預(yù)應(yīng)力索施工

1、懸索結(jié)構(gòu)安裝施工懸索結(jié)構(gòu)安裝施工1一、鋼索與錨具11、鋼索的種類與制作12、鋼索的錨具2二、鋼索安裝31、預(yù)埋索孔鋼管32、掛索33、鋼索與中心環(huán)的連接34、鋼索與鋼索的連接3三、施加預(yù)應(yīng)力3四、鋼索與屋面構(gòu)件連接4懸索結(jié)構(gòu)安裝施工與其結(jié)構(gòu)特點密切相關(guān)。在各種懸索結(jié)構(gòu)中，盡管結(jié)構(gòu)體系不同，但它們都是以懸掛在支承結(jié)構(gòu)上的鋼索作為主要承重構(gòu)件。由于鋼索本身是柔性材料，在自然狀態(tài)下沒有剛度，且形狀也不確定，故必須施加一定的預(yù)應(yīng)力才能賦予其一定的形狀，成為在外荷作用下具有必要剛度和形狀穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此懸索結(jié)構(gòu)的安裝施工，主要是解決鋼索的架設(shè)及如何施加預(yù)應(yīng)力的問題。由于懸索結(jié)構(gòu)采用高強鋼索和輕質(zhì)屋面材料

2、，自重較輕，安裝時不需要大型起重設(shè)備及腳手架和模板，故安裝方便，施工費用較低。懸索結(jié)構(gòu)的施工程序是：建立支承結(jié)構(gòu)(柱、圈梁或框架)并預(yù)留索孔或設(shè)置連接耳板，把經(jīng)預(yù)拉并按準確長度準備好的鋼索架設(shè)就位，調(diào)整到規(guī)定的初始位置并安上錨具臨時固定，然后按規(guī)定的步驟進行預(yù)應(yīng)力張拉和屋面鋪設(shè)。一、鋼索與錨具1、鋼索的種類與制作(1)鋼索的種類鋼索一般采用平行鋼絲束、鋼絞線或鋼絞線束等。1)高強鋼絲(用符號p表示)。高強鋼絲是用優(yōu)質(zhì)高碳鋼盤條經(jīng)多次冷拔，并經(jīng)矯直回火處理制成。平行鋼絲束是由多根高強鋼絲制成。近年來，開發(fā)的新品種有低松弛鋼絲和鍍鋅鋼絲。高強鋼絲的直徑常用的有5mm、6mm和7mm，強度標準值為1

3、570MPa與1670MPa，高強鋼絲的性能應(yīng)符合預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲(GB/T5223-1995)的規(guī)定。2)鋼絞線(用符號s表示)。鋼絞線是用多根高強鋼絲在絞線機上成螺旋形絞合，并經(jīng)回火處理制成。常用的1×7鋼絞線是由6根外層鋼絲圍繞著一根中心鋼絲絞成(圖8-72a)。近年來，開發(fā)的新品種有低松弛鋼絞線、鍍鋅鋼絞線、鋁包鋼絞線和模拔鋼絞線(圖8-72b)等。鋼絞線的直徑常用的有12.7mm和15.2mm，強度標準值為1720MPa和1860MPa。鋼絞線的截面面積：12.7為98.7mm2，對15.2為139mm2，重量分別為0.774kg/m和1.101kg/m。15.2模拔鋼絞

4、線的截面面積為2，重量為1.295kg/m。鋼絞線的性能應(yīng)符合預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線(GB/T5224-1995)的規(guī)定。(2)鋼索的制作一般須經(jīng)下料、編束、預(yù)張拉及防護等幾個程序。編束時，不論鋼絲柬或鋼絞線束均宜采用柵孔梳理，以使每根鋼絲或多股鋼絞線保持相互平行，防止互相交錯、纏結(jié)。成束后，每隔lm左右要用鐵絲纏繞拉緊。鋼索的張拉一般取極限強度的5055。鋼索在下料前應(yīng)抽樣復(fù)驗，內(nèi)容包括外觀、外形尺寸、抗拉強度等，并出具相應(yīng)的檢驗報告。下料前先要以鋼索初始狀態(tài)的曲線形狀為基準進行計算，下料長度應(yīng)把理論長度加長至支承邊緣，再加上張拉工作長度和施工誤差等。另外在下料時還應(yīng)實際放樣，以校核下料長度是

