預應力鞍形索網(wǎng)屋蓋工程施工工藝[摘要]介介紹學校體育育館菱形平面面鞍形索網(wǎng)屋屋蓋結構施工工工藝，包括括錨夾具設計計、邊梁立模模放線、索孔孔預埋鋼管制制作及安裝、箱箱形邊梁混凝凝土澆筑、鋼鋼索制作及安安裝、索網(wǎng)張張拉以及屋面面施工工藝等等。[關鍵詞]體育館鞍形形索網(wǎng)屋蓋預預應力鋼絞線線懸索結構學校體育館位于于校園內，建建成后將作為為該校的一個個標志性建筑筑。該工程屋屋蓋采用雙曲曲拋物面鞍形形索網(wǎng)結構形形式，平面形形狀為近似菱菱形，對角尺尺寸為69．6m×67．2m，平面面面積約為34459．5m2。索網(wǎng)懸掛掛在4根直線形箱箱形邊梁上，梁梁截面為14400mm××1800mmm，混凝土土為C50。索網(wǎng)網(wǎng)共設計有承承重索(主索)40束，每每束為2?j15．24鋼絞線；；穩(wěn)定索(副索)4l束，每每束為1?jl5．24鋼絞線。索索網(wǎng)網(wǎng)格水平平投影尺寸為為1．6m×1．6m，中央主主索的矢度和和中央副索的的拱度均為66m(見圖1)。1施工工藝藝流程本工程索網(wǎng)結構構施工工藝流流程為：邊梁梁立?！鷺怂骶W(wǎng)孔位→綁扎鋼筋→安裝鋼管→焊接灌漿管管和泌水管搭搭滿堂腳手架架→鋼索錨具安安裝→鋼索下料鋼鋼管制作→澆筑邊梁混混凝土→混凝土養(yǎng)護→索網(wǎng)張拉→孔道灌漿→端頭封裹。2錨具及夾具具設計2．1錨具具及其配件設設計本工程選用的鋼鋼索為個155．24低松弛鍍鍍鋅鋼絞線，由由于索與索之之間的相互影影響，在張拉拉的最后階段段需對鋼索的的內力進行微微調，所以自自行設計了一一套非標準帶帶微調的夾片片錨具。主索索使用雙孔夾夾片錨具，副副索使用單孔孔夾片錨具。夾夾片錨錨板有有外螺紋，可可以在張拉的的最后階段通通過螺紋對索索的內力進行行適當調整，有有利于索網(wǎng)成成型，給施工工帶來方便。該該錨具委托錨錨具廠加工，錨錨具的性能要要求必須達到到國家規(guī)定的的I類錨具標準準(即ηa≧0．95，?apu,ttot≧2%),確保保錨固性能的的可靠性。2．2夾具具、立柱設計計對主索與副索之之間的連接與與固定，經過過多次反復研研究，自行設設計了如圖22所示的節(jié)點點。3邊梁立模模及放線本工程鋼筋混凝凝土箱形邊梁梁的施工難度度較大。邊梁梁截面呈扭曲曲的平行四邊邊形(不考慮大梁梁外側的掛板板)，截面尺寸寸為14000mm×1800mmm(見圖3)。天溝底板底模支支模時要嚴格格按照設計圖圖紙，不能過過高或過低，過過高不能保證證天溝深度，為為屋面排水帶帶來困難；過過低則將出現(xiàn)現(xiàn)索的預埋鋼鋼管嵌入天溝溝底板。邊梁梁外模、底模模、邊模及天天溝底板模安安裝完畢并經經檢查符合要要求后，即可可定出索孔位位置。索孔位位置用紅十字字線標明，并并寫上所屬索索號，以便安安裝鋼管。待待所有索孔位位置都準確定定位后，即可可綁扎混凝土土大梁內除隔隔板之外的鋼鋼筋。4索孔鋼管管制作及安裝裝4．1鋼管管制作主副索索孔留孔孔材料分別選選用?76mmm×3．75mm和?48mmm×3．5mm普通焊焊接鋼管。鋼鋼管在制作安安裝前要進行行精確計算，考考慮端部內凹凹孔留孔深度度。下料時依依據(jù)下料長度度表逐一下料料，用紅色鉛鉛筆在鋼管上上寫編號、所所屬索號及長長度，以便識識別分辨。鋼鋼管一端切口口為直角，另另一端(安裝時與邊邊梁內側模板板貼緊)切割成45°.焊接錨墊板時要要注意將管中中心與鐵板孔孔中心對準，螺螺旋筋同時焊焊接固定在錨錨墊板—亡(見圖4)。4．2鋼管管安裝在邊梁內，主副副索預埋鋼管管呈交叉布置置，每根主管管同時與2根副管在空空間相交，每每根副管也同同時與2根主管相交交。鋼管按放放線位置確定定后。用鋼筋筋井字架焊接接在邊梁上筋筋上，以固定定其位置。端端部用麻絲堵堵嚴，以防止止?jié)不炷習r時流進從漿。先先安裝主管，后后安裝副管，副副管直接與主主管焊接在一一起。鋼管安安裝固定完華華后，制作文文裝預留孔模模板。