基于預應力基礎梁的大跨度鋼結構施工控制技術

李志穎

摘 要：由于現今建筑市場對建筑的需求多樣化使大跨度鋼結構在實際中的應用越來越多，但是大跨度鋼結構的施工程序非常復雜，目前我國的技術水平無法滿足大跨度鋼結構的多種需求，因此在施工中需要對其進行控制。本文從力學及施工工藝的角度對大跨度鋼結構進行分析，對預應力基礎梁的大跨度鋼結構中所需要注意的施工要點進行探討并提出幾點可對此結構施工進行控制的方法，以此來探索及完善大跨度鋼結構的施工技術。

關鍵詞：預應力基礎梁；大跨度鋼結構；施工技術；控制技術

在現今建筑工程施工中常在建筑的混凝土結構上施加預應力，以此來提升結構的使用性能及穩固性，對基礎梁施加預應力可以降低其混凝土結構出現開裂情況的幾率，提高結構的抗拉伸力。同時應用預應力基礎梁可以在構建大跨度鋼結構時通過對其結構的調整及應力分布的調控提高結構的可載荷量，從而減少結構在施工中的用鋼數量，避免大跨度鋼結構鋼筋分布過于復雜，影響建筑的整體效果。

一、大跨度鋼結構的發展現狀

在大跨度鋼結構的應用上我國起步較晚，其中預應力基礎梁結構的設計多數為借鑒國外先進的工程設計設計成果，其結構形式逐漸成熟，目前在基礎梁的大跨度鋼結構的使用中，可以對建筑的承重柱進行有效連接，同時在預應力的使用下可以避免張拉力對其結構的破壞。在大型建筑中此種結構使用較多，例如大型商場、車站、體育場等，同時使這種結構施工非常復雜，雖然我國建筑行業大跨度鋼結構的使用已經趨于成熟，但是仍需要對其施工進行全面的控制。

二、大跨度鋼結構施工控制技術

預應力基礎梁是一項復雜的系統性工程，為了在施工中將預應力基礎梁的力學性質與外部形態盡可能的還原為大跨度鋼結構的設計初始形態，對其進行全面的施工控制是必不可缺的環節，在整個過程中其需要對鋼結構進行制作、安裝及張拉進行控制。

1.分析和工藝的結合

在進行預應力基礎梁施工之前需要對其力學性質及外形要求進行綜合考慮，因此其結構的要求比普通的鋼筋結構要復雜許多。在進行大跨度鋼結構的設計時需要將其力學性質及形態進行共同設計，使預應力基礎墻的力學性質與外形相統一。因此在預應力基礎墻施工之前需要對其大跨度鋼結構的特征、要求進行全面的分析、掌控，對其各項施工參數進行有效控制，盡量減少施工與設計之間存在的誤差，強化結構的性能。

（1）結構性能分析。預應力基礎梁結構中對拉索的分析及掌控是必要的環節，通過對其結構拉索的分析比對可以減少施工事故，同時可以合理優化預應力，掌握初始態和工作態下的結構狀態和結構特點，特別是結構自重初始態，確定施工目標；掌握拉索對結構的主要作用，為施工控制打下基礎。

（2）施工力學分析。預應力基礎梁在施工中需要對其整體結構進行張拉施工，因此必須進行詳細的拉索力學分析，從而找準施工方案，精確的計算施工拉索張拉參數，同時進行力學分析也可以對施工的各個過程中大跨度鋼結構的形態進行確定，從而制定出更加安全、可靠的結構優化方案，在預應力基礎梁的施工中主要依據力學分析數據作為監工的參考依據。

2.鋼構和拉索施工的結合

預應力鋼結構是個有機的整體，其通過拉索及其中的張力，來形成結構和改善結構性能。拉索張拉后，結構預應力狀態不僅是拉索的索力，還包括鋼構內力和支座反力以及結構位形等。設計初始態的要求是針對整個結構的，而非僅僅針對拉索。因此，鋼構和拉索施工須緊密結合，以實現最終的結構整體目標。鋼構和拉索施工的結合，具體體現在施工方案、全過程分析、相互施工誤差影響等方面。

（1）施工方案。施工方案包括鋼構安裝方法和順序、胎架支撐系統、支座條件、拉索安裝和張拉的方法、順序和時機等。兩者施工相互穿插，流水作業。優良的施工方案，在保證施工質量下，大大節省施工費用和工期。

（2）全過程分析。由于拉索不可能全部同時張拉，需要分批次張拉，為考慮先后批次索力相互影響，須進行張拉過程分析。在許多工程中，并不是待所有鋼構均安裝后再進行拉索張拉，而是單體子結構的剛構拼裝后就張拉該單體內的拉索，從而不僅存在單體子結構內索力的相互影響，還存在相鄰連系的單體子結構之間狀況的相互影響。因此，須進行包含剛構安裝過程和拉索張拉過程的全過程分析。

（3）相互施工誤差影響。由于成品索有限的索長調節量，鋼構的安裝誤差直接影響到拉索的長度和線形，甚至難以掛索和精準施加張拉力。而拉索上索夾位置偏差和索力偏差，會影響鋼構內力、支座反力和結構位形等，其中對結構位形的影響是最直接的，導致支座難以就位、增加后批鋼構安裝難度。

3.拉索控制

首先，制作確定制作索長及其相應的索長張力，并根據可能的施工誤差，確定合理的索長調節量；其次，安裝根據索長制作誤差，并現場實測鋼構安裝誤差，調節索長和索夾安裝位置等；最后張拉根據分析得到的施工張拉力和主控項目允許偏差進行張拉，同時輔以相關位移、索力等監測。

預應力大跨度鋼結構的發展滿足的現代社會對建筑工程大空間的要求，在預應力基礎梁的施工中其即需要考慮建筑的外形條件，又需要滿足建筑鋼結構的質量、性能要求，其中存在的影響因素過多，因此在施工的全過程需要應用科學、合理的技術對其進行控制。目前在預應力基礎梁的發展中其衍生出了多種大跨度鋼結構形式，使其的應用性能得到了大幅度的提升，而通過對施工工藝及技術的分析結合，可以使其在力學及外形上可以得到更好的統一。

參考文獻：

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