汽车博物馆施工方案

页眉内容页眉内容PAGEPAGEPAGE21-页眉内容PAGE0汽车博物馆预应力张弦梁施工方案二○○九年十一月目录TOC\o"1-2"\h\z一、工程概况及技术特点 11.工程概况 12.预应力工程施工技术特点 2二、施工部署 41.预应力施工管理机构 42.预应力责任范围 43.总包对预应力分项工程工作的协调 44.劳动组织及劳动力计划 55.主要施工机械准备及需用量计划 6三、施工技术措施 61.技术准备 62.拉索的加工、运输、储存 63.张弦梁施工工艺 81.施工工艺流程 82.加工、运输、储存 83.预应力钢索制作 94.预应力放索与吊装 105.预应力索张拉 106．张拉操作要点 117.张拉质量控制方法和要求 12四.预应力钢索张拉监测方案 13五、质量保证体系 131.工程质量控制程序 132.质量管理程序 143.质量保证措施 154.质量评定 155.质量回访 16六、工期保证体系 16七、安全管理措施 16八、预应力施工验收和技术资料 17一、工程概况及技术特点1.工程概况汽车博物馆的拉索跨度为68.9m，索网体系由24榀径向主索和4圈环索及稳定索组成，其中径向索采用预应力钢拉索，规格为：Ф5×151，钢索护层材料采用高强度聚乙烯，单根钢丝直径5mm，抗拉强度不小于1670MPa，屈服强度不小于1410MPa，钢索抗拉弹性模量（E）不小于1.9×105MPa。环向索和稳定索为高强钢拉杆，其规格为Ф20，抗拉强度不小于650MPa。张弦梁平面布置图张弦梁结构2.预应力工程施工技术特点本工程所涉及的预应力工程为预应力钢结构。预应力钢结构工程具有施工难度大、施工前期准备工作量大的特点，因此为使本工程达到设计质量要求，确定本工程技术要点如下：根据本工程的特点制定完善的施工技术设计。施工技术设计是为预应力钢结构的施工进行技术准备。施工技术设计中着重注意的技术要点体现在制索、挂索和预应力钢索张拉过程中。虽然制索在工厂内完成，但制索的精度应在施工技术设计中得到计算和控制。一些在制索过程中无法达到的精度或产生的误差宜在施工过程中通过相关的技术手段进行弥补；施工技术设计中应确定施工顺序，尤其是制索和预应力过程的顺序。这里所谓的预应力过程是指施加预应力的过程。对预应力钢结构预加预应力的过程应根据具体的结构类型分别采用改变刚性杆件或柔性索的长度等方法。在预应力钢结构中，尤其宜采用改变刚性或柔性杆件的长度的方法。对结构施加预应力，使预应力能够分布到整个结构，达到预应力的目的，这个预应力过程必须与设计的预应力施加过程相一致。实际的预应力施加过程作为非线性叠加步加以分析，而对于预应力钢结构来说尤其要区分其初始几何状态和预应力状态。因为在有些预应力钢结构初始几何的张拉过程与施加预应力过程并不一致，这时预应力过程必须根据实际的设计情况加以区分，即首先完成曲线或曲面的张拉过程，在考虑为结构提供刚度的过程。如果这两个状态不一致时，预应力过程使不能一气呵成的。简言之，张拉结构的施工技术设计的主要内容就是确定预应力过程的次序、步骤、采用的机械设备、每次预应力过程的张拉量值，同时控制结构的形状变化，因为结构的形状是与预应力分部相匹配张力结构的施工技术设计应规定预应力过程的速率。因为在每一阶段预应力过程中，结构都经历一个自适应的过程，结构会经过自平衡而使内力重分布，形状也随之改变，所以预应力过程的监控十分重要。施工技术设计中应规定监控的指标和参数。本工程中将采取可靠的监测手段，对钢结构的变形和预应力钢索的受力进行实时监测，以确保结构施工期安全，保证结构的初始状态与原设计相符。张拉结构的施工技术设计还应规定结构的其他荷载，如屋面荷载、悬挂荷载的施加步骤和方法，尽可能均匀、对称、匀速地施工，避免出现过大的集中荷载。