轮辐式张拉梁屋盖同步分级张拉整体提升技术

刘长丽

(四川省晟茂建设有限公司，四川成都 610000)

轮辐式张拉梁屋盖同步分级张拉整体提升技术

刘长丽

(四川省晟茂建设有限公司，四川成都 610000)

目前我国许多大跨度钢屋面张弦粱结构施工中，存在张拉设备投入大、高空穿索作业多、张拉费用大、施工难度大、安全保障差等问题。张弦梁分批分阶段循环张拉完成穿索施工的新技术，在确保不同组张弦梁进行拉索张拉施工时对相邻组张弦梁的影响最小的前提下，最大限度地降低了施工周期，减少张拉设备投入，降低造价，施工周期短，施工质量控制较好，应用前景较广。

张拉梁屋盖; 同步; 分级; 张拉; 施工技术

1 项目概况

成都电子科技大学清水河校区体育馆工程坐落于成都市高新西区，工程南侧紧邻IT大道，工程北侧为学校主楼，东侧为成都市绕城高速公路。体育馆为甲级体育馆，可进行全国性和单项国际性体育比赛。该馆集体育项目比赛、练习和群众体育锻炼、师生集会等功能为一体。总建筑面积23 852 ，建筑高度为26.090 m，室内外高差0.45 m。单层，局部4层。结构设计使用年限为50 a。钢筋混凝土结构，轮辐式张弦梁结构屋面，抗震设防烈度7度。比赛馆总座席数为7 439个，其中固定席5 468个，活动席1 954个，残疾人席17个。

2 主要施工技术

2.1 施工工艺及流程

施工准备→中心环内圈临时支架设置→中心环外圈临时支架设置→脚手架搭设至中心环底部位置→中心环内圈开始施工→中心环内圈施工完成→脚手架拆除，内环张内环张弦梁开始安装→内圈第二榀张弦梁安装→内环第一榀、第二榀张弦梁间次梁安装→外圈抗风柱开始安装→内圈张弦梁安装，外圈抗风柱同步施工→内外圈钢结构安装同步进行→重复以上安装过程，直至整个钢结构安装完成→临时支撑拆除，整个钢结构主体安装完成。

2.2 特点

屋盖为轮辐式张弦梁结构，下弦为预应力拉索，上下弦通过竖向撑杆支撑组成张弦梁结构，屋盖径向共布置30榀张弦箱型梁，屋盖中央设刚性环连接各张弦梁，作为30榀张弦梁端部拉索的节点，中央刚性环作为张弦梁的拉索和弦杆的最主要的节点，上圆直径为16 m，下圆直径为7.0 m，高度为9.5 m，主要杆件截面为箱形和H形。屋盖跨度为100 m，中央矢高位9.5 m，张弦梁上弦为箱型截面，下弦为预应力拉索。

本技术将30榀张弦梁分成三组，每组10榀。施工过程中，先对拉索张拉一组至第一阶段完成。第一阶段以张弦梁脱离胎架的临界点为完成标志，经计算，该临界点约为初始张拉力的72 %左右。随后对第二和第三组进行第一阶段拉索张拉施工。第二阶段张拉先对一组进行初始张拉力72%～90%的拉索张拉，再轮换至第二组进行同样的施工操作。直至三组全部张拉至90%的初始张拉力。最后再进行一次循环施工，拉索张拉至初始张拉力的105%(超张拉5%)，施工完成。

在确保不同组张弦梁进行拉索张拉施工时对相邻组张弦梁的影响最小的前提下，最大限度的降低了施工周期。共需投入10台千斤顶施工，较施工周期短，施工质量控制较好。

3 原理

3.1 中心刚性环对张弦梁整体受力施工原理

中心刚性环将所有张弦梁的下弦拉索分成两段，原由拉索承担的拉力转由刚性环下部环梁承受，因此对拉索与中心环的连接以及中心环本身的安装质量提出了较高的要求。拉索为圆弧性，且在中央刚性环出断开，设计要求拉索张拉要保证各索段索力均匀。显然，与一般张弦梁不同的是，同一榀张弦梁拉索的索力易出现索力不均匀的可能性。因此，本工程采用30榀张弦梁同步分级张拉的施工工法，并且每一级张拉阶段都要以索力值为控制指标(最后一级同时考虑索力值和监测点位移值为控制指标)。

3.2 内环张弦梁整体吊装施工原理

内环张弦梁整体吊装的施工方法，其中下弦拉锁及吊挂柱在内环张弦梁刚刚脱离地面时穿好，用手拉葫芦进行调整、固定，张弦梁安装到位后，下弦拉索安装仅在两端头进行精确调整即可。

3.3 张弦梁分批分阶段张拉施工原理

张弦梁张拉控制的原则，一般分为力和形两部分，其中力主要为索力，形主要为梁的矢高和跨度等。拉索一次张拉时分为两个阶段共5级：0→25 %→50 %→72 %为第一阶 段，72%→90%→105%(超张拉5%)为第二阶段。其中0→25%→50%→72%→90%以控制索力为主，而90%→105%(超张拉5%)则根据结构变形情况对索力进行调整，以控制变形为主。

4 结论

本技术对大跨度钢屋盖张弦梁分批分阶段循环张拉施工工艺进行了系统的规范与总结，大跨度钢屋盖张弦梁分批分阶段循环张拉施工技术解决了拉索同步一次分级张拉中张拉设备及千斤顶的投入数量大、费用高等问题。在电子科大清水河校区体育馆项目施工过程中，通过本技术的应用，共节约费用约80万元，节约工期约20 d，其中就拉索分批分阶段张拉工艺与拉索同步一次张拉工艺向比较，就节约设备投入20台，且满足工程质量、进度、安全要求，经济效益与社会效益显著。同时，本技术采用的关键技术可操作性强，在同类工程技术中有一定的领先地位,适用于建筑高度30 m、直径100 m以下的大跨度张弦粱结构施工，均可采用该工法。其他类似工程也可参照使用。

刘长丽(1978～),女，本科，工程师，从事建筑工程施工工作。

TU757.1

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[定稿日期]2015-03-12