科研中心办公楼钢结构预应力拉索安装张拉工程

科研中心办公楼钢结构预应力拉索安装张拉工程

施工方案

1

目录

一、工程概况......................................................................1

1.1工程概况..................................................................1

1.2编制依据.................................................................2

1.3实施目标..................................................................2

1.3.1质量目标...........................................................2

132工期目标............................................................2

1.33管理目标............................................................3

1.3.4安全目标............................................................3

二、拉索施工方案..................................................................4

2.1拉索示意..................................................................4

2.2拉索编号..................................................................4

2.3拉索张拉顺序..............................................................6

2.4张拉施工注意事项........................................................6

三、施工过程仿真分析.............................................................1

3.1分析模型的正确模拟.......................................................1

3.1张拉过程模拟..............................................................1

四、索头节点承载力分析.........................................................34

4.1拉索节点设计荷载计算....................................................35

4.2拉索上索头节点的计算分析...............................................36

4.3拉索下索头节点的计算分析...............................................40

五、施工工艺流程.................................................................43

5.1张拉工艺流程.............................................................43

5.2拉索的制作、运输、检查验收及存放.....................................43

53张拉前的准备工作........................................................44

5.4拉索安装及张拉..........................................................45

5.6测量与监控...............................................................49

5.7施工控制方法............................................................49

六、施工管理及部署..............................................................50

6.1项目管理组织机构.......................................................50

6.1.1项目部组织机构....................................................50

6.1.2项目部人员职责....................................................50

6.1.3企业及施工队伍的资质..............................................51

6.1.4建研（北京）结构工程有限公司近年来承担的钢索工程................51

6.2劳动力配置计划..........................................................55

6.3设备配置计划.............................................................56

6.4施工进度计划及保证措施.................................................56

6.4.1施工进度计划......................................................56

6.4.2施工准备期........................................................57

6.4.3施工队伍和主要设备、辅助材料进场计划............................57

6.4.4施工进度保证措施..................................................57

七、安全生产、文明施工.........................................................60

2

7.1安全生产、文明施工总目标...............................................60

7.2安全生产、文明施工管理体系及保证措施..................................60

7.2.1安全生产、文明施工管理体系........................................60

7.2.2安全生产管理制度..................................................60

7.2.3消防措施...........................................................61

7.2.4各部位施工的安全措施..............................................61

7.2.5恶劣天气安全措施..................................................62

7.2.6施工监测安全措施..................................................62

7.2.7高空作业安全措施..................................................62

7.2.8文明施工管理制度..................................................63

八、质量保证措施.................................................................64

8.1工程质量总目标及质量保证体系...........................................64

8.2施工质量保证措施.......................................................64

8.3保证监理制度的实施.....................................................65

