摘要：大跨度體內鋼索預應力桁架結構的優(yōu)勢是整體結構質輕、剛度高、不易產生形變，尤其適用于大型體育場館、機場、橋梁等建筑領域。結合工程實例，分析大跨度體內鋼索預應力桁架結構施工技術應用過程，在探討結構設計、鋼絞線選型配筋、預應力張拉工藝設計基礎上，從施工準備、建筑用電、施工場地布施等方面進行施工過程控制，有效確?？缍润w內鋼索預應力拱形桁架結構的施工質量和安全。

關鍵詞：大跨度鋼索；桁架結構；預應力張拉；鋼筋模板制備

0" "引言

鋼筋混凝土桁架結構具有承載性好、耐久度高、實施便捷等特點，建筑結構形式整體穩(wěn)定性強，經濟性優(yōu)勢明顯，尤其適用于大跨度體內鋼索預應力桁架結構建設施工[1]。本文基于工程實際，從施工過程角度，對大跨度體內鋼索預應力桁架結構的施工技術和控制方法等方面進行探討，通過合理控制鋼絞線選型、預應力張拉、鋼筋模板加工、混凝土施工等方面，使施工技術應用過程趨于合理化，有效保證建筑桁架結構的穩(wěn)定安全。

1" "大跨度體內鋼索預應力桁架結構施工原理

大跨度體內鋼索預應力桁架結構施工技術的核心，在于利用預應力鋼索，通過在桁架結構內部預先施加應力，以增強其整體的承載能力和穩(wěn)定性。其不僅能夠顯著提高結構的抗彎、抗剪能力，而且對于控制結構變形、提高空間利用率和減少材料用量具有顯著的效果。

大跨度體內鋼索預應力桁架結構主體為鋼結構，安裝過程通過地面分段制備、高空拼接安裝的方式完成。完成主桁架高空組對拼裝焊接后，通過專業(yè)牽引機械在下弦鋼管內穿設預應力鋼絞線，同時裝設對應主桁架間的次桁架，隨后實施相應的預應力張拉工藝施工，以搭建大跨度體內鋼索預應力桁架結構。

2" "工程概況

某平房倉貨物倉儲物流中心建筑項目，主要采用折線形混凝土屋架預制結構和高強度預應力張拉工藝施工，工程結構主要包含24榀單體質量為16.22t的屋架及24榀跨度為32m的折線梁，主體為大跨度體內鋼索預應力混凝土折線形桁架結構，整體結構對稱分布。桁架結構體內實施預應力鋼絞線張拉，鋼絞線外設鋼管，鋼絞線為無黏結預應力鋼絞線。為便于施工，將鋼絞線外包鋼管，順延下弦安裝布控，鋼絞線兩邊錨固通過楔片狀群錨施工。

3" "施工關鍵要點分析

3.1" "材料選擇

3.1.1" "鋼索材料

材料選擇應基于結構安全性和經濟性的綜合考慮。鋼索作為預應力系統(tǒng)的核心元素，其選擇標準至關重要。理想的鋼索應具備高強度、良好的疲勞抗力和優(yōu)越的耐蝕性能。通常，采用高碳鋼或合金鋼制成的鋼索，以滿足長期承受高張力的需要。此外，鋼索的表面處理也非常關鍵，如鍍鋅或涂塑處理，可有效提高其在惡劣環(huán)境下的耐蝕性。鋼索的直徑、強度等級和彈性模量，都應根據具體的工程設計要求選擇，以確保預應力的準確施加和整個結構的穩(wěn)定性[2]。

3.1.2" "桁架材料

在桁架結構材料選擇上，通常采用高強度鋼材或合金鋼，以確保足夠的承載能力、良好的焊接性和加工性。高強度鋼材具有較高的屈服強度和抗拉強度，可使桁架結構在較小截面下承載更大荷載，同時有利于減輕結構自重。此外，鋼材的耐候性也是一個重要考慮因素，特別是在對抗腐蝕和化學侵蝕方面，以確保結構在各種環(huán)境下的長期穩(wěn)定。

3.1.3" "輔助材料

輔助材料選擇包括錨固裝置、緊固件等小部件，這些小部件雖占比不大，但對整個預應力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關重要。這些材料需要具有良好的機械性能和耐腐蝕性，以保證在長期運行中的可靠性。同時在特定的施工環(huán)境下，還需要考慮到環(huán)境因素對材料性能的影響，如溫度變化、濕度、化學腐蝕等。

