张弦梁钢拉杆张拉施工方案

1、*工程-屋面采光顶张悬梁安装方案第1章工程概况本工程为* ,本方案主要对屋面钢架采光顶下弦结构施工。绝大部分屋面梁为圆管桁架张拉梁，上弦杆与腹杆为圆管，下弦张拉杆为圆钢杆件，上弦杆截面最大规格为219X 14,下弦杆规格为D30,腹杆规格为133X 5,下弦钢拉杆采用D30,材质Q345B侧向采用D30 的横向稳定索。采 光 顶平 面 布 置 图表2.2索具装配形式张弦梁下弦采用D30的钢拉杆，根据厂家提供要求共有两种样式钢拉杆，及中间带连接 套筒和中间不带连接套筒，如图2.1所示。中间带连接套筒中间不带连接套筒钢拉杆示意图技术准备预应力钢拉杆施工专业化程度很高，前期需要大量的技术性工作，主要

2、包括深化设计方 案的制定、下料找型分析、深化设计、索夹实验、施工过程仿真分析、和施工方案的编制等, 又因索产品是在工厂加工的成品运至现场，一旦前期准备工作出现偏差将严重影响工程施工 质量、进度和安全，故前期技术准备工作是索结构施工的核心环节。技术沟通与配合综上所述，前期技术准备具有非常主要的核心地位，且需要各方协同工作，参与单位一 般有建设单位、设计单位、总承包单位、钢结构施工单位、索材供应商、节点产品供应商以 及索专业施工单位，各参与单位的主要交叉内容如下：序 号项目名 称内容1钢结构 参建单位的 技术配合与 交流共同研究和参与编制钢结构专业施工单位整体钢结构施工 方案，包括钢结构的施工流程

3、、整体方案、时间节点、支撑架搭 设、场地规划等，共同复核钢构件的施工偏差，并制定确实可行 的解决预案。2设计单 位的技术配 合与交流(1)施工之前与设计单位确定张拉初始态、节点方案、实 验研究、深化设计和制定施工过程中的处理预案等；(2)施工过程中，将现场的施工情况，尤其是施工异常情 况及时反馈于设计单位，确保施工过程安全、可靠；(3)施工完毕后，提交整套的施工资料和现场数据，设计 单位确止验收方案；3总承包 单位的技术 配合与交流明确施工任务，共同制定索结构施工专项方不，各项施工计 戈包括整体施工进度计划、材料进场计划、人员及设备进场计 划等，另外，施工用电、场地规划等要重点沟通与交流；施工

4、完 毕后，共同整体科研成果；4索材及 节点产品供 应商各类索材及节点材料的技术参数交流、复核以及核算，索产 品的使用说明和注意事项，以及各类产品的供应周期等，这些都 是影响施工进度和整体施工质量；5建设单 位和监理单 位的技术配 合与交流及时报验各类材料、施工用工器具等，实施进行各项施工过 程中及专项，程竣工验收，及时将各类施工数据上报监理、建设 单位等。找型计算找型计算是指索结构施工前确定索材在零应力状态下的长度确定，因为索结构的拓扑性 较强，该过程一般需要通过计算分析得出，是索结构前期准备工作的核心内容。一旦索结构 的下料不准确会导致索构件安装不上或得不到设计张拉值，将是个严重的质量施工，

5、本方案 根据本工程的特点通过midas gen有限元分析软件对该模型进行整体建模和找型计算，如图 4.1所示，并确定每个索构件的下料长度详见我司出具的深化设计图。初始态下的竖向位移云图深化设计1)深化设计的重要性和必要性施工任务明确后，便组织工程技术人员熟悉施工图纸，并根据设计图纸对各连接部位进 行深化设计，深化设计内容包括索与其他构件之间的连接做法、索夹及其连接锚具的做法、索构件装配尺寸，通过第4.1.2节的叙述可知，索构件的装配尺寸需在找型计算的基础上确 定的零应力状态下的装配尺寸。深化设计完成后形成一整套深化设计图纸提供各方进行复核, 同时提供施工现场工程师，进行施工准备。2）深化设计原

6、则和注意事项第一：深化设计以安全可靠和实现设计意图为第一原则；第二：深化设计要照顾后期的索结构施工，要便于施工、可实施性强；第三：深化设计要考虑工程成本，要经济合理、避免无端浪费；第四：外形美观、观感性要强，人们热衷于索结构的因缘之一便是索结构的造型独特、 外表美观，因此索结构的深化设计要在之前的几个原则基础上追求结构受力与外观的完美结 合。3）深化设计及节点安全性验算节点深化设计先根据设计图纸采用专业软件进行三维实体放样，再确定节点的形式、尺 寸，如图下图所示。节点深化设计内容包括索具与铸钢连接节点的匹配设计、铸钢连接节点 与钢构件的匹配设计等，本方案拟定几个部位的节点设计方案如下表：表4.

