淺談預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在大跨空間鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

摘要：近年來，建筑行業(yè)呈快速上升的態(tài)勢，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)符合建筑施工的更高要求，得到迅猛發(fā)展。我國的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)還比較薄弱，但是近年來發(fā)展較快，主要在體育館建造中應(yīng)用較多。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建筑施工技術(shù)的成熟，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用會越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1.1大量運(yùn)用鋼材，鋼材等級要求高。建筑的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步使得建筑施工對鋼材的要求越來越高，鋼結(jié)構(gòu)的空間跨度越來越大。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工中會增加對鋼材的厚度要求，從而增強(qiáng)鋼材的強(qiáng)度?，F(xiàn)在，新型的鋼材越來越多，其強(qiáng)度的增大可以提高建筑的質(zhì)量。

1.2結(jié)構(gòu)形式多樣化。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑形式多種多樣，涌現(xiàn)了很多奇形怪狀的建筑。大多數(shù)符合自然的生態(tài)綠色的理念，如“鳥巢”的設(shè)計(jì)就是根據(jù)自然中鳥巢的形狀采用復(fù)雜的空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)建造的。

1.3現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運(yùn)用。在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中，運(yùn)用現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力，可以提高鋼材的強(qiáng)度，增加建筑的安全性。現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力是一種新型的應(yīng)用技術(shù)，在建筑中運(yùn)用可以增強(qiáng)建筑的堅(jiān)固性，延長建筑的使用年限。

1.4施工技術(shù)難度大。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑需要很多的節(jié)點(diǎn)支撐，為了滿足建筑的結(jié)構(gòu)形式和堅(jiān)固性，各種各樣的節(jié)點(diǎn)需要焊接，是一個大工程。大型的建筑工程，往往有上萬個構(gòu)建，而且構(gòu)建的大小、尺寸各不相同，加大了施工難度。而國家的重點(diǎn)工程建設(shè)對工程的質(zhì)量有嚴(yán)格的要求，都施工的精準(zhǔn)度要求高。

2.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1模板安裝與拆除

①在預(yù)應(yīng)力筋張拉前預(yù)應(yīng)力梁不能承受任何外加荷載，預(yù)應(yīng)力梁自重及施工荷載全部由模板支撐架承擔(dān)。因此，在模板支撐架搭設(shè)過程中，嚴(yán)格把好基礎(chǔ)、材質(zhì)、間距、支撐、連接、防護(hù)、承重、鋪板、上下通道、驗(yàn)收等十道關(guān)。②預(yù)應(yīng)力梁側(cè)模板在混凝土強(qiáng)度能保證其表面及棱角不因拆模板而受損壞的情況下方可拆除；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的底模及其支撐必須在預(yù)應(yīng)力筋張拉完成、孔道灌漿后方可拆除。

2.2 鋼筋工程

①鋼筋下料采用 CAD 三維空間放樣，由班組根據(jù)鋼筋加工配料單加工，然后分品種、型號、規(guī)格分別掛牌堆放。②為防止加腋區(qū)混凝土保護(hù)層崩裂，須配置專門的防崩裂鋼筋。防崩裂鋼筋內(nèi)側(cè)圓弧與預(yù)應(yīng)力束密貼，不得松動；防崩裂鋼筋的錨固端應(yīng)有足夠的錨固長度。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋下料

預(yù)應(yīng)力筋下料長度根據(jù)設(shè)計(jì)水平長度、曲線長度、錨具尺寸和千斤頂張拉所需工作長度確定。下料采用砂輪切割機(jī)切割。下料的同時檢查鋼絞線的外觀，鋼絞線展開后應(yīng)平順無彎折，表面不應(yīng)有裂紋、小刺、機(jī)械損傷、氧化鐵皮、油污等。根據(jù)現(xiàn)場條件采用人工每根穿束。預(yù)應(yīng)力筋穿束時先從固定端穿過承壓板、螺旋箍向張拉端進(jìn)行。

2.4預(yù)應(yīng)力波紋管的安裝與固定

預(yù)應(yīng)力波紋管的曲線位置是保證預(yù)應(yīng)力效果的關(guān)鍵，應(yīng)予以高度重視。安裝前根據(jù)設(shè)計(jì)圖細(xì)化預(yù)應(yīng)力波紋管的定位曲線和定位點(diǎn)。施工時以梁底模為基準(zhǔn)點(diǎn)，量出波紋管曲線底對應(yīng)點(diǎn)的高度，標(biāo)記在梁箍筋上。波紋管校正好后，用多股扎絲將預(yù)應(yīng)力波紋管牢靠地綁扎在托架上，確保預(yù)應(yīng)力波紋管在澆筑混凝土?xí)r不上浮、不位移。在預(yù)應(yīng)力筋張拉端留設(shè)灌漿孔，固定端留設(shè)管排氣孔。波紋管曲線外觀應(yīng)平滑。進(jìn)行預(yù)應(yīng)力波紋管的曲線定位以前，應(yīng)先完成梁普通鋼筋骨架定位、綁扎。梁縱向腰筋的拉結(jié)筋，應(yīng)在預(yù)埋波紋管安裝、固定完畢后再安裝綁扎。

