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【摘 要】 本文介绍了某某民用建筑中悬挑结构采用大直径高强钢拉杆斜拉的安装施工，并分析其特点及施工中存在的问题，以及该工程中针对钢拉杆的具体监测要求。
【关键词】 高强；钢拉杆；安装；监测；防腐
【中图分类号】 TU512.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）05-008-02
1 工程概况
某某工程位于南京市建邺区江心洲，总建筑面积为5.2万平米，地下两层，地上五层，地上建筑面积为2.6万平米，层高4.5米，结构高度为18.00米。由十字型劲性柱、钢圆管柱、H型钢梁、钢管桁架组成钢框架结构。本工程在五层楼面上设置了10根Reh≥550Mpa级钢拉杆，用于斜拉五层楼面13轴东侧、E轴南侧的悬挑结构，该悬挑结构共计二、三、四三层，各层之间利用7根吊柱连成一体。其中13轴东侧悬挑约12米，长度为54米，采用6根东西向Φ150mm550级高强钢拉杆，南侧悬挑出E轴约22米，长度为8米，利用4根南北向Φ200mm550级高强钢拉杆（见平面布置图1-1）。本工程高强钢拉杆的施工为本工程钢结构安装作业中的重点及难点之一，大直径高强钢拉杆在民用建筑中的运用在国内也属少见。
2 高强钢拉杆的分类与组成
钢拉杆按其接头形式主要分为UU、OO、UO三种基本形式，UU型钢拉杆两端均用螺纹连接的“U型接头”，被连接的结构基座采用单耳板；OO型钢拉杆两端均为螺纹连接的“O型接头”，被连接的结构基座为双耳板；OU型钢拉杆一端为用螺纹连接的U型接头，另一端为螺纹连接的“O型接头”，被连接的结构一端为单耳板，另一端为双耳板。本工程选用的高强钢拉杆为550级UU型钢拉杆，因此被连接的结构基座为单耳板焊接于五层钢梁上。该钢拉杆主要由：U型接头、拉杆、调节套筒、护套、销轴等零部件组成。
3 钢拉杆安装前的相关要求
3.1 设计要求本工程钢拉杆安装前，五层楼面钢结构必须安装焊接完成，压重区砼必须浇筑完成。
3.2 根据清单及深化设计图纸对进场的钢拉杆进行验收，主要包括长度、规格、数量、相应质保资料等；
3.3 根据钢拉杆进场的质保资料仔细核对钢拉杆的极限拉力值是否符合设计相关要求，这里需要注意的是钢拉杆出厂时质保资料上标注的是试验荷载值而非极限荷载值，生产厂家不可能对出厂的每批构件进行破坏试验，因此一般是按标准要求进行试验载荷，所以需要根据试验载荷推算理论极限荷载值是否满足设计要求。
4 钢拉杆安装施工工艺
4.1 在地面上组装钢拉杆安装用的胎架，将钢拉杆调节套筒、杆体、U型接头移至胎架上顺序组装，安装期间注意螺纹的旋向，防止碰伤螺纹及避免螺纹粘上杂物。
4.2 用全站仪精确测量预留在钢柱上的两个安装耳板孔中心的间距L，将待装的钢拉杆通过自制扳手调节套筒调节至耳板孔间距为L。
4.3 利用工地塔吊加软吊带多点起吊至一端就位，穿好轴销，再提另一端就位。在吊装过程中尽可能使用软吊带，避免常规的钢丝绳等对杆件表面防腐油漆损伤。
4.4 依次安装连接板、销轴、开口销，开口销应有较大的开口量，防止开口销松脱。
4.5 钢拉杆就位后利用手动葫芦调整杆件的侧向垂直度，确保调节套筒能够轻松旋转，避免钢拉杆受侧弯影响。
4.6 本工程高强钢拉杆设计无预张拉要求，安装完成后用自制扳手旋紧调节器即可。如设计有预张拉要求，需在护套上安装专用张拉工具，依靠油压千斤顶使杆体受力，而使调节套筒处于非受力状态，达到预定值后，用自制扳手旋紧套筒，从而达到预张拉的目的。
5 钢拉杆安装过程中遇到的问题