5、否準確。鋼索應(yīng)采用砂輪切割機下料，下料長度必須準確。在每束鋼索上應(yīng)標明所屬索號和長度，以供穿索時對號入座。鋼索的防護有以下幾種做法：1)灌水泥漿法。鋼索張拉后，在鋼套管內(nèi)進行壓力灌漿，鋼套管外表面刷防銹漆。2)涂油裹布法。鋼索表面涂防銹油脂，裹麻布或玻璃布。涂油、裹布應(yīng)重復(fù)23道。每道包布的纏繞方法與前一道相反。3)涂油包塑法。采用機械化涂抹防銹油脂并外包熱擠成型的高密度聚乙烯(PE)套管，商品化生產(chǎn)單根鋼絞線或7q)5鋼絲束無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。必要時，可在整束鋼索上加包PE套管，采用雙層做法。一般內(nèi)層PE套管厚1.2mm，外層PE套管厚0.40.8mm。4)PE料包覆法。鋼索用PE料進行包覆，P

6、E料厚度一般為5mm，機械化生產(chǎn)，成品索供應(yīng)。5)多層防護做法。采用鍍鋅鋼絞線或涂環(huán)氧鋼絞線，再灌水泥漿或涂油包塑；在無粘結(jié)鋼絞線束外加鋼套管或PE套管，內(nèi)灌水泥漿或液體氯丁橡膠。鋼索的防護做法應(yīng)根據(jù)鋼索所在的部位、使用環(huán)境及具體施工條件選用。不論采用哪種方法，在鋼索防護前均應(yīng)做好除污、除銹工作。2、鋼索的錨具鋼索的錨具有鋼絲束鐓頭錨具、鋼絲束冷鑄錨具與熱鑄錨具、鋼絞線夾片錨具、鋼絞線擠壓錨具、鋼絞線壓接錨具等。1)鋼絲束鐓頭錨具。鋼絲束鐓頭錨具是利用鋼絲的鐓粗頭來錨固鋼索的一種支承式錨具。常用的錨具類型有錨杯型(A型)與錨板型(B型)，見圖8-73。A型錨具用于張拉端，張拉時利用工具式拉桿擰

7、在錨杯的內(nèi)螺紋上，將鋼絲束拉出來用螺母固定。B型錨具一般用于固定端。如用于張拉端，錨板要帶外螺紋，錨固時可用半圓環(huán)固定。2)鋼絲束冷鑄錨具與熱鑄錨具。鋼絲束冷鑄錨具的構(gòu)造見圖8-74。錨環(huán)內(nèi)壁呈錐臺型，灌環(huán)氧鐵砂冷鑄料。當鋼絲受力時，借助于楔形原理，對鋼絲產(chǎn)生夾緊力。鋼絲尾部鐓頭，形成抵抗拉力的第二道防線。錨杯利用梯形螺紋與螺母固定。張拉端錨具要有內(nèi)螺紋，以便于張拉桿連接。鋼絲束熱鑄錨具的原理同上，但在錨環(huán)內(nèi)澆鋅銅合金，溫度以450oC為宜。尾部有鐓頭和不鐓頭兩種方法。3)鋼絞線夾片錨具。鋼絞線夾片錨具是利用夾片來錨固鋼絞線的一種楔緊式錨具，常用的是多孔夾片錨具，也稱群錨(圖8-75)。在錨板

8、的每一個錐形孔內(nèi)裝一副夾片夾緊一根鋼絞線。夾片有二片式和三片式，夾片內(nèi)表面為倒鋸形細齒，自錨性能好。在低應(yīng)力狀態(tài)下，夾片的齒形應(yīng)特制，并用防松裝置壓緊。如僅夾持單根鋼絞線，可采用單孔夾片錨具。多孔夾片錨具的型號主要有XM、QM、OVM、YM、I'M、HVM等，可錨固1860MPa的鋼絞線束，每束鋼絞線根數(shù)一般為312根，也可更多些。4)鋼絞線擠壓錨具。鋼絞線擠壓錨具是利用擠壓機推動擠壓套通過喇叭型模具擠壓在鋼絞線端頭的一種握裹式錨具，僅用于固定端(圖8-76)。.5)鋼絞線壓接錨具。鋼絞線壓接錨具是利用壓力機將套筒徑向壓接在鋼絞線端頭的一種握裹式錨具。圖8-77所示鋼絞線壓接錨具的端頭

9、為螺桿(用于張拉端)或耳環(huán)(用于固定端)。上述各類錨具的錨固性能，應(yīng)符合國家標準預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器(GB/T14370-2000)的規(guī)定。二、鋼索安裝1、預(yù)埋索孔鋼管對于混凝土支承結(jié)構(gòu)(柱、圈梁或框架)，在其鋼筋綁扎完成后，先進行索孔鋼管定位放線，然后用鋼筋井字架將鋼管焊接在支承結(jié)構(gòu)鋼筋上，并標注編號。模板安裝后，再對鋼管的位置進行檢查和校核，確保準確無誤。鋼管端部應(yīng)用麻絲堵嚴，以防止?jié)不炷習r流進水泥漿。對于鋼構(gòu)件，一般在制作時先將索孔鋼管定位固定，待鋼構(gòu)件吊裝時再測量對正，以保證索孔鋼管角度及位置準確；也可在鋼構(gòu)件上焊接耳板，待鋼構(gòu)件吊裝定位后，將鋼索的端頭耳板用銷子與焊接耳板連

