双向倾斜大直径高强预应力锚栓施工工法

双向倾斜大直径高强预应力锚栓安装工法内容材料中建三局建设工程股份有限公司中建三局股份钢结构公司2008年5月20日双向倾斜大直径高强预应力锚栓安装工法1、前言目前国内房屋建筑领域，特别是钢结构建筑采用普通锚栓进行钢柱与基础连接较为普遍，且也有成熟的施工技术规范可循；而采用大直径高强预应力锚栓还较为罕见，且国内和国际上无成熟的设计和施工规范。**电视台新台址建设工程****主楼工程由于塔楼倾斜和大悬臂结构的外形设计，结构在风荷载或地震等侧向力作用下外框钢柱产生很大的拔力，其中单根钢柱最大拔力为87,524KN，设计采用了M75规格的高强预应力锚栓进行钢柱脚与筏板连接以抵抗拔力，锚栓最长为6307mm，且锚栓双向倾斜6度布设，锚栓抗拉极限强度为1030N/mm2、屈服强度为835N/mm2，图1为高强预应力锚栓装配简图。图1高强预应力锚栓装配简图**工程中采用的倾斜大直径高强度长锚栓，主要作为外框筒巨形钢柱的定位和传力作用，要求锚栓埋设精度高并且与主体钢结构连接可靠。施工中锚栓精确定位安装成为最重要的问题，公司技术人员对双向倾斜锚栓的高精度安装方法进行了深入的研究和开发，包括锚栓套架埋设定位和球形螺母应用等技术形成了本工法，并且在**工程586根倾斜高强锚栓施工中得以应用，效果非常显著。该项施工方法经过技术鉴定达到国内领先水平和国际先进水平，并且填补了国内房屋建筑领域双向倾斜大直径高强预应力锚栓应用的空白。2、工法特点2.1工法特点1、安装措施简单、设备投入少、部分措施可回收节约成本。以每根钢柱为单位设计一个锚栓套架，锚栓套架将高强锚杆固定（非焊接连接、在套架内共同安装，并且套架与筏板垫层埋件焊接连接，可实现倾斜锚栓粗略定位；同时可以保护锚杆在交叉工程施工时不易损坏；2、多次复测和监测实现锚栓精确定位。在钢筋绑扎和混凝土浇注期间，采用全站仪对每根锚栓进行监测和复测，以实现对锚栓进行精确校正和定位；3、在锚杆张拉端设计球形螺母能调节部分锚杆的安装角度偏差，同时可使所有不同角度配件做到标准化。2.2与传统方法比较丰1舰、栽普通锚栓一般需为定位锚栓非军受力锚栓且材贯料等级不高，倾现场安装时可牵以进行焊接固枪定；而高强锚宅栓的强度高且忍有脆性，不得女进行现场焊接善，工法中要求城锚栓与套架间蜓采用螺母临时供固定，解决了念传统方法的不硬足，较为实用剑。红2铁、甜按传统方法在孔锚栓焊接后，排锚栓位置要进爆行调整较为困替难，而本工法羽中采用的连接含为非焊接连接舰，在钢筋工程蜘和其它交叉工恐程施工过程中配，可以随时调狂节套架和锚栓纠之间的连接对锦锚杆定位进行痰校正，以精确超定位。音3饭、屑锚杆张拉端采连用球形螺母，至可以适应不同糟倾斜角度锚杆返的安装，可使脏配件标准化，怨节约成本，同岁时可以消化锚志杆安装误差，鞠技术较为先罢进迟。纤4度、扭传统锚栓的套棵架全部埋设成奶本不经济，本恳工法中采用的舱套架上部分待勿混凝土浇注完原后须切除回收暮，可节约成本寸。3、适用范围仪本工法为双向漂倾斜大直径高丘强预应力锚栓个安装仙工法，适用于叮房屋建筑特殊续高层建筑、大捷跨度结构、塔攀结构等抗拔支震座连接施工，掀也可以适用于珍桥梁结构、高晌速铁路、遂道上、港口等土木钢工程支座连接秆施工，还可以淹适用于机械设语备支座等其它见领域。由于目乡前国内和国际坐上房屋建筑工第程中采用大直株径高强预应力衔锚杆的连接节绑点形式较少，棍此种施工方法枣对以后技术研陕究和规范标准宁编制具有很大悼的参考价值。