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李 陽

【摘要】本文結(jié)合工程實例，介紹了斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力拉索在施工過程中的監(jiān)理工作流程、工作內(nèi)容、監(jiān)理要點及控制目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】 拉索  預(yù)應(yīng)力  監(jiān)理

1工程概況

連云港市體育中心體育場工程頂棚采用斜拉網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)，由索桿系和鋼網(wǎng)殼組成，分為東西兩片，對稱布置且相互脫離。單片網(wǎng)殼平面呈月牙形，長約214m，中間寬約53m，投影面積約9053m2。鋼網(wǎng)殼標(biāo)高約40m，桅桿向外側(cè)傾斜10°，桅桿頂標(biāo)高75m。網(wǎng)殼前端則采用桅桿與預(yù)應(yīng)力斜拉索體系連接提供彈性支承。

單片鋼網(wǎng)殼前緣由南北各4 根（共8 根）拉索吊掛，在網(wǎng)殼外側(cè)設(shè)置2 根平衡索。以下索1和索2統(tǒng)稱為背索，索3～索6統(tǒng)稱為前索。拉索另一端連系在傾斜的圓形桅桿頂部（標(biāo)高20m以下Φ1200mm×30mm～Φ2200mm×30mm，標(biāo)高20m～55mΦ2200mm×30mm，標(biāo)高55m以上Φ1000mm×30mm～Φ2200mm×30mm），背索與地面支座鉸接，拉索平面布置如圖所示。

拉索平面布置圖

2監(jiān)理工作內(nèi)容：

2. 1施工單位資質(zhì)審核

2. 1.1拉索預(yù)應(yīng)力張拉單位的資質(zhì)證書、安全生產(chǎn)許可證和特種作業(yè)人員的特種作業(yè)操作資格證書。

2. 1.2施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量保證體系、質(zhì)量控制及檢驗制度是否滿足工程設(shè)計技術(shù)指標(biāo)要求。

2.2質(zhì)量保證體系

督促檢查施工單位建立健全質(zhì)量保證體系，明確各級質(zhì)量責(zé)任制，堅持施工單位自檢、互檢，交接檢制度。

2.3技術(shù)資料管理

2.3.1督促檢查施工單位設(shè)專人負(fù)責(zé)技術(shù)資料管理，保證及時、真實、準(zhǔn)確、完整，及時報送監(jiān)理、建設(shè)單位簽字核準(zhǔn)。

2.3.2隨時抽查技術(shù)資料管理情況。

3監(jiān)理要點及控制目標(biāo)：

3.1索體：

本工程拉索采用1670級Φ5和Φ7消除應(yīng)力鍍鋅鋼絲，雙層熱擠聚乙烯護層扭絞型，規(guī)格如表1所示。拉索總長度1701.12m，總用量約94940kg。

拉索規(guī)格

索體制作嚴(yán)格執(zhí)行斜拉橋熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術(shù)條件》（GB/T18365-2001）、《建筑拉索用鋼絲》（CJ3077-1998）標(biāo)準(zhǔn)對拉索的總體要求。

3.1.1鍍鋅鋼絲進廠及驗收

3.1.1.1鍍鋅鋼絲按GB/T17101-1997《橋梁拉索用熱鍍鋅鋼絲》規(guī)定執(zhí)行，光面鋼絲的主要性能不低于GB5223-1995《預(yù)應(yīng)力砼用鋼絲》的規(guī)定。

3.1.1.2鋼絲進廠有質(zhì)量保證單，按GB2103進行驗收，每批按同一爐號抽檢5%的盤數(shù)（不少于3盤），進行抗拉強度、延伸率、彎曲次數(shù)等關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)作試驗，合格后方可進入生產(chǎn)線。

3.1.1.3根據(jù)使用階段索力低應(yīng)力的特點，要求鍍鋅鋼絲廠提供松弛試驗和疲勞試驗的報告。

3.1.2聚乙烯（PE）護套料進場及驗收

3.1.2.1內(nèi)層耐老化黑色PE以及表層白色的高密度聚乙烯護套料，其性能不低于《斜拉橋熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術(shù)條件》（GB/18365-2001）以及CJ3058-1996《塑料護套半平行鋼絲拉索》中規(guī)定。

