大跨度桁架預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工方案一、工程概況本工程為大跨度桁架預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系，主要應(yīng)用于體育場(chǎng)館屋面及轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，單榀桁架最大跨度54米，高度8.1米，共18榀三角形桁架。結(jié)構(gòu)形式采用型鋼混凝土組合截面，主桁架構(gòu)件最大斷面尺寸達(dá)1200mm×2000mm，型鋼骨架為"王"字型非標(biāo)構(gòu)件，采用36mm厚特厚鋼板加工制作。桁架轉(zhuǎn)換層承擔(dān)上部26層結(jié)構(gòu)荷載，設(shè)計(jì)使用年限50年，抗震設(shè)防烈度7度。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分將整個(gè)桁架體系劃分為3個(gè)施工段，每個(gè)施工段包含6榀主桁架及附屬次結(jié)構(gòu)。施工順序按照"先地下后地上、先主后次、先結(jié)構(gòu)后裝飾"的原則組織，各施工段采用交叉流水作業(yè)方式推進(jìn)，總工期控制在180天內(nèi)。2.2施工流程規(guī)劃鋼構(gòu)件工廠加工制作→2.測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)→3.下過渡層鋼柱安裝→4.承重架搭設(shè)→5.主桁架分片吊裝→6.次桁架安裝→7.預(yù)應(yīng)力體系施工→8.承重架卸載→9.鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收→10.后續(xù)混凝土施工2.3資源配置計(jì)劃?rùn)C(jī)械設(shè)備：300t汽車起重機(jī)1臺(tái)、150t履帶起重機(jī)2臺(tái)、全站儀2臺(tái)、液壓張拉設(shè)備3套、CO?氣體保護(hù)焊機(jī)12臺(tái)勞動(dòng)力：鋼結(jié)構(gòu)安裝工30人、焊工20人、測(cè)量工6人、架子工15人、預(yù)應(yīng)力施工專業(yè)班組10人材料管理：型鋼構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)需提供材質(zhì)證明書及第三方檢測(cè)報(bào)告，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用Φs15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值≥1860MPa三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1鋼構(gòu)件加工制作3.1.1原材料控制鋼板進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行力學(xué)性能和化學(xué)成分復(fù)驗(yàn)，特厚板需進(jìn)行Z向性能檢測(cè)。采用數(shù)控切割下料，切割面粗糙度控制在Ra25μm以內(nèi)。構(gòu)件加工前進(jìn)行1:1放樣，制作金屬樣板用于質(zhì)量復(fù)核。3.1.2焊接工藝針對(duì)36mm厚鋼板焊接，采用"王"字型坡口形式，實(shí)施多層多道焊。焊接前進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度80-120℃，層間溫度控制在150℃以下。采用氣體保護(hù)自動(dòng)焊，焊后立即進(jìn)行250℃×1h后熱消氫處理。焊縫質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)，100%進(jìn)行UT探傷檢測(cè)。3.1.3預(yù)拼裝要求在工廠進(jìn)行整體預(yù)拼裝，采用胎架定位法，控制累積誤差≤5mm。預(yù)拼裝完成后對(duì)所有構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)注安裝方向和軸線位置。節(jié)點(diǎn)連接板采用鉆孔成型，孔位偏差控制在±0.7mm內(nèi)。3.2測(cè)量控制體系3.2.1控制網(wǎng)建立建立獨(dú)立的施工測(cè)量控制網(wǎng)，布設(shè)6個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組成閉合導(dǎo)線。使用2mm級(jí)全站儀進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)角中誤差≤2.5″，邊長(zhǎng)相對(duì)誤差≤1/200000。在混凝土結(jié)構(gòu)上設(shè)置永久性測(cè)量標(biāo)志，定期進(jìn)行復(fù)核。3.2.2安裝精度控制主桁架軸線偏差≤3mm桁架垂直度≤H/2500且≤15mm跨中撓度偏差±10mm預(yù)應(yīng)力張拉端位置偏差≤5mm3.3桁架吊裝施工3.3.1吊裝準(zhǔn)備吊裝前對(duì)地下室頂板進(jìn)行加固處理，采用滿堂腳手架+型鋼支撐體系，經(jīng)承載力驗(yàn)算確保滿足300t吊車作業(yè)要求。