1、目 录一、工程概况及技术特点21. 工程概况22. 预应力工程施工技术特点2二、施工部署41. 预应力施工管理机构42.对预应力分项工程工作的安排43. 劳动组织及劳动力计划45. 主要施工机械准备及需用量计划5三、施工技术措施51.技术准备52.预应力施工材料的加工、运输、储存63.张弦梁施工工艺6四、张弦梁施工仿真计算13五. 预应力钢索张拉监测方案16六、质量保证体系161. 工程质量控制程序162. 质量管理程序184. 质量保证措施185. 质量评定196. 质量回访19七、工期保证体系19八、安全管理措施20九、预应力施工验收和技术资料20一、工程概况及技术特点1. 工程概况本工程2、屋顶为张弦梁结构，跨度为77m，采用预应力钢索规格为5109，初始预应力为1500KN，结构形式见下图。张弦梁结构2. 预应力工程施工技术特点本工程所涉及的预应力工程为预应力钢结构。预应力钢结构工程具有施工难度大、施工前期准备工作量大的特点，因此为使本工程达到设计质量要求，确定本工程技术要点如下：1） 根据本工程的特点制定完善的施工技术设计。施工技术设计是为预应力钢结构的施工进行技术准备。施工技术设计中着重注意的技术要点体现在制索、挂索和预应力钢索张拉过程中。虽然制索在工厂内完成，但制索的精度应在施工技术设计中得到计算和控制。一些在制索过程中无法达到的精度或产生的误差宜在施工过程中通过相关的技3、术手段进行弥补；2） 施工技术设计中应确定施工顺序，尤其是制索和预应力过程的顺序。这里所谓的预应力过程是指施加预应力的过程。对预应力钢结构预加预应力的过程应根据具体的结构类型分别采用改变刚性杆件或柔性索的长度等方法。在预应力钢结构中，尤其宜采用改变刚性或柔性杆件的长度的方法。对结构施加预应力，使预应力能够分布到整个结构，达到预应力的目的，这个预应力过程必须与设计的预应力施加过程相一致。实际的预应力施加过程作为非线性叠加步加以分析，而对于预应力钢结构来说尤其要区分其初始几何状态和预应力状态。因为在有些预应力钢结构初始几何的张拉过程与施加预应力过程并不一致，这时预应力过程必须根据实际的设计情况加以4、区分，即首先完成曲线或曲面的张拉过程，在考虑为结构提供刚度的过程。如果这两个状态不一致时，预应力过程是不能一气呵成的。简言之，张拉结构的施工技术设计的主要内容就是确定预应力过程的次序、步骤、采用的机械设备、每次预应力过程的张拉量值，同时控制结构的形状变化，因为结构的形状是与预应力分部相匹配本工程预应力钢结构为张弦梁结构形式，预应力钢索分两步进行张拉。3） 张力结构的施工技术设计应规定预应力过程的速率。因为在每一阶段预应力过程中，结构都经历一个自适应的过程，结构会经过自平衡而使内力重分布，形状也随之改变，所以预应力过程的监控十分重要。施工技术设计中应规定监控的指标和参数。 本工程中将采取可靠的监5、测手段，对钢结构的变形和预应力钢索的受力进行实时监测，以确保结构施工期安全，保证结构的初始状态与原设计相符。4） 张拉结构的施工技术设计还应规定结构的其他荷载，如屋面荷载、悬挂荷载的施加步骤和方法，尽可能均匀、对称、匀速地施工，避免出现过大的集中荷载。 本工程张弦梁部分的预应力钢索施工明确规定，当预应力钢索完成第二次张拉后才能够安装屋面。二、施工部署1. 预应力施工管理机构项目经理 专业工程师材料员主管工长安全员质检员专业施工技术工人2.对预应力分项工程工作的安排1) 注意协调各分项工程与预应力分项工程的关系。2) 保证必要的现场施工面，夜间施工照明，就近设备电源380V/15(20)A及226、0V交流电源。3) 协调图纸中与索相关钢构件的加工和现场焊接。4) 保证必要的材料堆放场地。5) 做好现场成品保护工作。6) 为预应力钢索张拉提供必备的技术条件：3. 劳动组织及劳动力计划预应力劳动力需用量计划工种工长预应力钢索安装预应力张拉设备维修人数1人3人4组3人4组2人其中每台泵顶配备3人。2人操作千斤顶，1人操作油泵。现场配备专门机具维修人员，设备出现故障，立即修理或更换，不能耽误张拉。工长在现场负责人员设备组织调配，抓好质量进度与安全，协助工程师处理有关技术问题。