3.1.2.2購進的PE護套料有質(zhì)量保證單和合格證，黑色PE采用進口PE料，應(yīng)有商檢部門提供的檢測報告。

3.1.3熱鑄錨具及熱鑄填料進廠及驗收

3.1.3.1熱鑄錨組件的性能和尺寸應(yīng)符合《斜拉橋熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術(shù)條件》（GB/18365-2001）以及CJ3058-1996《塑料護套半平行鋼絲拉索》中的規(guī)定。

3.1.3.2熱鑄錨頭和螺母無裂縫和明顯缺陷，并有超聲波探傷和磁粉探傷證明書。

3.1.3.3熱鑄填料中的化學(xué)原料應(yīng)符合工業(yè)純標(biāo)準(zhǔn)，各種材料均應(yīng)為合格產(chǎn)品，并附有合格證。

3.2錨具：

固定端錨具為雙叉耳式，張拉端為單螺桿式

3.2.1錨具組裝

3.2.1.1錨具組裝的程序為：斷索→第二層包裝→裝錨→剝頭→穿絲→封堵預(yù)熱→澆注→冷卻→頂壓。

3.2.1.2拉索精下料后，盡快按切割線切斷。

3.2.1.3鋼絲進入錐體內(nèi)散開應(yīng)均勻，必要時用鐵絲輔助分離。

3.2.1.4澆鑄熱鑄料時，錨杯應(yīng)預(yù)熱，澆鑄應(yīng)密實。

3.2.1.5熱鑄錨頭冷卻后，將索頭置于反力架上，用千斤頂對錐塞進行頂壓，頂壓力為0.2倍標(biāo)稱破斷力，持荷5min，以消除錐塞體的收縮間隙。

3.2.2張拉卷盤包裝

3.2.2.1每根成品索在出廠前必須有超張拉，合格后方可出廠。

3.2.2.2張拉按工藝卡的要求分步進行，張拉前對千斤頂、油泵、油壓表等進行標(biāo)定。

3.2.2.3成品拉索盤繞出廠時，按正常采用索盤盤筒直徑不小于20倍索徑，并不小于1.8m。拉索成盤后，對錨頭進行防銹處理，并定位可靠，系上合格證、編號、質(zhì)量保證單等。

3.3拉索掛索安裝：

本工程頂棚結(jié)構(gòu)成形依靠張拉拉索，前索為鋼網(wǎng)殼提供使結(jié)構(gòu)成立的彈性支承點，而且桅桿底部與下部結(jié)構(gòu)鉸接，必須在桅桿頂部的各拉索建立預(yù)應(yīng)力，以保持桅桿的傾斜11°的平衡狀態(tài)。因此拉索是該結(jié)構(gòu)的核心構(gòu)件，決定了整體結(jié)構(gòu)的安全性以及受力變形性能表現(xiàn)。本工程的如何掛索是難點之一。

監(jiān)理工作要點：利用混凝土看臺上預(yù)留的能滿足桅桿從直立到旋轉(zhuǎn)11°的孔洞，將桅桿分段直立安裝，桅桿按計算要求設(shè)置多道纜風(fēng)鋼絲繩保持穩(wěn)定。在桅桿頂部設(shè)計臨時掛索施工平臺，利用吊機進行掛索，將4根前索和2根背索的上索頭掛在直立桅桿的頂部。在直立桅桿的頂部進行掛索，作業(yè)工人的安全有保證。

3.4拉索牽引安裝：

在近75m高的桅桿頂部將索展開牽引并保證桅桿的直立穩(wěn)定性是難點之二。拉索的牽引安裝不能盲目牽引展開，隨意將拉索的下索頭牽引至錨固的鋼耳板上。

監(jiān)理工作要點：在澆筑背索1和索2的混凝土錨碇時必須同時預(yù)埋拉索的牽引索，拉索的牽引展開遵循對稱、使桅桿不受過大的偏心荷載為原則。具體實施時，嚴(yán)格規(guī)定牽引展開的順序，先牽引索3并固定于錨固的鋼耳板上，后適度展開索1和索2，再牽引索4；適度繃緊索1和索2的牽引索，再牽引索5和索6，將其下索頭安裝至錨固的鋼耳板上。

