某體育場工程預應力鋼結(jié)構(gòu)施工工藝工程概況體育館屋面為平板網(wǎng)架，屋面結(jié)構(gòu)主要承力構(gòu)件是正交預應力空間桁架，桁架最大跨度接近75m。為了增加桁架的剛度，沿桁架下弦鋼管內(nèi)通長設置預應力鋼絞線（雙向布鋼鉸線）。本工程預應力筋采用環(huán)氧涂層填充型低松弛鋼絞線，直徑12mm，抗拉強度標準值1770MPa，環(huán)氧涂層填充型鋼絞線要求除鋼絞線表面包裹環(huán)氧涂層外，各鋼絲之間也有環(huán)氧樹脂填充，鋼絞線外包PE護層，鋼絞線應符合ASTMA882/A882M-02標準。預應力筋錨具采用L&L系列全封閉防腐蝕環(huán)氧鋼絞線配套錨具，并配備防低應力松脫裝置，確保風吸工況下結(jié)構(gòu)安全。主館屋面結(jié)構(gòu)布置圖如下所示：主館結(jié)構(gòu)軸測圖單榀結(jié)構(gòu)示意圖工程難點、重點分析本工程的難點和重點主要有以下幾個方面：1、穿鋼鉸線本工程中主館下弦中采用的鋼束采用環(huán)氧涂層填充型低松弛鋼絞線，直徑12mm，最大長度約為75米，重約107kg，屬于超長預應力結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了，鋼鉸線的運輸、保護和如何穿鋼鉸線束是施工中的難點。2、預應力張拉本工程張拉力最大為30T左右，對張拉設備、張拉工裝和操作人員的要求都較高。張拉順序、張拉分級、超張拉、張拉補償方案，如何使預應力損失最小和鋼鉸線力補償次數(shù)最少等問題需要在理論計算和實際施工操作中予以解決。3、張拉控制鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)有所不同，在施加預應力的過程中整個結(jié)構(gòu)會表現(xiàn)出比較強的幾何非線性特征。張拉其中某一榀或幾榀時其它部位的鋼鉸線力也會發(fā)生一定的變化。因此必須對結(jié)構(gòu)進行整體計算分析，利用有限元程序?qū)Y(jié)構(gòu)的施工過程進行仿真模擬，并將之用于指導施工作業(yè)。4、施工監(jiān)測鑒于預應力鋼結(jié)構(gòu)自身的特殊性，在施工過程中要進行施工監(jiān)測。要對鋼鉸線力、結(jié)構(gòu)應力、變形等關鍵因素進行數(shù)據(jù)采集和分析。一方面保證施工的準確性，另一方面為施工過程中的安全性提供參考依據(jù)。應力鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)特點本工程所涉及的預應力工程為預應力鋼結(jié)構(gòu)。預應力鋼結(jié)構(gòu)工程具有施工難度大、施工前期準備工作量大的特點，因此為使本工程達到設計質(zhì)量要求，確定本工程技術(shù)要點如下：1、根據(jù)本工程的特點制定完善的施工技術(shù)設計。施工技術(shù)設計是為預應力鋼結(jié)構(gòu)的施工進行技術(shù)準備。施工技術(shù)設計中著重注意的技術(shù)要點體現(xiàn)在制鋼鉸線、掛鋼鉸線和預應力鋼鋼鉸線張拉過程中。雖然制鋼鉸線在工廠內(nèi)完成，但制鋼鉸線的精度應在施工技術(shù)設計中得到計算和控制。一些在制鋼鉸線過程中無法達到的精度或產(chǎn)生的誤差宜在施工過程中通過相關的技術(shù)手段進行彌補。2、施工技術(shù)設計中應確定施工順序，尤其是掛鋼鉸線和預應力過程的順序。這里所謂的預應力過程是指施加預應力的過程。對預應力鋼結(jié)構(gòu)預加預應力的過程應根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)類型分別采用改變剛性桿件或柔性鋼鉸線的長度等方法。在預應力鋼結(jié)構(gòu)中，尤其宜采用改變?nèi)嵝詶U件的長度的方法。