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东南大学九龙湖体育馆拉索施工方案东南大学九龙湖体育馆拉索施工方案编制： 审核： 批准： 方 案 阶 段： 投 标 方 案 专项施工单位：南京东大现代预应力工程有限责任公司编 制 日 期： 2011-01 目录1. 工程概况- 4 -1.1. 结构特点- 5 -1.2. 拉索- 5 -2. 方案编制依据- 5 -3. 结构设计对拉索及其相关施工的要求- 6 -4. 工程特点- 6 -5. 拉索施工难点和解决措施- 6 -6. 预应力施工实施的思路- 7 -7. 结构及拉索的施工总体方案- 8 -7.1. 结构总体施工方案- 8 -7.2. 拉索施工总体方案- 9 -8. 拉索材料和制作- 9 -8.1. 索体材料- 10 -8.2. 锚具材料- 13 -8.3. 半平行钢丝束索制作- 13 -8.3.1. 钢丝束拉索制作要求- 13 -8.3.2. 半平行钢丝束索制作流程- 15 -8.3.3. 成品检测- 17 -8.4. 锚具- 18 -9. 成品索现场施工- 18 -9.1. 拉索的安装- 18 -9.1.1. 拉索安装前的先序工作- 18 -9.1.2. 拉索安装顺序- 18 -9.1.3. 钢丝束拉索开盘- 18 -9.1.4. 拉索施工操作平台- 19 -9.1.5. 撑杆安装- 20 -9.1.6. 拉索及撑杆安装注意事项- 20 -9.2. 拉索的张拉- 20 -9.2.1. 张拉前的准备工作- 20 -9.2.2. 拉索张拉方法- 21 -9.2.3. 张拉机具- 22 -9.2.4. 张拉施工要点及注意事项- 23 -10. 拉索防护- 23 -11. 张拉设备使用- 24 -12. 张拉调整措施- 24 -13. 张拉应急措施- 24 -14. 拉索施工监测- 25 -14.1. 监测内容和监测点- 25 -14.2. 监测方法和设备- 26 -14.3. 监测制度- 27 -14.4. 测试时机- 27 -15. 施工组织- 28 -15.1. 预应力工程施工总体设想- 28 -15.2. 工程组织管理的设想- 28 -15.3. 工程进度的设想- 28 -15.4. 管理组织- 29 -15.5. 预应力施工与其它专业施工的协作配合- 29 -16. 预应力施工质量管理- 30 -16.1. 质量方针- 30 -16.2. 质量目标- 30 -16.3. 质量管理组织机构- 30 -16.4. 质量控制程序- 30 -16.4.1. 质量检查程序- 30 -16.4.2. 质量保证程序- 31 -16.5. 质量保证措施- 31 -16.5.1. 切实可行的施工方案保证- 31 -16.5.2. 工艺施工保证- 31 -16.5.3. 劳务素质保证- 31 -16.5.4. 成品保护- 31 -16.5.5. 经济保证- 32 -17. 预应力施工安全管理- 32 -17.1. 安全管理的方针- 32 -17.2. 安全生产目标- 32 -17.3. 安全组织保证体系- 32 -17.4. 安全教育程序- 33 -17.5. 安全管理制度- 33 -17.6. 安全措施- 34 -18. 文明施工- 34 -18.1. 文明施工目标- 34 -18.2. 文明施工措施- 34 -18.3. 文明施工管理机制- 34 -19. 预应力工程分项验收资料- 34 -20. 拉索预应力施工分析- 35 -20.1. 分析模型- 35 -20.2. 设计初始态- 35 -20.3. 施工过程分析- 36 -20.3.1. 第一阶段张拉- 37 -20.3.2. 第二阶段张拉- 45 -东南大学九龙湖体育馆拉索施工方案1. 工程概况东南大学九龙湖体育馆，位于校区东门，焦廷标馆南方。本工程为其钢屋盖部分。钢屋盖采用轮辐式张弦梁结构。该结构长轴投影跨度为88.0m，短轴投影跨度为76.8m。外轮廓近似椭圆，由四个圆弧段构成。各榀张弦梁绕水平投影面的中心呈放射状布置。张弦梁的中心通过刚性环连接，上压力环与下受拉环半径不等。张弦梁矢高为3.00m，垂度为5.00m。张弦梁的上弦设置环向支撑（4道），保证张弦梁平面外的稳定性。张弦梁的下弦拉索呈抛物线形布置。 整体图 钢屋盖单榀张弦梁中心环图11东南大学九龙湖体育馆1.1. 结构特点本工程预应力钢结构为轮辐式张弦梁结构。张弦梁由上弦刚体、下弦索及其之间的撑杆构成。通过布置和张拉拉索，产生向上的等效预应力荷载，优化结构内力状态，提高结构刚度，平衡支座全部或部分推力，控制结构外形尺寸（矢高或跨度等）。1.2. 拉索本工程拉索的索体为1670级高强半平行钢丝束拉索，外包双层PE；一端可调；张拉端和固定端锚具都为冷铸锚，连接件为锚具式，见表11。