預應力斜拉管在大懸挑空間體系中的應用

摘 要：預應力技術(shù)是當前建筑工程中較為常見的施工方式之一，是提高工程結(jié)構(gòu)整體性的主要方法。預應力斜拉管便是基于這種施工理念上針對大懸挑結(jié)構(gòu)空間體系提出施工新技術(shù)。本文實際工程案例，著重探討了其在大懸挑空間結(jié)構(gòu)體系中的應用情況，旨在為同類型工程日后施工提供參考。

關(guān)鍵詞：預應力；懸挑結(jié)構(gòu)；斜拉管；施工技術(shù)

在現(xiàn)代化建筑工程項目中，鋼筋混凝土大懸挑結(jié)構(gòu)往往因為建筑工程結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)整體性以及剖面因素的影響，而無法滿足整個結(jié)構(gòu)承載力和位移要求。通常在這種情況下所選用的解決方法就是提高懸挑梁結(jié)構(gòu)預應力，從而保證結(jié)構(gòu)的整體性和使用功能要求。預應力施工方式最早出現(xiàn)于20世紀五十年代，經(jīng)過半個世紀的發(fā)展與研究，已經(jīng)廣泛的應用在各種工程項目之中。

1 工程概況

某工程共有建筑面積4萬平米，建筑結(jié)構(gòu)形式是以大跨度鋼屋蓋結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)共同組成的。在工程施工建設中，工程設計人員是以國外設計大師組成的，工程具備著造型獨特、結(jié)構(gòu)個性，是一種蝴蝶狀的結(jié)構(gòu)模式，這不僅為建筑結(jié)構(gòu)的外形美觀增添了色彩，然而在施工中卻給工程施工質(zhì)量提出了挑戰(zhàn)。為了保證工程的施工質(zhì)量要求，在工程施工中采取了蝴蝶兩翼圓弧結(jié)構(gòu)上添加預應力斜拉管的施工方式。

1.1 工程施工方案分析

由于本工程在施工之初本身預計作為文化中心來使用的，為此其在設計中涉及到濃厚的文化底蘊和歷史色彩，這也給工程設計和施工的選擇造成特殊要求，給設計工作人員帶來一定的難度。同時由于設計師為外國人，其本身對于我國歷史文化存在著一定的欠缺和空白，這就造成施工方案選擇上需要認真、全面的重視和分析。在工程方案的選擇中，需要注意的要點如下：

（1）此部位建筑結(jié)構(gòu)為建筑物的主要入口，根據(jù)設計師本身意圖來說，在施工中不準在此處設置落地斜柱。（2）因為這種原因，使得整個建筑造型受到一定的約束，同時懸挑梁結(jié)構(gòu)高度也必須要精心設置和確定，避免其造成建筑物美觀性的影響；（3）懸挑梁結(jié)構(gòu)在施工建設中一層多于一層，外側(cè)鋼結(jié)構(gòu)幕墻裝飾面積大，荷載大以及懸挑梁結(jié)構(gòu)后方預計作為大劇院，這就使得整個工程穩(wěn)定性受到挑戰(zhàn)。經(jīng)過綜合分析，在工程項目中采用預應力斜拉管進行施工極為合理，有效的避免了各種質(zhì)量隱患的出現(xiàn)，同時滿足了多層懸挑梁形成的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求。

1.2 基本參數(shù)分析

在工程施工建設中，所涉及到的工程要點主要包含了預埋件、斜拉管以及拉索三部分。

（1）預埋件：預埋件作為整個工程項目中最為關(guān)鍵的一部分，其設置是否合理、可靠直接關(guān)系到預應力的設置，在工作中其設置中主要是通過其與鋼板之間采用穿孔塞焊的方式來進行，焊縫質(zhì)量等級控制在二級標準上；（2）斜拉管：斜拉管在應用中主要是以熱軋無縫鋼管為主進行的，其管道內(nèi)部直徑為267mm，管道壁厚度為16mm，材質(zhì)的面積為14225mm2，且在管道與鋼板的連接處采用對接焊進行，焊縫質(zhì)量等級控制為2及標準；（3）拉鎖：斜拉管內(nèi)部一般都設置有鋼索，鋼索的主要作用在于保證斜拉管的質(zhì)量和應力要求。在工程施工建設中，鋼索主要采用1860及的松弛無粘接的鋼絞線為主。

2 預應力斜拉管施工技術(shù)要點

隨著工程施工技術(shù)要求的不斷增多，預應力斜拉管施工技術(shù)越來越受到人們的重視，這一技術(shù)的應用對于提高結(jié)構(gòu)的抗震性、整體性和美觀性都有著重要的意義。在本工程施工中，做好預應力斜拉管施工技術(shù)需要從以下方面入手進行分析。

