柔性邊界幕墻索網(wǎng)張拉施工方法研究

泮建江，駱利松

（浙江 杭州 310000）

1 施工對(duì)象的資料

本文采用的實(shí)例是杭州大廈。杭州大廈位于杭城繁華商貿(mào)、交通、文化的中心武林廣場(chǎng)，是一座國際四星級(jí)多功能賓館。幕墻是建筑物的外圍護(hù)墻，不承重，像幕布一樣掛上去，因此又稱為懸掛墻，在現(xiàn)代大型和高層建筑中常被用到的裝飾輕質(zhì)墻。幕墻根據(jù)材料劃分為玻璃幕墻、鋁合金幕墻、鋼板幕墻等，根據(jù)有無框架又可劃分為有框架和無框架幕墻。

2 柔性邊界幕墻索網(wǎng)張拉存在的技術(shù)難點(diǎn)

2.1 索力的敏感程度高

本工程中，柔性邊界幕墻索網(wǎng)張拉除了具有大跨度立面索網(wǎng)的施工特點(diǎn)外，還具有索力敏感程度高這一技術(shù)難點(diǎn)。上文中已經(jīng)提到該工程豎索之間的相互影響較大，而造成豎索之間相互作用過大的原因是張拉過程中桁架變形嚴(yán)重，造成索力重分布；再就是上部與下部豎索的平衡，需要HJ3來實(shí)現(xiàn)，這就使得上下拉索間的索力相互影響變大；另外雨篷荷載和玻璃荷載會(huì)影響到豎索，特別是平衡索的索力會(huì)出現(xiàn)很大的變化。玻璃、雨篷的安裝會(huì)使下部平衡索的索力增大2～3倍，但下部主索的索力會(huì)減少30%～50%；此外下豎索的長(zhǎng)度也會(huì)影響索變形，因?yàn)楫?dāng)下豎立長(zhǎng)度小到一定程度（即3.4m）時(shí)，索力將對(duì)變形極為敏感。綜上所述控制索力將是本工程的難點(diǎn)與關(guān)鍵。

2.2 索力與變形的關(guān)系

在進(jìn)行索網(wǎng)張拉施工中，索力與變形既相互影響又同時(shí)保證。索網(wǎng)幕墻懸挑雨篷的跨度為14.5m，雨篷的荷載對(duì)HJ3會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩。為了平衡該扭矩，需要通過前排主索與后排平衡索產(chǎn)生的反向扭矩。同時(shí)拉索的索力會(huì)同雨篷產(chǎn)生形變并相互影響。為了使豎向拉索的索力滿足設(shè)計(jì)要求，且懸挑雨篷的撓度也符合設(shè)計(jì)要求，需要通過仿真計(jì)算進(jìn)行精確的模擬，此外還要根據(jù)施工的具體情況采取必要的措施，但這一過程有一定的難度。

3 施工順序

索網(wǎng)幕墻的施工順序，需要考慮三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鋼索張拉與雨篷焊接的先后次序；鋼索張拉與安裝夾的先后次序方案的對(duì)比；鋼索張拉和HJ3卸載的先后順序。

3.1 鋼索張拉與雨篷焊接的先后次序

雨篷懸挑的長(zhǎng)度達(dá)到14.5m，雨篷的荷載對(duì)HJ3會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩。為了平衡該扭矩，需要通過前排主索與后排平衡索產(chǎn)生的反向扭矩。不同的焊接順序會(huì)產(chǎn)生不同的效果，例如先焊接雨篷后張拉，優(yōu)點(diǎn)是索力能夠得到很大的保證，但雨篷變形的偏差將會(huì)加大。采用其他的焊接順序，雖然雨篷的變形問題得到解決，但索力的誤差將會(huì)不可避免。有人研究得出，張拉能夠影響HJ3傾角誤差以及雨篷變形?；谶@個(gè)原因，選擇容易控制的雨篷變形施工方法，首先張拉拉索，然后再將雨篷同HJ3進(jìn)行焊接，最后卸載雨篷。