表11拉索材料和规格表拉索类型索体索头级别/MPa规格索体防护锚具(固定端)连接件(固定端)调节装置CABLE半平行钢丝束1670PES5-199双层PE冷铸锚锚具式螺母2. 方案编制依据1） 本工程设计施工图纸以及相关技术文件2） 拉索材料A. 桥梁缆索用热镀锌钢丝GB/T 17101-2008B. 建筑缆索用钢丝CJ 3077-1998C. 建筑缆索用高密度聚乙烯塑料CJ/T 3078D. 斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件GB/T 18365-2001E. 塑料护套平行钢丝拉索CJ 3058-19963） 铸钢件铸钢节点应用技术规程CECS 235：20084） 设计、施工、验收规范（1） 建筑结构荷载规范GB 50009-2001（2） 钢结构设计规范GB 50017-2003（3） 网壳结构技术规程JGJ 61-2003（4） 网架结构设计与施工规程JGJ 7-91（5） 预应力钢结构技术规程CECS 212：2006（6） 建筑工程预应力施工规程CECS 180：2005（7） 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002（8） 建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300-2001（9） 钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-20015） 张拉设备（1） 预应力用液压千斤顶JG/T 5028-93（2） 预应力张拉机械用电动油泵JG/T5029-19936） 有关厂家产品说明书3. 结构设计对拉索及其相关施工的要求1） 由于张弦梁结构属于新技术，施工难度较大，需由专业施工单位来进行张拉施工。2） 图纸所注张弦梁尺寸为安装完成后的尺寸，具体张弦梁的下料长度需由施工单位根据设计图纸要求的现场放样和张拉情况，结合钢结构深化图的规定调整确定。3） 索的实际长度需施工单位具体放样确定，材料表中给出的拉索长度仅为轴线长度，仅供施工单位参考。4） 预应力施工单位应根据本图中给出的每根张弦梁的预应力拉索张拉控制力精心施工，预应力张拉应对称进行，施工中应严密监测每根张弦梁和整个屋盖结构的变形情况，如果有任何异常现象，应立即停止张拉，及时向监理和设计人员报告，分析原因，提出切实可行的解决办法和措施后方可继续施工。4. 工程特点1） 本工程为轮辐式张弦梁结构，共有24榀，跨度88m，矢高3m。2） 由上弦钢体，下弦索和之间撑杆构成。5. 拉索施工难点和解决措施根据本工程的特点，预应力施工有以下问题和难点，需采取有效措施予以解决。1） 张弦梁吊装和下弦拉索穿索方式，本工程结构为轮辐式张弦梁，总共24榀张弦梁，每榀都被中央刚性环从张弦梁的中点处断开，其中上弦杆连贯，但下弦拉索分成两段。在这种情况下，张弦梁只能分段吊装，且拉索必须在高空进行安装。高空穿索不仅对操作人员具有安全性的影响，同时较地面穿索而言，牵引设备的使用效率会降低，拉索的提升也会影响施工进度，大型吊机全过程参与穿索施工会产生较多的施工费用。因此，提出在屋盖外围环梁支座处搭设施工平台，拉索在地面展开，并完成索夹安装，由葫芦提升将拉索与中央刚性环的安装完成，再通过多台葫芦和牵引装置连接拉索与外围环梁，最后安装索夹，完成穿索施工。2） 檩条和支撑安装时机以及相邻张弦梁索力的相互影响，由于本工程张弦梁间设有檩条，檩条通过高强螺栓与张弦梁相连。檩条可在张弦梁张拉前安装，也可待张拉结束后再安装，两者各有优缺点。若檩条在张弦梁张拉前安装，则檩条两端的高强螺栓孔距离不受张拉的影响，相对来说檩条易于安装，且张拉时张弦梁的稳定性更加容易保证，但中心支撑胎架荷载较大，拉索张拉力增大，另外也会增加张拉时相邻张弦梁间存在相互影响。若檩条在张弦梁张拉后安装，则支撑胎架荷载较小，拉索张拉力小，相邻张弦梁间不存在相互影响，但檩条两端高强螺栓孔的距离受张拉的影响，相对来说檩条较难安装。根据对比分析，得到张拉过程各榀张弦梁水平位移较小的特点，同时为了保证张拉过程的整体稳定性，确定支撑在张拉前先安装，檩条在张拉后再安装。3） 中心刚性环对张弦梁整体受力性能的影响中心刚性环将所有张弦梁的下弦拉索分成两段，原由拉索承担的拉力转由刚性环下部环梁承受，因此对拉索与中心环的连接以及中心环本身的安装质量提出了较高的要求。4） 索力均匀性本工程拉索为圆弧性，且在中央刚性环出断开，设计要求拉索张拉要保证各索段索力均匀。显然，与一般单向张弦梁不同的是，相邻张弦梁拉索的索力存在相互影响。