8.4遵守现行规范或规定.....................................................66

3

一、工程概况

1.1工程概况

项目名称：中航技研发展示中心钢结构工程预应力索施工

中航技研发展示中心总部办公楼、商务酒店屋顶钢结构为预应力空间桁架

结构体系。钢桁架共17根，桁架间采用多道支撑系杆形成空间结构体系。3轴

至10轴为两层，底标高为92.600m,顶标高为95.600m,11轴至17轴为三层，

底标高为92.600m,顶标高为98.600m。屋顶钢结构空间桁架示意图如下图所

示：

图1.1工程示意图

1

图1.2屋顶钢结构空间桁架示意图

1.2编制依据

1.3.1本工程相关施工图；

1.3.2现行国家建筑施二:相关规范、标准；

1.3.3当地建筑施工技术、质量、安全规程和规定；

1.3.4本工程特点、施工现场环境和自然环境等。

1.3实施目标

1.3.1质量目标

质量上，严格按设计和业主的要求及施工规范进行施工，分部分项工程合

格率100%,确保达到优质工程质量标准。

1.3.2工期目标

工期上，我公司的工期目标严格按照招标文件中的要求制定，具体工期见

后。我司将排除一切不利因素的影响，优化网络计划，力争提前完成施工任

务。

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1.3.3管理目标

精心组织，科学管理，严格按总平面图进行现场临建搭设，搞好文明施

工，争创“文明、优良、标准化''现场。

1.3.4安全目标

加强安全管理，采取有效的安全防护措施，工程施工过程中达到：无死

亡、无重伤、无火灾、无中毒、无坍塌。重伤和死亡事故为零，负伤率小于

0.3%；杜绝火灾事故。

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二、拉索施工方案

本项目为预应力空间桁架体系，张拉是否到位对结构的形态和内力等都影响

巨大，因此索的张拉是本工程的关键。张拉方案的选取不仅涉及到张拉效率、可

操作性，还涉及到张拉过程中的安全性，因此合理张拉方案的确定在本工程中至

关重要。

2.1拉索示意

图2.1.1单幅拉索结构示意图

图2.1.2拉索示意图

2.2拉索编号

为方便对结构拉索的张拉施工进行描述，在张拉前对结构进行编号。以桁架

上弦跨中位置为竖向位移控制点，并将每根桁架下部长度相等的两根拉索归为一

组，具体编号如下所示：

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2.3拉索张拉顺序

针对本工程的具体情况，并结和多年来我司类似工程的经验，拟采用一级张

拉的方法进行预应力张拉。具体施工顺序如下：

①整体提升屋顶钢结构直至就位；

②安装拉索就位并初步预紧；

③按照从长跨到短跨的顺序，同步张拉每根桁架下部四根拉索，第一级张

拉到索力设计值的50%,第二级张拉到位，张拉顺序为：SI、S2；S3、S4；

S5、S6：S7、S8；S9、S10：Sil、S12；S13、S14：S15、S16；S17、S18：S19、

S20；S21、S22；S23、S24；S25、S26；S27、S28；张拉力见表2.1。

结合线性倒拆原理、以及非线性正装原理，迭代计算，按照2.2节所述张拉

顺序进行施工过程计算分析。各张拉施工步骤中拉索张拉力和控制点位移归纳如

表2.1所示（竖向位移以向上为正）。

2.4张拉施工注意事项

1、张拉控制以控制张拉力为主，位移为辅。为减小预应力损失，可采用适当的

超张拉。

2、张拉分三小步完成，分别为50%,90%和100%一旦出现异常，应立即停止张

拉，待问题解决后，再继续张拉。

3、拉索张拉施工全过程，应对控制点进行严密观测，以防止意外的发生。

4、张拉前应对各控制点的标高及位置做记录，以便张拉监测时进行对比。

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表2.1拉索张拉控制表

成形控制点竖向《立移

张拉张拉张拉力

拉索编号索力

级数步骤(kN)K1K2K3K4K5K6K7K8

(kN)

初始杰一一一10no0000000000no

第1步SI、S2927.4、903.71626.7、1637.84.3

第2步S3、S4865.1、869.51565.5、1571.46.9

第步

3S5、S6842.8、847.61545.0、1548.08.2

第4步

S7、S8826.0、828.11522.9、1526.28.6

第5步

S9、S10823.9、827.61523.5、1521.99.0

第6步

SU、S12813.3、811.91518.0、1517.59.8

第

第7步

S13、S14787.0、788.11482.9、1485.29.7

第8步

级S15、S16775.5、774.51468.3、1467.99.2

第9步

S17、S18629.7、628.81195.7、1194.4

第10步

S19、S20625.0、625.31196.7、1194.1

第11步

S21>S22616.4、614.21198.3、1193.6

第12步

S23、S2475.5、73.7145.6、141.6

第13步

S25、S2676.2、76.5148.3、148.7

第14步

S27、S2877.4、76.5150.2、149.2

弟15步

SI、S21658.6、1664.01626.7、1637.819.1

第16步

第S3、S41585.3、1593.51565.5、1571.421.8

第17步

S5、S61565.7、1571.21545.0、1548.023.3

口徒步

级S7、S81543.7、1545.01522.9、1526.223.9

第1H步

S9、S101542.7、1543.01523.6、1521.924.4

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第20步S1KS121532.5、1532.01518.0>1517.524.8

第21步S13、S141498.4、1500.91482.9、1485.224.2

第22步S15、S161483.0、1482.71468.3、1467.922.：

第23步S17、S181206.7、1204.61195.7、1194.4

第24步S19、S201204.3、1203.61196.7、1194.1

第25步S21、S221199.6、1195.31198.3、1193.6

第26步S23、S24145.9、141.9145.6、141.6

第27步S25、S26148.5、148.9148.3、148.7

第28步S27、S28150.2、149.2150.2、149.2

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三、施工过程仿真分析

3.1分析模型的正确模拟

本工程钢结构体量大，结构重要，施工过程复杂，难度较大。虽然本工程的

精心设计保证了结构承受使用阶段荷载和偶遇最大荷载下的安全性，但是工程实

际施工的过程与设计假定有所不同。在设计阶段，假设结构一次成型后施加结构

自重和荷载，而实际上结构的不同杆件是分阶段施工、安装和拼接起来的。施.工

顺序不同，结构杆件参与受力的顺序和程度也不同。施工阶段计算的目的，是通

过科学计算指导施工，保证每个施工阶段的结构安全，确保设计要求的结构尺寸、

受力状态。为此，我司采用有限元分析程序MIDAS/GEN建立了分析模型，对各

个施工阶段的受力情况进行模拟计算。计算中考虑了几何非线性，也考虑了钢索

的材料非线性（抗拉不抗压）。

3.1张拉过程模拟

建立结构模型，调整拉索索力到设计索力，并在其结果的基础上，结合线性

倒拆原理、以及非线性正装原理，迭代计算，按照2.3节所述张拉顺序进行施工

过程计算分析。各张拉步骤的计算结果如下。

初始态：整体提升就位

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a）竖向位移轴视图（mm）

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d)桁架轴力图(kN)

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第一步：同步张拉第一榴桁架上四根拉索(S1、S2)

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a)竖向位移轴视图(mm)

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