某总部基地项目索网结构张拉及质量控制要点

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[摘要]：某总部基地项目采用了单层索网幕墙和张弦梁玻璃采光顶，其主要受力结构形式均为预应力钢结构索网体系。施工单位采用油压张拉设备对钢索按顺序进行分级张拉，在施工单位技术人员和监理工程师的共同努力下，张拉控制应力和伸长值均满足设计要求，顺利通过验收，为做好以后预应力钢结构工程的质量管理工作提供了有益的经验。

[关键词]：索网幕墙张弦梁预应力张拉

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、工程概况某总部基地项目，总建筑面积接近13万平方米，包括5栋单体建筑，包括培训中心、综合办公楼、业务管理中心等，该工程幕墙展开面积约10万平方米。

该工程索网结构工程包括预应力索网幕墙和张弦梁采光顶两部分。

索网幕墙位于管理中心西侧外立面，为双向单层索网，顶部标高为24.5m，面积为620m2。拉索为不锈钢材质，共包括9根横索和17根竖索，规格分别为：横索φ28mm，截面积463.72mm2，最小破断拉力为484kN；竖索φ32mm，截面积482mm2，最小破断拉力为711kN。竖索上端固定在下弦上，下端固定在门头和底部埋件上；横索两端分别固定在左右两侧的桁架柱上。1

索网幕墙实景照片

钢索结构计算模型

采光顶位于管理中心入口大厅的顶部，为双向张弦梁体系，顶部标高为32.39m，面积为980m2。拉索为不锈钢材质，共包括3根主索和5根次索，规格分别为：主索φ40mm，截面积1041.94mm2，最小破断拉力为1251.58kN；次索φ36mm，截面积765.51mm2，最小破断拉力为821.53kN。

二、施工要点

2.1在钢结构安装焊接完成后，进行幕墙索网、采光顶拉索安装和张拉，总体施工过程如下：

1）搭设拉索安装和张拉所需要的施工平台。

2）安装拉索。

3）索力初调，预紧5%张拉力。

4）由两边到中间分两级张拉竖向索；由上到下分两级张拉横向索。

5）索力微调和验收。

6）安装索夹；

7）按照从上到下的顺序安装玻璃；

2.2 索网的张拉与调整

拉索安装完成后，分级、对称对拉索进行预应力张拉。首先对索网进行预紧，横索和竖索均预紧5%。竖索张拉分两级，第1级张拉至控制应力的60%，将竖索从；两边到中间成对张拉，第2级张拉至控制应力的100%，从两边到中间成对张拉。横索张拉分两级，第1级张拉至控制应力的50%，从上到下张拉，第2级张拉至控制应力的100%，从上到下张拉。由于在张拉过程中，索力之间会产生互相影响，所以在张拉之前，须进行详尽的施工过程模拟计算，并根据索具和节点形式设计制作方便实用的张拉工装。2

张拉完成后，将竖向索和水平索在相交的位置用索夹具夹紧，然后可以进行玻璃的安装。

张拉顺序见下图，编号为张拉步数。

索网幕墙张拉顺序采光顶张拉顺序

2.3 采光顶主索和次索分两级张拉完成，第一级为60%初张力，第二级为100%初张力，第一级张拉顺序见图，第二级张拉顺序同第一级。

2.4 钢索张拉力的调整

由于钢索张拉力之间的互相影响，在第一级张拉完成后，部分索力可能达不到要求，需要进一步调整。3对不满足要求的钢索张拉力进行调整，直到所有钢索的张拉力均满足要求为止。

2.6张拉质量控制方法和要求

a）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）认真检查张拉设备及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（10%）时，应停止张拉，报告工程师进行处理。4

三．监理要点

3.1 监理技术准备

1)要求施工单位编制预应力施工方案，结合本工程情况编制索网幕墙验收标准，并有总包单位聘请预应力钢结构方面的专家进行论证。

2)组织监理部人员熟悉图纸及施工方案，学习有关验收规范及验收标准。

3)张拉设备采用相应的千斤顶制作的工装和配套油泵。要求施工单位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。

3.2 质量验收主控项目及验收标准

3.2.1主要材料质量验收

3.2.1.1不锈钢拉索

1、采用经冷拔处理的不锈钢丝，加工成钢绞线；尺寸重量、技术要求、捻制质量及钢绞线的力学性能应须符合现行中华人民共和国建筑工业行业标准《建筑用不锈钢绞线》（JG/T200-2007）的有关规定；

2、不锈钢拉索成品拉索须按比例进行成品索检验。不锈钢拉索整绳破断力不得小于理论最小破断力，且不锈钢拉索在破断前钢绞线不得有任何形式的抽脱或滑移。不锈钢拉索成品拉索应由生产厂家提供CMA资质的合格报告及公司质量保证书；

3、所采用的不锈钢拉索应进行预张拉处理，预张拉处理的工艺过程须有纪录。

4、不锈钢拉索的最小破断力、弹性模量、热膨胀系数均需通过试验检测并符合设计要求；要求对钢索按规范要求进行监理见证取样复试，复试结果合格后才能在本工程上使用。

5 不锈钢拉索锚具各项技术要求应符合中华人民共和国建筑工业行业标准《建筑幕墙用钢索压管接头》（JG/T201-2007）的有关规定。

3.2.2安装张拉质量检验

3.2.2.1预应力不锈钢拉索的张拉控制采用张拉力和伸长值同时控制方法，其中张拉力作为主要控制要素，伸长值作为辅助控制要素。5索力数值的允许偏差为标准值的±8%。张弦梁施工时,施工人员将预应力索穿好就位后,期间主要控制竖向撑杆的预留偏差，撑杆与钢梁之间焊接要做好，需进行焊缝探伤检测。焊缝经监理验收合格后，采用油压张拉设备进行张拉,单榀张弦梁张拉时以应力控制为主,伸长值控制为辅,拉至张拉控制应力的60%.监理在整个张拉过程中需进行旁站.并检验测量数据，保证达到施工方案要求的各项数据要求。

经过6个月的紧张施工，整个索网幕墙和顶部采光顶工程于2011年9月全部施工完成，施工过程中记录了大量的过程数据，经与此前计算机模拟计算的结果相比较，各级张拉应力严格控制在方案要求的范围内，最终的控制索力和伸长值均满足设计要求，顺利通过了各方的验收。

张弦梁吊装钢索张拉端头锚具

索网交叉节点索网顶部组合钢架梁吊装

结束语

随着建筑师和建设单位对大垮度通透性玻璃幕墙的喜爱，单层索网幕墙在国内外的应用已经越来越普遍了。某总部基地索网幕墙和采光顶工程在施工过程中克服了场地狭小、起吊距离长等困难，在施工单位、监理公司和业主的共同努力下圆满完成了吊装、穿索、张拉、固定等所有安装工作，幕墙玻璃安装完成后，其通透性、美观性获得了设计单位的充分肯定，同时也为预应力钢结构在幕墙工程中的发展应用起到了巨大的推动作用。

[参考文献]

1.《预应力钢结构技术规程》CECS 205：2006

2.某工程单层索网幕墙验收标准。

3. 郭晓蕾；张庆伟。单层索网玻璃幕墙结构设计与施工。城市建设理论研究 2012年37期。

4.李玫；杜彦凯；秦杰；李国立；钱英欣；赵庆立。金融街F3区张弦屋顶与索网幕墙综合施工技术。工业建筑 2008年第12期。

5.杜彦凯；仝为民；吕学政；周黎光；束伟农；蔡明。柔性边界幕墙索网张拉施工方法研究。施工技术 2008年第5期。