因此，本工程采用24榀张弦梁分阶段、分批次循环张拉的施工方案，并且每一张拉阶段都要以索力值为控制指标（最后一阶段同时考虑索力值和监测点位移值为控制指标）。6. 预应力施工实施的思路1） 在对该结构充分理解的前提下提出合理的实施方案我们在多年从事预应力专项施工工作中，十分重视对所施工结构特点的充分理解。预应力施工绝不仅仅是张拉，因为预应力钢结构与普通钢结构的重要区别是预应力张拉对结构状况影响大，在对结构特点不十分了解的情况下张拉可能引起灾难性的后果，或者精度不高，给钢结构安装带来麻烦。对本工程这样复杂结构，我们采用大型有限元分析软件进行分析计算，首先从全面的结构分析入手，充分了解该结构的受力特点，再具体模拟各种工况进行施工阶段的分析，确保施工之前可能出现的情况分析透彻。根据分析结果提出合理、经济的预应力张拉方案。2） 分析、深化设计、测试、施工一体化现场的情况瞬息万变，出现意料之外的情况时预应力施工单位应能及时分析出原因，必要时施工方法应作必要的调整。紧张的工期要求预应力施工单位能够及时提供与预应力有关的构造处理措施（以详尽的分析为基础），供设计人员参考。复杂结构的施工监测是必须的。如果预应力施工单位具备合格的检测资格，可以及时了解施工情况，为工程的顺利实施提供必要的保障。预应力施工必须采用最先进、合理的施工工艺，同时具备设备开发能力，能够及时解决现场出现的各种问题。我们具备上述的综合实力，准备在本工程的实施中采用分析、深化设计、测试、施工一体化服务，为本工程的顺利实施做出贡献。3） 加强监控、重视协作、注重质量及安全加强监控、重视协作、注重质量和安全一直是本公司的宗旨。我们在本工程的实施中将继续保持、发扬这一传统。7. 结构及拉索的施工总体方案7.1. 结构总体施工方案1） 安装支撑架。2） 安装中央刚性环和屋盖外围环梁。3） 安装张弦梁的上弦刚构和索杆系。4） 拉索预应力张拉。5） 拆除支撑架。6） 安装屋面和马道等。张弦梁吊装前安装张弦梁和拉索张拉拉索，结构成形拆除支撑胎架及安装屋面系统图 71总体施工方案7.2. 拉索施工总体方案拉索分四阶段、分6批依次循环张拉。分四阶段循环张拉：预紧10%2590100%。本方案将24榀张弦梁分为6批，每批4榀，具体分批情况如下。图 72拉索编号图表 71张弦梁分批方案批号每批拉索编号第1批171319第2批6121824第3批281420第4批5111723第5批391521第6批41016228. 拉索材料和制作本工程拉索材料包括：半平行钢丝束索。8.1. 索体材料本工程采用1670级5和7镀锌钢丝双护层扭绞型拉索，内层PE为黑色耐老化高密度聚乙烯（HDPE），外层为彩色PE（具体颜色由建筑师确定）。索体断面结构见示意图81。1-镀锌高强钢丝；2-缠绕细钢丝或纤维增强聚酯带；3-内层黑色聚乙烯护套；4-外层彩色聚乙烯护套图81索体断面结构示意图拉索索体由芯部镀锌钢丝、高强绕包带、PE塑料护套三部分组成。拉索的技术条件参照中华人民共和国国家标准斜拉桥热挤聚乙烯拉索技术条件（GB/T 18365-2001）以及中华人民共和国城镇建设行业标准塑料护套平行钢丝拉索（CJ 3058-1996）执行。（1）芯部的镀锌钢丝基本呈正六边形紧密排列。热镀锌钢丝采用国家标准桥梁缆索用热镀锌钢丝（GB/T 17101-1997）和建设部标准建筑缆索用钢丝（CJ 3077-1998）。按设计要求强度级别为1670级的5和7热镀锌钢丝，主要技术条件见下列表。表81拉索用1670级5热镀锌钢丝主要技术条件序号项 目标 准GB/T 17101-1997CJ 3077-19981直径及偏差（mm）50.065+0.04-0.022不圆度（mm）0.060.033公称面积（mm2）19.619.64公称重量（g/m）1541545抗拉强度（MPa）167016706屈服强度（MPa）141014107延伸率（L0=250mm）(%)4.04.08反复弯曲（次）4(R=20mm)4(R=15mm)9缠绕（3d）8圈8圈10松弛率(0.7G.U.S.T.1000h) (%)2.52.511应力疲劳（0.45G.U.S.T）=360Mpa二百万次二百万次12弹性模量（GPa）190-210195-21013镀层附着力（5d）8圈2圈14碳酸铜试验（次/分）4415镀层重量（g/m2）30030016冷镦性能冷镦成蘑菇形，无横裂纹5（1.50.1）17直线性（mm/m）3030表82拉索用1670级7热镀锌钢丝主要技术条件序号项 目标 准GB/T 17101-1997CJ 