體育場預(yù)應(yīng)力拉索施工技術(shù)要點分析

于乃領(lǐng)，劉凱，趙燕，黃金恒，劉寧

（中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟南 250014）

大部分體育場在具體的建設(shè)中，都是以露天的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行興建，所以其一旦遇到惡劣天氣，就會對整體的施工工作帶來比較大的影響。因此，為了進(jìn)一步強化體育場的穩(wěn)定性，對預(yù)應(yīng)力拉索施工技術(shù)中的要點進(jìn)行了分析，希望能夠?qū)w育場的整體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，不斷延長其應(yīng)用壽命。

1 分析體育場預(yù)應(yīng)力拉索施工特點

在對鋼索進(jìn)行布置時，需要注意提前采取措施對屋蓋主桁架進(jìn)行固定，保證反拱節(jié)點位置的準(zhǔn)確性。一般情況下，要控制其中的鋼索間距在9.0～9.5m。同時，還要結(jié)合具體的施工情況，將錨固的位置科學(xué)設(shè)置在鋼拱形心，為以后的檢查提供便利。此外，在對體育場進(jìn)行預(yù)應(yīng)力拉索施工時，要提前對施工現(xiàn)場的情況進(jìn)行分析，建立維護(hù)系統(tǒng)。如某個體育館在建設(shè)時，其主要為了給大型運動會等活動提供場地，所以對主館的平面進(jìn)行了科學(xué)設(shè)計，主要由兩個對稱的弓形所組成，縱軸長170m，其橫軸長120m。在對屋面板進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其全部為透光陽光板，并且其屋蓋主要為空間鋼結(jié)構(gòu)。同時，在最大的跨度鋼桁架之間，還采取措施適當(dāng)施加了預(yù)應(yīng)力拉索支撐，此與鋼支撐比較，其中并沒有壓力，整體美觀性比較強，采光效果非常好。

此外，在對體育場進(jìn)行建設(shè)時，適當(dāng)?shù)厥┘宇A(yù)應(yīng)力，工作人員在后批張拉的時候，會對先行張拉鋼索內(nèi)力帶來影響。因此，在具體的施工中，要科學(xué)選擇鋼索體系，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實際的施工情況，建立合理的鋼索永存拉力，從而加強對預(yù)應(yīng)力拉索施工技術(shù)的有效應(yīng)用。

2 預(yù)應(yīng)力拉索施工工藝的相關(guān)內(nèi)容

2.1 鋼絞線群錨拉索

在應(yīng)用鋼絞線群錨拉索這種方式時，要注意對錨頭的選擇和錨固，一定要將其固定在鋼結(jié)構(gòu)端部，或者是在混凝土的支撐結(jié)構(gòu)上，結(jié)合鋼絞線的實際數(shù)量和張拉力，科學(xué)選擇規(guī)格合理的千斤頂，加強其與工具錨的配套，在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行張拉。然而，在對超大型的鋼絞線進(jìn)行拉索時，要提前對其進(jìn)行專門的設(shè)計，科學(xué)選擇錨具，避免在具體的施工中出現(xiàn)其他的問題。

2.2 螺桿式索頭拉索

在對此類拉索張拉進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)在此作業(yè)中，工作人員一般會應(yīng)用到穿心式千斤頂、工裝拉桿和連接螺母等多種設(shè)備。在具體的施工中，通過對螺母和索頭螺桿的有效連接，完成相關(guān)的作業(yè)，并且還要應(yīng)用穿心式千斤頂，對工裝的拉桿進(jìn)行適當(dāng)張拉。在此過程中，我們會發(fā)現(xiàn)，隨著千斤頂活塞的頂出，其拉索會受力伸長，并且當(dāng)其中的張拉力達(dá)到設(shè)計值時，活塞會停止頂出。這時工作人員需要將錨固螺母擰緊，保證張拉過程的安全性。