3.5桅桿傾倒并拉索張拉：

該結(jié)構(gòu)的桅桿高達75m，******管徑2.2m，是該結(jié)構(gòu)的超大型構(gòu)件。桅桿向體育場外側(cè)傾斜11°，桅桿從直立到傾置的安裝過程是一個高風(fēng)險的施工過程。底部設(shè)計為球鉸使得該構(gòu)件的安裝到位以及受力平衡都依賴?yán)鞯膹埨┕?。該施工過程必須制定切實可行的施工方案，并進行必要的專家論證，采取切實安全可靠的措施，才能避免施工過程桅桿傾覆，防止重大整體坍塌事故，并且做到桅桿傾置過程與已安裝結(jié)構(gòu)不發(fā)生碰撞。也是本工程難點中最難的部分。

監(jiān)理工作要點：在桅桿傾斜過程中，月牙形網(wǎng)殼的場外V形撐有一部分受拉，有一部分受壓。如何保證桅桿緩慢傾斜并有防止突發(fā)性傾斜的“二道防線”是成功的關(guān)鍵點。因此，必須成立施工現(xiàn)場的桅桿傾斜并張拉的臨時指揮部，采用同側(cè)兩桅桿的位于場外的索1和索2的4根索同步緩慢牽引，位于場內(nèi)的桅桿安裝鋼絲繩纜風(fēng)緩慢放松，位于鋼屋蓋頂面的索6的橫張裝置（“二道防線”防突發(fā)裝置）緩慢放松，三個作業(yè)在施工現(xiàn)場指揮下同步進行，用全站儀監(jiān)控桅桿的傾斜度和兩桅桿的傾斜同步性。牽引到位后張拉亦采用同側(cè)兩桅桿的4根背索同步張拉，待張拉到位后進行網(wǎng)殼鋼管支架落架。

3.6網(wǎng)殼下安裝支架落架并保證滿足使用功能要求：

拉索張拉施工完畢，拉索與鋼網(wǎng)殼須形成結(jié)構(gòu)，并需要在其中建立一定的預(yù)拉力。該預(yù)拉力須保證拆除網(wǎng)殼支架后，屋蓋結(jié)構(gòu)能承受自重，變形不致過大，以及拉索不松弛。在拉索中如何建立有效的預(yù)張力，以保證結(jié)構(gòu)的安全性，并方便安裝屋面板，是預(yù)應(yīng)力施工的難點。

監(jiān)理工作要點：網(wǎng)殼的安裝精度影響拉索的張拉力，由于在屋面高空張拉危險性大，本工程采用主動張拉桅桿外側(cè)的兩根背索，位于屋面上的前索索3、索4、索5、索6是被動張拉。焊接球節(jié)點網(wǎng)架下的鋼管支架落架卸載采用如下順序：

3.6.1先落下桅桿周邊區(qū)域下鋼管支架，包含月牙形網(wǎng)殼的牙尖部分；

3.6.2后落下索3、索4、索5下方的網(wǎng)殼安裝支架；

3.6.3最后落下索6和兩索6間的網(wǎng)殼寬度中間部分下的鋼管支架。

3.7拉索間相互影響大：

單片頂棚兩側(cè)共有12根索（索1～索6各兩根），且都要在其中建立預(yù)應(yīng)力。單側(cè)6根拉索通過桅桿頂?shù)腻^箱相互聯(lián)系，張拉其中任何一根索都會影響其它索的索力，因此在單片頂棚結(jié)構(gòu)中須確定合理的拉索安裝和張拉方案，盡可能減少張拉根數(shù)和次數(shù)。

監(jiān)理工作要點：為保證前索的張拉力正確，采用拉索安裝時的容差技術(shù)，將拉索的安裝長度與鋼屋蓋的安裝精度一致起來，并在所有索中建立設(shè)計要求準(zhǔn)確度的有效預(yù)應(yīng)力。

3.8控制目標(biāo)

3.8.1網(wǎng)殼的形狀是否滿足建筑要求的結(jié)構(gòu)外形是工程驗收的主要內(nèi)容。

3.8.2索力與變形雙控，以控制拉索張拉力為主。由于桅桿吊拉網(wǎng)殼的吊拉基本恒定，對預(yù)應(yīng)力值準(zhǔn)確建立十分重要，應(yīng)以控制索力為主，控制變形為輔。