本工程张弦梁部分的预应力钢索施工明确规定，当预应力钢索完成第二次张拉后才能够安装屋面。二、施工部署1.预应力施工管理机构所长经营副所长生产/技术副所长所长经营副所长生产/技术副所长总工程师后勤/加工副所长安全员材料员主管工长质检员专业施工技术工人项目工程师2.预应力责任范围提供预应力成套技术的实施方案和关于预应力项目对土建施工的具体要求措施的书面资料。提供预应力施工和技术服务所需的预应力钢索（按图下料、组装）和固定端配件。预应力钢索、配件和机具设备的运输。负责预应力钢索的安装。根据设计要求进行预应力钢索的张拉。解决工程项目有关预应力施工方面的技术问题。按建设单位和设计的变更洽商执行修改要求。接受监理单位的检查验收和指导，接受总包的管理。3.总包对预应力分项工程工作的协调提供施工进度计划。负责协调各分项工程与预应力分项工程的关系。提供必要的现场施工面，夜间施工照明，就近设备电源380V/15(20)A及220V交流电源。根据图纸负责与索相关钢构件的加工和现场焊接。提供必要的材料堆放场地。协助分包进行现场成品保护。为预应力钢索张拉提供必备的技术条件：给预应力分包安排现场办公室一间及存放张拉设备及锚具的库房一间由于索体重量很重,施工必须使用吊机,吊机的配合具体为以下几项:①索从运输工具上卸在指定位置；②转移索架；③将索安装在索架上；④将索吊起辅助穿入节点。为便于索拱预应力索的锚具安装、千斤顶就位、牵引张拉及张拉调整等工序施工，需在索拱两端设操作平台。索头安装和张拉操作平台的搭设，以索头为中向外，面积不小于2米╳3米。为便于索体就位及索球安装，在索拱下方需搭设马道，马道高度为距索体下端1m~1.2m，马道宽度约1.2m~2m，马道始终与索体基本平行。为便于放索及牵引索体，需提供一些圆钢管（脚手架管即可）。4.劳动组织及劳动力计划预应力劳动力需用量计划工种工长预应力钢索安装预应力张拉设备维修人数1人8人2组8人2组2人其中每台泵顶配备3人。2人操作千斤顶，1人操作油泵。现场配备专门机具维修人员，设备出现故障，立即修理或更换，不能耽误张拉。工长在现场负责人员设备组织调配，抓好质量进度与安全，协助工程师处理有关技术问题。各相应部位配备相应质检员，负责相关部位的质量。工程师在现场巡回检查，出现问题，及时处理。土建配备辅助人员主要是准备好工作面。5.主要施工机械准备及需用量计划主要设备需用量计划编号名称规格数量备注1千斤顶、油泵、压力表250kN/380v/750w5套张拉径向索（备用一套）2电线盘220v4套3电线盘380v4套4工具箱1个扳手、螺丝刀的常用工具5张拉用辅助螺杆Φ100mm4套6反力架4套7加工扳手4套用于拧紧索体上螺帽8钢卷尺54把9导链5吨10个10全站仪1台钢结构配合提供，监测结构变形11传感器监测仪器振弦应变计36套监测钢结构和索的应力12读数仪2个与振弦应变计配套读数三、施工技术措施1.技术准备根据设计要求编制预应力施工方案；根据设计图纸编制施工预算，准备有关合同资料；准备有关材质检验试验资料；报送有关施工资料；组织有关人员熟悉图纸，学习有关规范，向作业人员进行技术安全交底。2.拉索的加工、运输、储存预应力钢索及节点加工图由预应力专项施工单位设计，制作加工由预应力钢索专业生产厂家完成。按施工图上结构尺寸和数量，每根预应力钢索的每个张拉端预留张拉长度进行下料。预应力钢索下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。预应力钢索的制作加工如下：1）调直为了使钢索受何后各根钢丝或各股钢绞线受力均匀，钢索的制作时下料长度要求严格，要准确、等长。下料采用“应力下料法”，将开盘在200～300MPa拉应力下的钢丝或钢绞线调直，可消除一些非弹性因素的影响。2）下料钢丝或钢绞线的号料应严格进行。