一般情況下，工裝拉索會應(yīng)用到鋼拉桿和錨具等設(shè)備，如果選用鋼絞線當(dāng)作工裝索時，可以實現(xiàn)連續(xù)性的自動張拉。如果拉索的張力比較小，要采用鋼絞線等作為工裝拉索，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對施工流程的優(yōu)化。此外，當(dāng)其中的張拉力比較大時，需要應(yīng)用較粗的鋼拉桿作為工裝拉索。

2.3 反力梁的設(shè)計

如果在體育場預(yù)應(yīng)力拉索施工過程中，其中的反力梁夾在錐面上，這時候施工人員要增加更多的螺栓，主要是為了預(yù)防對拼反力梁被脹開。所以，在具體的施工中，要采取措施避免將反力梁夾在錐面上。同時，還需要在保證操作空間比較充足的基礎(chǔ)上，不斷縮小工裝索和拉索之間的距離，這樣不僅可以減少反力梁所承受的壓力，還能夠節(jié)省一定的材料，降低整體的施工成本。

由于拉索自身的非線性就非常強。特別在施工階段中的各個拉索內(nèi)力不均衡的情況，整體結(jié)構(gòu)的非線性會更強，要想實現(xiàn)對此情況的有效控制，保證工程完工后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免變形等問題對施工效果的影響，要對其進(jìn)行科學(xué)性設(shè)計。在拉索施工前，要對其進(jìn)行綜合性的模擬分析，在此基礎(chǔ)上確定拉索張拉程序和張拉力，并且還要采取措施對每步施工前后的結(jié)構(gòu)變形等問題進(jìn)行施工計算，結(jié)合具體的施工情況，完善反力梁設(shè)計方案。

3 體育場預(yù)應(yīng)力拉索施工中的要點

3.1 加強對巨拱安裝關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

在應(yīng)用此技術(shù)時，要想不斷強化體育場預(yù)應(yīng)力拉索施工的效果，需要做好以下幾點：

（1）對提升支架的選擇和應(yīng)用。在對提升支架進(jìn)行選用時，要分析其類型和作用。如塔架式門架的截面尺寸一般為4m×4m，并且這種塔架一般會在造船廠等大型的龍門吊中有效應(yīng)用，其整體的安裝效果也比較好，能夠提升5000t的重量，其提升的高度為103m。在對這種塔架組裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其主要是采用的自爬式安裝。

（2）注意巨拱重心位置的變化，保證其在空中的傾斜穩(wěn)定性。

（3）巨拱對接精度的影響。在對巨拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行第一次提升時，其端頭會向外變形，在對其進(jìn)行第二次提升時，其端頭一般會向內(nèi)變形。同時，在具體的提升中，端頭還有扭轉(zhuǎn)變形等情況。因此，要想保證巨拱對接的精度和有效性，可以在對接的時候適當(dāng)加設(shè)支撐架，然后，采取措施對巨拱變形進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，避免在體育場的具體施工中出現(xiàn)其他問題。

3.2 控制千斤頂?shù)奈恢?/h3>

如某體育場在具體的建設(shè)中，其屬于典型的索桁架結(jié)構(gòu)，所應(yīng)用的張拉方案，是先進(jìn)行張拉上徑向索，然后，再進(jìn)行張拉下徑向索。在此工程中，掛索安裝與張拉都是一步完成的。在具體的張拉中，主要應(yīng)用了自動連續(xù)的張拉千斤頂，將其固定在了張拉端反力梁的上。這種方式不僅保證了整體施工的安全性，還對其他的施工流程進(jìn)行了優(yōu)化。

在應(yīng)用自動連續(xù)張拉千斤頂進(jìn)行施工時，需要保證同步牽引以及張拉，只有這樣，才能夠避免千斤頂受到影響，預(yù)防錨固節(jié)點出現(xiàn)移動等問題。在對徑向索進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其為定長索，所以，只要實現(xiàn)徑向索索頭與錨固耳的有效連接，就能夠保證張拉過程的順利進(jìn)行。

