大跨度预应力钢结构施工质量控制

1、大跨度预应力钢结构施工质量控制 0、引言 随着我国工业的迅速发展， 大跨度预应力钢结构施工工程日 益增多，能否做好大跨度预应力钢结构施工的质量控制关系到施 工企业的长远发展。 因此， 对于大跨度预应力钢结构施工的质量 控制进行研究具有非常重要的意义。 1、大跨度钢结构常见施工方法 大跨度钢结构体系包括悬索结构、网架结构和网壳结构等， 对于这些类型的结构而言， 由于受力形式的特点使其在施工过程 中需要考虑的因素非常多，如施工场地条件、施工成本、工程质 量和施工单位机械具准备等。 目前高空散装法、 分条或分块安装 法、整体吊装法、整体提升法、整体顶升法和折叠展开安装法是 常见的六种大跨度钢结构施工

2、方法。 1.1 、高空散装法 将结构全部构件分成小单元散件并直接在高空设计位置拼 装成整体的方法就是高空散装发。 施工过程中可以采用悬挑法和 满堂支架法两种。 满堂支架法主要在国内应用的较多， 这种施工 方法特别适用于节点较多的网架结构， 其具有不需要大型起重设 备，但是支架的搭设会占用相对比较多的材料的特点。 1.2 、分条或分块安装法 通常将结构构件在地面焊接、 拼装成条状或块状单元， 然后 由起重设备吊装至设计位置拼接成整体结构就是分条或分块安 装法（又称小片安装法）。这种方法相对于高空散装法节省了大 量的地面支架， 而且分条或分块单元的大小通常可以由起重设备 的负荷能力决定，因此施工方

3、案的制定相对较灵活。 1.3 、整体吊装法 先将结构构件在地面拼装成整体， 然后用起重设备将其吊装 至高空设计位置并固定安装的施工方法就是整体吊装法。 整体吊 装法非常适用于中等跨度的桁架结构， 但是对起重设备的要求较 高，而且在整体吊装过程中地面土建工程的施工会受到很大影 响。 1.4 、整体提升法 整体提升法的起重设备位于结构上方， 其方法是当结构在地 面整体拼装完成后， 通过吊杆将结构提升至设计位置。 这种施工 方法一般采用的是小机群安装大结构，能够大大降低吊装成本， 同时还可以将主体结构的附属部分 （ 如防水层、通风设备、电器 管线等 ）一并吊装到位，不仅加快了工期，降低了费用也保障了

4、 安全。 1.5 、整体顶升法 整体顶升法区别于整体提升法的是提升轨道和提升设备的 不同。整体顶升法是将钢结构构件在地面拼装完成后利用现有结 构柱作为滑道， 将千斤顶安装在结构各支点下面， 然后逐步地把 结构顶升到设计位置的施工方法。 1.6 、折叠展开安装法 折叠展开安装法主要应用于网壳穹顶结构中， 其原理是将穹 顶的立体空间作用看成是径向拱的作用与环向箍作用的叠加。 这 种施工技术的基本思想是， 先将网壳去掉部分杆件， 使之成为一 个机动结构， 然后就能够将网壳结构在地面折叠展开， 从而降低 了安装高度， 最后通过提升设备将其提升至设计位置并补全剩余 构件，这样整体结构又由原来的机动结构变

5、成了静定结构。 2、施工难点及对策 2.1 、索力及变形的控制 索力及变形是指，对钢索施加预应力后桁架及支座的变形， 即跨中竖向位移、 支座水平位移。 两者必须匹配 （ 符合设计规定 ） ， 如果不匹配索力超标，变形过大将导致悲剧性事故发生。 控制原则 : 以索力控制为主，变形位移控制为辅，变形作为 控制张拉过程的参考。 并在过程中进行严格监控， 及时与有关方 沟通。 2.2 、张拉对其他结构的影响 施工顺序应为， 主桁架预应力张拉完成后， 方可进行与主桁 架相连的两侧鱼腹式桁架安装， 但由于工期的原因， 须提前进行 主桁架两侧鱼腹式桁架安装施工。 这就可能由于预应力张拉引起 支座位移，而导致