3.2" "鋼絞線選型與配筋

3.2.1" "選型

大跨度體內鋼索預應力桁架結構預應力主要靠鋼絞線實施受力支撐，選型配筋關系到桁架結構的穩(wěn)定安全[3]。鋼絞線選型應依據桁架結構載荷、跨度、混凝土強度等外部條件。

本項目整體跨度為32m，支撐載荷大，預制折線梁為C55等級，所以選擇使用強度性能表現(xiàn)良好的15.2mm低松弛型預應力鋼絞線，其單束張拉值近700kN。低松弛預應力鋼絞線除具備高強度優(yōu)勢，在耐腐蝕性、低應力損失性能方面也表現(xiàn)出色，所以將其作為本項目的首選材料。

3.2.2" "配筋

鋼絞線配筋方面應滿足結構形變和受力需求。參照預應力設計原理，配筋等級應實現(xiàn)預應力鋼筋的預應力，抵消結構承擔載荷，并可確保整體受力平衡。配筋還需考量預應力鋼筋的張拉模式、安裝方位、數量等，以合理控制預應力的張拉大小及變化率，防止因張拉過度引起的結構失穩(wěn)或結構受損情況。

3.3" "預應力張拉施工及控制

3.3.1" "預應力張拉施工

待澆筑混凝土強度達到設計強度等級后，實施張拉施工。張拉設備選擇千斤頂和對應配套油泵。正式張拉前應對機械實施標定檢測，依據標定曲線對應的張拉力值標注對應泵頂標牌，以便于后續(xù)使用。利用雙控原則實施預應力鋼絞線張拉，主要實行張拉力控制，輔助實施結構形變控制[4]。

張拉過程中應控制給油速度，給油時長應高于30s。為保證張拉的一致性，應將單次張拉分為10級，實施逐級張拉，通過逐級提升張拉力，確保應力的正常傳導。張拉時，應保證預應力鋼絞線滑絲、斷絲不得多于1絲。各斷面斷絲總和低于此斷面鋼絲數的1%。待控制張拉力維持在穩(wěn)定狀態(tài)后實施錨固，錨固后預應力筋的露出長度應大于3cm。

錨具應實施混凝土封端保護處理，如需長時間暴露于空氣中，應做好防銹處理。錨固檢測合格后，應切除端頭多余預應力筋，禁止用電弧焊切割操作。預應力鋼絞線張拉施工如圖1所示。

3.3.2" "柱頂水平力控制

預應力張拉時，因為鋼絞線拉力會引起桁架兩端位置的水平變形，導致柱頂出現(xiàn)附加水平力。對此通常在設計中不考慮，但在施工作業(yè)中要予以控制[5]。對于本項目應采取如下控制措施：

在鋼結構桁架裝設及預應力張拉施工時，柱頂抗震支座同柱頂預埋構件間應先不做焊接處理。鋼結構桁架支座下側應預放置10根φ10mm規(guī)格的鋼棒，以增加支座位置的滾動摩擦力，同時應在支座兩側做限位焊接處理。

完成預應力施工作業(yè)后，使用千斤頂將桁架支座實施輕微頂起操作，使柱頂預埋件同支座間呈脫離狀態(tài)，保證柱頂水平力得到完全釋放，隨即將滾動鋼棒拆卸。調整千斤頂落下支座，焊接處理柱頂預埋件和防振支座，實現(xiàn)永久固定。

3.4" "結構安裝與調整

大跨度體內鋼索預應力桁架結構施工過程中，結構安裝與調整是對桁架元件精確安裝、結構整體對位，以及與預應力系統(tǒng)的協(xié)同調整[6]。

3.4.1" "結構安裝

結構安裝階段要將預制的桁架元件，按照設計圖紙和結構計算要求，準確無誤地安裝到指定位置。本項目安裝采用塔式起重機，并精確控制各元件的吊裝角度和位置，以防止在安裝過程中對元件造成損傷。同時，安裝過程中嚴格控制各連接節(jié)點的緊固，確保每個節(jié)點的連接符合設計規(guī)范，以保證結構的整體穩(wěn)定性和安全性。

3.4.2" "對位調整

對位調整主要包括水平和垂直方向的調整，以確保桁架元件的準確位置和正確的幾何形狀。本項目使用激光測距儀，進行實時監(jiān)控和調整。對位調整需要在桁架元件完全固定之前進行，以便在調整過程中進行必要的位置微調。在調整過程中，還需考慮到預應力鋼索的張拉效果，確保在張拉過程中結構的幾何形狀不受影響。