本工程钢拉杆安装过程中发现其中三根钢拉杆U型接头与两端基座耳板轴线间有少许偏差，但就是这几毫米的偏差造成现场这三根钢拉杆无法顺利吊入预留基座耳板内，后经返厂对钢拉杆U型接头打磨加工后才顺利吊装入位。由此看出，高强钢拉杆的加工精度是非常高的，U型接头预留误差控制值目测在+2mm之内，但现场钢结构基座耳板的安装误差很有可能大于该控制值，致使钢拉杆不能顺利吊入基座耳板内，因此钢拉杆对于基座耳板的安装精度要求非常高。本工程施工单位对于如此大直径高强钢拉杆安装也属首次，所以出现上述问题也属正常。
6 钢拉杆的防腐处理
高强钢拉杆的表面防腐与常规钢结构构件基本一致，除钢拉杆螺栓连接部位外，其余裸露部位需涂环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆，现场安装完成后可涂其他颜色面漆，本工程钢构件外表均有薄型防火涂料，可省略面漆施工。对于钢拉杆运输吊装过程中杆件表面油漆损坏部位清理后需复涂环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆处理。要着重注意的地方是钢拉杆螺纹连接处的密封防腐处理，本工程采用了幕墙中密封常用的中性硅酮密封耐候胶进行了螺纹处的密封防腐处理，具有良好的密封性、耐候性、附着性，不足的是大面积使用造价较高。在钢拉杆安装完成后旋出护套对螺纹表面进行清理，用胶枪将耐候密封胶打在螺纹表面并旋回护套拧紧即可。
7 钢拉杆的监测
本工程钢拉杆受力复杂，设计要求对施工阶段及使用过程中进行全程监测，通过对各阶段的应力、位移等监测信息进行分析，本工程在应力监测时选取了10根钢拉杆均监测轴力值，对钢拉杆吊起的7根圆管柱监测五层柱端弯矩。
7.1 应力监测采用振弦应变计监测钢拉杆及圆管柱应力变化，10根钢拉杆共计10个监测断面，每个断面对称布置2个振弦应变计，钢拉杆吊起的7根圆管柱共计7个监测断面，每个断面对称布置4个振弦应变计。
7.2 位移监测采用全站仪对钢拉杆吊起的7根圆管柱端部及悬挑端端部进行监测，共计14个监测点。
7.3 钢拉杆监测主要分为下述几个时间段：钢拉杆安装完成后、支撑胎架卸载过程中、屋顶钢结构施工完成、幕墙荷载施工完成至钢拉杆受力稳定后一个月内。需要注意的是支撑胎架卸载过程中的监测，监测单位跟踪监测数据采集后，及时向钢结构施工单位反馈监测结果，做好信息联动工作，施工单位根据监测数据反馈情况调整卸载过程或中止卸載，确保卸载时钢结构变形及钢拉杆应力值在设计要求的报警值之内。
8 结语
本工程13轴、E轴两处悬挑应该说悬挑距离对于钢结构来说并不是非常大，假设不用此高强钢拉杆斜拉，而采用常规的钢桁架悬挑也能达到这一要求，但室内空间上肯定不如采用钢拉杆通透，而且钢桁架对室内层高要求较高；另外，虽然高强钢栏杆单根造价较高，但却大幅降低了如采用桁架悬挑的用钢量，设计师分析过本工程如采用钢桁架造价上将超过钢拉杆的费用，高强钢拉杆在本工程上的运用起到了节省造价的作用。
高强钢拉杆结构简单、质量可靠、承载能力较高、具有良好的强韧性，施工安装速度快，且综合力学性能高、降低工程用钢量，符合当今“低碳”施工的趋势。但钢拉杆制造工艺复杂，加工精度要求高，热处理要求专利掌握在少数企业手中，单价高，基本属于定制产品，加工周期长，推广应用有一定局限性。高强钢拉杆目前主要用于机场航站楼、火车站站房等大跨钢结构中，在常规民用建筑中应用仍然较少，施工企业安装经验相对缺乏，如采用预张拉技术施工较为复杂；其次，钢拉杆安装完成后对监测要求较高，需要专业单位实施。相信随着国内众多企业的不断研发与制造工艺的成熟，高强钢拉杆在常规民用钢结构工程中的应用将会越来越广泛。