7、1节点设计一览表构件名称构件尺寸材质索央节点见详细图纸铸件耳板节点见详细图纸铸件截面形式因索结构的个异性，各个结构节点不尽相同，没有统一的标准做法，因此索结构节点在 设计完成后需要进行节点安全性验算，对于受力特别复杂的节点，甚至还需要进行节点试验 本工程索结构连接节点传力相对明确，且国内已经存在类似结构的成功经验，本方案对索结 构节点进行有限元分析结果如下表：表4.2索夹受力有限元分析表人员安排组织技术精干劳动力队伍，根据各工序施工特点专业化程度高的集成队伍，如安装队、张拉队、特种工种队、专业维修队、测量队、后勤保障队等，劳动力配置情况详见表3.1 ,其中不包括专业架子施工队。表3.1劳动力配

8、置表号序队 伍名称高峰时 队伍数量队伍组成人员4拉要施工任务伍数 量1人 数安 装工光 术工术工I之工炜 工专业技 术人 员1土安 1装队14V/V/V/V/ 拉索的安装施工2张2拉队14V/V/V/V/ 拉索的张拉施工专4k维修 队11V/V/维护和维修设备5测5量队12V/施工过程监测后 勤保障 队12V/V/为施工提供后勤服务合6计吊装分析本工程总使用2跚吊TC7035和三号塔吊TC7052（塔吊位置见施工平面布置图），吊装分 析按照二个区域进行分析分别为 A区、C区：塔吊性能表TC7052塔吊性能表TC7035塔吊性能表A区塔吊吊装分析由上图可知A区塔吊在15轴/F轴，不存在吊装盲区。

9、由于在本工程中拼装完成后最终 桁架重量为2.5吨，而A区2号塔吊50米臂处可吊重为5.2吨，完全可以满足本工程吊装重C区塔吊吊装分析由上图可知C区塔吊50米臂在35轴/F轴，不存在吊装盲区。由于在本工程中拼装完成 后最终桁架重量为2.5吨，而C区3号塔吊50米臂处可吊重为5.2吨，完全可以满足本工程 吊装重量。第2章 张弦梁体系钢拉杆安装施工本工程钢拉杆的施工主要分为安装施工和张拉施工两个步骤，辅以施工过程中的监测控 制。钢拉杆的安装施工根据使用部位不同分为地面安装和空中安装两种，D30钢拉杆与随同钢桁架在地面进行安装，D30稳定杆在空中安装。第一步：张弦梁上弦杆地面拼接（A区在15-22轴北

10、部货场、C区在30-33轴北部货场拼 装；第二步：钢拉杆地面安装；第三步：钢拉杆地面张拉（设计张拉力为 40kn）每幅张弦梁在地面组装完成后，进行第一次张拉，并进行吊装；整体结构到位，并且楝 条安装完成后，进行第二次张拉，张拉过程中采取对称分批张拉完成。张拉设备采用预应力 钢结构专用千斤顶和配套油泵、油压传感器、读数仪。根据设计和预应力工艺要求的实际张 拉力对油压传感器及读数仪进行标定。第四步：单板张弦梁整体吊装；第五步：依次步骤吊装其余张弦梁；第六步：区域安装完成后，对结构进行整体变形监测，对误偏差较大的局部地方进行补 张调整；第七步：空中安装横向稳定索。（注：需要施工操作平台）张弦梁吊装示

11、意图钢拉杆防护(1)钢拉杆在防护前必须表面处理，认真除污。本工程采用合金钢拉杆，杆体直接裸露 在外。在施工过程中，为了避免对裸露钢拉杆造成损伤，在钢拉杆出厂时，首先在钢拉杆外 面缠绕一层塑料薄膜，然后在外面增加薄毛毡及塑料带。到达现场后，在放拉杆过程中也要 对拉杆体进行保护，防止其摩擦破坏。(2)预应力钢拉杆及配件运输及吊装、运输过程中尽量避免碰撞挤压。(3)为了防止在钢结构焊接过程中飞溅的火花灼伤拉杆体，一方面要在拉杆体表面缠绕防火布防护；同时如果焊接部位正下方有拉杆体经过时，要在焊接部位下面搭设防止火花飞 落的防火板，避免火花直接飞落到拉杆体上。(4)预应力钢拉杆及径向钢拉杆在铺放使用前，