4、工艺原理郑4.1习轻采用锚栓套架金的埋设工艺原迹理械1作、袜采弦用敢CA吼D湾技术在计算机硬中放样出每根问钢柱所有锚栓讨的精确位置，羊并且以每根钢乱柱为单位设计忍出锚杆套架，乏设上下两层钢蛾板作为锚栓的擦固定点，每根针锚栓两个固定结点连线为锚栓禾的空间角度位庭形，如下档图约2舞为高强预应力级锚栓套架简图油。惕图般2益饿高强预应力锚退栓套架简图赵2毁、少套架和锚栓现狠场组装（标高读由锚栓顶点控恨制戴、拳，并且在塔吊超将套架和锚杆皱共同吊装，顾测量定位后套杯架与筏板垫层霜埋件焊接连接谎，以实现锚栓渴粗略定位；在晨钢筋绑扎过程仍中，采用全站纤仪进行定位监葬测，并且在混姐凝土浇注前对贯每根锚栓定位酬复测，调节套向架与锚杆的连鼓接，以实现锚庙栓的精确定位电，间图篇3卖为吊装前高强送预应力锚栓套起架和锚栓组装效简图。膛图闻3鸡奇高强预应力锚待栓套架和锚栓端组装简图御3筹、衬在混凝土浇注渐时，采用全站凝仪对每根锚栓副进行定位监测隐，以控制锚杆滴位置是否变化从；混凝土浇注宝完成后，切割资锚栓套架混凝酱土表面以上的蛛部分（或者切疏割到钢柱底标浙高处户、微，并复测各锚耀栓位置，最后拍进行主体结构股安装，谈图端4厦为钢结构吊装扎前高强预应力溪锚栓套架切割证后的简图。煤图终4舞皇高强预应力锚居栓套架切割后冷简图稼4.2摆觉球形螺母调节盖角度偏差的工音艺原理禾1启、屋锚栓张拉端采另用球形螺母，宇能够同时适应禁一定范围倾斜铅角度锚杆的安涝装，使所有配繁件标准化，垃图所5德为球形螺母安家装端部大样图垦；责图谷5替季球形螺母安装灵端部大样图伐2柄、左如果锚杆存在艇倾斜角度的安熟装偏差，球形昏螺母可以通过边与楔形垫板之慎间的转动来消钻化此安装偏差传；透3狱、就可调节角度大电小可根据锚杆凑直径、楔形垫革板中间圆孔直尽径、钢柱底板榴圆孔直径以及很各配件的厚度宝等因素确定，哲如下祖图粉6尚所示，以球形票螺母球面中心把为转动点，调是节角随度首θ存范围为溉：弄a暖<寻θ狼<b元(剩设顺时钟转动瓜时为负，覆即版a征为负赠值肿)碗，堵图毛6伸为球形螺母可让调整锚杆角度过倾斜偏差图。抱图粮6肿庙球形螺母可调摔整锚杆角度倾抖斜偏差图罩5跌、施工工艺流玉程及操作要点他5.1导咳施工工艺流程拆5.2两称操作要点准侄锚栓套架设计皱和加工敞以每根钢柱为拼单位设计锚栓典支撑套架，截堡面主要采用角暖钢和钢板。锚捧栓套架立柱垂腾直设计，套架拥上下设计有两往层钢板用于定书位锚杆，所有越预应力锚杆全贺部固定在套架浆内且倾斜布置滚，在钢板上按恐锚杆的倾斜角委度放样出锚栓西的定位孔，锚坊杆上端与套架透上表面钢板连逐接，下端与下岩层钢板连接，垂每根锚栓的倾昼斜角度即上下究定位孔的空间鸣角度。上层钢漠板表面高出混卡凝土表面以便雹测量，下层钢德板标高结合锚闹杆长度确定。窗图坊7幸为一典型钢柱事锚栓套架设计中图：左注明：为了清三晰取见，图中没仅画出一根锚伞杆。似图困7支刷典型钢柱锚栓瓣套架设计图土锚杆套架结构泉较为简单，现主场加工以便运臭输，且可立即井进行下道锚杆馅装配工作，以善节省工期。锚竭杆套架加工全速部采用焊接连型接。存孔锚栓系统装配汇在加工地点，端就将锚杆装配语到套架内，以艺减少现场作业剂和与其它工程凝的交叉作业，凉降低安全风险夫，且作业速度葱快能够降低成标本。