繪制詳細(xì)吊裝工況圖，明確吊點(diǎn)位置及吊裝順序，主桁架設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，采用專用吊具確保吊裝過程平穩(wěn)。3.3.2主桁架安裝第一段吊裝：采用雙機(jī)抬吊工藝，300t主吊負(fù)責(zé)主吊點(diǎn)，150t輔助吊配合調(diào)整姿態(tài)。起吊角度控制在60°以內(nèi)，就位后使用臨時(shí)螺栓固定，安裝精度調(diào)整后終擰高強(qiáng)螺栓。第二段吊裝：與已安裝段進(jìn)行高空對(duì)接，采用全站儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過調(diào)節(jié)臨時(shí)支撐微調(diào)位置，節(jié)點(diǎn)錯(cuò)位量控制在2mm以內(nèi)。穩(wěn)定措施：每榀主桁架安裝后設(shè)置4道攬風(fēng)繩，采用2t手拉葫蘆調(diào)節(jié)松緊，確保桁架側(cè)向穩(wěn)定。3.3.3次桁架安裝次桁架采用50t吊車對(duì)稱安裝，安裝間距3m，與主桁架連接節(jié)點(diǎn)采用焊接+螺栓組合連接方式。安裝過程中同步設(shè)置安全生命線，確保施工人員安全。3.4預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)3.4.1體系布置水平拉桿設(shè)置2束19-Φs15.2鋼絞線，采用兩端張拉方式；斜腹桿設(shè)置1束12-Φs15.2鋼絞線，采用單端張拉。預(yù)應(yīng)力孔道采用金屬波紋管，安裝位置偏差控制在10mm以內(nèi)。3.4.2張拉工藝張拉順序：先下弦后上弦，同榀桁架對(duì)稱張拉，各榀之間間隔張拉張拉控制：采用"雙控法"施工，以張拉力控制為主，伸長(zhǎng)值校核為輔。設(shè)計(jì)張拉力1860kN，初始應(yīng)力取10%σcon，分5級(jí)張拉（10%→30%→50%→80%→100%）持荷要求：達(dá)到設(shè)計(jì)應(yīng)力后持荷5min，測(cè)量總伸長(zhǎng)值與理論值偏差應(yīng)在±6%以內(nèi)3.4.3灌漿施工張拉完成24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行孔道灌漿，采用無收縮水泥漿，水灰比0.4-0.45，摻加高效減水劑。灌漿壓力控制在0.5-0.7MPa，每個(gè)孔道連續(xù)灌注，直至出口處溢出濃漿為止。3.5承重架搭設(shè)與卸載3.5.1承重架設(shè)計(jì)采用Φ48×3.5mm鋼管滿堂腳手架，立桿間距600×600mm，步距1200mm，設(shè)置雙向水平剪刀撐和豎向剪刀撐。架頂設(shè)置可調(diào)托座，托座上方放置200×200mm方木，通過千斤頂調(diào)節(jié)標(biāo)高。3.5.2預(yù)壓試驗(yàn)選取代表性區(qū)域進(jìn)行1.2倍設(shè)計(jì)荷載預(yù)壓，采用分級(jí)加載方式（50%→100%→120%），每級(jí)加載后持荷12小時(shí)，監(jiān)測(cè)沉降量。卸載后殘余變形應(yīng)≤2mm，方可進(jìn)行桁架安裝。3.5.3卸載工藝采用"分區(qū)、分階段、對(duì)稱、緩慢"的原則，分5個(gè)階段卸載。使用液壓千斤頂控制卸載速率，每級(jí)卸載量不超過20%，每級(jí)卸載后觀測(cè)1小時(shí)，累計(jì)沉降量控制在15mm以內(nèi)。四、質(zhì)量保證措施4.1鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收實(shí)行"三檢制"，重點(diǎn)檢查構(gòu)件變形、焊縫外觀及高強(qiáng)螺栓連接面摩擦系數(shù)焊接質(zhì)量實(shí)行"一票否決制"，一級(jí)焊縫100%UT探傷，二級(jí)焊縫20%UT探傷高強(qiáng)螺栓終擰扭矩值按規(guī)范要求進(jìn)行10%抽樣檢查，扭矩偏差控制在±10%以內(nèi)4.2預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制鋼絞線張拉前進(jìn)行管道摩阻測(cè)試，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果調(diào)整張拉控制應(yīng)力灌漿料制備采用電子計(jì)量，攪拌時(shí)間≥3min，確保灌漿料流動(dòng)度≥300mm建立預(yù)應(yīng)力張拉臺(tái)賬，詳細(xì)記錄每束鋼絞線的張拉數(shù)據(jù)4.3測(cè)量監(jiān)測(cè)控制實(shí)行"測(cè)量雙檢制"，重要部位測(cè)量結(jié)果需經(jīng)兩人獨(dú)立復(fù)核桁架安裝期間每日進(jìn)行溫度觀測(cè)，選擇在氣溫穩(wěn)定的早晨或傍晚進(jìn)行精密測(cè)量建立結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)體系，在桁架跨中及支座處