钢结构预应力钢拉杆施工工法.pdf

钢结构预应力钢拉杆施工工法 1.前言 1.1 在钢结构中，预应力钢结构可以定义为在设计、制造、安装、施工和使用 过程中，为了调控钢结构构件的应力、变形，采用人为方法引入预应力以提高结构 强度、刚度、稳定性的各类钢结构。在大型钢结构的建设中，所需施加的预应力越 来越大，必须使用强度高的低合金高强度结构钢或合金结构钢的钢拉杆。对于大直 径钢拉杆张拉，不仅需要有大吨位的千斤顶，还需要我解决张拉力的同轴度、钢拉 杆锚固等技术问题。 1.2 钢拉杆作可作为水平拉杆或垂直拉杆使用，如作为钢结构剪刀撑的直径达 90mm钢拉杆需要施加900kN的张拉力。对这类拉杆国内还没有这样的张拉设备，与 周边构件及自身的锚固也有很大的技术难题需解决。 1.3 为了使钢结构预应力钢拉杆施工工艺更趋规范化、标准化，南通四建集团 有限公司与南京东大现代预应力工程有限责任公司在工程实践的基础上经过不断研 究、探索，编制了本工法。本工法在2008年5月被南通四建集团有限公司批准为批 准为企业工法，2008年6月26 日由江苏省建筑工程管理局主持，通过了江苏省级专 家鉴定，该工法鉴定为达到国际先进水平；由于解决了大型结构在刚度、变形、稳 定性中的一些特殊要求，故具有明显的社会效益和经济效益。 2.工法特点 2.1 钢结构预应力钢拉杆用合金钢材料做杆体，两端一般连接耳环索头。为调 节钢拉杆的长度以及施加预应力需要，在钢拉杆杆体的中部一般设置正反丝扣调节 套筒。 2.2 与普通玻璃幕墙的不锈钢绳拉索不同，对钢拉杆施加正确的大吨位预应力 值施工有难度，调节套筒内螺牙与钢拉杆的杆端外螺牙的间隙配合为机械螺纹的一 般丝扣配合，需要解决拉杆体、调节套筒和张拉千斤顶三者间的良好同轴度。 2.3 钢拉杆张拉施工时，需要边开动油泵给配套的专利千斤顶供油，并同时恰 到好处地配合千斤顶张拉，将调节套筒两端的钢拉杆杆体靠近，旋动连接两段钢拉 杆的正反牙套筒，使钢拉杆中逐步建立设计需要的预张力。 3.适用范围 3.1 本施工工法适用于钢结构中需要施加预应力的钢拉杆张拉施工，也适用于 与钢拉杆功能基本相同的平行镀锌钢丝外包高密度聚乙烯的预应力拉索张拉施工。 3.2 在工程钢结构中，预应力钢拉杆可做预应力张弦梁的拉杆、钢框架的竖向 预应力剪刀撑、屋面钢梁间的水平预应力剪刀撑、桅杆吊拉钢屋盖的预应力拉索、 玻璃幕墙的张力支撑结构等。 4.工艺原理 4.1 按照结构分析的受力状况，将两段钢拉杆的一端通过锁母与接头固定于结 构需求的受力位置上，通过专用千斤顶对另一端锁母的相互张拉，使两段钢拉杆中 达到结构所需要的张拉力； 4.1.1 预应力钢拉杆的锚固是通过张拉中旋动两端带正反丝内螺纹的调节套 筒，将张拉的两个带正反丝外螺纹的锁母锚入调节套筒内。 图4.1.1 钢拉杆张拉杆端设置锥度螺母 4.1.2 本工法研发的发明专利千斤顶（发明专利号Z1）（图4.1.2） 提供一种与普通预应力张拉油泵额定油压 60MPa 相匹配，四只小千斤顶油缸与夹板 块均匀分离布置，保证了钢拉杆的同轴度。由于采用将夹紧上、下夹板块的穿心式 拉杆改为连接杆兼作小千斤顶的活塞杆的技术方案，得到了用于张拉的最大工作活 塞面积，在额定油压60MPa的条件下，也得到了与国外同类产品相同的最大张拉力。 图4.1.2 张拉预应力钢拉杆的专利四缸千斤顶 4.2 合理的张拉操作工艺 预应力钢拉杆的张拉施工操作完全不同于一般认知程度上的预应力张拉，旋动 调节套筒的张拉操作的基本原理在于：油泵供油给千斤顶施加预应力时，连接钢拉 杆的调节套筒内正反丝牙轴向间隙很小，张拉力过大或过小均以及张拉设备引起的 微小不同轴度均不能有效地旋动两端带正反丝内螺纹的调节套筒。因此，在缓慢对 四缸千斤顶供油张拉时，必须同步采用链条板手旋动调节套筒。若张拉力略大，因 螺牙间的摩擦过大不能旋动套筒时，可采用在千斤顶油缸缓慢回油的过程中，拧动 调节套筒的补救措施。 5.施工工艺流程及操作要点