参考文献
1 祁海坤.深圳会展中心高强度钢拉杆施工技术.钢结构，2005（02）
2 钢拉杆使用说明书.中国巨力集团
【关键词】 高强；钢拉杆；安装；监测；防腐
【中图分类号】 TU512.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）05-008-02
1 工程概况
某某工程位于南京市建邺区江心洲，总建筑面积为5.2万平米，地下两层，地上五层，地上建筑面积为2.6万平米，层高4.5米，结构高度为18.00米。由十字型劲性柱、钢圆管柱、H型钢梁、钢管桁架组成钢框架结构。本工程在五层楼面上设置了10根Reh≥550Mpa级钢拉杆，用于斜拉五层楼面13轴东侧、E轴南侧的悬挑结构，该悬挑结构共计二、三、四三层，各层之间利用7根吊柱连成一体。其中13轴东侧悬挑约12米，长度为54米，采用6根东西向Φ150mm550级高强钢拉杆，南侧悬挑出E轴约22米，长度为8米，利用4根南北向Φ200mm550级高强钢拉杆（见平面布置图1-1）。本工程高强钢拉杆的施工为本工程钢结构安装作业中的重点及难点之一，大直径高强钢拉杆在民用建筑中的运用在国内也属少见。
2 高强钢拉杆的分类与组成
钢拉杆按其接头形式主要分为UU、OO、UO三种基本形式，UU型钢拉杆两端均用螺纹连接的“U型接头”，被连接的结构基座采用单耳板；OO型钢拉杆两端均为螺纹连接的“O型接头”，被连接的结构基座为双耳板；OU型钢拉杆一端为用螺纹连接的U型接头，另一端为螺纹连接的“O型接头”，被连接的结构一端为单耳板，另一端为双耳板。本工程选用的高强钢拉杆为550级UU型钢拉杆，因此被连接的结构基座为单耳板焊接于五层钢梁上。该钢拉杆主要由：U型接头、拉杆、调节套筒、护套、销轴等零部件组成。
3 钢拉杆安装前的相关要求
3.1 设计要求本工程钢拉杆安装前，五层楼面钢结构必须安装焊接完成，压重区砼必须浇筑完成。
3.2 根据清单及深化设计图纸对进场的钢拉杆进行验收，主要包括长度、规格、数量、相应质保资料等；
3.3 根据钢拉杆进场的质保资料仔细核对钢拉杆的极限拉力值是否符合设计相关要求，这里需要注意的是钢拉杆出厂时质保资料上标注的是试验荷载值而非极限荷载值，生产厂家不可能对出厂的每批构件进行破坏试验，因此一般是按标准要求进行试验载荷，所以需要根据试验载荷推算理论极限荷载值是否满足设计要求。
4 钢拉杆安装施工工艺
4.1 在地面上组装钢拉杆安装用的胎架，将钢拉杆调节套筒、杆体、U型接头移至胎架上顺序组装，安装期间注意螺纹的旋向，防止碰伤螺纹及避免螺纹粘上杂物。
4.2 用全站仪精确测量预留在钢柱上的两个安装耳板孔中心的间距L，将待装的钢拉杆通过自制扳手调节套筒调节至耳板孔间距为L。
4.3 利用工地塔吊加软吊带多点起吊至一端就位，穿好轴销，再提另一端就位。在吊装过程中尽可能使用软吊带，避免常规的钢丝绳等对杆件表面防腐油漆损伤。
4.4 依次安装连接板、销轴、开口销，开口销应有较大的开口量，防止开口销松脱。
4.5 钢拉杆就位后利用手动葫芦调整杆件的侧向垂直度，确保调节套筒能够轻松旋转，避免钢拉杆受侧弯影响。
4.6 本工程高强钢拉杆设计无预张拉要求，安装完成后用自制扳手旋紧调节器即可。如设计有预张拉要求，需在护套上安装专用张拉工具，依靠油压千斤顶使杆体受力，而使调节套筒处于非受力状态，达到预定值后，用自制扳手旋紧套筒，从而达到预张拉的目的。
5 钢拉杆安装过程中遇到的问题
