淺談預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在大跨空間鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

摘要：近年來，建筑行業(yè)呈快速上升的態(tài)勢，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)符合建筑施工的更高要求，得到迅猛發(fā)展。我國的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)還比較薄弱，但是近年來發(fā)展較快，主要在體育館建造中應(yīng)用較多。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和建筑施工技術(shù)的成熟，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的運用會越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的特點

1.1大量運用鋼材，鋼材等級要求高。建筑的發(fā)展和技術(shù)的進步使得建筑施工對鋼材的要求越來越高，鋼結(jié)構(gòu)的空間跨度越來越大。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工中會增加對鋼材的厚度要求，從而增強鋼材的強度。現(xiàn)在，新型的鋼材越來越多，其強度的增大可以提高建筑的質(zhì)量。

1.2結(jié)構(gòu)形式多樣化。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑形式多種多樣，涌現(xiàn)了很多奇形怪狀的建筑。大多數(shù)符合自然的生態(tài)綠色的理念，如“鳥巢”的設(shè)計就是根據(jù)自然中鳥巢的形狀采用復(fù)雜的空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)建造的。

1.3現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運用。在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中，運用現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力，可以提高鋼材的強度，增加建筑的安全性。現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力是一種新型的應(yīng)用技術(shù)，在建筑中運用可以增強建筑的堅固性，延長建筑的使用年限。

1.4施工技術(shù)難度大。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑需要很多的節(jié)點支撐，為了滿足建筑的結(jié)構(gòu)形式和堅固性，各種各樣的節(jié)點需要焊接，是一個大工程。大型的建筑工程，往往有上萬個構(gòu)建，而且構(gòu)建的大小、尺寸各不相同，加大了施工難度。而國家的重點工程建設(shè)對工程的質(zhì)量有嚴(yán)格的要求，都施工的精準(zhǔn)度要求高。

2.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1模板安裝與拆除

①在預(yù)應(yīng)力筋張拉前預(yù)應(yīng)力梁不能承受任何外加荷載，預(yù)應(yīng)力梁自重及施工荷載全部由模板支撐架承擔(dān)。因此，在模板支撐架搭設(shè)過程中，嚴(yán)格把好基礎(chǔ)、材質(zhì)、間距、支撐、連接、防護、承重、鋪板、上下通道、驗收等十道關(guān)。②預(yù)應(yīng)力梁側(cè)模板在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆模板而受損壞的情況下方可拆除；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的底模及其支撐必須在預(yù)應(yīng)力筋張拉完成、孔道灌漿后方可拆除。

2.2 鋼筋工程

①鋼筋下料采用 CAD 三維空間放樣，由班組根據(jù)鋼筋加工配料單加工，然后分品種、型號、規(guī)格分別掛牌堆放。②為防止加腋區(qū)混凝土保護層崩裂，須配置專門的防崩裂鋼筋。防崩裂鋼筋內(nèi)側(cè)圓弧與預(yù)應(yīng)力束密貼，不得松動；防崩裂鋼筋的錨固端應(yīng)有足夠的錨固長度。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋下料

預(yù)應(yīng)力筋下料長度根據(jù)設(shè)計水平長度、曲線長度、錨具尺寸和千斤頂張拉所需工作長度確定。下料采用砂輪切割機切割。下料的同時檢查鋼絞線的外觀，鋼絞線展開后應(yīng)平順無彎折，表面不應(yīng)有裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮、油污等。根據(jù)現(xiàn)場條件采用人工每根穿束。預(yù)應(yīng)力筋穿束時先從固定端穿過承壓板、螺旋箍向張拉端進行。

2.4預(yù)應(yīng)力波紋管的安裝與固定

預(yù)應(yīng)力波紋管的曲線位置是保證預(yù)應(yīng)力效果的關(guān)鍵，應(yīng)予以高度重視。安裝前根據(jù)設(shè)計圖細化預(yù)應(yīng)力波紋管的定位曲線和定位點。施工時以梁底模為基準(zhǔn)點，量出波紋管曲線底對應(yīng)點的高度，標(biāo)記在梁箍筋上。波紋管校正好后，用多股扎絲將預(yù)應(yīng)力波紋管牢靠地綁扎在托架上，確保預(yù)應(yīng)力波紋管在澆筑混凝土?xí)r不上浮、不位移。在預(yù)應(yīng)力筋張拉端留設(shè)灌漿孔，固定端留設(shè)管排氣孔。波紋管曲線外觀應(yīng)平滑。進行預(yù)應(yīng)力波紋管的曲線定位以前，應(yīng)先完成梁普通鋼筋骨架定位、綁扎。梁縱向腰筋的拉結(jié)筋，應(yīng)在預(yù)埋波紋管安裝、固定完畢后再安裝綁扎。