制作通长、水平且与索等长的槽道，平行放入钢索或钢绞线，使其不互相交叉、扭曲，在槽道定位板出控制索的下料长度。3）切割钢索应用切割机切割，严禁用电弧切割或用气割，以防止损伤钢丝。4）编束宜用梳孔板向一方向梳理，同时编扎，每隔1m左右用细钢丝编排扎紧，不让钢丝在束中交互扭压。编扎成束后形成圆形截面，每隔1m左右再用铁丝扎紧。5）钢索的预张拉钢索的预张拉是为了消除索的非弹性变形，保证在使用时的弹性工作。预张拉在工厂内进行，一般选取钢丝极限强度的50％～55％为预张力，持荷时间为0.5～2.0h。6）钢索的防护成品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。但在索盘运输过程及运至施工现场后，必须在整个钢结构安装全过程中注意索的防护。在开盘索展开中外包的防护层不除去，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。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PE护套。另外还有不允许任何单位和个人污染索体，以免改变索体颜色。预应力钢索及配件在铺放使用前，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。3.张弦梁施工工艺1.施工工艺流程预应力钢索制作运至现场放索全站仪、位移传感器监测结构变形振弦应变计监测结构应力全站仪、位移传感器监测结构变形振弦应变计监测结构应力索力实测，调整索力第二级张拉径向索施工仿真计算校核安装屋面，施工完成第一级张拉径向索索力预紧10%，调整撑杆偏移安装环向索和稳定索安装撑杆和径向索施工平台搭设，构件进场上弦屋盖安装预应力钢索制作运至现场放索全站仪、位移传感器监测结构变形振弦应变计监测结构应力全站仪、位移传感器监测结构变形振弦应变计监测结构应力索力实测，调整索力第二级张拉径向索施工仿真计算校核安装屋面，施工完成第一级张拉径向索索力预紧10%，调整撑杆偏移安装环向索和稳定索安装撑杆和径向索施工平台搭设，构件进场上弦屋盖安装2.加工、运输、储存(1)钢拉索按照施工图纸规定在预应力筋生产厂进行下料，按施工图上结构尺寸和数量，考虑预应力筋的曲线长度、张拉设备及不同形式的组装要求，每根预应力筋的每个张拉端预留出不小于80cm的张拉长度进行下料。预应力筋下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。对一端锚固、一端张拉的预应力筋要逐根进行组装，然后将各种类型的预应力筋按照图纸的不同规格进行编号堆放。(2)预应力筋运输时采用成盘运输，应轻装轻卸，严禁摔掷及锋利物品损坏预应力筋表面及配件。(3)预应力筋运到施工现场后，应按不同规格分类成捆，成盘，挂牌，整齐堆放在干燥平整的地方。露天堆放时，需覆盖雨布，下面应加设垫木，防止锚具和钢丝锈蚀。严禁碰撞踩压堆放成品，避免损坏塑料套管及锚具。锚夹具及配件应在室内存放，严防锈蚀。3.预应力钢索制作预应力钢索及节点加工图由预应力专项施工单位设计，制作加工由预应力钢索专业生产厂家完成。预应力钢索的制作加工如下：1）调直为了使钢索受荷后各根钢丝或各股钢绞线受力均匀，钢索的制作时下料长度要求严格，要准确、等长。下料采用“应力下料法”，将开盘在200～300MPa拉应力下的钢丝或钢绞线调直，可消除一些非弹性因素的影响。2）下料钢丝或钢绞线的号料应严格进行。制作通长、水平且与索等长的槽道，平行放入钢索或钢绞线，使其不互相交叉、扭曲，在槽道定位板处控制索的下料长度。3）切割钢索应用切割机切割，严禁用电弧切割或用气割，以防止损伤钢丝。4）编束宜用梳孔板向一方向梳理，同时编扎，每隔1m左右用细钢丝编排扎紧，不让钢丝在束中交互扭压。