12、应妥善保存放在干燥平整的地方，下边要有垫木，上面采取防雨措施，以避免材料锈蚀；切忌砸压和接触电气焊作业，避免损伤。预应力拉杆的安装根据上述施工部署，D30钢拉杆安装主要在地面完成，拉杆最大长度约15m单重约230kg, 因此直接采用人力安装就位，安装时采用 34各健壮力工，人力搬运至安装地点，然后进行 安装施工；D30稳定杆由于在空中作业，应事先打好施工操作平台，然后采用手动的产将拉 杆吊运至安装部位，如图所示：图4.2 D30稳定杆的安装就位1.3.4预应力张拉施工本工程钢拉杆张拉端在拉杆的中间，张拉节点位于径向杆连接套筒处，施加预应力的方 法是：根据设计张拉力的值，通过油泵将油压传给两个千

13、斤顶，然后调节自身的调节套筒达 到所要施加的力。其工作示意图如下：液压千斤顶张拉施工图张拉设备安装：由于本工程张拉设备组件较多，因此在进行安装时必须小心安放，使张 拉设备形心与钢拉杆重合，以保证预应力钢拉杆在进行张拉时不产生偏心；在油泵启动供油正常后，开始加压，当压力达到钢拉杆设计拉力时，超张拉5%左右,然后停止加压。张拉时，要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min。类似工程图片1.4施工过程有限元仿真施工仿真的目的和意义由于在预应力钢拉杆张拉完成前结构尚未成形，结构整体刚度较差，因此必须应用有限 元计算理论，使用有限元计算软件进行预应力钢结构的施工仿真计算，以保证结构施工过程 中及结构使

14、用期安全。施工仿真计算实际上是预应力钢结构施工方案中及其重要的工作。因为施工过程会使结 构经历不同的初始几何态和预应力态，这样实际施工过程必须和结构设计初衷吻合，加载方 式、加载次序及加载量级应充分考虑，且在实际施工中严格遵守。理论上将概念迥异的两个阶段或两个状态分别称为初始几何态和预应力态，这两个状态的分析理论和方法是不同的。 在施工中严格地组织施工顺序，确定加载、提升方式，准确实施加载量、提升量等是必要的。 施工仿真具体目的及意义如下：1、验证张拉方案的可行性，确保张拉过程的安全；2、给出每张拉步钢拉杆张拉力的大小，为实际张拉时的张拉力值的确定提供理论依据；3、给出每张拉步结构的变形及应力

15、分布，为张拉过程中的变形及应力监测提供理论依据；4、根据计算出来的张拉力的大小，选择合适的张拉机具，并设计合理的张拉工装；5、确定合理的张拉顺序。1.4.2施工仿真本工程采用有限元仿真技术，分析了从桁架的单板桁架在胎架上的拼装制作、单板桁架 的起吊过程到桁架整体张拉等8种工况，桁架的起吊过程取15为一种工况，共计七个过程， 如图所示。从0至900起吊过程示意图本方案采用ANSYS12.0K Midas ges两种有限元软件进行仿真计算，得出每种工况的计 算结果如表下表。仿真计算结果表明，单根桁架下弦在施加100炮拉力时，随着吊装施工的进行，在桁架自重的作用下，拉杆中逐渐产生预拉力，当桁架安装后

16、，预拉力约达到设计预 拉力的90%另外，钢构件在整个吊装施工到单板桁架安装完成，其竖向最大变形仅为3.75mm 且从各种工况的变形云图上看，桁架的变形较为均匀；桁架钢构件在吊装至安装过程中的应 力最大为13.7Mpa,远小于钢构件的设计应力，因此，可以认为钢桁架在吊装过程中并没有 产生塑性变形，整个施工过程较为安全。以 A区为例，本次仿真计算还分析了该桁架结构整 体张拉后的情况，在预应力施加后，整体结构变形较为均匀，能够满足结构的正常使用。各工况仿真计算结果号序工况 名称预 应力 (kN)最 大索 力 (kN)钢 构件应 力 (Mpa结构父形(mm备注XYZ, 地面1001.-加装730.031起吊25。0010 .80.22-3.4钢构件 应力远小于 设计应力，表 明吊装过程 没有产生较 大的塑性变形起吊45。00 .210 .80.8-3.08/ 起吊00101.-245。.3.708.66U 起吊6。00 .510 .61.24-2.24起吊75。00.610 .51.3-1.95桁架儿装01.410 .41.29-1.82只桁架 炎装015.7613 .78-3.75地面拼装索力云图地面拼装钢构件应力云图地面拼装起吊15拉杆拉力图起吊15桁架竖向变形图起吊30拉杆