的内力值。如误差在允许范围内,则张拉完成后如超出误差的允许范围,则需再次进行计算、调节和复核,直至达到设计要求为止。
　　⑤天窗架拉索张拉:待水平、垂直支撑张拉完成后进行天窗拉索的张拉,各拉索的张拉力为20kN。
　　3.3施工体会
　　⑴初步安装和调紧拉索时,应注意不得将拉索调得过紧,只能是初步定位,以免在最终的对称整体张拉前使钢结构产生过大的不对称变形。
　　⑵整体张拉应选择对称的单元同时进行,以免产生过大的不对称变形；
　　⑶每个单元上弦水平拉索张拉应选择该单元的2条拉索同时进行,以免产生过大的不对称变形；
　　⑷每个单元垂直拉索张拉应选择相邻单元的2条对称拉索同时进行,以免产生过大的不对称变形；
　　⑸以结构方格为基础单元,选择对边对称,同时调整。
　　4结束语
　　在本工程屋面大型不对称钢桁架拉索安装过程中,通过总体与局部相结合的施工程序,支点拆卸配合拉索张拉施工,合理组织和安排拉索安装及张拉、桁架支撑点拆卸等,并采取有效的监控测量手段,较好地解决了该施工难题,确保了桁架的稳定和安全。