各相应部位配备相应质检员，负责相关部位的质量。工程师在现场巡回检查，出现问题，及时处理。5. 主要施工机械准备及需用量计7、划主要设备需用量计划编号名称规格数量备注1千斤顶、油泵、压力表250kN/380v/750w6套2电线盘220v2套3电线盘380v2套4砂轮锯18cm/220v/750w1个配套锯片5工具箱1个扳手、螺丝刀的常用工具6大砂轮锯35cm/380v/1600w1个配套锯片7卸锚及密封件工具1套8钢卷尺5m4把检测合格9压力传感器200T4个10传感器监测仪器DH38182套11全站仪1台三、施工技术措施1.技术准备1) 根据设计要求编制预应力施工方案；2) 准备有关材质检验试验资料；3) 报送有关施工资料；4) 组织有关人员熟悉图纸，学习有关规范，向作业人员进行技术安全交底。2.预应力施工材料的8、加工、运输、储存1. 预应力钢索按照施工图纸规定在专业预应力钢索厂进行下料。按施工图上结构尺寸和数量，每根预应力钢索的每个张拉端预留张拉长度进行下料。预应力钢索下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。2. 预应力钢索及配件运输及吊装、运输过程中尽量避免碰撞挤压。3. 预应力钢索及配件在铺放使用前，应妥善保存放在干燥平整的地方，下边要有垫木，上面采取防雨措施，以避免材料锈蚀；切忌砸压和接触电气焊作业，避免损伤。3.张弦梁施工工艺预应力钢索第一次张拉施工仿真计算校核吊装验算整体吊装就位屋顶玻璃安装全站仪监测上弦钢管变形预应力钢索锚固压力传感器监测钢索应力全站仪监测上弦钢管变形预应力钢索第二次张9、拉檩条安装 端部节点安装压力传感器监测钢索应力全站仪监测上弦钢管变形上弦钢桁架安装预应力钢索制作竖向支撑钢管安装就位运至现场并垂直运输至安装部位预应力钢索的安装张弦梁施工流程张弦梁施工过程可用下图分步说明。第一步 安装上弦杆件第二步 安装竖向支撑圆钢管第三步 安装预应力钢索，未加自重时进行第一次张拉（水平张拉）第四步 一榀张弦梁吊装第五步 安装其余各榀，进行第二次张拉至设计初始预应力第六步 安装檩条第七步 安装屋面在进行张弦梁上弦钢结构加工时，要特别注意上弦钢桁架长度的加工。按照设计要求，预应力钢索的预拉力为1500KN，根据施工仿真计算可以得出：上弦钢桁架水平变形将达到270mm，竖向变形将10、达到800mm，因此钢桁架尺寸的确定应充分考虑施工变形的影响，否则会导致钢桁架外形无法达到建筑要求，更严重的是钢桁架无法安装在相应的柱上位置。在进行钢结构加工时，将把施工阶段的影响通过仿真计算的方法计算得出，从而给出合适的钢结构加工放样尺寸。4. 预应力钢索制作预应力钢索及节点加工图由预应力专项施工单位设计，制作加工由预应力钢索专业生产厂家完成。预应力钢索的制作加工如下：1） 调直为了使钢索受荷后各根钢丝或各股钢绞线受力均匀，钢索制作时下料长度要求严格，要准确、等长。下料采用“应力下料法”，将开盘在200300MPa拉应力下的钢丝或钢绞线调直，可消除一些非弹性因素的影响。2） 下料钢丝或钢绞线11、的号料应严格进行。制作通长、水平且与索等长的槽道，平行放入钢索或钢绞线，使其不互相交叉、扭曲，在槽道定位板出控制索的下料长度。3） 切割 钢索应用切割机切割，严禁用电弧切割或用气割，以防止损伤钢丝。4） 编束 宜用梳孔板向一方向梳理，同时编扎，每隔1m左右用细钢丝编排扎紧，不让钢丝在束中交互扭压。编扎成束后形成圆形截面，每隔1m左右再用铁丝扎紧。5） 钢索的预张拉 钢索的预张拉是为了消除索的非弹性变形，保证在使用时的弹性工作。预张拉在工厂内进行，一般选取钢丝极限强度的5055为预张力，持荷时间为0.52.0h。6） 钢索的防护钢索在防护前必须表面处理，认真除污。钢索的防护方法有：黄油裹布；塑料12、涂层；多层液体氯丁橡胶防护；表面油漆；钢索用套管；内灌液体氯丁橡胶；将环氧树脂粉末喷于钢丝上再热熔、固化形成，外加PE套管。这些防护方法可适应周围无严重侵蚀性的一般环境。5. 预应力钢索施工1）预应力钢索张拉前标定张拉设备张拉设备采用预应力钢结构用千斤顶和配套油泵。