3.3 保證巨拱驗算的準(zhǔn)確性

首先，在對巨拱進(jìn)行計算時，發(fā)現(xiàn)其會受到晝夜溫度荷載等因素的影響。在巨拱合攏到卸載前這段時間里，晝夜的溫差變化還會對巨拱中的支撐系統(tǒng)等帶來影響。因此，需要對此部分內(nèi)容進(jìn)行綜合性分析和校核，加強對結(jié)構(gòu)特點的研究。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)會對±15度溫度荷載產(chǎn)生作用。通過相關(guān)的分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)巨拱桿件應(yīng)力提高時，支撐架反力也會增加，這時候其會處在結(jié)構(gòu)比較安全的范圍中。

其次，要對巨拱卸載的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合性分析。工作人員在對拉索進(jìn)行安裝前卸載時，要分析其巨拱受力與變形之間的關(guān)系。如果將兩邊的拉索掛索預(yù)緊后，再對其進(jìn)行卸載，會在一定程度上增大支撐架，不斷提升架自身的受力，這時候施工成本也會增加。再加上巨拱本身就是傾斜的，所以需要完善相關(guān)的卸載方案，分析巨拱分拉索安裝前的卸載情況，減少其他因素對卸載的影響。在對上述情況進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其如果在預(yù)緊一側(cè)拉索后，再卸載和提升架，可以在此基礎(chǔ)上形成比較穩(wěn)定的索－拱子結(jié)構(gòu)。與獨立的巨拱比較，索－拱的變形會不斷減小，這時候其應(yīng)力水平也會不斷降低，并且其屈曲特征值也會大幅度提高。此外，當(dāng)單邊預(yù)緊，巨拱在變形后，這時候變形的位移會向上，兩側(cè)的支撐架也會自動卸載，整體的施工工藝能夠簡化。

3.4 預(yù)應(yīng)力張拉索

首先，需要加強對施工張拉力的控制。在此過程中，施工人員要綜合考慮到錨固預(yù)應(yīng)力的實際損失，然后，在理論基礎(chǔ)上控制施工張拉力。同時，還要了解張拉原則和程序。一般要從兩側(cè)向中間進(jìn)行對稱張拉，在對單榀拉索的兩端進(jìn)行張拉時，要注意對張拉點的科學(xué)設(shè)置，要將其設(shè)在索端，并且每榀都有兩個張拉點。施工人員在對張拉點進(jìn)行定位時，要注意每次張拉時，對稱張拉的位置，將張拉點設(shè)置為4個，保證具體施工的穩(wěn)定性。

其次，要想保證單榀桁架下拉索張拉的同步性，要在張拉的過程中，對其中的兩臺油泵進(jìn)行統(tǒng)一指揮，并且還要嚴(yán)格按照張拉控制中的相關(guān)原則，進(jìn)行5級的分步張拉，保證兩臺油泵工作的一致性。一般情況下，在對張拉進(jìn)行控制時，要進(jìn)行2個同步步驟。

（1）施工人員在張拉前，要結(jié)合具體的要求，對索體錨杯所露出的螺母長度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，保證露出長度的有效性，讓其與初始的張拉位置相同。

（2）在進(jìn)行張拉時，工作人員還要將每級張拉力進(jìn)行控制，可以應(yīng)用千斤頂進(jìn)行給油，保證其速度的同步性。在張拉完成后，所有的千斤頂都需要停止給油，然后，對索體的伸長值進(jìn)行準(zhǔn)確測量。如果在具體的測量中，發(fā)現(xiàn)同一索體的兩側(cè)伸長值存在不同，要對下一次的張拉進(jìn)行調(diào)整，加強對伸長拉力的嚴(yán)格控，避免對整體的施工效果帶來的影響。

3.5 科學(xué)設(shè)置反力點

在具體的體育場施工中，其每個錨固節(jié)點需要同時錨固2根拉索，并且還需要呈上下分布。這時候，工作人員要對耳板的水平位置進(jìn)行科學(xué)控制，保證整體布置的科學(xué)性。在對環(huán)梁進(jìn)行制作時，要將輔助耳板科學(xué)插入環(huán)梁中。部分工程中的每個耳板上可能只錨固l根拉索，這種反力點的設(shè)置比較簡化。如果將其中的錨固耳板擴大，需要結(jié)合具體的施工情況對錨固點進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，注意反力梁的立式放置。同時，這種反力點只會對耳板進(jìn)行適當(dāng)改動，對施工結(jié)構(gòu)不會帶來影響。