本工程钢拉杆安装过程中发现其中三根钢拉杆U型接头与两端基座耳板轴线间有少许偏差，但就是这几毫米的偏差造成现场这三根钢拉杆无法顺利吊入预留基座耳板内，后经返厂对钢拉杆U型接头打磨加工后才顺利吊装入位。由此看出，高强钢拉杆的加工精度是非常高的，U型接头预留误差控制值目测在+2mm之内，但现场钢结构基座耳板的安装误差很有可能大于该控制值，致使钢拉杆不能顺利吊入基座耳板内，因此钢拉杆对于基座耳板的安装精度要求非常高。本工程施工单位对于如此大直径高强钢拉杆安装也属首次，所以出现上述问题也属正常。
6 钢拉杆的防腐处理
高强钢拉杆的表面防腐与常规钢结构构件基本一致，除钢拉杆螺栓连接部位外，其余裸露部位需涂环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆，现场安装完成后可涂其他颜色面漆，本工程钢构件外表均有薄型防火涂料，可省略面漆施工。对于钢拉杆运输吊装过程中杆件表面油漆损坏部位清理后需复涂环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆处理。要着重注意的地方是钢拉杆螺纹连接处的密封防腐处理，本工程采用了幕墙中密封常用的中性硅酮密封耐候胶进行了螺纹处的密封防腐处理，具有良好的密封性、耐候性、附着性，不足的是大面积使用造价较高。在钢拉杆安装完成后旋出护套对螺纹表面进行清理，用胶枪将耐候密封胶打在螺纹表面并旋回护套拧紧即可。
7 钢拉杆的监测
本工程钢拉杆受力复杂，设计要求对施工阶段及使用过程中进行全程监测，通过对各阶段的应力、位移等监测信息进行分析，本工程在应力监测时选取了10根钢拉杆均监测轴力值，对钢拉杆吊起的7根圆管柱监测五层柱端弯矩。
7.1 应力监测采用振弦应变计监测钢拉杆及圆管柱应力变化，10根钢拉杆共计10个监测断面，每个断面对称布置2个振弦应变计，钢拉杆吊起的7根圆管柱共计7个监测断面，每个断面对称布置4个振弦应变计。
7.2 位移监测采用全站仪对钢拉杆吊起的7根圆管柱端部及悬挑端端部进行监测，共计14个监测点。
7.3 钢拉杆监测主要分为下述几个时间段：钢拉杆安装完成后、支撑胎架卸载过程中、屋顶钢结构施工完成、幕墙荷载施工完成至钢拉杆受力稳定后一个月内。需要注意的是支撑胎架卸载过程中的监测，监测单位跟踪监测数据采集后，及时向钢结构施工单位反馈监测结果，做好信息联动工作，施工单位根据监测数据反馈情况调整卸载过程或中止卸載，确保卸载时钢结构变形及钢拉杆应力值在设计要求的报警值之内。
8 结语
本工程13轴、E轴两处悬挑应该说悬挑距离对于钢结构来说并不是非常大，假设不用此高强钢拉杆斜拉，而采用常规的钢桁架悬挑也能达到这一要求，但室内空间上肯定不如采用钢拉杆通透，而且钢桁架对室内层高要求较高；另外，虽然高强钢栏杆单根造价较高，但却大幅降低了如采用桁架悬挑的用钢量，设计师分析过本工程如采用钢桁架造价上将超过钢拉杆的费用，高强钢拉杆在本工程上的运用起到了节省造价的作用。
高强钢拉杆结构简单、质量可靠、承载能力较高、具有良好的强韧性，施工安装速度快，且综合力学性能高、降低工程用钢量，符合当今“低碳”施工的趋势。但钢拉杆制造工艺复杂，加工精度要求高，热处理要求专利掌握在少数企业手中，单价高，基本属于定制产品，加工周期长，推广应用有一定局限性。高强钢拉杆目前主要用于机场航站楼、火车站站房等大跨钢结构中，在常规民用建筑中应用仍然较少，施工企业安装经验相对缺乏，如采用预张拉技术施工较为复杂；其次，钢拉杆安装完成后对监测要求较高，需要专业单位实施。相信随着国内众多企业的不断研发与制造工艺的成熟，高强钢拉杆在常规民用钢结构工程中的应用将会越来越广泛。
参考文献
1 祁海坤.深圳会展中心高强度钢拉杆施工技术.钢结构，2005（02）
2 钢拉杆使用说明书.中国巨力集团