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摘要：预应力钢结构近年来得到了广泛的应用。本文介绍了预应力钢结构的施工工艺原理及其工艺过程，以一张弦梁结构为例探讨了预应力钢结构的施工控制措施。
关键词：预应力钢结构 施工工艺 施工控制
Abstract：Prestressing steel has been widely used in many constructions. Principles and processes of the construction technology by Prestressing steel are introduced in this paper. Taking a Beam String Structure for example, the Construction Control Measures of Prestressing steel are presented.
Key words: Prestressing steel; Construction technology; Construction Control
[中圖分类号] TU74[文献标识码]A [文章编号]
近年来，采用特定的方法对钢结构或构件预加预应力，从而形成的新型预应力钢结构体系，在国内外体育中心、会展中心、轨道交通车站和机场候机楼【1】等钢结构工程中得到了广泛的应用，受到国内外科技界和工程界的关注和重视,其应用和发展前景无比广阔。
1. 预应力钢结构施工工艺原理
应用预应力钢结构技术的基本思想是, 采用人为的方法在结构或构件最大受力截面部位, 引入与荷载效应相反的预应力, 以提高结构承载能力, 改善结构受力状态, 增大刚度, 达到节约材料、降低造价的目的。此外, 预应力还具有提高结构稳定性、抗震性, 改善结构疲劳强度, 改进材料低温、抗蚀等各种特性的作用【2】。
预应力钢结构施工不同于预应力混凝土，预应力钢结构是施加预应力的拉索与钢结构体系组合的平面和空间杂交结构体系，施工时，是对索体施加预应力，通过张拉、锚固、转折、连接和交叉等节点，并通过使其相互连接的构件，达到对结构长生有利的卸载作用，增大结构承载力和整体刚度。
2. 预应力钢结构的施工流程
预应力钢结构的施工工艺流程大体按照构件、节点及索体制作；构件、节点及索体安装；索体张拉（分级、分步、对称）；索体索力调整等几个方面进行。
以一个斜拉索和张弦桁架相结合的复杂空间预应力钢结构为例，其施工过程如下：（1） 在地面台模上拼装屋架的张弦桁架跨段；张拉下弦索，张弦梁跨中起拱到预定量；（2）起吊、安装张弦桁架跨段，二端电焊连结；（3）张拉斜索，使屋架位移控制点起拱到预定量；（4）拆除支撑，然后安装屋面板和设备。
从上述的施工过程中可以归纳出预应力钢结构施工的几个特点：（1）预应力施工会有阶段性，可以是嵌套形式；（2）需要确定一个形状控制为索张拉目标，目标实现时的索力目标控制索力，目标实现时控制点位移为目标控制位移，即初始状态；（3）控制索力往往是几个，甚至是十几个以上。由于实际张拉设备有限，不可能所有索同时张拉，因此必须制定使用少数设备实现目标控制索力和目标控制位移的张拉方案。
3. 预应力钢结构的施工控制
预应力钢结构的施工状态控制是指预先通过分析确定设计目标并制定张拉方案，张拉过程中对预应力钢结构施工状态进行实时识别，最终有目的地调整纠偏，从而使预应力钢结构施工收到有效地控制【3】。
某展馆为张弦梁结构，跨度66m，张弦梁上弦为三角形桁架，下弦为拉索，两端拉索为可调节端，两端的锚具均采用单螺杆式可调节锚具。
此单向张弦结构主要施工难点如下：
（1）撑杆垂直度保证；
（2）张拉力、起拱及支座位移数值控制；
（3）张拉时如何保证相邻榀间起拱协调，保证连续流水施工；
针对这些难点主要解决方法如下：
（1）撑杆垂直度主要需要在两个方面控制。首先，在制索过程中，在工厂根据计算在拉索上标记处撑杆节点位置；第二，要在施工过程中控制好结构的制作偏差，结构各个撑杆之间的间距及整体尺寸要控制在规范要求之内。