2.5張拉端和固定端的安裝

①張拉端采用多孔夾片群錨，固定端采用單孔擠壓錨內(nèi)埋。端部承壓板、螺旋筋或局壓網(wǎng)片選用錨具廠家配套的，滿足局部承壓和張拉設(shè)備的要求。②梁張拉端及固定端錨具承壓板應(yīng)與波紋管相垂直，由于預(yù)應(yīng)力梁每束鋼絞線根數(shù)較多，設(shè)置整塊鋼承壓板較困難，可將固定端鋼承壓板分成與鋼絞線根數(shù)相對應(yīng)的塊數(shù)，固定端鋼承壓板安裝時，鋼承壓板上擠壓錨具間距宜為 60mm。待預(yù)應(yīng)力筋穿束完成后，將承壓板點(diǎn)焊在普通鋼筋骨架上固定，固定端承壓板距波紋管端 500mm。③綁扎梁和柱的普通縱向鋼筋時，應(yīng)注意避開預(yù)應(yīng)力筋波紋管和承壓板位置。在梁端部承壓板范圍的上部普通縱筋下彎時，可側(cè)向下彎或者后退 130mm 再側(cè)向下彎。封梁端模及澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)注意保護(hù)波紋管，防止混凝土漿進(jìn)入波紋管孔道

2.6預(yù)應(yīng)力筋張拉

張拉工藝流程：整理、清潔鋼絞線 → 安裝錨具、千斤頂 → 鋼絞線裝入千斤頂及工作錨內(nèi)楔緊 → 張拉→ 錨固→ 灌漿→ 切割多余鋼絞線 →封錨。張拉采用張拉控制應(yīng)力和伸長值雙控，以張拉應(yīng)力控制為主。預(yù)應(yīng)力筋張拉時應(yīng)保證每根預(yù)應(yīng)力筋受力均勻一致。具體實(shí)施方法為：將各級張拉應(yīng)力值通過千斤頂?shù)臉?biāo)定轉(zhuǎn)化成比較直觀的油壓表讀數(shù)，各級張拉應(yīng)力值采用油壓表讀數(shù)控制，千斤頂和油壓表配套使用。同際伸長值與設(shè)計(jì)計(jì)算理論伸長值允許偏差應(yīng)在±6%范圍內(nèi)。每次張拉應(yīng)有完整的原始記錄。

3.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制

3.1鋼構(gòu)件質(zhì)量安全等級的控制

隨著建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的逐漸完善，在標(biāo)準(zhǔn)中對鋼結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)也有理論可依。在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中鋼構(gòu)件的安全等級可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。在需要改變安全等級時進(jìn)行必要的調(diào)整，主要構(gòu)件有隱患時必須提高其安全等級；在次要構(gòu)件選用時可以稍微降低其安全度。總的要求是必須保證整個鋼構(gòu)件的安全和建筑物的承受力。在遇到地理不可抗因素破壞時必須能保證整個建筑物的整體結(jié)構(gòu)，最大程度保障人民生命財產(chǎn)安全。在鋼結(jié)構(gòu)安全的前提下沒必要過分要求鋼結(jié)構(gòu)的安全等級。

3.2施工過程注重對焊縫的處理

在鋼結(jié)構(gòu)施工處理過程中焊接這個環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，對于大型鋼架構(gòu)建筑鋼材就如同人的骨骼脈絡(luò)一樣，焊接工藝要求非常嚴(yán)格。在焊接過程對于焊接殘余應(yīng)力只能減小而不可能做到消除處理。焊接質(zhì)量等級必須高于或等于二級。在國家關(guān)于民用建筑的相關(guān)規(guī)定中也有規(guī)定，焊接厚度絕不可以小于鋼材厚度的三分之一，對于要求抗震的建筑要求更高，要求焊接厚度不能小于鋼材厚度的二分之一。對于鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵骨架必須要求全部焊透，以保障框架的穩(wěn)定性。對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，必須明示出焊接的各個細(xì)節(jié)。讓施工工作人員完全按照要求去操作。

3.3加強(qiáng)安裝施工質(zhì)量管理

（1）選用合理的安裝方法。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)復(fù)雜，選用合適的施工技術(shù)和方法有利于建筑施工的安全。鋼結(jié)構(gòu)的施工建筑需要進(jìn)行技術(shù)革新，選擇滿足經(jīng)濟(jì)、安全的要求。在鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展迅速的時代，工程師不斷地創(chuàng)造了各種高技術(shù)含量的施工技術(shù)，如整體滑移技術(shù)、高空分榀組裝等技術(shù)。根據(jù)施工的具體需要，選擇符合要求的工程技術(shù)，從而使工程安裝得到最大優(yōu)化。（2）降低安裝操作偏差。任何建筑施工都會有偏差，在國家建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，允許一定范圍的偏差。對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程，由于其空間范圍巨大，結(jié)構(gòu)件繁多復(fù)雜，必然在施工過程安裝影響施工精細(xì)度，必須做到施工環(huán)境的精細(xì)管理，將可控誤差降到最低。

4.結(jié)語

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，施工技術(shù)要求越來高大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)順應(yīng)了這種發(fā)展潮流，為建筑的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)是具有綠色環(huán)保的性質(zhì)，這種技術(shù)在建筑中運(yùn)用了仿生態(tài)自然里面，表現(xiàn)出自然生態(tài)和諧之美。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)將會更多地應(yīng)用到建筑施工中，從而促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。

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