3077-19981直径及偏差（mm）70.077+0.06-0.022不圆度（mm）0.070.043公称面积（mm2）38.538.54公称重量（g/m）3013015抗拉强度（MPa）167016706屈服强度（MPa）141014107延伸率（L0=250mm）(%)4.04.08反复弯曲（次）5(R=20mm)4(R=20mm)9缠绕（3d）8圈8圈10松弛率(0.7G.U.S.T.1000h) (%)2.52.511应力疲劳（0.45G.U.S.T）=360Mpa二百万次二百万次12弹性模量（GPa）190-210195-21013镀层附着力（5d）8圈2圈14碳酸铜试验（次/分）4415镀层重量（g/m2）30030016冷镦性能冷镦成蘑菇形，无横裂纹7.0（1.50.1）17直线性（mm/m）3030表83热挤聚乙烯高强钢丝拉索的钢丝力学性能表（GB/T 18365-2001）公称直径抗拉强度MPa规定非比例伸长应力MPa伸长率弯曲次数松弛性能无松弛要求I级松弛要求II级松弛要求L0=250mm次数/180弯曲半径mm初始应力为公称抗拉强度的百分数1000h应力不大于I级松弛II级松弛5157011801250133044157082.51670125013301410715701330452016701410注：钢丝按公称面积确定其荷载值，公称面积应包括锌层厚度在内。表84桥梁缆索用热镀锌钢丝的钢丝力学性能表（GB/T 17101-1997）公称直径抗拉强度MPa规定非比例伸长应力MPa伸长率弯曲次数松弛性能无松弛要求I级松弛要求II级松弛要求L0=250mm次数/180弯曲半径mm初始应力为公称抗拉强度的百分数1000h应力不大于I级松弛II级松弛5157011801250133044157082.516701250133014101770133014101500715701330452016701410注：钢丝按公称面积确定其荷载值，公称面积应包括锌层厚度在内。对于拉索用的钢丝，其抗拉强度应确保1670MPa以上，并应为低松弛钢丝，有良好的冷镦性能，在订货时做冷镦试验，以确保良好的延性。（2）经编排成六角形的钢丝外侧使用聚酯薄膜复合高强绕包带缠绕，其带宽40mm，抗拉强度每厘米带宽不低于250N。（3）PE塑料护套采用内层为掺碳黑的黑色高密度聚乙烯，该料在直接承受大气环境因素下，具有良好的抗老化寿命，其黑色聚乙烯护套料的技术条件见表85。表85黑色聚乙烯护套料的技术条件表序号项 目技术指标1密度0.9420.978g/cm32熔融指数0.2g/10min3拉伸强度20MPa4断裂伸长率600%5邵氏硬度606维卡软化点1157冲击强度25KJ/m28耐热应力开裂96h9耐环境应力开裂1500h10碳黑含量2.30.3%11脆化温度-7012碳黑粒度20m13碳黑分散性、分散度、吸收系数6分14100168小时空气箱老化，拉伸强度保留率、断裂伸长率、保留率85%索体表面应采用与场馆环境颜色协调的PE护套，该层厚度为2.5mm。彩色高密度聚乙烯技术条件如表86所示。表86 彩色高密度聚乙烯技术条件表序号项 目技术指标1密度0.9420.978g/cm32熔融指数0.45g/10min3拉伸强度20MPa4断裂伸长率600%5邵氏硬度606维卡软化点1107脆化温度-708冲击强度25KJ/m29耐热应力开裂96h10耐环境应力开裂1500h11100168小时空气箱老化，拉伸强度保留率、断裂伸长率、保留率85%12耐光色牢度7级8.2. 锚具材料1）锚杯和锚圈选用优质碳素结构钢或合金结构钢制作，符合GB/T 699和GB/T 3077的要求。其坯件宜为锻件，符合YB/T 036.7要求，经调制热处理，外表面发黑或镀锌。其它部件的材料由设计选定，并符合相应的国家或部颁标准。2）冷铸锚冷铸填料由环氧树脂、固化剂、稀释剂、增韧剂、填充料等构成。8.3. 半平行钢丝束索制作索体制作应严格执行中华人民共和国城镇建设行业标准塑料护套半平行钢丝拉索（CJ 3058-1996）以及中华人民共和国国家标准斜拉桥热挤聚乙烯拉索技术条件（GB/T 18365-2001）对拉索的总体要求。8.3.1. 钢丝束拉索制作要求1） 每根成品拉索在出厂之前必须进行超张拉检验，超张拉力取0.56倍拉索标称破断力。2） 超张拉检验后的成品拉索的弹性模量应不小于1.95105MPa。3） 成品拉索的静载破断力应不低于索体标称破断力的95%，索头承载能力应不低于索体承载力。4） 拉索防护：钢丝表面热镀锌，镀锌层重量应不小于300g/m2；索体表面为双层PE护套，其中内层为黑色高密度聚乙烯护套，外层彩色高密度聚乙烯护套的颜色由建筑设计确定；索头表面热镀锌，镀锌层厚度应不小于30um。5） 挤出后拉索的外径允许偏差：正偏差为2mm，负偏差为1mm。6） 超张拉检验以后的成品拉索长度允许偏差： 表87成品拉索长度允许偏差成品拉索长度L/m允许偏差/mmL10020L100L/50007） 拉索设计制作长度为表中索长标记力和基准环境温度20条件下的销间长度，若制作时难以满足索长标记力和基准环境温度条件，制作单位应按照无应力长度相等的原则对制作长度予以调整。