编扎成束后形成圆形截面，每隔1m左右再用铁丝扎紧。5）钢索的预张拉钢索的预张拉是为了消除索的非弹性变形，保证在使用时的弹性工作。预张拉在工厂内进行，一般选取钢丝极限强度的50％～55％为预张力，持荷时间为0.5～2.0h。6）钢索的防护钢索在防护前必须表面处理，认真除污。钢索的防护方法有：黄油裹布；塑料涂层；多层液体氯丁橡胶防护；表面油漆；钢索用套管；内灌液体氯丁橡胶；将环氧树脂粉末喷于钢丝上再热熔、固化形成，外加PE套管。这些防护方法可适应周围无严重侵蚀性的一般环境。4.预应力放索与吊装1）在脚手架一阶平台面上准备两个5米×5米的操作平台，2）针对索盘内径、外径、高度、重量等参数提前加工放索架并运到现场；3）塔吊将预应力索吊起安放至放索架上；4）本工程预应力索较长，故穿索时要借助牵引机（牵引机的牵引力范围在3t左右），每两个撑杆间用两个倒链挂住。在地面开盘放索，放索采用人工牵引放索。放索由一端向另一端牵引。为防止散盘，对转盘设置刹车和限位装置。为防止索体在移动过程中与地面接触，索头用布包住，在地面沿放索方向铺设一些圆轴承，以保证索体不与地面接触。5）除部分长度短且质量轻的索体采用人工方式搬运，大部分预应力拉索需塔吊配合吊装到位。吊装应在钢结构安装前进行。吊装时使用钢管作扁担辅助吊具。5.预应力索张拉1）张拉顺序、分级及张拉力表分两级对径向索进行张拉，第一级施加70%的初始张拉力（Tcon），第二级施加100%的Tcon，第二级张拉完成后，对索力进行微调。说明：张拉分级采用的参数是初始张拉力，即在有限元模型中施加的初张力。由于结构起拱引起应力重分布，因此第一级张拉完成后索力与第二级索力之比不是严格的0.7。共24根径向索，每步张拉其中4根，一级张拉需6步，全部张拉过程共分12步。每步张拉的4根索完全对称，相邻两根索夹角均为90°。2）张拉设备的选用经过计算，径向索最大张拉力约110t左右，需要两台60t千斤顶，并且一次同时张拉4根径向索，故选用8台60t千斤顶，即同时使用4套张拉设备。3）预应力钢索张拉前标定张拉设备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、读数仪及千斤顶支撑架。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书仪进行标定。标定书在张拉资料中给出。4）张拉时的技术参数及控制原则张拉时的控制原则为：索力控制为主，伸长值控制为辅。5）张拉前撑杆初始位置张拉前撑杆都是向内偏斜的，张拉完成后撑杆达到垂直效果。6）预应力钢索张拉测量记录张拉前可把预应力钢索在受力为20kN时的调节头长度作为原始长度，当张拉完成后，再次测量调节头部分长度，两者之差即为实际伸长值。除了记录张拉过程中拉索伸长值，还应记录油压传感器显示的张拉力，以对张拉施工过程进行监测。7）张拉质量控制方法和要求张拉时按标定的数值进行张拉，用伸长值和油压传感器数值进行校核；认真检查张拉设备和与张拉设备相接的钢索，以保证张拉安全、有效；张拉严格按照操作规程进行，控制给油速度，给油时间不应低于0.5min；张拉设备形心应与预应力钢索在同一轴线上；e．实测伸长值与计算伸长值相差超过允许误差时，应停止张拉，报告工程师进行处理。必要时个别调整张拉必要时个别调整张拉6．张拉操作要点张拉设备安装。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索重合，以保证预应力钢索在进行张拉时不产生偏心；预应力钢索张拉。油泵启动供油正常后，开始加压，当压力达到钢索设计拉力时，超张拉5％左右，然后停止加压，完成预应力钢索张拉。