锚栓系统搜装配的具体步啄骤如下：脉1订、购套架内安醋装千φ做88X恼2财锚杆护管（护道管下端设放大浴头，尺寸新为毕φ摄102X2仓、椒，护管上端略嘴伸出套架上表良面；采用汽车祖吊安装锚杆，迹将其插入护管砍内，吊装点设悦置方式为在锚朋杆一端安装一昆个临时螺母并责在螺母上焊接搁吊耳（需要说尺明：锚杆为高督强钢不得在上套面焊接任何零费件朴、齐；同时安装锁丝定螺母、锚固临端平垫板、石海棉垫板、垫圈费和螺母，然后增起吊松钩；最灰后去除临时吊屿装螺母，安装秘球形螺母。套阻架内的所有锚论杆按上述顺序换逐根完成。财2丧、议月安装灌浆盼管涛φ言20X浩2励，将其与护管骂焊接连接；网3方、词灵套架上表面标送出钢柱控制点报（即钢柱定位其轴线控制点幅、追，校正每根锚血杆的定位尺寸仿和倾斜角度，摊然后紧固上下甘螺母；护管与厦锚固端平垫板猜围焊连接；最遭后将锚固端平敏垫板与套架下恭层钢板焊接连严接。锚栓埋设方法稀1板、召灭预埋件安装：扇在筏板防水垫傻层施工阶段，贸根据外围轴线寨控制点及标高康控制点测放出鬼套架每个预埋旅件的准确位置邻，安装套架预碍埋件；对较高劫和较重的锚栓庆套架，应增加嗓四周斜支尿撑预埋件。垫樱层混凝土完成艇后，对埋件定欠位进行复测。带2给、赵忧锚栓系统埋设统：筏板底筋绑练扎前，开始预容应力锚栓支撑找套架埋设工作蜓。采用土建塔蜻吊将锚栓套架追吊装就位，待粗套架定位校正割完毕后，套架疗角钢支腿与垫库层预埋件焊接驻；为了防止筏怀板混凝土浇注踪和钢筋绑扎对瓣锚杆产生位移多和变形，在套虎架四角加设角惯钢斜支撑，以姑增强套架刚度碧，同时在斜支捧撑与套架之间口的中部增设临腿时横向支撑。羽图印8慢为锚栓系统埋馒设示意图。尼图护8助箭锚栓系统埋设州示意图咸3觉、矮划混凝土浇注前川的精确定位复纱测：在钢筋绑虑扎过程中，采饭用全站仪进行遇定位监测；并肢且在钢筋绑扎南完后和壳筏板戴混凝土浇注前粘，使用全站仪招对预应力锚杆牢进行最后复测庭，校正其位置封及标高，采用拢临时夹具将每促根锚杆固定锁睬死，进入下道注混凝土浇注工惜序；彩工鞋4进、裙颠混凝土浇注时扯的保护措施和旗定位监测：混贩凝土浇注前需嘉将锚杆的上端流螺纹处涂刷黄多油、包上塑料辫纸并套上塑料扑管；并将灌浆荷管上端口用胶萄纸完全封闭，柜并且伸出混凝嗽土浇注顶面弃400mm哪。在混凝土浇灯注过程中，派盯专人对其进行遵监控，并且避龄免震动棒接触洪锚杆或离锚杆蛇太近，以免影刘响定位精度；康同时在混凝土宿浇注时，在基扯坑四周采用全舟站仪对锚杆位迟置进行监测，碗全过程控制混鸦凝土浇注对锚昏栓定位的影响拾。昆5驱、管锚栓套架的处搞理：在混凝土婆浇注完成后，反切割锚栓套架员混凝土表面以穗上的部分（或加者切割到钢柱扬底标高处抓、捏，并复测各锚魂栓位置，最后讯进行主体钢结姓构安装。墓叛球形螺母误差圾调整秀钢柱安装完成益后，安装球形萍螺母并消化锚蚂栓安装角度偏抵差，高强锚栓赖进行预应力张揭拉后紧固螺母约，最后进行锚箭栓灌浆。储6骗、材料与设备碑6.1麦亲主要材料：遇角钢和钢板：示若干摔（林Q23厌5恨或蜡Q345拥、苹6.2悬护使用设备艳履带吊或汽车交吊才:锦1召台平臂式塔著吊稀:亿3恩台猜(押用土建施工塔盯吊天)猜直流电焊兆机皂:输4捎台经纬仪罩：供2厨台博全站仪大：测2锤台手动工具：惰若干似配电箱最：秧2暂个；电源电缆扭：若干；7、质量控制洗7.1末缴质量要求淋1押、藏高强预应力锚丛栓的安装应满渣足《钢结构工山程施工质量验窜收规范》浴（酸GB5020版5-2001励、尾的相关要求；孕2丰、符**押主楼中高强预东应力锚栓安装井应满足中国建逼筑工程总公司滑发布的企业标悉准《厦**咏电视台新台址州****恩主楼钢结构施洲工质量验收标镇准》鼻（种ZJQ00-止SG-001躺-2006垄、赞；价3弦、坝高强预应力锚海栓食安装而应满足工程设骨计技术文件的牙相关要求。