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定期觀測(cè)直至竣工驗(yàn)收五、安全管理措施5.1高空作業(yè)防護(hù)安裝作業(yè)層設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，滿掛密目安全網(wǎng)，腳手板采用防滑型木腳手板施工人員必須佩戴雙鉤安全帶，安全帶應(yīng)高掛低用，嚴(yán)禁在同一垂直面上下交叉作業(yè)高空焊接作業(yè)設(shè)置接火斗，配備滅火器，焊接區(qū)域下方10m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆放易燃物品5.2吊裝作業(yè)安全吊裝前進(jìn)行吊裝穩(wěn)定性驗(yàn)算，吊具、索具每臺(tái)班檢查一次，其安全系數(shù)≥6倍起重機(jī)作業(yè)半徑內(nèi)設(shè)置警戒線，非作業(yè)人員嚴(yán)禁入內(nèi)，起吊時(shí)構(gòu)件下方嚴(yán)禁站人大風(fēng)（風(fēng)力≥6級(jí)）、雨雪天氣停止吊裝作業(yè)，已安裝構(gòu)件應(yīng)采取臨時(shí)固定措施5.3應(yīng)急預(yù)案配備應(yīng)急救援小組，定期組織應(yīng)急演練，配備急救箱及擔(dān)架等醫(yī)療設(shè)備針對(duì)可能發(fā)生的起重傷害、高處墜落等事故制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置應(yīng)急通道，寬度≥3.5m，確保應(yīng)急車輛通行暢通六、施工監(jiān)測(cè)與驗(yàn)收6.1施工過程監(jiān)測(cè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)：在主桁架關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝應(yīng)力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化，控制值≤設(shè)計(jì)值的80%變形監(jiān)測(cè)：采用全站儀對(duì)桁架撓度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)張拉階段跨中撓度控制在L/500以內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)焊接作業(yè)區(qū)空氣質(zhì)量，確保粉塵濃度≤4mg/m3，有害氣體濃度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)6.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收：符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50205-2020要求，其中桁架垂直度、撓度等偏差需滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求預(yù)應(yīng)力驗(yàn)收：鋼絞線張拉實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值偏差在±6%以內(nèi)，灌漿飽滿度經(jīng)無損檢測(cè)合格竣工驗(yàn)收：需提供完整的施工技術(shù)資料，包括原材料合格證、檢測(cè)報(bào)告、施工記錄、驗(yàn)收記錄等七、施工進(jìn)度計(jì)劃施工階段持續(xù)時(shí)間（天）開始時(shí)間完成時(shí)間關(guān)鍵控制點(diǎn)鋼構(gòu)件加工45第1天第45天構(gòu)件預(yù)拼裝驗(yàn)收測(cè)量控制網(wǎng)7第30天第36天控制網(wǎng)驗(yàn)收鋼結(jié)構(gòu)安裝60第46天第105天主桁架合龍預(yù)應(yīng)力施工20第106天第125天張拉完成承重架卸載15第126天第140天結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)收整改20第141天第160天竣工驗(yàn)收八、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用8.1胎架定位拼接工藝采用模塊化胎架進(jìn)行桁架預(yù)拼裝，通過可調(diào)支撐實(shí)現(xiàn)三維精確定位，預(yù)拼裝精度控制在2mm以內(nèi)，有效解決了大跨度桁架高空對(duì)接難題。8.2預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)應(yīng)用智能張拉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)張拉過程自動(dòng)化控制，實(shí)時(shí)采集張拉數(shù)據(jù)并上傳至管理平臺(tái)，可對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警，確保張拉質(zhì)量均勻一致。8.3BIM技術(shù)應(yīng)用建立全專業(yè)BIM模型