此外，在對反力點進(jìn)行設(shè)置，要想保證其方式的合理性，還要與千斤頂放置方式有效結(jié)合，主要結(jié)合工程的具體情況，對其進(jìn)行自由組合連接。這種類工程的張拉工裝需要在保證受力安全的基礎(chǔ)上，對整體的施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化設(shè)計，在此基礎(chǔ)上不斷提高施工的經(jīng)濟性。

3.6 掌握施工中的操作要點

由于體育場預(yù)應(yīng)力拉索施工中的內(nèi)容比較多，流程也相對復(fù)雜，所以要想保證此工程進(jìn)行的安全性，要明確其中的操作要點，了解具體施工中的注意事項。

（1）放索。一般情況下，會應(yīng)用轉(zhuǎn)盤放索，在此基礎(chǔ)上設(shè)計加工專門的支架，保證支架整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，還要在索盤軸孔中穿上圓軸，慢慢轉(zhuǎn)動索盤，主要是將其中的索放出。在具體的放索中，因為索盤自身具有一定的彈性和牽引力，所以其在運行中會產(chǎn)生偏心力，這個索盤會不斷轉(zhuǎn)動，讓轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生加速，這種導(dǎo)致散盤的發(fā)生，非常容易對操作人員的生命安全帶來影響。

因此，在應(yīng)用轉(zhuǎn)盤時，技術(shù)人員需要在其中科學(xué)設(shè)置剎車裝置。研究發(fā)現(xiàn)，如果索自身的重量比較大，還要注意對卷揚機的選擇，在索拱適當(dāng)安裝胎架，然后，在其另一端對其進(jìn)行牽引。要想預(yù)防索體在移動過程中出現(xiàn)其他問題，如與地面接觸等，可以應(yīng)用移動平車法，先將索慢慢放開，主要是將其移運到胎架內(nèi)。在此過程中，還要加強對移運小車間距的有效控制，大約在3m左右，然后應(yīng)用索本讓其保持直線移運。

（2）就位。除了上述內(nèi)容，完善和科學(xué)的鋼桁架安裝方式也是體育場預(yù)應(yīng)力拉索施工中的主要內(nèi)容，更是確定地面拼裝的關(guān)鍵。在具體的施工中，拉索形狀一般會呈出現(xiàn)折線狀，可以結(jié)合此特點，在拉索牽引到位后，采取措施在鋼桁架的兩端和中間科學(xué)設(shè)置吊點。同時，還要應(yīng)用手拉葫蘆對索進(jìn)行提升，保證索體和索夾連接的有效性。此外，在提索的過程中，工作人員要注意對支架的搭設(shè)，并且塔支架需要沿柱軸線兩邊的對稱位置進(jìn)行安裝，主要是為了以后放索和吊裝等工作的順利進(jìn)行。

（3）張拉牽引索。施工人員首先需要適當(dāng)?shù)貙埨隋^具進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)合實際的施工情況將鋼索慢慢放長，主要是為了促進(jìn)錨具和支座節(jié)點板的有效相連。等到牽引千斤頂在安裝完成后，才可以實施張拉。在對油泵進(jìn)行應(yīng)用時，需要在鋼索兩端將其開動，并且還需要同步張拉牽引索，提高拉索。在具體的提升中，需要以跨度中間的索夾位置為核心，將其作為控制目標(biāo)，并且在提升索體的時候，還要將一端的索頭進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，然后，才可以開動桁架另一端的油泵，主要是因為避免其他因素對整體施工的影響。

4 結(jié)語

由此可見，拉索工程已經(jīng)在我國的建筑領(lǐng)域中得到了有效應(yīng)用。特別是在體育場施工中的有效應(yīng)用，不僅能夠強化整體結(jié)果的穩(wěn)定性，還能夠降低施工成本，實現(xiàn)對整體施工結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計，保證預(yù)應(yīng)力拉索施工的有效性，從而進(jìn)一步強化體育場在使用過程中的安全性。