煤7.2渠慈质量控制蹈1为、御高强预应力锚那杆具有直径大根、尺寸长、单蛾根较重、每根发钢柱数量不等裹、且倾斜一定炸角度的安装特云点，要满足锚还杆准确高精度局定位，必须保莫证支撑套架稳痛固，筏板钢筋蛾绑扎和混凝土晴浇注时必须防你止变形和移动扯。洽2圈、窝混凝土浇注时首派专人监控，羡以避免震动棒蒸接触锚杆或离撕锚杆太近而造翁成较大误差；灵并在基坑四周含设置全站仪对期锚栓位置进行弹精度监控。俩3迅、碧高强预应力锚片栓不得在施工厘现场进行任何捐焊接，并且在砍交叉作业时和挡锚栓套架切割晚时保护好锚栓凭螺纹。8、安全措施和8.1庙柿锚栓套架较高裳，工作人员站每在套架顶部安侍装锚杆时属高饥空作业，应进根行相应的安全耀防护，并且还界需防止整体倾刃覆倒塌；也8.2编浆现场绑扎钢筋模时避免将钢筋脆直接铺设在套额架上以免锚栓毕套架整体倒塌争。9、效益分析首9.1威文设备投入及经魔济效益方面埋预应力锚杆根缸数较多，主要属分布在钢柱处仆，涉及面积较际大，施工中采紫用锚栓套架和弹锚杆同时安装作的做法，仅需辉采用一台小型曲汽车吊就能满落足组装要求，毫避免了现场采亡用塔吊逐根锚怕杆安装，以减陵少了塔吊起重把设备的投入，丢大大节约了安矩装成本。垒预应力锚栓张拾拉端采用球形孙螺母可以适应触倾斜锚杆的角农度，使所有不善同角度锚杆的悔配件全部按倾溉斜冒6蚕度加工，做到奸标准化，大大血节约了配件加现工成本，经济命效益非常可观钻。织9.2食槽工期方面：秧锚栓套架现场慌加工，且锚杆扰在套架加工完锡成时安装，然贪后运输至指定块地点进行吊装值，整个工作可脱以与其它工序叠同时进行，又谦减少了现场交袭叉作业，施工路周期最短。炸9.3与殊质量方面：氧锚栓张拉端采遇用球形螺母可遍以适应一定范阴围的倾斜锚杆堡角度，并且可毙以消化部分安告装角度误差。哥从完成工程安福装结果来看昆，耻100防%悦的钢柱锚栓预踢埋定位准确，拦无一柱底板扩技孔现象，在国旦内钢结构安装挤行业中也少有限。傅安装时采用了蜜锚栓套架一次袭定位，锚杆再流次精确定位，雪提高了安装精够度，能够满足雅预埋精度要求潮。低10接、应用实例乳**要电视台新台址流建设工程主楼滋（以下简称争****槐主楼放、犬坐落于北京市尼朝阳区东三环暴中路和朝阳路质交界处京广桥示东南角，结构痰造型新颖独特仁，为全钢结构绢。总建筑面积叠为联472,99脖8m叙2量，由两座双惩向跟6被度倾斜塔顽楼谎(坐塔楼一呜为视5申2换层、塔楼二黄为肯4奴4怜层谢)轿、紧1丽0革层裙房泛和填1妈4廉层悬臂结构组启成，结构最大旷高度为德234m帅，总钢结构用脏量舌约呈12.据5耗万吨。塔楼内旷部核心筒及内构柱为竖直，外遇框筒柱为双向芽倾斜。塔火楼岗1丙、塔舱楼帆2吧和裙房外框柱严共寸9困7躬根，不除薄1谊2焰根为埋入式钢吸柱外，其砖余忧8惊5厌根柱都设计有笑大直径高强预兰应力锚栓，直售径为奥75mm馋、最长为触6307mm闸、抗拉极限强谈度驳为莲1030N/漂mm餐2划、屈服强度肤为怨835N/m孟m淡2爽的大直径高强着度预应力锚栓牛是国内首例。鞠锚栓角度与双堡向倾斜钢柱角爆度一致，范围门为刊6殖º燕～友8.45腔º除；每根钢柱锚返栓数量也不相信同，数量扮在界4决～盖1思2籍根之间。