张拉时，要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min。6）预应力钢索张拉测量记录张拉前可把预应力钢索自由部分长度作为原始长度，当张拉完成后，再次测量原自由部分程度，两者之差即为实际伸长值。除了张拉长度记录，还应该对压力传感器测得压力和全站仪测得钢结构变形记录下来，以对结构施工期行为进行监测。7.张拉质量控制方法和要求采用张拉时张拉力按标定的数值进行，用伸长值和压力传感器数值进行校核；认真检查张拉设备和与张拉设备相接的钢索，以保证张拉安全、有效；张拉严格按照操作规程进行，控制给油速度，给油时间不应低于0.5min；张拉设备形心应与预应力钢索在同一轴线上；实测伸长值与计算伸长值相差超过允许误差时，应停止张拉，报告工程师进行处理。四.预应力钢索张拉监测方案为保证结构在施工期的安全，并使预应力钢索张拉与设计相符，必须进行预应力钢索张拉阶段的监测，包括结构应力监测和变形监测。本工程施工阶段监测包括两部分内容。一部分为预应力钢索的受拉应力监测，一部分为结构的变形监测。预应力钢索拉力监测采用油压传感器及振弦应变计测试。油压传感器安装于液压千斤顶油泵上，通过专用传感器读书仪可随时监测到预应力钢索的拉力，以保证预应力钢索施工完成后的应力与要求的应力吻合。在张拉径向索时，径向索就可以随时监测其索力的变化。另外径向索采用钢拉杆，所以可以在部分径向索表面粘贴振弦应变计来监测径向索索力变化，径向索每个测点对称布置两个振弦应变计，保证索力测量的准确性。在预应力钢索进行张拉时，钢结构部分会随之变形。钢结构的位移和应力与预应力钢索的拉力是相辅相成的，即可以通过钢结构的变形计算出预应力钢索的应力。基于此，在预应力钢索张拉的过程中，结合施工仿真计算结果，对钢结构采用全站仪及位移传感器进行变形监测可以保证预应力施工安全、有效。全站仪的测点位于与监测撑杆相连的上节点处的单层网壳上。五、质量保证体系1.工程质量控制程序方案方案审批技术交底到各小组各小组布筋张拉自检各小组互检质检员专检现场工程师检验监理检验进入下道工序合格合格合格合格合格合格重新检验不合格不合格不合格2.质量管理程序基本要素质量保证工作质量产品质量保证基本要素质量保证工作质量产品质量保证执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、人员基本要素质量人员素质保证材料原材料、半成品检验原材料质量保证操作按工艺保证的要求操作过程保证机具检验合格方可使用机具质量保证方案经审批方可实施方案保证3.质量保证措施加强技术管理，认真贯彻国家规定、规范、操作规程及各项管理制度。建立完整的质量管理体系，项目管理部设置质量管理领导小组，由项目负责人和总工程师全权负责，选择精干、有丰富经验的专业质量检查员，对各工序进行质量检查监督和技术指导。严格执行质量目标管理，把质量与效益严密挂钩，实行优质优价，质量目标责任制。质检员认真行使质量否决权，使质量管理始终处于受控状态。项目部每天要开好现场生产的质量碰头会，每周对工程进行全面检查，进行三分析活动，即：分析质量存在的问题，分析质量问题的原因，分析应采取的措施，查出问题及时整改。预应力张拉操作人员，必须经过培训，持证上岗。应严格执行“三按”、“三检”和“一控”。“三按”：严格按图纸、按施工方案和施工工艺、按国家现行规范和标准施工。“三检”：自检、互检、交接检。“一控”：自控准确率、一次验收合格率。应加强施工全过程中的质量预控，密切配合建设、监理、总包三方人员的检查与验收，按时作好隐蔽工程记录。加强原材料的管理工作，严格执行各种材料的检验制度，对进场的材料和设备必须认真检验，并及时向总包单位和监理方提供材质证明、试验报告和设备报验单。优化施工方案，认真作好图纸会审和技术交底。每层、段都要有明确和详细的技术交