對結(jié)構(gòu)施加預應力，使預應力能夠分布到整個結(jié)構(gòu)，達到預應力的目的，這個預應力過程必須與設計的預應力施加過程相一致。實際的預應力施加過程作為非線性疊加步加以分析，而對于預應力鋼結(jié)構(gòu)來說尤其要區(qū)分其初始幾何狀態(tài)和預應力狀態(tài)。因為在有些預應力鋼結(jié)構(gòu)初始幾何的張拉過程與施加預應力過程并不一致，這時預應力過程必須根據(jù)實際的設計情況加以區(qū)分，即首先完成曲線或曲面的張拉過程，再考慮為結(jié)構(gòu)提供剛度的過程。如果這兩個狀態(tài)不一致時，預應力過程是不能一氣呵成的。簡言之，張拉結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)設計的主要內(nèi)容就是確定預應力過程的次序、步驟、采用的機械設備、每次預應力過程的張拉量值，同時控制結(jié)構(gòu)的形狀變化，因為結(jié)構(gòu)的形狀是與預應力分部相匹配的。3、預應力鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)設計應規(guī)定預應力過程的速率。因為在每一階段預應力過程中，結(jié)構(gòu)都經(jīng)歷一個自適應的過程，結(jié)構(gòu)會經(jīng)過自平衡而使內(nèi)力重分布，形狀也隨之改變，所以預應力過程的監(jiān)控十分重要。施工技術(shù)設計中應規(guī)定監(jiān)控的指標和參數(shù)。本工程中將采取可靠的監(jiān)測手段，對鋼結(jié)構(gòu)的變形和預應力鋼鋼鉸線的受力進行實時監(jiān)測，以確保結(jié)構(gòu)施工期安全，保證結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)與原設計相符。4、張拉結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)還需要注意結(jié)構(gòu)的其他荷載施加過程，在后續(xù)的結(jié)構(gòu)施工過程中，如屋面荷載、懸掛荷載的施加步驟和方法，要盡量保證比較均勻、對稱、勻速地施工，避免出現(xiàn)過大的集中荷載。施工工藝1技術(shù)準備1、根據(jù)設計要求編制預應力施工方案；2、根據(jù)設計圖紙編制施工預算，準備有關合同資料；3、準備有關材質(zhì)檢驗試驗資料；4、報送有關施工資料；5、組織有關人員熟悉圖紙，學習有關規(guī)范，向作業(yè)人員進行技術(shù)安全交底。2預應力施工材料的加工、運輸、儲存預應力鋼鉸線及節(jié)點加工圖由預應力專項施工單位設計，制作加工由預應力鋼鋼鉸線專業(yè)生產(chǎn)廠家完成。預應力鋼鉸線的制作加工如下：預應力鋼束按照施工圖紙規(guī)定進行下料。按施工圖上結(jié)構(gòu)尺寸和數(shù)量，每根預應力鋼束的每個張拉端預留張拉長度進行下料。預應力鋼束及配件運輸及吊裝、運輸過程中盡量避免碰撞擠壓。預應力鋼束及配件在鋪放使用前，應妥善保存放在干燥平整的地方，下邊要有墊木，上面采取防雨措施，以避免材料銹蝕；切忌砸壓和接觸電氣焊作業(yè)，避免損傷。3預應力結(jié)構(gòu)施工工藝主館施工流程：鋼結(jié)構(gòu)在拼裝平臺上，進行拼裝鋼結(jié)構(gòu)在拼裝平臺上，進行拼裝拼裝平臺搭設預應力鋼鉸線工廠制作運至現(xiàn)場拼裝的桁架進行預應力束穿束應力及變形監(jiān)測灌注混凝土由中間向兩邊同時對稱張拉兩榀至張拉力的50％由兩邊向中間同時對稱張拉兩榀至張拉力的100％應力及變形監(jiān)測進行其他鋼結(jié)構(gòu)安裝將拼裝完成的桁架進行沿軌道進行滑移全部拼裝完成后，另一個方向進行穿鋼鉸線4支座節(jié)點支座節(jié)點大樣圖5預應力結(jié)構(gòu)施工－鋼鉸線安裝工藝本工程預應力鋼絞線在75米左右，屬于超長結(jié)構(gòu)，預應力的穿束是需要重點考慮的問題，根據(jù)工程特點穿束過程中時要借助倒鏈，并且盡量使預應力鋼束保持直線狀態(tài)。