柔性邊界幕墻索網張拉施工方法研究

泮建江，駱利松

（浙江 杭州 310000）

1 施工對象的資料

本文采用的實例是杭州大廈。杭州大廈位于杭城繁華商貿、交通、文化的中心武林廣場，是一座國際四星級多功能賓館。幕墻是建筑物的外圍護墻，不承重，像幕布一樣掛上去，因此又稱為懸掛墻，在現代大型和高層建筑中常被用到的裝飾輕質墻。幕墻根據材料劃分為玻璃幕墻、鋁合金幕墻、鋼板幕墻等，根據有無框架又可劃分為有框架和無框架幕墻。

2 柔性邊界幕墻索網張拉存在的技術難點

2.1 索力的敏感程度高

本工程中，柔性邊界幕墻索網張拉除了具有大跨度立面索網的施工特點外，還具有索力敏感程度高這一技術難點。上文中已經提到該工程豎索之間的相互影響較大，而造成豎索之間相互作用過大的原因是張拉過程中桁架變形嚴重，造成索力重分布；再就是上部與下部豎索的平衡，需要HJ3來實現，這就使得上下拉索間的索力相互影響變大；另外雨篷荷載和玻璃荷載會影響到豎索，特別是平衡索的索力會出現很大的變化。玻璃、雨篷的安裝會使下部平衡索的索力增大2～3倍，但下部主索的索力會減少30%～50%；此外下豎索的長度也會影響索變形，因為當下豎立長度小到一定程度（即3.4m）時，索力將對變形極為敏感。綜上所述控制索力將是本工程的難點與關鍵。

2.2 索力與變形的關系

在進行索網張拉施工中，索力與變形既相互影響又同時保證。索網幕墻懸挑雨篷的跨度為14.5m，雨篷的荷載對HJ3會產生較大的扭矩。為了平衡該扭矩，需要通過前排主索與后排平衡索產生的反向扭矩。同時拉索的索力會同雨篷產生形變并相互影響。為了使豎向拉索的索力滿足設計要求，且懸挑雨篷的撓度也符合設計要求，需要通過仿真計算進行精確的模擬，此外還要根據施工的具體情況采取必要的措施，但這一過程有一定的難度。

3 施工順序

索網幕墻的施工順序，需要考慮三個關鍵環節。鋼索張拉與雨篷焊接的先后次序；鋼索張拉與安裝夾的先后次序方案的對比；鋼索張拉和HJ3卸載的先后順序。

3.1 鋼索張拉與雨篷焊接的先后次序

雨篷懸挑的長度達到14.5m，雨篷的荷載對HJ3會產生較大的扭矩。為了平衡該扭矩，需要通過前排主索與后排平衡索產生的反向扭矩。不同的焊接順序會產生不同的效果，例如先焊接雨篷后張拉，優點是索力能夠得到很大的保證，但雨篷變形的偏差將會加大。采用其他的焊接順序，雖然雨篷的變形問題得到解決，但索力的誤差將會不可避免。有人研究得出，張拉能夠影響HJ3傾角誤差以及雨篷變形。基于這個原因，選擇容易控制的雨篷變形施工方法，首先張拉拉索，然后再將雨篷同HJ3進行焊接，最后卸載雨篷。

3.2 鋼索張拉與安裝夾的先后次序

鋼索張拉與安裝夾的先后次序有兩種選擇，第一種是先安裝索夾后張拉鋼索。這種施工方法的優點是索夾安裝方便，即便不借助輔助設備也能夠完成。但也存在缺點，缺點是索夾的安裝位置需要事先進行標記，這是因為索夾的初始安裝位置能夠影響到索網內力的分布和玻璃安裝的質量。如果索夾初始安裝位置的偏差超過一定的限度，則容易出現索力分段不均以及玻璃安裝的質量等情況。第二種是先張拉鋼索后安裝索夾。這種施工次序可以避免張拉過程中的橫索、豎索的相互影響。如果索力在索長方向上是均勻分布的，就能夠有效的避免節間索力分布不均的情況，張拉的質量可以得到有效的保證。當拉索張拉完成后，索夾定位將更準確。但這種施工順序也存在缺點，缺點是索夾的安裝有一定的難度，特別是最后幾個索夾安裝時，需要借助千斤頂等設備輔助才能完成。在中石油大廈的施工中，經過權衡利弊，最終擬定先張拉鋼索后安裝索夾的順序方案。

3.3 鋼索張拉與HJ3卸載的先后順序

HJ3的剛度和變形能夠影響豎索張拉。在該工程中，HJ3腳手架進行拼裝時，拉索張拉有兩種選擇，分別是先卸載HJ3，然后再張拉；HJ3在腳手架上進行張拉。張拉過程中HJ3的起拱不確定，造成腳手架不同位置的支持力增減程度不同，這樣腳手架的剛度就難以模擬了。為了解決上述問題，可采取先卸載HJ3的方法，并同時校核HJ3的實際剛度。有實驗表明，當HJ3出于自重作用撓值達到1/100﹒L（L為跨度）時能夠滿足需要。

4 仿真計算

張拉仿真計算能夠為張拉施工提供實驗依據，同時也是張拉質量的重要保證。在張拉方案制定好的情況下，進行仿真計算，測試每步索力的變化以及結構變形、應力數值。在該工程中，采用的是由兩側向中間對張拉方案，而豎向索力張拉分為14步進行。在張拉的同時，將實測索力變化同計算索力對比，如果偏差不太大，就表明可行。

5 保障施工質量的措施

科學的張拉順序與分級方法能夠降低初始缺陷和結構誤差的影響，避免施工誤差的積累，確保索力更符合設計要求；由于邊界剛度對張拉過程的影響較大，可以通過試張拉檢驗結構的實際剛度，進而對計算機模型進行修改，使仿真的計算更具有意義；預應力結構施工通常采用張拉力控制為主，伸長值控制為輔的原則；溫度修正，施工的實際溫度是22～35℃，而設計要求的溫度是20℃；最后是施工監測，施工監測是保障施工質量的重要手段。

[1] 杜彥凱，呂學政，周黎光，等.柔性邊界幕墻索網張拉施工方法研究[J].施工技術，2008（37）.

[2] 吳轉琴，周建峰，姚謙峰，等.柔性邊界預應力索網結構設計與施工[J].施工技術，2006（35）.