3.4.3" "協(xié)同調整

與預應力系統(tǒng)的協(xié)同調整是確保結構性能的關鍵環(huán)節(jié)。在桁架結構安裝和對位調整完成后，需要進行預應力鋼索的張拉工作。鋼索張拉需要在結構穩(wěn)定的基礎上進行，以避免由于非均勻張拉引起的結構不穩(wěn)定。張拉過程中，需要實時監(jiān)控鋼索的張力和結構的響應，以確保張拉力度符合設計要求。張拉完成后，對整個結構進行最終的檢查和調整，確保結構的整體穩(wěn)定性和性能。

4" "主體施工技術

4.1" "制備大跨度預制折線梁

4.1.1" "施工前準備工作

選取距離項目作業(yè)區(qū)合適位置作為折線梁預制構件臨時制備場地，場地啟用前應做平整壓實處理，并在場地表面鋪裝10cm厚的砂石混凝土墊層，整平磨光處理混凝土表面。為預制構架鋼筋模板加工機械設立專門臨時用電接入箱，并在過路位置裝配鋼制保護套管，設置警示標志。同時依據項目實際，合理布施施工材料加工區(qū)及堆場區(qū)，材料進場存放應做離地墊高處理。

4.1.2" "制備鋼筋模板

屋架端部網片模板使用點焊方式制作，并做好節(jié)點的鋼筋綁扎防振處理。屋架上下弦鋼筋采用綁扎定型模式，依據設計鋼筋、箍筋間距尺寸實施綁扎，合理控制鋼筋保護層尺寸。鋼絞線預留孔選擇金屬波紋管，依據屋架起拱要求和下弦桿位置要求，按“井”字形綁扎固定在鋼筋支架位置，實現(xiàn)金屬波紋管的穩(wěn)定及孔道的平順效果。

澆筑用混凝土材料選擇高于42.5MPa的水泥砂漿，砂漿選取中砂摻料，含泥量應低于1%，石子選擇低于20mm粒徑的碎石，以保證混凝土配料比計量的精確性?；炷琳綕仓埃瑧獧z測全部預埋件埋設點位的準確性。澆筑過程中應隨時檢測坍落度參數，禁止不達標混凝土入模。

4.2" "主體桁架施工

4.2.1" "主體桁架吊裝工藝

本項目主體桁架吊裝選擇艙外吊裝模式，利用汽車起重機實施主體桁架平臥扶直和整體桁架吊裝等。依據項目施工速度、運載能力等施工條件，選定節(jié)間封閉工藝實施吊裝施工，即實施整體節(jié)間內部主體桁架、鋼結構支撐的吊裝。待完成一節(jié)間全部構件吊裝，再實施下一節(jié)間構件吊裝，直至全部吊裝作業(yè)結束。

4.2.2" "桁架梁吊裝施工

選取跨度為32m的預應力折線屋桁架梁，吊裝次序為綁扎→歸直定位→試吊→起吊提升→對位預固定→調整糾偏、終固定。

先利用10號鐵絲將杉木桿綁扎固定于桁架梁中部腹桿位置，以實現(xiàn)桁架梁的穩(wěn)定加固，并將桁架梁同鋼絲繩卡扣相連固定。再使用千斤頂、運輸車等機械將桁架豎直放置，并移至正確點位。正式起吊前，應先完成試吊，校驗吊裝機械及構件的牢固性，檢查是否可正常運轉作業(yè)，以保證吊裝作業(yè)的安全。

試吊后將吊具同桁架梁相連，通過起重機械將桁架梁起升吊裝至設計預定高度和點位。將主體桁架吊裝至指定精確位置前，應實施對位操作，通過調整桁架方向和點位后，實施臨時預固定，保證桁架不會產生晃動和位移。以上操作完成后，實施桁架梁的整體糾偏調整和最終固定，保證整體的穩(wěn)定性，并做好桁架梁同建筑其他結構部分的連接。

5" "結束語

建筑項目中應用大跨度體內鋼索預應力桁架結構優(yōu)勢明顯，具備剛性好、質量輕、不易形成變形等特征。本文以某平房倉貨物倉儲建筑項目為例，圍繞大跨度體內鋼索預應力桁架結構施工技術應用展開研究，在分析大跨度體內鋼索預應力桁架結構施工技術原理的基礎上，對工程結構設計、鋼絞線選型配筋、預應力張拉方案設計等3方面進行探討，并結合制備大跨度預制折線梁、主體桁架施工、預應力張拉施工及控制等方面，論述了大跨度體內鋼索預應力桁架結構施工技術要點，相關成果可為相關工程施工提供參考借鑒。

參考文獻

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