6、鱼腹式桁架产生附加应力而影响结构安全。 因此应采取以下措施 : 鱼腹式桁架一端支座固定，另一端与 主桁架相连支座变成临时活动支座， 待预应力施工完成后进行焊 接固定。 3、大跨度预应力钢结构施工的质量控制方法 3.1 、认真做好主结构材料进货检验和抽查复验工作 一定要保证施工所选择的材料满足图纸设计要求并符合国 家标准， 认真做好主结构材料进货检验和抽查复验工作， 尤其是 要认真检查、 验收工程中所用型钢的化学成分和机械性能、 高强 螺栓、焊接材料、防火涂料等。在选择材料之前，必须在公司的 常用供应商中选择比较合适的材料供应商， 再次认真审查选中的 供应商的资质。 当材料运到施工企业之后， 由

7、材料供应部门认真 检查验收到货型钢、高强螺栓、焊材等一系列的重要材料，对于 材质证明书、合格证、外形尺寸、材料外观质量等都要进行认真 细致的检查。完成之后，在监理单位和业主单位的监督下，对材 料进行抽样，将样本送到具有相应资质的检验中心进行再次检 验，认真检查这批材料的化学成分和机械性能。 通过多次的检验 合格之后，才能够使用这些材料进行大跨度钢结构施工。 3.2 、认真做好焊缝质量控制 一般，在大跨度钢结构施工工程中， 非常重要的工序就是焊 接 , 焊缝质量的好坏，与大跨度钢结构施工工程的及时、优质、 安全、高效完成有直接关系。 在设计熟料输送一百米桁架的时候， 选择了许多的斜向支撑，这就导

8、致了许多的结构焊缝位于立焊、 斜立焊的位置， 从而造成焊接的难度非常大。 整个工程中焊缝长 度达到一千多米， 而立焊、 斜立焊的长度加起来大约为五百多米 左右，在所有焊接工程量中达到百分之五十。 对于这种位于外部、 斜向的焊缝，应该在大跨度钢结构施工中首先结合其特点的位 置，反复进行多次工艺试验，选择最合适的工艺参数，并且安排 焊接技术水平非常高的焊工进行施工。 与此同时， 也应该做好特 殊安全施工防护措施，保证焊接工作能够一次合格，防止返工。 通过这种方式， 紧迫的工期和繁重的焊接量之间的矛盾能够得到 有效的解决，这就保证了大跨度钢结构施工的顺利开展。 对于钢柱、 钢梁之间的对接等常规焊缝来

9、说， 在大跨度钢结 构施工中采取了保证焊接质量提高和避免焊接变形的工艺方法。 例如，采取了焊前预热、焊后保温、对称施焊、层温控制等一系 列的方法， 有效的保证了焊接质量， 从而达到提高施工企业经济 效益和社会效益的双重效果。 3.3 、做好构件的检验工作和吊装前的准备工作 做好构件的检验工作是确保大跨度钢结构工程整体施工质 量的关键步骤。构件在运输和制作过程中，会存在一些问题。考 虑到大跨度桁架的安装特点， 如果将其起吊到高空中再处理其存 在的问题， 就会变得十分不易， 而此时只有将它重新吊下再进行 处理，这样做一方面导致工程进度受到严重的影响；另一方面， 也会带来较大的经济损失。 因此，在构件起吊到高空之前应对这 些问题进行处理。 所以， 认真做好桁架吊装前的构件检验工作是 非常必要的。 熟料输送一百米桁架分为两段施工， 根据施工要求， 接口不 能在一个垂直面上，在上下弦之间应该相互错开 3.5m 的距离， 纵向的四根弦杆应该保持在纵向轴线上。 通过对两段桁架模拟对 接之后能够看出， 上弦杆与轴线之间的偏差大约为 3 度，下弦杆 长出90mm通过再次调直之后，能够控制轴线偏差在1度的范 围之内。 为了防止空中对接过程中事故的发生和方便