8） 制作单位应提供拉索实际制作长度，并在调节螺杆上明显标记出与设计制作长度对应的索长位置。9） 当在索体上标记索夹位置时，对于不可调的拉索，应将索长制作误差根据每段索段长度按比例分配至各索段上；对于一端可调的拉索，应将索长制作误差累积至调节端；对于两端可调的拉索，应将索长制作误差根据各端调节量按比例累积至调节端。10） 在索体顺直的状态下沿索体全长在索体表面做一道直轴标线，该直轴标线应在索体无扭转的情况下平行于索体轴线。8.3.2. 半平行钢丝束索制作流程图 82半平行钢丝束拉索制作流程图1）镀锌钢丝进厂及验收（1）镀锌钢丝按桥梁缆索用热镀锌钢丝（GB/T 17101-1997）规定执行，光面钢丝的主要性能不低于预应力混凝土用钢丝（GB5 223-1995）的规定。（2）钢丝进厂有质量保证单，按进行验收，每批按同一炉号抽检5%的盘数（不少于3盘），进行抗拉强度、延伸率、弯曲次数等关键力学指标作试验，合格后方可进入生产线。（3）镀锌钢丝厂应提供松弛试验和疲劳试验的报告。2）聚乙烯（PE）护套料进场及验收（1）内层耐老化黑色PE以及表层彩色的高密度聚乙烯护套料，其性能不低于斜拉桥热挤聚乙烯拉索技术条件（GB/T 18365-2001）以及塑料护套半平行钢丝拉索（CJ 3058-1996）中规定。（2）购进的PE护套料有质量保证单和合格证，黑色PE采用进口PE料，应有商检部门提供的检测报告。3）锚具及填料进厂及验收（1）热、冷铸锚组件的性能和尺寸应符合斜拉桥热挤聚乙烯拉索技术条件（GB/T 18365-2001）以及塑料护套半平行钢丝拉索（CJ 3058-1996）中的规定。（2）锚杯和螺母无裂缝和明显缺陷，并有超声波探伤和磁粉探伤证明书。（3）热铸填料使用低熔点的锌铜合金，冷铸填料使用环氧钢丸，其原料均应符合标准，并有合格证明。4）编索成型（1）编索成型的工艺流程为：钢丝下料排列、梳编、并拢成型焊接牵引板扭绞缠包切头焊接尾部牵引板。（2）钢丝下料长度考虑设计长度，加上扭绞增加的长度，钢索切头长度。（3）钢索扭绞角为24。本工程考虑按扭绞角为2.5生产，扭绞方向为左旋，缠包机方向为右旋。扭绞角按钢索最外层钢丝的扭绞角为准。5）热挤塑套（1）热挤塑套的工艺流程挤塑机预热挤塑冷却第一层外包装牵引到位。（2）挤塑前调试时，应调整到密排钢丝束位于芯部，四周的塑料层厚度均匀。（3）按要求，拉索为热挤双层塑套，其内层厚度应符合斜拉桥热挤聚乙烯拉索技术条件（GB/T 18365-2001）的规定，外层白色护套厚度为2.5mm。6）精下料拉索应根据设计索长环境温度、设计索长张力条件下的有应力索长进行制作。若制索条件不能满足设计索长环境温度或设计索长张力，则应根据无应力长度相等的原则重新确定索长。（1）为保证设计索长的要求，索体制作后精下料的流程为：计算复核测量检验标记。（2）精下料用50m钢尺量测，精下料长度计算考虑钢丝设计长度，断索预留余量以及钢尺校正系数。（3）精下料切割线用锯痕表示，锯痕两边用油漆笔标上箭头，并写上缆索编号。7）锚具组装（1）锚具组装的程序为：断索第二层包装装锚剥头穿丝封堵预热浇注冷却顶压。（2）拉索精下料后，尽快按切割线切断。（3）钢丝进入锥体内散开应均匀，必要时用铁丝辅助分离。（4）对于热铸锚：浇铸锌铜合金填料时，热铸锚的锚杯应预热，浇铸应密实，浇铸温度宜控制在45010范围。对于冷铸锚：浇铸环氧钢丸填料时，锚杯亦应预热，浇铸需密实，浇铸温度宜控制在18010范围。（5）热、冷铸锚头冷却后，将索头置于反力架上，用千斤顶对锥塞进行顶压，顶压力为0.2倍标称破断力，持荷5min，以消除锥塞体的收缩间隙。8）超张拉和在索皮表面标记索夹位置（1）每根成品索在出厂前必须有超张拉，合格后方可出厂。（2）张拉按工艺卡的要求分步进行，张拉前对千斤顶、油泵、油压表等进行标定。（3）超张拉力取1.21.4倍设计索力。（4）若需要在拉索索皮表面标记索夹位置，则在工厂里对拉索首先进行编号，将拉索平铺，下垫滚轴。对于环索，在两端施加索长张力，用油漆在索长调节处标记拉索起始位置，在索皮表面标记索夹位置。拉索长度和索夹标记位置能否精确确定，是影响张拉结果的重要因素。因此在拉索在出厂前必须量测并标定索长。拉索生产单位须提供拉索实际生产长度，以便于拉索安装单位通过调节装置来调整索长。根据这些标记以及现场实测节点安装误差，在现场进行拉索及索夹的安装和索长的调节。9）卷盘包装成品拉索盘绕出厂时，按正常采用索盘盘筒直径不小于20倍索径，并不小于1.8m。拉索成盘后，对索头进行防锈处理，并定位可靠，系上合格证、编号、质量保证单等。