（2）张拉力、起拱及支座位移数值控制需要在两方面进行控制。首先，在施工仿真计算阶段需要认真建好模型，根据现场施工条件及流程，获得相应施工阶段的张拉力、起拱及支座位移的准确理论数值作为施工控制的数据；第二，要针对预应力钢结构的特点，需要加强现场实时监测，尤其快到张拉到位时，结构变形变化很快，一定要进行实时监测，控制好各个张拉控制数据。
（3）张拉时由于钢结构需要流水施工，根据现场条件主要有以下几种施工方法：
a.两榀为一个单元在地面或高空拼装完成，然后张拉到位，在高空连接两榀间的次桁架，然后安装檩条及屋面。这种施工方法要求张拉时要控制相邻的两榀起拱数值偏差能够满足次桁架和檩条的安装。
b.在高空单榀拼装张弦梁，拼装完成两榀后张拉第一榀，然后拼装一榀，张拉一榀，最后完成整个结构安装。这种施工方法要求张拉第一榀时不能由于起拱过大而导致两榀桁架之间的联系桁架或檩条受力过大。
c.在高空单榀拼装累计滑移施工方法，拼装完成两榀后张拉这两榀，张拉完成后滑移出一个轴线的距离，然后拼装一榀，张拉一榀，滑移一榀，最终完成整个结构的安装。这种施工方法要求经过认真计算确定好张拉分级，在滑移前的张拉要保证起拱变形尽量小，以保证滑移出去的张弦梁与在台架上的张弦梁间次桁架或檩条的安装精度【4】。
结语
预应力钢结构在我国经历几十的发展，已充分显示出这类结构的众多特点和优势，是空间结构发展的一种新趋向【5】。今后的预应力钢结构还得要不断从施工、设计上改善结构体系，完善和提高整体的施工安装及工艺水平。
参考文献：
[1] 郭正兴，罗 斌，大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用项目介绍，施工技术·资讯，2010.7。
[2]张爱林. 预应力钢结构技术发展及应用[J]. 钢结构,2005(6).
[3]陆赐麟, 等著. 现代预应力钢结构. 北京: 人民交通出版社, 2003年.
[4]林寿，杨嗣信，钢结构工程，中国建筑工业出版社，2009年.
[5]董石麟，预应力大跨度空间钢结构的应用与展望，空间结构，2001（4）
作者简介：李婕（1981－），女，新疆米泉人，讲师（工程师），建筑工程
关键词：预应力钢结构 施工工艺 施工控制
Abstract：Prestressing steel has been widely used in many constructions. Principles and processes of the construction technology by Prestressing steel are introduced in this paper. Taking a Beam String Structure for example, the Construction Control Measures of Prestressing steel are presented.
Key words: Prestressing steel; Construction technology; Construction Control
[中圖分类号] TU74[文献标识码]A [文章编号]
近年来，采用特定的方法对钢结构或构件预加预应力，从而形成的新型预应力钢结构体系，在国内外体育中心、会展中心、轨道交通车站和机场候机楼【1】等钢结构工程中得到了广泛的应用，受到国内外科技界和工程界的关注和重视,其应用和发展前景无比广阔。
1. 预应力钢结构施工工艺原理
应用预应力钢结构技术的基本思想是, 采用人为的方法在结构或构件最大受力截面部位, 引入与荷载效应相反的预应力, 以提高结构承载能力, 改善结构受力状态, 增大刚度, 达到节约材料、降低造价的目的。此外, 预应力还具有提高结构稳定性、抗震性, 改善结构疲劳强度, 改进材料低温、抗蚀等各种特性的作用【2】。
预应力钢结构施工不同于预应力混凝土，预应力钢结构是施加预应力的拉索与钢结构体系组合的平面和空间杂交结构体系，施工时，是对索体施加预应力，通过张拉、锚固、转折、连接和交叉等节点，并通过使其相互连接的构件，达到对结构长生有利的卸载作用，增大结构承载力和整体刚度。