3.2 鋼索張拉與安裝夾的先后次序

鋼索張拉與安裝夾的先后次序有兩種選擇，第一種是先安裝索夾后張拉鋼索。這種施工方法的優(yōu)點(diǎn)是索夾安裝方便，即便不借助輔助設(shè)備也能夠完成。但也存在缺點(diǎn)，缺點(diǎn)是索夾的安裝位置需要事先進(jìn)行標(biāo)記，這是因?yàn)樗鲓A的初始安裝位置能夠影響到索網(wǎng)內(nèi)力的分布和玻璃安裝的質(zhì)量。如果索夾初始安裝位置的偏差超過一定的限度，則容易出現(xiàn)索力分段不均以及玻璃安裝的質(zhì)量等情況。第二種是先張拉鋼索后安裝索夾。這種施工次序可以避免張拉過程中的橫索、豎索的相互影響。如果索力在索長(zhǎng)方向上是均勻分布的，就能夠有效的避免節(jié)間索力分布不均的情況，張拉的質(zhì)量可以得到有效的保證。當(dāng)拉索張拉完成后，索夾定位將更準(zhǔn)確。但這種施工順序也存在缺點(diǎn)，缺點(diǎn)是索夾的安裝有一定的難度，特別是最后幾個(gè)索夾安裝時(shí)，需要借助千斤頂?shù)仍O(shè)備輔助才能完成。在中石油大廈的施工中，經(jīng)過權(quán)衡利弊，最終擬定先張拉鋼索后安裝索夾的順序方案。

3.3 鋼索張拉與HJ3卸載的先后順序

HJ3的剛度和變形能夠影響豎索張拉。在該工程中，HJ3腳手架進(jìn)行拼裝時(shí)，拉索張拉有兩種選擇，分別是先卸載HJ3，然后再張拉；HJ3在腳手架上進(jìn)行張拉。張拉過程中HJ3的起拱不確定，造成腳手架不同位置的支持力增減程度不同，這樣腳手架的剛度就難以模擬了。為了解決上述問題，可采取先卸載HJ3的方法，并同時(shí)校核HJ3的實(shí)際剛度。有實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)HJ3出于自重作用撓值達(dá)到1/100﹒L（L為跨度）時(shí)能夠滿足需要。

4 仿真計(jì)算

張拉仿真計(jì)算能夠?yàn)閺埨┕ぬ峁?shí)驗(yàn)依據(jù)，同時(shí)也是張拉質(zhì)量的重要保證。在張拉方案制定好的情況下，進(jìn)行仿真計(jì)算，測(cè)試每步索力的變化以及結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力數(shù)值。在該工程中，采用的是由兩側(cè)向中間對(duì)張拉方案，而豎向索力張拉分為14步進(jìn)行。在張拉的同時(shí)，將實(shí)測(cè)索力變化同計(jì)算索力對(duì)比，如果偏差不太大，就表明可行。

5 保障施工質(zhì)量的措施

科學(xué)的張拉順序與分級(jí)方法能夠降低初始缺陷和結(jié)構(gòu)誤差的影響，避免施工誤差的積累，確保索力更符合設(shè)計(jì)要求；由于邊界剛度對(duì)張拉過程的影響較大，可以通過試張拉檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度，進(jìn)而對(duì)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行修改，使仿真的計(jì)算更具有意義；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工通常采用張拉力控制為主，伸長(zhǎng)值控制為輔的原則；溫度修正，施工的實(shí)際溫度是22～35℃，而設(shè)計(jì)要求的溫度是20℃；最后是施工監(jiān)測(cè)，施工監(jiān)測(cè)是保障施工質(zhì)量的重要手段。

[1] 杜彥凱，呂學(xué)政，周黎光，等.柔性邊界幕墻索網(wǎng)張拉施工方法研究[J].施工技術(shù)，2008（37）.

[2] 吳轉(zhuǎn)琴，周建峰，姚謙峰，等.柔性邊界預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工[J].施工技術(shù)，2006（35）.