高强插度预应力锚栓帜的倾斜角度、池埋入长度、数更量和总长度，父按钢柱分类可蠢参照下表：旧序号脑钢柱编号卖倾斜角度待埋入筏板长度跃(喉mm)蛮锚栓数量潮(引套刻)鲜锚栓总长度冒(句mm)竹1仇C30~C3沸4清6.0000缴赛1319汗20繁1852忘2傍C29因6.0463召墨1428苗4弹1961限3屈C28梨6.1832喊傲1428糊4厕1962虎4妙C27映6.4047花镰1429拒4闷1963夫5葱C26宾6.7021遥夹1430走4接1966城6多C25制7.0654气顽1431罚4晶1968筛7严C24谣7.4847昆依1432古4嘴1972浆8朵C23弃7.9505攻胆1434税4巴1976旋9谷C10~C1弹1嘴6.0000增睁1629伯8气2161声10钟C68纠6.3718循术1823蹈6串2358隆11轰C67咱6.6463串垦1824恼6卡2360睬12狸C58劣6.2237债纷2125肥4铁2658陷13彼C59炎6.4923狸爱2126晨4话2660援14话C60植6.8499顾济2127斯4大2664雾15无C61蠢7.2831但穗2129肢4怜2668输16瓦C62位7.7785五疤2132窄4签2673脊17道C13~C1英5暖6.0000饱驶2333孩12礼2865宅18梨C16间6.0605拾道2333蹈4膊2866浪19雪C12堪6.0000亡丙3137才4铅3670明20早C66工6.9868抱访3337铸6妻3875圆21至C65化7.3772礼洽3340匠6四3880琴22周C64矿7.9505案荣3344骑6渴3886神23怒C63架8.4548睁姓3348蜜8征3893幸24听C17辱6.2382逮键3770历4默4304控25去C18否6.5234睛情3772绳4格4307捆26松C19识6.9023盯摄3775裕4解4312纸27肯C20俱7.3597隶时3779期4税4318翅28倦C21塔7.8814挖楼3784额4疗4325腿29虏C22浩8.4540茫写3789奶8业4334拖30露C野8宁、敞C86嘴6.0000员孝3871砖12伸4404恐31匆C伙3钉、离C4薄1茄、滥C4尸5骨、鸟C83承8.4545挪眨3892签48赏4437妨32排C88雄6.0000藏畜3972淘6猫4504筝33骤C81拢8.4545绒蔽3993吴6送4538慨34守C池9伏、佳C87咬6.0000替皂4022镰12叉4554哗35缩C4~C麦5舒、皱C39~C4物0暖、燃C46~C4蕉7搏、广C82杨8.4545牢陶4044借66湖4588和36已C5卧6扎、剧C92郊6.0000尺猜4877拦16脖5409怀37辰C57吉6.0567间驳4877化6黄5410摩38脑C49~C5纯5棋8.4545酱湾4903母66军5448掠39贝C93~C9斥6误6.0000桂达4927骨24盐5459易40筐C89~C9享0消6.0000来寸5028屈16债5560扩41告C79~C8徒0再8.4545桥到5055雪16煌5599粱42恩C48贩8.4545邻瞧5358赛8配5903惰43帆C35~C3叠6熟6.0000苗岩5379团10落5912唇44脖C7管1课、赔C91帽6.0000侮午5731僵18签6264之45堤C70获6.0463休派5732以10柜6265饱46夹C69慧6.1832域雷5733考8格6267衫47默C72~C7锄8俊8.4545直弱5763柿76告6307磨屡总计扇棒586砍盗***