由于預預留孔外側面面是不規(guī)則的的四邊形、制制作有一定的的難度。經考考慮幾種方案案，最終選用用水盒廣的方方法—)即用長度不不限的l880mm寬、l0Ommm厚的木板板訂成截面為為l80mmm×180mmm的正方形長長木盒，再逐逐一量測預留留孔4條梭的長度度，用鋸準備備下料。木盒盒子要與錨墊墊板嚴格垂直直，盒內塞滿滿水泥紙以防防漏漿。木盒盒子用?6短鋼筋四四面點焊在錨錨墊板和模板板上，正下面面托1根鋼筋與邊邊梁底筋或底底模焊在一起起(見圖5)。鋼管安裝過程中中及女裝完成成后必須逐一一對每根鋼管管的位置進行行檢查和校核核，確保其準準確無誤。索索孔定位及鋼鋼管安裝位置置準確性直接接關系到索網(wǎng)網(wǎng)形成后節(jié)點點標高能否達達到設計要求求，在設計中中、甲方及總總包施工單位位相關人員的的密切合作下下，使這一極極其關鍵的工工作得宜順利利完成、并經經復核、滿足足設計要求。5混凝土澆筑索孔安裝完畢后后，即可綁扎扎隔板鋼筋，立立隔板模板，并并經設計、質質檢部門作隱隱蔽工程驗收收合格后澆筑筑邊梁及輔梁梁的混凝土。由由于邊梁為箱箱形梁，根據(jù)據(jù)截面尺寸，先先澆下部12200mm高高的部分(包括隔板)；待這部分分混凝土初凝凝后即可拆除除其模板，然然后再支頂板板模板，再一一次澆筑成型型。澆筑順序序如圖6所示，輔梁梁混凝土同時時澆筑?；炷翞镃500，添加減水水劑。澆筑混混凝土過程中中應避免振搗搗棒直接接觸觸鋼管，以免免使鋼管位置置產生偏移，并并確保預埋鋼鋼管的暢通。當當益板混凝土土達到一定強強度后，拆除除邊梁內外側側模板，清理理端部孔道。6制索6，1鋼索索的防腐防火火處理以往懸索結構施施工，對鋼索索的防腐處理理較為復雜，需需除銹、除油油、包裹等，工工期長、耗用用人工量大。本本工程簡化了了鋼索防腐處處理，鋼索直直接采用鍍鋅鋅鋼絞線，包包覆厚度為11mm以上的的高密度聚乙乙烯塑料套管管。索網(wǎng)的防防火處理，采采用在索網(wǎng)上上剛防火涂料料的方法。并并且在立柱及及夾具上涂防防火涂料。為防止索孔段灌灌漿后水泥漿漿對鋼索表面面鍍鋅層產生生腐蝕作用，在在裸露鋼索表表面刷l層環(huán)氧樹脂脂。6。2鋼索索的下料鋼索在下料前應應抽樣復驗，內內容包括外觀觀、外形尺寸寸、σb、σ600等，并并出具相應檢檢驗報告。鋼鋼鎖采用砂輪輪切割機下料料，為保證下下料長度的準準確性，采用用定長下料的的方法。在每每束鋼鋼鎖上上均用膠皮帶帶牢固地粘上上寫有所屬索索號和長度的的標簽。以供供穿束時對號號入座。鋼索索的下料長度度必須準確。不不能過短或過過長，并注意意保護塑料套套管。下料前先要以索索網(wǎng)初始態(tài)的的曲線形狀為為基淮進行計計算、下科長長度應把理論論長度加長至至梁邊，再加加上張拉工作作長度和施工工誤差等。另另外在下料的的應實際放樣樣，以校核下下料長度是否否準確。懸索結構鋼索一一般在下料前前要進行預張張拉，本工程程采用的低松松弛鋼絞線，系系在張力下生生產，經試驗驗證明，不進進行預張拉仍仍具有良好的的線彈性，因因此，實際施施工不進行預預張拉，直接接使用。7鋼索安裝裝及索網(wǎng)初步步調整7，1鋼索索安裝在高空架設鋼索索是懸索結構構施工中難度度較大、并且且很重要的工工序。由土建建施工單位用用廖48mmm×3．5mm的鋼管管搭設滿堂腳腳手架，在邊邊梁混凝土強強度達到500％，并檢查查所有孔道均均清理完畢后后，即可掛束束。先掛主索索，后掛副索索。主索依次次從x40→x0l，副索索從y01→y4l開始對對稱安裝直到到y(tǒng)2l索。掛掛索采用全人人工用繩索拉拉的方法，按按照在鋼索上上作的標記線線將錨具安裝裝到位。用卸卸甲卡在主索索上防止副索索向中間下滑滑，使副索在在水平投影方方向上是一條條直線，并確確保主副索在在投影方向保保持正交，在在張拉日才適適時再對這些些卸甲的位置置進行調整，張張拉結束后即即可卸掉卸甲甲。7．2索網(wǎng)網(wǎng)的調整在所有主副索都都安裝完畢后后，對照節(jié)點點設計標高值值對索網(wǎng)進行行調整，使索索網(wǎng)曲面初步步成型，此即即為初始態(tài)。