3.8.3各階段相鄰桿件的內(nèi)力應(yīng)在安全范圍內(nèi)。在安裝就位、張拉、調(diào)節(jié)、使用等各階段應(yīng)保證其它桿件的安全。

3.9索力監(jiān)控：

3.9.1監(jiān)控內(nèi)容：拉索中有效預(yù)應(yīng)力的建立。

3.9.2測試方法：拉索張拉力控制主要采用張拉設(shè)備的油壓表監(jiān)控，必要時可輔以第三方檢測的電阻應(yīng)變片法、頻率法（傳感器附著在拉索上，以人力激振或環(huán)境隨機振動測震）、非接觸式頻率測定（該儀器利用電渦流原理，不需接觸拉索即可測出拉索的頻率）等對拉索及其它鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進行監(jiān)測。

3.10結(jié)構(gòu)變形監(jiān)控

采用千斤頂對拉索進行張拉或放松，可以調(diào)整索桅桿頂?shù)乃较蜃鴺?biāo)，使其符合設(shè)計所選定的******形狀。因此，本工程索的施工控制主要是通過控制索力以達到控制索網(wǎng)殼的******形狀。

拉索首次張拉、正常使用狀態(tài)時的支承條件是變化的，理論計算可以模擬各種工況，但實際效果不一定能完全滿足設(shè)計要求，因此，首次張拉之后，需要進行一定范圍的索力調(diào)整。為了盡量減少索力調(diào)整的數(shù)量，應(yīng)進行詳盡的計算分析。

3.11監(jiān)測儀器：

3.11.1索力監(jiān)測——千斤頂油壓表

目前，索結(jié)構(gòu)通常使用液壓千斤頂張拉。由于千斤頂?shù)膹埨εc油缸中的油壓有直接的關(guān)系，利用千斤頂油壓面積一定時，油缸中的液壓與千斤頂?shù)膹埨Τ杀壤@一原理，將油壓表讀數(shù)換算成千斤頂?shù)膹埨?。該方法比較直觀，不需另添儀器設(shè)備，事先經(jīng)過標(biāo)定的千斤頂測試索力有一定的精度，是施工過程中最常用的索力測試方法。

3.11.2位移監(jiān)測儀器——全站儀

全站儀是目前在大型工程施工現(xiàn)場采用的主要的高精度測量儀器。全站儀可以單機、遠程、高精度快速放樣或觀測，并可結(jié)合現(xiàn)場情況靈活地地避開可能的各種干擾。

施工測量控制網(wǎng)是施工放樣和施工中變形測試的基準(zhǔn)，為了確保測量精度，一般需要在原有控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行網(wǎng)點加密，并對其進行嚴(yán)密平差及定期復(fù)測。高程控制網(wǎng)的兩端必須進行水準(zhǔn)校測，以保證兩端高程的統(tǒng)一。高程控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)與平面控制網(wǎng)的布設(shè)同時進行，采用全站儀時放樣用的主要平面控制點應(yīng)納入高程控制網(wǎng)，統(tǒng)一聯(lián)測平差。高程控制網(wǎng)的基本網(wǎng)和加密網(wǎng)精度保持一致，其精度根據(jù)規(guī)范確定。復(fù)測精度與建網(wǎng)精度相同。

為保證施工放樣或觀測的精度和速度，對放樣或觀測的主要控制點應(yīng)設(shè)強制對中固定觀測墩座；對于其它控制點也應(yīng)盡量設(shè)強制對中固定標(biāo)志桿，以便于精確照準(zhǔn)。

采用全站儀可直接由控制點進行三維放樣，可達到很高的精度效果。

4結(jié)束語

本工程在實施過程中，現(xiàn)場監(jiān)理人員均能樹立良好的質(zhì)量意識，對材料、施工過程的每一環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格施工工藝并加強施工管理，有效地保證了預(yù)應(yīng)力拉索的工程質(zhì)量，也為今后類似專業(yè)工程的監(jiān)理工作積累了寶貴經(jīng)驗。