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摘要:钢结构具有轻质高强的性能特点,尤其在造型和空间上发挥的作用无可替代,然而一般也是采用支座固定的方式,本文研究的钢结构空间管桁架采用了转动支座和柔性拉索连接的技术,将空间管桁架“悬空”于空中,更好的实现了其造型结构。
关键词:空间管桁架;柔性拉索
1、工程概况
本工程地上一层地下一层,地下为展厅,地上为商业钢桁结构,主要为空间三角形管桁架结构工程;其中包括焊接球、空间拉索。桁架每一部分通过焊接球连接起来,两边飞翼型桁架通过拉索及焊接球与主体连接固定。整体形状为分别长有飞翼的对称的两瓣模壳形状。屋盖水平投影尺寸约为38.2m×38.8m,其覆盖面积大概750平米,楼面顶标高-0.823m~9.746m,主次桁架主要为空间三角形桁架,桁架跨度为38.8m。桁架弦杆截面均为P180x8、腹杆为P114x4.5,材质均为Q235B。同时结构采用以1670级高强钢丝制成的钢丝束拉索,直径为?22mm。
钢结构与拉索三维图
2、钢拉索施工工艺及措施
2.1前期准备
针对本工程实施的技术重点难点,施工前编制科学、合理的施工方案及安全防护措施,并经监理建设单位审批后方可施工,对参与施工的人员,提前进行有针对性的技术培训及安全培训,使全体施工人员都能熟悉施工方案中的相关要求,保证施工方案在施工过程中得到贯彻执行。
拉索施工前的现场准备:1)部件在运到施工现场后,按编号堆放整齐,下垫木枋,场地要求平整整洁,并且要采取防火、防雨、防湿保护措施。2)检查拉索锚具、PE护套是否有损伤,如有应立即修正或修补。3)消除拉索附近毛刺,避免损伤保护套。
2.2挂索
上端拉索固定,利用安装主桁架的脚手架作为操作平台,在配合利用汽车吊将拉索固定端吊起,吊点位置应满足锚具上端稍有下垂所需要的长度,桁架上节点安装人员在脚手架操作平台采用手拉葫芦和纤维吊装带等工具进行人工穿轴连接,拉索的上部节点安装完毕。
主桁架脚手架搭设示意图
拉索与桁架拉结示意图
下节点拉索安装,在下节点远端设置滑轮,利用人工将拉索下端配合倒链牵引到安装位置,牵引时绑扎点应保证锚具端部有一定的摆动量,牵引过程中应对拉索严加保护,避免索体及锚具螺纹受损,并及时调整拉索悬空时的位置。安装过程中严格检查每根拉索的扭转情况,防止拉索与节点扭转连接。
下部节点安装示意图
2.3张拉
2.3.1张拉方案的确定
张拉前,根据设计单位计算分析,由设计单位、监理单位、施工单位共同确定了采用分级张拉、拉索伸长值与拉力器双控的张拉施工工艺。
2.3.2张拉设备的选定
由于本项目张拉力为LS1为15KN和LS2为30KN,拉索拉力值不是很大,同时考虑到本项目施工工装投入的局限性,张拉采用手拉葫芦(倒链)+拉力器组成。
LS1与LS2布置图
2.3.3具体张拉方案
根据张拉力大小,施工人员利用手拉葫芦进行索力加载,葫芦的张拉力通过拉力器的读数进行控制,初冷张拉不少于2次,每次张拉时间不少于50min。
依次利用葫芦对每根钢索进行索力加载,将钢索拉直并初步控制到设计索力,张拉过程中,应进行必要的监测,避免结构本身发生较大应力变化。
要先安装LS1a号钢索并张紧,再安装LS2号钢索,张拉完成后LS1索力为15KN,LS2索力为30KN。
2.4钢索调节:
2.4.1在对钢索进行张拉过程中,会造成已张拉完成钢索索力发生变化,所以有必要对完成张拉的钢索进行调节,以确保钢索索力达到设计要求。
2.4.2调索采用扭力扳手进行控制,通过设定扳手扭矩,锁定索力后对套筒进行拧紧,由于扭力扳手特殊性,如果钢索索力降低,则可通过扳手拧紧后加载,达到预定索力后自动锁定,无法继续加载,如果索力未发生变化,由于扭力扳手的构造,是无法加载的。
2.4.3依次利用扭力扳手对每根钢索进行索力加载。
2.4.4调索过程中,应进行必要监测,避免结构发生较大应力变化。
1、张拉质量保证
张拉设备各连接部位连接可靠,先试操作两次,确保张拉设备无异常及人员的熟练性;张拉过程中必须平稳,拉力不得忽大忽小,严禁超载作业;张拉到设计值后,经检查无误后可进入下步工序。
2、钢桁架张拉变形监控
张拉前,对主桁架及次桁架进行标高监测,记录数据,对桁架与主体结构连接部位的螺栓进行检查记录,张拉完成后再一次对主桁架及次桁架标高的监测,记录数据,对桁架与主体结构连接处的螺栓检查是否有松动以及脱头。经前后数据对比,变形及标高误差均在允许范围内。
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