7．3安裝裝夾具及立柱柱索網(wǎng)初步成型后后，開始安裝裝夾具及小立立柱，順序為為先安裝馬道道位置處的夾夾具(計207個)，再安裝其其它普通節(jié)點點夾具及小立立柱，所有夾夾具的螺母均均不擰緊。待待索網(wǎng)張拉完完畢經驗收合合格后再擰緊緊。為防止夾夾具對鋼索的的外包塑料皮皮可能產生的的損傷，在節(jié)節(jié)點處副索外外包裹1層1mm厚的鉛鉛板，隨后安安裝剪刀撐((見圖7)。間樣，其其與立柱連接接的螺母待張張拉結束后再再擰緊。8索網(wǎng)張拉拉工藝張拉是懸索屋蓋蓋結構施工的的關鍵工序。通通過張拉使各各索內力和索索網(wǎng)節(jié)點標高高都達到設汁汁要求。只有有在邊梁混凝凝土強度達到到100％以后后守能進行張張拉。由于是是輕層蓋，故故不必將張拉拉與加屋面荷荷載交替進行行?？梢栽谥髦鞲彼魅繌垙埨戤吅?。再再鋪設檁條和和層面板及懸懸掛吊頂。張拉工藝中，其其關鍵鍵環(huán)節(jié)節(jié)是張拉順序序、循環(huán)次數(shù)數(shù)及張拉力的的大小等。針針對本工程懸懸索屋蓋基本本上具有雙向向軸對稱的特特點。張拉順順序原則定為為先副索后主主索。分別從從中心向四周周依次進行，在在兩端各用11臺張拉設備備同步進行張張拉。穩(wěn)定索索張拉用YCCN-23型型千斤頂，承承重索張拉用用YC-600型千斤頂，均均配以高精度度0.4級壓力力表。張拉順順序如圖8所示。為盡量使鋼索及及邊緣構件均均勻受力，張張拉工作原計計劃分20％、50％、66％、80％、100％共5次循環(huán)，然然后再進行數(shù)數(shù)輪調整。張張拉過程中同同時控制內力力和節(jié)點標高高，按照設計計人員的意圖圖，張拉以應應力控制為主主，標高控制制為輔。張拉開始前測試試所有標高控控制點的標高高，發(fā)現(xiàn)大部部分節(jié)點的實實際標高均低低于設計值。經經研究決定第第1輪先張拉主主索，后張拉拉副索。在每每輪張拉結束束后測讀所有有傳感器讀數(shù)數(shù)，監(jiān)測索網(wǎng)網(wǎng)內力。實際際張拉過程中中，在第2輪張拉完成成后通過分析析內力測試數(shù)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)大大部分副索的的內力已達到到或超過第33輪設計的拉拉力，故經設設計同意，取取消第3輪，直接張張拉第4輪80％。最后后一輪調整張張拉時使用撐撐腳，張拉順順序為先拉主主索，再拉副副索。為消除除錨具回縮的的影響(每端約4mmm)，調整張張拉時微調的的方法為張拉拉力到位后擰擰緊錨杯外面面的大螺母。經經過3輪張拉和2輪調整以后后，將傳感器器的測試結果果與設計提供供的索內力進進行比較，并并由設計人員員認可，達到到設計要求，至至此張拉結束束。張拉結束以后，逐逐一將所有節(jié)節(jié)點的夾具、立立柱上的剪刀刀撐擰緊。切切斷兩端多余余鋼絞線，使使其露出錨具具不少于500mm。為保保證在邊緣構構件內的孔道道與鋼絞線形形成有粘結，改改善錨具受力力狀況，要進進行索孔灌漿漿和端頭封裹裹。這兩項工工作一定要引引起足夠的重重視，因為灌灌漿和封裹的的質量直接影影響到索網(wǎng)的的防腐措施是是否有效持久久，從而影響響到索網(wǎng)的安安全與壽命。灌漿之前，先將將孔道兩端作作初步封閉，并并嚴防索網(wǎng)顫顫動。灌漿用用材料為4225號普通硅硅酸鹽水泥、飲飲用水、JMMIII混凝土減水水微膨脹外加加劑，水灰比比為0．37。灌漿設設備為手動輕輕型壓漿泵，每每個孔道要一一次連續(xù)灌完完，直至泌水水孔冒漿后方方可停止?？卓椎赖吞帪楣喙酀{孔，高處處為泌水孔。最最后，用C330細石混凝凝土將端頭與與錨具封裹，以以防銹蝕。9檀條加工工和安裝工藝藝屋面擦條采用高高200mmm、厚1．6mm的內卷卷邊槽鋼鋼擦擦條。為使索索網(wǎng)受載均勻勻且與受力分分析相對