8.3.3. 成品检测1）成品索长度量测对于索长超过100m，其误差不大于1/5000索长，即控制在20mm以内。对于索长不超过100m，其误差控制在20mm以内。索长量测方法为经超张拉后成品拉索，卸载至20%的超张拉力时测量拉索长度，然后再换算成20，零应力时的拉索长度。2）拉索弹性模量检测在成品索超张拉时，取1根作弹性模量试验检测，试验方法为利用超张拉检测时取得的索力与索长变化的数据，算出拉索的抗拉弹性模量。按GB/T17101-1997桥梁缆索用热镀锌钢丝要求，成品拉索的抗拉弹性模量不小于1.95105MPa。本项检测在实型索上进行，不属于型式检验，主要用于科学地指导拉索施工。3）拉索静载性能试验由于本工程的重要性，可考虑进行成品拉索的静载性能试验。静载试验索的长度为两端锚杯间的净距不小于4.0m，取样3根，试验在2400t台座上进行，用两台1200t千斤顶同步顶推加载。试验方法为正式加载前先分级预载，每级荷载为公称破断力Pck的10%，并持荷5min，至0.6Pck后持荷10min，然后卸载至0.1Pck，按规定量取预拉荷载下的锚塞回缩值。在预载后正式加载。由0.1Pck开始，每级0.1Pck并持荷5min，至0.8Pck时持荷1h，继续加载，每级0.05Pck并持荷5min，按此规定逐级加载，直至荷载到达极限或索中钢丝破断率达5%，要求实测得的破断率与公称破断率之比的0.95。在量测标距不小于2000mm的范围内，拉索的延伸率2.0%。8.4. 锚具锚具应采用与此拉索配套的冷铸锚系列，编号为OVMLZM5-199。9. 成品索现场施工拉索现场施工内容主要包括两部分：拉索的安装和张拉。9.1. 拉索的安装9.1.1. 拉索安装前的先序工作1） 拉索目测检查：索体表面PE和索头防腐层是否有破损。2） 检查拉索实际制作长度是否满足要求。3） 与拉索连接的节点检查：节点是否安装到位，且与周边构件连接可靠。4） 与拉索连接的构件应稳定可靠，必要时应设置支撑或缆风绳等。5） 对于在拉索安装后难以完成的工作，应在拉索安装前完成，如索头连接板的防锈涂层。6） 需对索头调节装置等部位涂适量黄油润滑，以便于拧动调节装置。7） 为方便工人施工操作，事先搭设好安全可靠的操作平台、挂篮等。8） 人员正式上岗前进行技术培训与交底，并进行安全和质量教育。9） 在正式使用前对施工设备进行检验、校核并调试，确保使用过程中万无一失。9.1.2. 拉索安装顺序工厂里拉索在初始预张力条件下，按照有应力长度进行生产，并在环索索皮表面标记索夹位置拉索运输至现场开盘放索安装撑杆和索夹测定撑杆下节点安装偏差按照环索索皮表面的标记，并考虑撑杆下节点安装偏差，调整各索段长度后，安装拉索测定撑杆上节点安装误差，并根据节点安装误差和拉索生产误差调节。9.1.3. 钢丝束拉索开盘在放索过程中，因索盘绕产生的弹性和牵引产生的偏心力，索开盘时产生加速，导致弹开散盘，易危及工人安全，因此开盘时注意防止崩盘。外包PE索的柔度相对较好，在开盘拉索展开过程中外包的防护层不除去，仅剥去索夹处的防护，在牵引索安装索球张拉索的各道工序中，均注意避免碰伤、刮伤索体。图 911索盘放索装置示意图图 92拉索卷盘展开现场照片9.1.4. 拉索施工操作平台采用型钢（如角钢和槽钢等）焊制拉索安装和张拉所需的操作平台。操作平台不仅要便于拉索施工，也要保证施工安全性。图93冷铸锚索头张拉操作平台9.1.5. 撑杆安装搭设拉索临时安装支撑架，用吊机或手动葫芦将地面编好号的撑杆逐根吊起，将撑杆上节点与刚构相连。9.1.6. 拉索及撑杆安装注意事项1） 撑杆下料时严格控制精度，安装前按实际位置对每根撑杆编号。2） 焊接撑杆的上下节点前，应仔细核对节点的位置和方向。3） 在工厂里对拉索进行严格编号和精确标记。按照初始预张力和各索段长度，在索皮上标记索夹的位置以及索头螺杆的位置。安装前尚需量测实际关键节点的安装偏差，根据这些标记和节点安装偏差，在现场进行拉索及索夹的安装，并调节索长。这样既便于实际安装，更重要的是为了撑杆下节点索夹的精确定位和拉索初始态索长的确定。4） 拉索安装前，需对索头调节装置涂适量黄油润滑，以便于拧动。5） 拉索安装前应测定索长制作误差以及索端节点的安装误差，根据这些误差值，调整索长，确保撑杆下节点位置的准确。9.2. 拉索的张拉9.2.1. 张拉前的准备工作1） 根据钢结构安装方案和拉索施工方案，进行施工过程的精细化分析，掌握施工过程的结构状态和结构特性，为拉索施工提供参数（如拉索施工张拉力），为施工监测提供理论参考值，确保施工安全。2） 拉索张拉前网壳主体钢结构应全部安装完成，合拢为一整体。检查构件之间以及支座连接就位，考虑张拉时结构状态是否与计算模型一致，以免引起安全事故。3） 直接与拉索相连的节点，其空间坐标精度需严格控制。