2.1 工藝流程

梁底模→預埋件安裝→粱鋼筋綁扎→混凝土澆筑→斜拉管的安裝→索、錨具的安裝→預應力筋張拉葉錨具的保護。

2.2 預埋件

預埋件作為預應力工程中不可替代的一部分，是整個工程施工質(zhì)量、施工整體性得以控制的主要手段。在工程施工中，預應力斜拉管預埋件一般都是設置在懸挑梁的端部，此外也有一些工程在施工中將預埋件設置在邊梁以及鋼筋密集的部位。由于這一部位鋼筋密集，加上附近邊梁又有鋼結(jié)構(gòu)預埋件，所以給斜拉管預埋件安裝帶來了很大的影響，同時其施工精確度要求極高，這也要求在工作中必須要重視質(zhì)量控制和管理要求。

節(jié)點預埋件制作以及埋件角度控制的好壞直接關(guān)系到現(xiàn)場的安裝質(zhì)量，否則導致預應力筋的損傷，會造成預應力損失過大。所以，對預埋件的控制是預應力斜拉管質(zhì)量控制的重點：（1）預埋件的制作力求傾斜角度準確；（2）在土建梁底模支好后便放置預埋件，然后穿梁的鋼筋；（3）預埋件的軸線控制，反復復核，用激光束對準下層預埋件孔進行檢查，寧可稍向建筑內(nèi)傾斜。

3 安裝

3.1 鋼構(gòu)件制作和安裝

在鋼構(gòu)件安裝過程中，穿人2根通長連續(xù)的8。鋼絲，作為拉索穿束時的牽引線與拉索相碰的鋼構(gòu)件內(nèi)壁焊接處均打磨圓滑。

3.2 搭設工作平臺

工作平臺需能承受千斤頂、張拉工作人員、及其他設備等施工荷載，腳手架立桿的穩(wěn)定性必須進行驗算。

3.3 索、錨具的安裝

3.3.1 施工工藝流程：預應力索下料和制作→牽引繩穿入鋼結(jié)構(gòu)→牽引頭安裝→索體從固定端穿入、就位→張拉端和錨固錨具安裝→錨具質(zhì)量檢查→千斤頂校驗、檢查張拉設備→預應力筋張扭→切筋→安裝夾片下方松裝置和防護罩等，進行端部處理。

3.3.2 放線下料：成盤供應的無粘結(jié)筋重量約為1.5t，在放線時盡量減少破損。現(xiàn)場用砂輪切割機下料。下料中應仔細檢查無粘結(jié)筋的破損處，并及時用膠粘帶封裹。下料時對不同長度的無粘結(jié)筋分類編號。

3.3.3 鋼結(jié)構(gòu)部分安裝：在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，在鋼構(gòu)件內(nèi)穿人2根通長連續(xù)的84鋼絲。

3.3.4 牽引鋼絞線安裝在每層斜拉管樓層處開80mm×100mm的小方孔，利用鋼絲先將2根鋼絞線穿入，該鋼絞線作為牽引鋼絞線，將拉索鋼絞線的張拉端與牽引鋼絞線連接。

3.4 索的張拉

張拉前對已標定的張拉設備和錨具應做仔細的檢查，確認無誤后先將每根索拉緊，然后對7根索同時進行張拉。張拉采用一端張拉，一次張拉到位。

3.4.1 張拉設備選用。張拉設備選用150 t千斤頂。

3.4.2 張拉時的技術(shù)參數(shù)及控制原則。預應力張拉有2個主要技術(shù)參數(shù)張拉力和張拉伸長值。通過以下張拉控制措施保證張拉索力值：（1）張拉操作前，對千斤頂、油壓表和油泵進行標定。油壓表采用0.4級精密油壓表，與油泵配套標定。（2）拉索張拉過程中，對張拉伸長值進行測試，其值為135～140mm。

3.5 錨具的保護

待張拉端張拉調(diào)整完成后，切除多余鋼絞線，外露長度不小于30mm：安裝防松夾板，端部錨具用密封罩，罩內(nèi)注入建筑油脂防腐。

結(jié)束語

該工程采用斜拉管預應力結(jié)構(gòu)形式，它解決了約束條件下空間結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性問題，滿足構(gòu)件的受力性能要求，同時也滿足了空間造型美觀的要求。通過對此結(jié)構(gòu)的總結(jié)，希望能為今后同類工程提供參考。■

參考文獻

[1]黃明，沙詠梅，羅明.預應力斜拉管在大懸挑空間體系中的應用[J].施工技術(shù)，2006（9）.

[2]黃明，羅明.預應力斜拉管在大懸挑空間體系中的應用[J].建筑施工，2006（2）.

作者簡介：吳克松，身份證號：452629198703041237。