2. 预应力钢结构的施工流程
预应力钢结构的施工工艺流程大体按照构件、节点及索体制作；构件、节点及索体安装；索体张拉（分级、分步、对称）；索体索力调整等几个方面进行。
以一个斜拉索和张弦桁架相结合的复杂空间预应力钢结构为例，其施工过程如下：（1） 在地面台模上拼装屋架的张弦桁架跨段；张拉下弦索，张弦梁跨中起拱到预定量；（2）起吊、安装张弦桁架跨段，二端电焊连结；（3）张拉斜索，使屋架位移控制点起拱到预定量；（4）拆除支撑，然后安装屋面板和设备。
从上述的施工过程中可以归纳出预应力钢结构施工的几个特点：（1）预应力施工会有阶段性，可以是嵌套形式；（2）需要确定一个形状控制为索张拉目标，目标实现时的索力目标控制索力，目标实现时控制点位移为目标控制位移，即初始状态；（3）控制索力往往是几个，甚至是十几个以上。由于实际张拉设备有限，不可能所有索同时张拉，因此必须制定使用少数设备实现目标控制索力和目标控制位移的张拉方案。
3. 预应力钢结构的施工控制
预应力钢结构的施工状态控制是指预先通过分析确定设计目标并制定张拉方案，张拉过程中对预应力钢结构施工状态进行实时识别，最终有目的地调整纠偏，从而使预应力钢结构施工收到有效地控制【3】。
某展馆为张弦梁结构，跨度66m，张弦梁上弦为三角形桁架，下弦为拉索，两端拉索为可调节端，两端的锚具均采用单螺杆式可调节锚具。
此单向张弦结构主要施工难点如下：
（1）撑杆垂直度保证；
（2）张拉力、起拱及支座位移数值控制；
（3）张拉时如何保证相邻榀间起拱协调，保证连续流水施工；
针对这些难点主要解决方法如下：
（1）撑杆垂直度主要需要在两个方面控制。首先，在制索过程中，在工厂根据计算在拉索上标记处撑杆节点位置；第二，要在施工过程中控制好结构的制作偏差，结构各个撑杆之间的间距及整体尺寸要控制在规范要求之内。
（2）张拉力、起拱及支座位移数值控制需要在两方面进行控制。首先，在施工仿真计算阶段需要认真建好模型，根据现场施工条件及流程，获得相应施工阶段的张拉力、起拱及支座位移的准确理论数值作为施工控制的数据；第二，要针对预应力钢结构的特点，需要加强现场实时监测，尤其快到张拉到位时，结构变形变化很快，一定要进行实时监测，控制好各个张拉控制数据。
（3）张拉时由于钢结构需要流水施工，根据现场条件主要有以下几种施工方法：
a.两榀为一个单元在地面或高空拼装完成，然后张拉到位，在高空连接两榀间的次桁架，然后安装檩条及屋面。这种施工方法要求张拉时要控制相邻的两榀起拱数值偏差能够满足次桁架和檩条的安装。
b.在高空单榀拼装张弦梁，拼装完成两榀后张拉第一榀，然后拼装一榀，张拉一榀，最后完成整个结构安装。这种施工方法要求张拉第一榀时不能由于起拱过大而导致两榀桁架之间的联系桁架或檩条受力过大。
c.在高空单榀拼装累计滑移施工方法，拼装完成两榀后张拉这两榀，张拉完成后滑移出一个轴线的距离，然后拼装一榀，张拉一榀，滑移一榀，最终完成整个结构的安装。这种施工方法要求经过认真计算确定好张拉分级，在滑移前的张拉要保证起拱变形尽量小，以保证滑移出去的张弦梁与在台架上的张弦梁间次桁架或檩条的安装精度【4】。
结语
预应力钢结构在我国经历几十的发展，已充分显示出这类结构的众多特点和优势，是空间结构发展的一种新趋向【5】。今后的预应力钢结构还得要不断从施工、设计上改善结构体系，完善和提高整体的施工安装及工艺水平。
参考文献：
[1] 郭正兴，罗 斌，大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用项目介绍，施工技术·资讯，2010.7。
[2]张爱林. 预应力钢结构技术发展及应用[J]. 钢结构,2005(6).
[3]陆赐麟, 等著. 现代预应力钢结构. 北京: 人民交通出版社, 2003年.
[4]林寿，杨嗣信，钢结构工程，中国建筑工业出版社，2009年.
[5]董石麟，预应力大跨度空间钢结构的应用与展望，空间结构，2001（4）
作者简介：李婕（1981－），女，新疆米泉人，讲师（工程师），建筑工程