根据设计和预应力工艺要求的实际张拉力对千斤顶、油泵进行标定。实际使用时，由此标定曲线上找到控制张拉力值相对应的值，并将其打在相应的泵顶标牌上，以方便操作和查验。标定书在张拉资料中给出。2）张拉控制应力根据设计要求的预应力钢索张拉控制应力取值。3）预应力钢索张拉采用双控，即预应力钢索的拉力、变形值及钢结构变形。预应力钢索张拉完成后，应13、立即测量校对。如发现异常，应暂停张拉，待查明原因，并采取措施后，再继续张拉。4）预应力张拉工艺流程： 预应力钢索形式为内旋式，如下图所示。张拉设备如下图所示。图中各组成部分为：1 索体；2 传力架一；3 千斤顶；4传力架二；5 高强螺杆；6 锁紧螺母；7 反力架5）张拉操作要点：a. 张拉设备安装。由于本工程张拉设备组件较多，因此在进行安装时必须小心安放，使张拉设备形心与钢索重合，以保证预应力钢索张拉时不产生偏心。b.预应力钢索张拉。油泵启动供油正常后，开始加压，当压力达到钢索设计拉力时，超张拉5左右，然后停止加压，完成预应力钢索张拉。张拉时，要控制给加油速度，给油速度，给油时间不应低于0.514、min。6）预应力钢索张拉测量记录张拉前可把预应力钢索自由部分长度作为原始长度，当张拉完成后，再次测量原自由部分程度，两者之差即为实际伸长值。除了张拉长度记录，还应该对压力传感器测得压力和全站仪测得钢结构变形记录下来，以对结构施工期行为进行监测。7）张拉质量控制方法和要求a. 采用张拉时张拉力按标定的数值进行，用伸长值和压力传感器数值进行校核；b. 认真检查张拉设备和与张拉设备相接的钢索，以保证张拉安全、有效；c. 张拉严格按照操作规程进行，控制给油速度，给油时间不应低于0.5min；d. 张拉设备形心应与预应力钢索在同一轴线上；e. 实测伸长值与计算伸长值相差超过允许误差时，应停止张拉，报告15、工程师进行处理。四、张弦梁施工仿真计算本工程张弦梁部分，由于在预应力钢索张拉完成前结构尚未成形，结构整体刚度较差，因此必须应用有限元计算理论，使用有限元计算软件进行预应力钢结构的施工仿真计算，以保证结构施工过程中及结构使用期安全。施工仿真计算实际上是预应力钢结构施工方案中及其重要的工作。因为施工过程会使结构经历不同的初始几何态和预应力态，这样实际施工过程必须和结构设计初衷吻合，加载方式、加载次序及加载量级应充分考虑且在实际施工中严格遵守。理论上将概念迥异的两个阶段或两个状态分别称为初始几何态和预应力态，这两个状态的分析理论和方法是不同的。在施工中严格地组织施工顺序，确定加载、提升方式，准确实施16、加载量、提升量程等是必要的。与张弦梁施工方案相对应，施工仿真计算完成了结构三阶段计算，下图分别给出了有限元计算模型及计算结果。张弦梁施工仿真计算模型：第一步未加自重预应力钢索张拉完成时竖向变形第二步吊装就位时预应力钢索张拉完成时竖向变形五. 预应力钢索张拉监测方案为保证结构在施工期的安全，并使预应力钢索张拉与设计相符，必须进行预应力钢索张拉阶段的监测，包括结构应力监测和变形监测。本工程施工阶段监测包括两部分内容。一部分为预应力钢索的受拉应力监测，一部分为结构的变形监测。预应力钢索拉力监测采用压力传感器测试，数据采集仪器采用DH3818。压力传感器安装于液压千斤顶下方，通过DH3818可实时监测17、到预应力钢索的拉力，以保证预应力钢索施工完成后的应力与设计单位约要求的应力吻合。 在预应力钢索进行张拉时，钢结构部分会随之变形。钢结构的位移与预应力钢索的拉力是相辅相成的，即可以通过钢结构的变形计算出预应力钢索的应力。基于此，在预应力钢索张拉的过程中，结合施工仿真计算结果，对钢结构变形监测可以保证预应力施工安全、有效。六、质量保证体系1. 工程质量控制程序 方 案审 批技术交底到各小组各小组布筋张拉自检各小组互检质检员专检现场工程师检验监理检验进入下道工序合格合格合格合格合格合格重新检验不合格不合格不合格2. 