1、加工廠制作為了在現(xiàn)場施工方便，以及使承重結(jié)構(gòu)受力均勻，在鋼鉸線束制作時，每根鋼鉸線束都單獨成盤，在加工廠內(nèi)將鋼鉸線束纏繞成盤。2、放開鋼鉸線束鋼鉸線束沿一端逐漸放開，在地面沿放鋼鉸線束方向鋪設一些圓鋼管，以保證鋼鉸線體不與底面接觸，同時減少了與底面的摩擦力，圓鋼管的長度不小于1米，間距為2.5m左右。放鋼鉸線束時使鋼鉸線基本保持直線狀移動。3、鋼絞線安裝過程鋼絞線的安裝在鋼結(jié)構(gòu)在屋頂拼裝完成后進行，在張拉端處一端人工穿入，一端用鋼絲繩牽引，兩端同時用力將鋼絞線穿入鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)。6預應力結(jié)構(gòu)施工－張拉工藝1、預應力鋼鉸線張拉前標定張拉設備張拉設備采用相應的千斤頂和配套油泵。根據(jù)設計和預應力工藝要求的實際張拉力對千斤頂、油壓傳感器進行標定。實際使用時，由此標定曲線上找到控制張拉力值相對應的值，并將其計算打印成表格上，以方便操作和查驗。2、張拉分級及張拉力值根據(jù)設計圖紙和仿真計算結(jié)果，張拉過程分為二個階段。第1階段，安裝完成后，由中間向兩邊將所有鋼鉸線張拉到50％，第2階段，由兩邊向中間將所有鋼鉸線張拉到100％，具體張拉力見下表。編號345678910111213張拉力（KN）150150200200300300300200200150150編號CDEFGHJKLMN張拉力（KN）1501502002003003003002002001501503、張拉順序采用分兩級進行張拉，第一級由中間到兩邊張拉到設計力的50％，第二級從兩邊向中間張拉到100％，每一級中每次同時對稱張拉兩榀桁架（中間為1榀）。4、預應力鋼鋼鉸線張拉采用雙控，以張拉力控制為主，伸長值和結(jié)構(gòu)變形為輔。預應力鋼鋼鉸線張拉完成后，應立即測量校對。如發(fā)現(xiàn)異常，應暫停張拉，待查明原因，并采取措施后，再繼續(xù)張拉。5、張拉操作要點：張拉設備安裝：由于本工程張拉設備組件較多，因此在進行安裝時必須小心安放，使張拉設備形心與鋼鋼鉸線重合，以保證預應力鋼鉸線在進行張拉時不產(chǎn)生偏心；預應力鋼鉸線張拉：油泵啟動供油正常后，開始加壓，當壓力達到預應力鋼鉸線設計拉力時，超張拉5％左右，然后停止加壓，完成預應力鋼鋼鉸線張拉。張拉時，要控制給油速度，給油時間不應低于0.5min。6、預應力鋼鉸線張拉測量記錄張拉前可把預應力鋼鉸線在20％的預緊力作用下的長度作為原始長度，當張拉完成后，再次測量原自由部分長度，兩者之差即為實際伸長值。除了張拉長度記錄，還應該對壓力傳感器測得壓力、全站儀測得鋼結(jié)構(gòu)變形記錄下來，以對結(jié)構(gòu)施工期行為進行監(jiān)測。7、張拉質(zhì)量控制方法和要求（1）在進行伸長值計算時，盡量采用預應力鋼鉸線廠提供的彈性模量進行計算，驗收時考慮鋼鉸線廠的彈性模量誤差對伸長值的影響；（2）張拉力按標定的數(shù)值進行，用伸長值和壓力傳感器數(shù)值進行校核；（3）認真檢查張拉設備及與張拉設備相接的鋼鋼鉸線，以保證張拉安全、有效；（4）張拉嚴格按照操作規(guī)程進行，控制給油速度，給油時間不應低于0.5min；（5）張拉設備形心應與預應力鋼鋼鉸線盡量控制在同一軸線上；（6）實測伸長值與計算伸長值相差超過允許誤差時，應停止張拉，報告工程師進行處理。