节点上与索相连的耳板方向也应严格控制，以免影响拉索施工和结构受力。4） 将阻碍结构张拉变形的非结构构件与结构脱离，如主动将钢拱和支撑架脱离。5） 拉索安装前，需对拉索张拉调节装置涂适量黄油润滑，以便于拧动。6） 拉索张拉前，为方便工人张拉操作，事先搭设好安全可靠的操作平台、挂篮等。7） 拉索张拉时应确保足够人手，且人员正式上岗前进行技术培训与交底。设备正式使用前需进行检验、校核并调试，确保使用过程中万无一失。8） 拉索张拉设备须配套标定。9） 千斤顶和油压表须每半年配套标定一次，且配套使用。标定须在有资质的试验单位进行。10） 根据标定记录和施工张拉力，计算出相应的油压表值。现场按照油压表读数精确控制张拉力。11） 索张拉前,应严格检查临时通道以及安全维护设施是否到位，保证张拉操作人员的安全；12） 索张拉前应清理场地，禁止无关人员进入，保证索张拉过程中人员安全；13） 在一切准备工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后，现场安装总指挥检查并发令后，才能正式进行预应力索张拉作业。9.2.2. 拉索张拉方法1） 张拉时机和张拉顺序采用分阶段、多循环、分批、分级的张拉方法。（1） 分两阶段张拉。A. 屋盖安装就位后，进行第一阶段张拉：按25%索力施加等效预张力，使中心脱架。B. 进行第二阶段张拉：按100%索力施加等效预张力，结构完全脱架。（2） 每个张拉阶段多循环张拉A. 第一阶段：预紧25%。B. 第二阶段：25%90%100%。（3） 每个循环分批顺序张拉本工程共有24根拉索，难以对这些拉索同步张拉，需要分批张拉。考虑到结构对称性，将拉索分为6批，同批拉索的根数为4根，分批张拉顺序为：从第1批依次张拉到第6批。2） 张拉过程分析模拟张拉过程，进行施工全过程力学分析，预控在先。3） 其它待第二阶段张拉完毕后，安装檩条等屋面系统。9.2.3. 张拉机具图 94冷铸锚张拉现场照片1） 张拉工装和设备张拉工装和设备包括：千斤顶、张拉拉杆、反力架、油泵、油压表、油管等。张拉时，工装和设备组装见下示意图。图 95张拉工装和设备组装示意图2） 张拉设备数量每个张拉点需要1台千斤顶和1台油泵，每次张拉共有4个张拉点，共需4台千斤顶和4台油泵以及4套工装。9.2.4. 张拉施工要点及注意事项1） 为保证张拉力施加的准确性，千斤顶须进行标定。每个张拉点的千斤顶及其油压表须配套标定。3） 标定数据的有效期在6个月以内。严格按照标定记录，计算与拉索张拉力一致的油压表读数，并依此读数控制千斤顶实际张拉力。油压表采用精密压力表。4） 千斤顶张拉过程中，油压应缓慢、平稳，并且边张拉边旋转连接螺杆或套筒。5） 张拉过程中，每个张拉点由一至两名工人看管，每台油泵均由一名工人负责，并由一名技术人员统一指挥、协调管理。6） 拉索张拉过程中应停止对张拉结构进行其它项目的施工。7） 拉索张拉过程中若发现异常，应立即暂停，查明原因，进行实时调整。10. 拉索防护成品拉索在生产制作过程中采取诸多防护手段，在出厂前对索体进行了三道包装防护。但在索盘运至施工现场后，必须在整个钢屋盖安装全过程中注意索的防护。1） 在牵引安装、张拉等各道工序中，均注意避免碰伤、刮伤索体。2） 不允许有任何焊渣和熔铁水落在索体上及用硬物刻划索体，以免损坏索的防腐。3） 不允许任何单位和个人污染索体，以免改变索体颜色。4） 拉索进场后卸车用吊机装卸，钢丝绳与拉索接触点用硬物隔开。5） 拉索堆放地应远离现场通道以防止进场汽车碰伤拉索。6） 拉索放开时其外包装先不剥落，等拉索安装完成后再剥落。7） 安装拉索过程中要注意安装通道的障碍物以防止碰伤拉索。8） 若现场拉索有破损严重的地方，应联系生产厂家由厂家用专用设备焊接修补。9） 在下料、运送和安装无粘结预应力钢绞线的过程中建议采取必要措施保护护套，对局部轻微破损可进行修补，对破损严重者不能使用。10） 腐蚀及暴露环境中使用的无粘结预应力钢纹线，需保证无粘结预应力筋与锚具结合部位的有效密封性，可通过密封装置或在钢绞线上螺旋形缠绕二层防水聚乙烯胶带使钢绞线及锚具处于油脂全封闭保护状态。11） 无粘结预应力钢纹线不能处于过高的温度中，不能遭受焊接火花和接地电流的影响。图101拉索出厂的三道防护示意图11. 张拉设备使用1） 施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理，并定期维护和校验。进场后，对千斤顶和压力表进行配套标定，确定压力表和张拉力之间的关系曲线。标定在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备与锚具配套使用，根据索的类型选用合适千斤顶及油泵，进场后，试运行确保正常后，方可调至工作台面。