10、接。2、掛索當支承結(jié)構(gòu)上預(yù)留索孔安裝完成，并對其位置逐一檢查和校核后，即可掛索。在高空架設(shè)鋼索是懸索結(jié)構(gòu)施工中難度較大、并且很重要的工序。掛索順序應(yīng)根據(jù)施工方案的規(guī)定程序進行，并按照鋼索上的標記線將錨具安裝到位，然后初步調(diào)整鋼索內(nèi)力及控制點的標高位置。對于索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，先掛主索(承重索)，后掛副索(穩(wěn)定索)，在所有主副索都安裝完畢后，按節(jié)點設(shè)計標高對索網(wǎng)進行調(diào)整，使索網(wǎng)曲面初步成型，此即為初始狀態(tài)。索網(wǎng)初步成型后開始安裝夾具，所有夾具的螺母均不得擰緊，待索網(wǎng)張拉完畢經(jīng)驗收合格后再擰緊。3、鋼索與中心環(huán)的連接對于設(shè)置中心環(huán)的懸索結(jié)構(gòu)體系，鋼索與中心環(huán)的連接可采用兩種方法，即鋼索在中心環(huán)處斷開并與中心

11、環(huán)連接，見圖8-78；鋼索在中心環(huán)處直接通過，見圖8-79。4、鋼索與鋼索的連接在正交索網(wǎng)中，為使兩個方向的鋼索在交叉處不產(chǎn)生相互錯動，應(yīng)采用夾具在交叉處連接固定，其節(jié)點構(gòu)造見圖8-80。三、施加預(yù)應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力是懸索屋蓋結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵工序。通過施加預(yù)應(yīng)力，可使各索內(nèi)力和控制點標高或索網(wǎng)節(jié)點標高都達到設(shè)計要求。對于混凝土支承結(jié)構(gòu)，只有在混凝土強度達到設(shè)計要求后才能進行此項工作。在懸索結(jié)構(gòu)中，對鋼索施加預(yù)應(yīng)力的方式有張拉、下壓、頂升等多種手段。其中，采用液壓千斤頂、手動葫蘆(倒鏈)等張拉鋼索是最常用的一種方式；采用整體下壓或整體頂升方式張拉，是一種新穎的施工方法，具有簡易、經(jīng)濟、可靠等優(yōu)點。如安

12、徽體育館、上海楊浦體育館等索桁屋蓋，利用鋼桁架整體下壓在懸索上，對懸索施加預(yù)應(yīng)力，見圖8-24。具體做法是借助于邊柱頂部預(yù)埋螺桿，通過擰緊螺母將每榀桁架端支座同時壓下。張拉千斤頂常用的有：100250t群錨千斤頂(YCQ、YCW型)(圖8-81)、60t穿心千斤頂(YC型)、1825t前卡千斤頂(YCN、YDC型)(圖8-82)等。前兩者可用于鋼絞線束與鋼絲束張拉，后者僅用于單根鋼絞線張拉。鋼索的張拉順序應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點、施工要求、操作安全等因素確定，以對稱張拉為基本原則。鋼索的張拉方法：對直線束，可采取一端張拉；對折線束，應(yīng)采取兩端張拉。張拉力宜分級加載；采用多臺千斤頂同時工作時，應(yīng)同步加載。實測張拉伸長值與計算值比較，其允許偏差為510。張拉結(jié)束后切斷兩端多余鋼索，但應(yīng)使其露出錨具不少于50mm。為保證在邊緣構(gòu)件內(nèi)的孔道與鋼索形成有效粘接，改善錨具受力狀況，要進行索孔灌漿和端頭封裹。這兩項工作一定要引起足夠的重視，因為灌漿和封裹的質(zhì)量直接影響到鋼索的防腐措施是否有效持久，從而影響到鋼索的安全與壽命。四、鋼索與屋面構(gòu)件連接懸索結(jié)構(gòu)張拉后，可鋪設(shè)檁條和屋面板及懸掛吊頂。屋面板可以采用預(yù)制鋼筋混凝土薄板、彩色壓型鋼板等輕質(zhì)材料。屋面板采用預(yù)制鋼筋混凝土薄板時，可在預(yù)制板內(nèi)預(yù)埋掛鉤，安裝時直接將屋面板掛在懸索上即可。連接