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国家会展中心(天津)一期工程位于天津市津南区咸水沽镇,工程建筑面积478 613m2,主要由展厅、交通连廊、中央大厅组成。
钢结构部分包括16个大型展厅及其交通廊和餐厅、1个中央入口大厅及部分连桥外围护结构。中央入口大厅为树状钢柱支撑的大跨钢结构,由32个树状结构形成,结构总高32.8m,展厅和交通连廊屋盖结构采用四弦凹型桁架大跨钢结构,跨度84m,结构高23.28m。
扭矩扳手张拉
扭矩扳手张拉法为在拉杆一端通过扭矩扳手施加扭矩,实现对拉杆张紧施工,主要针对φ35,φ55两种钢拉杆,对分段桁架单元分2次对称张拉:从中间向两侧首次张拉至95%,检查钢拉杆受力情况,无异常情况后二次张拉至105%(弥补预应力损失需超张5%)。施工流程如图1所示。
图1 扭矩扳手法张拉施工流程
扭矩扳手扭矩值按以式(1)获取。
T=KPd (1)
式中:T为扭矩值(N·m);P为拉杆预应力值(N);d为拉杆直径(m);K为扭矩系数。
φ35,φ55扭矩系数K值在张拉前通过拉力传感器进行标定,经过多次试验测定φ35钢拉杆扭矩系数取值0.21,φ55钢拉杆扭矩系数取值0.22。2种规格钢拉杆扭矩转换值如表1所示。
表 1 2 种规格钢拉杆扭矩转换值
扭矩扳手选型
本项目采用数显式扭矩扳手,首先对扭矩扳手进行扭矩值预设,然后对钢拉杆进行施拧,当LCD屏幕上达到预设扭力值的95%时,蜂鸣器发出缓慢提示声;当LCD屏幕上达到预设扭力值时,蜂鸣器发出急速提示声,此时表明已达到所设定的扭矩值。
扭矩扳手在张拉过程中会对钢拉杆面漆造成破坏,为保证面漆的完整,需采取防护措施对施拧接触面进行保护,同时要准备好面漆修补措施,防止破坏漆膜造成杆体腐蚀。
液压千斤顶张拉法施工
对于直径>55mm钢拉杆采用液压千斤顶法张拉,流程如图2所示,采用特定的工装配合液压千斤顶进行张拉,根据设计张拉力值,通过油泵将油压传给2个千斤顶,然后调节自身调节套筒达到所施加的力,配合人工链钳进行施拧,通过标定获取不同直径钢拉杆预紧力值对应的压力值如表2所示。
图2 液压千斤顶法张拉施工流程
表 2 不同直径钢拉杆油表读数
由于张拉设备组件较多,因此安装时必须小心安放,使张拉设备形心与钢拉杆重合,以保证预应力钢拉杆在进行张拉时不产生偏心。
张拉时同样分两次从中间向两侧对称张拉,第一次张拉至设计值95%,检查钢拉杆受力情况,无异常情况后二次张拉至105%(弥补预应力损失需超张5%)。具体操作为:在油泵启动供油正常后,开始加压,当压力达到钢拉杆设计拉力时,超张拉5%左右,然后停止加压。张拉过程中需控制给油速度,给油时间应≥0.5min。
张拉过程中预应力会因拉杆体松弛、锚具回缩变形、油压损失、节点摩擦等原因造成预应力损失,为保证张拉力达到设计要求,且根据大量工程经验,实际张拉过程中,采取超张拉方法,每次超张拉为理论计算张拉力5%,弥补预应力损失。
张拉时,千斤顶后端严禁站人;张拉斜拉索时,均应由专人负责指挥,并确保各作业点间通讯顺畅,操作时严禁摸踩及碰撞斜拉索,在量测斜拉索伸长值及顶塞时,应停止开动千斤顶;任何人不得擅自调整安全阀,应由专人负责;不得在有压力情况下,拧动任何部位螺栓;油泵运转时,发现有不正常现象立即停止;漏电保护装置和避雷设施齐全、完好。
嵌补段钢拉杆补张拉
待桁架结构体系满足卸载条件后,对桁架进行卸载,本项目卸载采用逐步切除调节支撑铁块、液压千斤顶辅助的方法,每次切割10mm调节块,切除2次后,需检测钢拉杆受力情况,并且对嵌补段钢拉杆进行空中补张拉,空中补张拉采取曲臂车作为操作平台,工人师傅分别操控曲臂车至合适工作位置,左右对称同时进行钢拉杆补张拉。