輪輻式張拉梁屋蓋同步分級張拉整體提升技術

劉長麗

(四川省晟茂建設有限公司，四川成都 610000)

輪輻式張拉梁屋蓋同步分級張拉整體提升技術

劉長麗

(四川省晟茂建設有限公司，四川成都 610000)

目前我國許多大跨度鋼屋面張弦粱結構施工中，存在張拉設備投入大、高空穿索作業多、張拉費用大、施工難度大、安全保障差等問題。張弦梁分批分階段循環張拉完成穿索施工的新技術，在確保不同組張弦梁進行拉索張拉施工時對相鄰組張弦梁的影響最小的前提下，最大限度地降低了施工周期，減少張拉設備投入，降低造價，施工周期短，施工質量控制較好，應用前景較廣。

張拉梁屋蓋; 同步; 分級; 張拉; 施工技術

1 項目概況

成都電子科技大學清水河校區體育館工程坐落于成都市高新西區，工程南側緊鄰IT大道，工程北側為學校主樓，東側為成都市繞城高速公路。體育館為甲級體育館，可進行全國性和單項國際性體育比賽。該館集體育項目比賽、練習和群眾體育鍛煉、師生集會等功能為一體。總建筑面積23 852 ，建筑高度為26.090 m，室內外高差0.45 m。單層，局部4層。結構設計使用年限為50 a。鋼筋混凝土結構，輪輻式張弦梁結構屋面，抗震設防烈度7度。比賽館總座席數為7 439個，其中固定席5 468個，活動席1 954個，殘疾人席17個。

2 主要施工技術

2.1 施工工藝及流程

施工準備→中心環內圈臨時支架設置→中心環外圈臨時支架設置→腳手架搭設至中心環底部位置→中心環內圈開始施工→中心環內圈施工完成→腳手架拆除，內環張內環張弦梁開始安裝→內圈第二榀張弦梁安裝→內環第一榀、第二榀張弦梁間次梁安裝→外圈抗風柱開始安裝→內圈張弦梁安裝，外圈抗風柱同步施工→內外圈鋼結構安裝同步進行→重復以上安裝過程，直至整個鋼結構安裝完成→臨時支撐拆除，整個鋼結構主體安裝完成。

2.2 特點

屋蓋為輪輻式張弦梁結構，下弦為預應力拉索，上下弦通過豎向撐桿支撐組成張弦梁結構，屋蓋徑向共布置30榀張弦箱型梁，屋蓋中央設剛性環連接各張弦梁，作為30榀張弦梁端部拉索的節點，中央剛性環作為張弦梁的拉索和弦桿的最主要的節點，上圓直徑為16 m，下圓直徑為7.0 m，高度為9.5 m，主要桿件截面為箱形和H形。屋蓋跨度為100 m，中央矢高位9.5 m，張弦梁上弦為箱型截面，下弦為預應力拉索。

本技術將30榀張弦梁分成三組，每組10榀。施工過程中，先對拉索張拉一組至第一階段完成。第一階段以張弦梁脫離胎架的臨界點為完成標志，經計算，該臨界點約為初始張拉力的72 %左右。隨后對第二和第三組進行第一階段拉索張拉施工。第二階段張拉先對一組進行初始張拉力72%～90%的拉索張拉，再輪換至第二組進行同樣的施工操作。直至三組全部張拉至90%的初始張拉力。最后再進行一次循環施工，拉索張拉至初始張拉力的105%(超張拉5%)，施工完成。

在確保不同組張弦梁進行拉索張拉施工時對相鄰組張弦梁的影響最小的前提下，最大限度的降低了施工周期。共需投入10臺千斤頂施工，較施工周期短，施工質量控制較好。

3 原理

3.1 中心剛性環對張弦梁整體受力施工原理

中心剛性環將所有張弦梁的下弦拉索分成兩段，原由拉索承擔的拉力轉由剛性環下部環梁承受，因此對拉索與中心環的連接以及中心環本身的安裝質量提出了較高的要求。拉索為圓弧性，且在中央剛性環出斷開，設計要求拉索張拉要保證各索段索力均勻。顯然，與一般張弦梁不同的是，同一榀張弦梁拉索的索力易出現索力不均勻的可能性。因此，本工程采用30榀張弦梁同步分級張拉的施工工法，并且每一級張拉階段都要以索力值為控制指標(最后一級同時考慮索力值和監測點位移值為控制指標)。

3.2 內環張弦梁整體吊裝施工原理

內環張弦梁整體吊裝的施工方法，其中下弦拉鎖及吊掛柱在內環張弦梁剛剛脫離地面時穿好，用手拉葫蘆進行調整、固定，張弦梁安裝到位后，下弦拉索安裝僅在兩端頭進行精確調整即可。

3.3 張弦梁分批分階段張拉施工原理

張弦梁張拉控制的原則，一般分為力和形兩部分，其中力主要為索力，形主要為梁的矢高和跨度等。拉索一次張拉時分為兩個階段共5級：0→25 %→50 %→72 %為第一階 段，72%→90%→105%(超張拉5%)為第二階段。其中0→25%→50%→72%→90%以控制索力為主，而90%→105%(超張拉5%)則根據結構變形情況對索力進行調整，以控制變形為主。

4 結論

本技術對大跨度鋼屋蓋張弦梁分批分階段循環張拉施工工藝進行了系統的規范與總結，大跨度鋼屋蓋張弦梁分批分階段循環張拉施工技術解決了拉索同步一次分級張拉中張拉設備及千斤頂的投入數量大、費用高等問題。在電子科大清水河校區體育館項目施工過程中，通過本技術的應用，共節約費用約80萬元，節約工期約20 d，其中就拉索分批分階段張拉工藝與拉索同步一次張拉工藝向比較，就節約設備投入20臺，且滿足工程質量、進度、安全要求，經濟效益與社會效益顯著。同時，本技術采用的關鍵技術可操作性強，在同類工程技術中有一定的領先地位,適用于建筑高度30 m、直徑100 m以下的大跨度張弦粱結構施工，均可采用該工法。其他類似工程也可參照使用。

劉長麗(1978～),女，本科，工程師，從事建筑工程施工工作。

TU757.1

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[定稿日期]2015-03-12