2.5張拉端和固定端的安裝

①張拉端采用多孔夾片群錨，固定端采用單孔擠壓錨內(nèi)埋。端部承壓板、螺旋筋或局壓網(wǎng)片選用錨具廠家配套的，滿足局部承壓和張拉設(shè)備的要求。②梁張拉端及固定端錨具承壓板應(yīng)與波紋管相垂直，由于預(yù)應(yīng)力梁每束鋼絞線根數(shù)較多，設(shè)置整塊鋼承壓板較困難，可將固定端鋼承壓板分成與鋼絞線根數(shù)相對應(yīng)的塊數(shù)，固定端鋼承壓板安裝時，鋼承壓板上擠壓錨具間距宜為 60mm。待預(yù)應(yīng)力筋穿束完成后，將承壓板點焊在普通鋼筋骨架上固定，固定端承壓板距波紋管端 500mm。③綁扎梁和柱的普通縱向鋼筋時，應(yīng)注意避開預(yù)應(yīng)力筋波紋管和承壓板位置。在梁端部承壓板范圍的上部普通縱筋下彎時，可側(cè)向下彎或者后退 130mm 再側(cè)向下彎。封梁端模及澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)注意保護波紋管，防止混凝土漿進入波紋管孔道

2.6預(yù)應(yīng)力筋張拉

張拉工藝流程：整理、清潔鋼絞線 → 安裝錨具、千斤頂 → 鋼絞線裝入千斤頂及工作錨內(nèi)楔緊 → 張拉→ 錨固→ 灌漿→ 切割多余鋼絞線 →封錨。張拉采用張拉控制應(yīng)力和伸長值雙控，以張拉應(yīng)力控制為主。預(yù)應(yīng)力筋張拉時應(yīng)保證每根預(yù)應(yīng)力筋受力均勻一致。具體實施方法為：將各級張拉應(yīng)力值通過千斤頂?shù)臉?biāo)定轉(zhuǎn)化成比較直觀的油壓表讀數(shù)，各級張拉應(yīng)力值采用油壓表讀數(shù)控制，千斤頂和油壓表配套使用。同際伸長值與設(shè)計計算理論伸長值允許偏差應(yīng)在±6%范圍內(nèi)。每次張拉應(yīng)有完整的原始記錄。

3.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制

3.1鋼構(gòu)件質(zhì)量安全等級的控制

隨著建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的逐漸完善，在標(biāo)準(zhǔn)中對鋼結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計也有理論可依。在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中鋼構(gòu)件的安全等級可根據(jù)實際情況進行調(diào)整。在需要改變安全等級時進行必要的調(diào)整，主要構(gòu)件有隱患時必須提高其安全等級；在次要構(gòu)件選用時可以稍微降低其安全度。總的要求是必須保證整個鋼構(gòu)件的安全和建筑物的承受力。在遇到地理不可抗因素破壞時必須能保證整個建筑物的整體結(jié)構(gòu)，最大程度保障人民生命財產(chǎn)安全。在鋼結(jié)構(gòu)安全的前提下沒必要過分要求鋼結(jié)構(gòu)的安全等級。

3.2施工過程注重對焊縫的處理

在鋼結(jié)構(gòu)施工處理過程中焊接這個環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，對于大型鋼架構(gòu)建筑鋼材就如同人的骨骼脈絡(luò)一樣，焊接工藝要求非常嚴(yán)格。在焊接過程對于焊接殘余應(yīng)力只能減小而不可能做到消除處理。焊接質(zhì)量等級必須高于或等于二級。在國家關(guān)于民用建筑的相關(guān)規(guī)定中也有規(guī)定，焊接厚度絕不可以小于鋼材厚度的三分之一，對于要求抗震的建筑要求更高，要求焊接厚度不能小于鋼材厚度的二分之一。對于鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵骨架必須要求全部焊透，以保障框架的穩(wěn)定性。對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，必須明示出焊接的各個細節(jié)。讓施工工作人員完全按照要求去操作。

3.3加強安裝施工質(zhì)量管理

（1）選用合理的安裝方法。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)復(fù)雜，選用合適的施工技術(shù)和方法有利于建筑施工的安全。鋼結(jié)構(gòu)的施工建筑需要進行技術(shù)革新，選擇滿足經(jīng)濟、安全的要求。在鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展迅速的時代，工程師不斷地創(chuàng)造了各種高技術(shù)含量的施工技術(shù)，如整體滑移技術(shù)、高空分榀組裝等技術(shù)。根據(jù)施工的具體需要，選擇符合要求的工程技術(shù)，從而使工程安裝得到最大優(yōu)化。（2）降低安裝操作偏差。任何建筑施工都會有偏差，在國家建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，允許一定范圍的偏差。對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程，由于其空間范圍巨大，結(jié)構(gòu)件繁多復(fù)雜，必然在施工過程安裝影響施工精細度，必須做到施工環(huán)境的精細管理，將可控誤差降到最低。

4.結(jié)語

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，施工技術(shù)要求越來高大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)順應(yīng)了這種發(fā)展潮流，為建筑的發(fā)展做出了很大的貢獻。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)是具有綠色環(huán)保的性質(zhì)，這種技術(shù)在建筑中運用了仿生態(tài)自然里面，表現(xiàn)出自然生態(tài)和諧之美。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)將會更多地應(yīng)用到建筑施工中，從而促進建筑業(yè)的發(fā)展。

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