质量管理程序 人员基本要素质量人员素质保证材料原材料、半成品检验原材料质量保证操作按18、工艺保证的要求操作过程保证机具检验合格方可使用机具质量保证方案经审批方可实施方案保证基本要素质量保证工作质量产品质量保证执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、执行岗位责任制制是、4. 质量保证措施1) 加强技术管理，认真贯彻国家规定、规范、操作规程及各项管理制度。2) 建立完整的质量管理体系，项目管理部设置质量管理领导小组，由项目负责人和总工程师全权负责，选择精干、有丰富经验的专业质量检查员，对各工序进行质量检查监督和技术指导。3) 严格执行质量目标管理，把质量与效益严密挂钩，实行优质优价，质量目标责任制。质检员认真行使质量否决权，使质量管理始终处于受19、控状态。4) 项目部每天要开好现场生产的质量碰头会，每周对工程进行全面检查，进行三分析活动，即：分析质量存在的问题，分析质量问题的原因，分析应采取的措施，查出问题及时整改。5) 预应力张拉操作人员，必须经过培训，持证上岗。6) 应严格执行“三按”、“三检”和“一控”。 “三按”：严格按图纸、按施工方案和施工工艺、按国家现行规范和标准施工。“三检”：自检、互检、交接检。“一控”：自控准确率、一次验收合格率。7) 应加强施工全过程中的质量预控，密切配合建设、监理人员的检查与验收，按时作好隐蔽工程记录。8) 加强原材料的管理工作，严格执行各种材料的检验制度，对进场的材料和设备必须认真检验，并及时向监20、理方提供材质证明、试验报告和设备报验单。9) 优化施工方案，认真作好图纸会审和技术交底。每层、段都要有明确和详细的技术交底。施工中随时检查施工措施的执行情况，作好施工记录。按时进行施工质量检查掌握施工情况。10) 认真作好工程技术资料，及时准确完整收集和整理好各种资料，如合格证、试验报告、质检报告、隐蔽验收记录等，及时办理各种签证手续，由资料员负责各种资料的收发由技术负责人负责资料的内涵管理、整理和保管等外延管理。5. 质量评定按照中华人民共和国国家标准钢结构结构工程施工质量验收规范的规定进行质量评定，工程质量必须符合上述标准的要求。6. 质量回访在工程结构封顶和工程竣工后对施工质量进行回访，21、请建设单位、设计单位、监理单位对预应力的施工质量服务态度相互配合等方面进行评定，并认真作好回访记录。七、工期保证体系 1）预应力钢索生产加工预应力钢索及配件均按照设计图纸要求，中标后及时联系生产，确保生产加工周期满足工期要求； 2）预应力钢索张拉根据土建总体施工进度要求，在钢结构安装完成相应的部分后，预应力钢索进行张拉。 3）计划管理保证在总工期的宏观控制下，确定预应力钢结构施工进度； 4）劳动力安排保证根据工期要求，适时调整劳动力，并保证作业人员按时进场，做到不窝工，不延误工期。 5）物资设备保证保证材料供应，确保各种机械设备的正常运转，不因材料机械耽误施工，有足够的各类机械以保证生产的需求22、。 6）技术措施保证根据施工流水段，组织切合实际的交叉作业，编制可行而又高效的施工方案和技术措施，采用合理的工艺流程，及时作好针对性的技术交底，使施工人员深刻领会，做到熟能生巧。八、安全管理措施a. 建立安全保障体系，由项目负责人全面管理，每个班组设安全员一名，具体负责预应力施工的安全。b. 在进行技术交底时，同时进行安全施工交底。c. 张拉操作人员必须持证上岗。d. 张拉作业时，在任何情况下严禁站在预应力钢索端部正后方位置。操作人员严禁站在千斤顶后部。在张拉过程中，不得擅自离开岗位。e. 油泵与千斤顶的操作者必须紧密配合，只有在千斤顶就位妥当后方可开动油泵。油泵操作人员必须精神集中，平稳给油回油，应密切注视油压表读数，张拉到位或回缸到底时需及时将控制手柄置于中位，以免回油压力瞬间迅速加大。f. 油管接头处和张拉油缸端部严禁手触站人，应站在油缸两侧。g. 预应力施工人员进入现场应遵守工地各项安全措施要求。九、预应力施工验收和技术资料1. 预应力专项工程施工及质量检查验收依据2. 预应力施工技术资料1) 预应力专项工程施工方案2) 预应力专项工程安全交底3) 预应力钢索合格证、材质检验报告4) 预应力分项工程质量检验评定5) 预应力钢索张拉机具标定书6) 预应力钢索张拉记录