7鋼鉸線張拉時的溫度影響由于預應力鋼鉸線與鋼結(jié)構(gòu)的線膨脹系數(shù)相同，同處于露天情況下，并且一端支座在張拉過程可以滑動，溫度對鋼鉸線力的影響幾乎比較小，因此可以在一天24小時內(nèi)施工。8同步張拉的控制措施因為要在對稱兩根后鋼鉸線進行張拉，因此控制張拉的同步是保證結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)受力均勻的重要措施?？刂茝埨接袃蓚€步驟。在張拉過程中將每級的張拉力在張拉過程中再次細分為4～9小級，在每小級中盡量使千斤頂給油速度同步，在張拉完成每小級后，所有千斤頂停止給油，測量預應力鋼鉸線的伸長值。如果同一預應力鋼鉸線兩端的伸長值不同，則在下一級張拉的時候，伸長值小的一側(cè)首先張拉出這個差值，然后另一端再給油。如此通過每一個小級停頓調(diào)整的方法來達到整體同步的效果。9張拉腳手架及張拉操作平臺為了保證安裝及張拉工作的順利進行，每榀桁架上對應后預應力鋼鉸線下端的張拉端位置處需要有一個2m見方的操作平臺，作為張拉人員的工作空間并放置相關的張拉設備，在張拉點之間為了便于人員及設備的移動，需要鋪設通道。安全管理措施1、與總包單位安全生產(chǎn)管理體系掛鉤，同時建立自身的安全保障體系，由項目負責人全面管理，每個班組設安全員一名，具體負責預應力施工的安全。2、在進行技術(shù)交底時，同時進行安全施工交底。3、張拉操作人員必須持證上崗。4、張拉作業(yè)時，在任何情況下嚴禁站在預應力鋼鉸線端部正后方位置。操作人員嚴禁站在千斤頂后部。在張拉過程中，不得擅自離開崗位。5、油泵與千斤頂?shù)牟僮髡弑仨毦o密配合，只有在千斤頂就位妥當后方可開動油泵。油泵操作人員必須精神集中，平穩(wěn)給油回油，應密切注視油壓表讀數(shù)，張拉到位或回缸到底時需及時將控制手柄置于中位，以免回油壓力瞬間迅速加大。6、油管接頭處和張拉油缸端部嚴禁手觸站人，應站在油缸兩側(cè)。7、預應力施工人員進入現(xiàn)場應遵守工地各項安全措施要求。預應力施工技術(shù)資料1、預應力專項工程施工方案2、預應力專項工程安全交底3、預應力鋼鉸線合格證、材質(zhì)檢驗報告4、預應力分項工程質(zhì)量檢驗評定5、預應力鋼鉸線張拉機具標定書6、預應力鋼鉸線張拉記錄張拉應急措施1、張拉前的準備檢查各種約束情況,考慮張拉時結(jié)構(gòu)狀態(tài)是否與計算模型一致,以免引起安全事故；張拉設備張拉前需全面檢查，保證張拉過程中設備的可靠性;在一切準備工作做完之后，且經(jīng)過系統(tǒng)的、全面的檢查無誤后，現(xiàn)場安裝總指揮檢查并發(fā)令后，才能正式進行預應力鋼鉸線張拉作業(yè)；張拉前，應嚴格檢查臨時通道以及安全維護設施是否到位,保證張拉操作人員的安全；張拉過程應根據(jù)設計張拉應力值張拉，防止張拉過程中出現(xiàn)預應力過大引起屋蓋起拱；鋼鉸線張拉前，應清理場地，禁止無關人員進入，保證張拉過程中人員安全；在預應力張拉過程中，測量人員應通過測量儀器配合測量各監(jiān)測點位移的準確數(shù)值。2、鋼鉸線張拉的風險張拉的風險主要有：1）張拉設備故障,包括油管漏油,設備故障；2）現(xiàn)場突然停電；3）張拉過程不同步；4）張拉后結(jié)構(gòu)變形、應力、伸長值與設計計算不符；3、張拉設備故障張拉過程中如油缸發(fā)生漏油、損壞等故障，在現(xiàn)場配備三名專門修理張拉設備的維修工，在現(xiàn)場備好密封圈、油管，隨時修理，同時在現(xiàn)場配置2套備用設備,如果不能修理立即更換千斤頂。4、張拉過程斷電張拉過程中，如果突然停電，則停止張拉施工。關閉總電源，查明停電原因，防止來電時張拉設備的突然啟動，對屋架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。突然停電狀態(tài)下，在短時間內(nèi)，千斤頂還是處于持力狀