对长期不使用的张拉机具设备，在使用前进行全面校验。2） 施工现场机具要配套完整，千斤顶与油压表须经过国家有关质检部门进行配套标定，标定数据的有效期在6个月以内。使用时千斤顶要与其对应标定好的油压表配套使用，不能混淆乱用。严格按照标定记录，计算与拉索张拉力一致的油压表读数，并依此读数控制千斤顶实际张拉力。.3） 将施工机具和工作锚板运到工作现场，用棉纱头清理工作锚板内孔的灰尘和油渍。4） 张拉机具按顺序安装好以后，尽量使千斤顶的张拉作用线与索的轴线重合一致，以使受力合理。5） 把千斤顶和油泵用油管连接好，安装与千斤顶所对应配套标定的油表，油泵电源接好，试好油泵的开机和关机，确保机具能正常使用，并注意油泵液压油是否够用。6） 千斤顶张拉过程中，油压应缓慢、平稳。对于有调节装置的拉索，应边张拉边旋转调节装置。7） 张拉过程中，每个张拉点由一至两名工人看管，每台油泵均由一名工人负责，并由一名技术人员统一指挥、协调管理。8） 拉索张拉过程中应停止对张拉结构进行其它项目的施工。9） 拉索张拉过程中若发现异常，应立即暂停，查明原因，进行实时调整。12. 张拉调整措施当张拉后出现索力或结构形状与理论值出现较大偏差时，应采取以下措施予以调整：1） 重新检查分析模型和分析数据在合理范围内，调整计算参数，进行分析对比，明确理论值的可变范围。若施工偏差在理论值的可变范围内，说明施工偏差仍处于正常理论值范围内，施工正常。2） 若拉索的索力到，而结构形状偏差较大张拉后索杆系形状，是由撑杆的安装长度以及拉索的张拉力决定的。若拉索的索力到，而结构形状偏差较大，则撑杆的安装长度出现问题。采取的措施是：采用监测仪器（如全站仪），量取形状偏差较大的局部的节点坐标，计算相应索段或拉索的长度，与理论值对比，确定索长安装偏差。对索长安装偏差大的拉索直接进行张拉调整，调整其索长至合理值。调整原则是：控制拉索长度。13. 张拉应急措施1） 索张拉的风险索张拉的风险主要有：（1） 张拉设备故障，包括油管漏油，设备故障；（2） 现场突然停电；（3） 张拉过程不同步；（4） 张拉后结构变形、应力、伸长值与设计计算不符；（5） 张拉后支座位移发生较大偏移。2） 张拉设备故障张拉过程中如油缸发生漏油、损坏等故障，在现场配备三名专门修理张拉设备的维修工，在现场备好密封圈、油管，随时修理，同时在现场配置2套备用设备，如果不能修理立即更换千斤顶。3） 张拉过程断电张拉过程中，如果突然停电，则停止索张拉施工。关闭总电源，查明停电原因，防止来电时张拉设备的突然启动，对屋架结构产生不利影响。 同时在张拉的时把锁紧螺母拧紧，保证索力变化跟张拉过程是同步的；突然停电状态下，在短时间内，千斤顶还是处于持力状态，并且油泵回油还需要一段时间，不会出现安全事故。处理好后在现场值班的电工立刻进行查找原因，以最快的速度修复。为了避免这种情况，在现场的二级箱要做到专用，三级箱按照要求安装到位。4） 张拉过程不同步由于张拉没有达到同步，造成结构变形，可以通过控制给泵油压的速度，使索力小的加快给油速度，索力比较大的减慢给油速度，这样就可以到达同一根索的索力相同的目的。5） 张拉时结构变形、伸长值预警某根索张拉结束后未达到设计力，可以通过个别施加预应力进行补偿的方法。如果结构变形、伸长值与设计计算不符，超过20以后，应立即停止张拉，同时报请设计院，找出原因后再重新进行预应力张拉。找出原因后再进行张拉。6） 张拉后支座位移发生较大偏移张拉前应比较张拉时结构支座布置及约束情况是否与设计模型相符，应尽量避免由于索张拉造成结构支座发生较大的偏移。如果张拉后支座的确存在较大的偏移，应组织相关单位讨论解决。14. 拉索施工监测拉索预张力施工过程是个动态的结构状态变化过程，是结构从零状态向成形初始态转变的过程。由于钢构安装误差、拉索制作、安装和张拉误差、分析误差以及环境影响等原因，实际结构状态与分析模型是有差异的。因此，有必要对拉索预应力施工过程予以监测，对比理论分析值和实际结构响应的差异，即时掌握各关键施工阶段的结构状态，保证拉索施工全过程处于可控状态，保证施工过程结构安全，为下阶段施工和最后的施工验收提供依据。此部分内容仅限于由施工单位承担的常规施工监测内容，不包含第三方监测内容。14.1. 监测内容和监测点预应力钢结构拉索预应力施工常规监测内容包括：索力和关键节点位移。1） 索力监测点各主动张拉点的索力。2） 关键节点位移监测点张弦桁架变形监控位置为：支座水平滑移以及张弦梁上若干点的竖向位移，单榀张弦桁架上共8个点，见下图。每榀张弦桁架均监测变形。图 141张弦桁架变形监控点位置图14.2. 监测方法和设备1） 索力监测采用标定的千斤顶索力控制采用配套标定的千斤顶。现场张拉的千斤顶均在有资质的实验室与油压表进行配套标定。图 142千