预应力张弦梁结构的施工技术创新
摘要：本文对预应力张弦梁结构进行详细的介绍，阐述了其具体的工程施工工艺和施工要点，以供相关人士参考。
关键词：预应力工程；张弦梁结构；施工创新
张弦梁结构由于有着受力明确，结构体系简单以及其自身结构形式多样等特点，因此被人们广泛的应用在大跨度施工工程中。随着社会的不断发展，人们的建筑施工水平也在不断的提高，其预应力张弦梁结构作为一种新型的交叉房盖结构体积，出现在了人们的视野当中。这种施工技术在工程施工中，充分的发挥出来刚性材料和柔性材料这两种不同材料的特性，提高了建筑结构的稳定性和可靠性，有着良好的发展前景。
一、张弦梁结构的概述
所谓的张弦梁结构就是由刚性构件、柔性拉索以及中间连以撑杆组合而成的一种新型混合结构，属于大跨度空间结构中的一种。在实际应用的过程中，张弦梁结构的受力原理主要是通过柔性构件的下弦拉索在使用过程中施加的预应力，使得刚性上弦构件产生反绕度，在建筑荷载的作用下致使绕度减少，从而导致建筑结构呈现出一种平衡的状态。
目前，张弦梁结构在建筑工程应用的种类有很多，我们可以根据张弦梁结构受力的特点将其分成平面张弦梁结构和空间张弦梁。其中平面张弦梁结构是指该张弦梁结构的构件，位于同一个建筑平面内，以平面受力为主要受力原理的一种预应力张弦梁结构。这种平面张弦梁结构主要用于跨度较小的建筑结构；而空间张弦梁结构则是由多个平面张弦结构组成的，而且在工程施工中，这种张弦梁结构可以通过工程施工的需要对其结构形式进行相应的转换，从而保障建筑结构的稳定性和可靠性不会受到影响。
二、施工要求
1、在预应力张弦梁施工的过程中，施工人员要根据工程施工的要求，对其施加的初始预应力进行一定的控制，使其达到施工张拉控制力。这样不仅满足了工程的施工要求，还使得该预应力张弦梁结构的构件，在建筑结构上作用力都达到了工程施工的标准。
2、在对预应力张弦梁结构中初始预应力进行施加的时候，由于相邻索建筑对其预应力影响较大，因此我们就要对张拉索的松弛度进行有效地控制，保障其先期的张拉索不会出现松弛的情况，而后期的张拉索则满足工程结构受力的要求。
3、承重索与撑杆要利用索夹将其锁死，使得稳定索在撑杆中，可以进行自由的滑动。
4、在对预应力张弦梁结构进行施工的时候，其施工方法一定要满足结构受力合理。
二、技术难题
1、在工程施工的过程中，由于每榀张弦梁面的刚度较小，使得刚性构件的索力受到严重的影响，因此在结构构件安设的过程中，施工人员要对榀与榀钢架结构之间的影响进行考虑。
2、施工人员在张弦梁应力搭设的过程中，一定要对承重索和稳定索之间索力相互作用力进行影响。
3、对稳定索穿索孔之间的角度的倾斜度的精确度进行保证，从而使得稳定所可以在城杆上自由的滑动。
4、在对张拉端进行设计施工的时候，施工人员应该采用预埋钢套管的施工方法，对其钢管安设的位置进行确定，避免在钢管安设的过程中，对穿索工作带来一定的困难。
5、承重索固定于钢管撑杆下端两侧的耳板.索头难以穿过。
6、原设计稳定索须穿过安装在钢管撑杆上的钢套管，每根钢管撑杆上钢套管的倾斜角度都在变化.且索头难以穿过。
三、技术创新
（1）将张拉端预埋倾斜钢管改为插板式预埋件
（2）对稳定索，在套管处将撑杆分成两段，离撑杆端部较远的各个节点用大一号的U型开口套管套接两段撑杆，并在U型开口处焊接加强环：离撑杆端部较远的节点，短的一段撑杆改用大一号的U型开口套管，在U型开口处同样焊接加强环。
（3）利用索夹穿承重索，两端索夹与撑杆固定，索夹与撑杆采用销接。
四、施工方案
张弦梁是刚性结构与柔性杆件相结合的结构，刚性杆件缺乏调节的功能，因此刚性杆件与柔性索的制作与安装精度，是张弦梁施工的关键。
1、预埋件的制作与安装
预埋件为插板式预埋件，主要由插板、锚板及锚筋组成。插板为180mm×20mm的Q235钢板，与钢绞线索头连接处采用8 mm厚钢板补强。插板尾端焊接一块8×l00×200（mm）钢板，中间部分焊接锚筋。
2、钢索的制作
本工程有3榀张弦梁。每榀设置2道承重索和1道抗风稳定索。均采用∞×19丝1860级成品镀锌钢丝索，拉索直径为40mm，表面做黄油保护层，外包双层PE，内层PE为黑色耐老化高密度聚乙烯（HDPE），外层为白色PE，两端索头为双叉耳内旋式，材料为40Cr，拉索采用热铸锚具，锚具表面镀彩锌。
3、钢索施工内容
钢索的旌工内容包括钢索安装、张拉和监测三部分。张拉过程中对钢索和普通钢结构的位移进行实时监测，以防预应力施工过程中局部变形过大。造成应力集中，并影响后续的玻璃安装。
五、施工顺序
1、顺序确定的原则
（1）与普通钢结构的总体施工顺序协调，钢索安装穿插其中。
（2）搭设临时塔架，待普通钢结构的柱、主梁和次梁等全部构件安装到位后（预起拱完成，并达到初始设计位置标高），再安装钢索并预紧。
（3）根据现场情况安装拉索，制订方便快捷的安装顺序和路线。
2、结构安装顺序
搭设临时塔架→上弦钢结构安装→压杆上节点安装→稳定索上部压杆安装→安装稳定索（临时捆扎于上部压杆）→安装承重索→安装稳定索下部的压杆及索夹→人工预紧→预应力正式张拉
3、钢索的安装
将拉杆调节端索头螺母调至最长，钢索一端与预埋件上的耳板先安装，另一端待构件吊装后再调整钢索。用手扳葫芦将钢索拉至耳板或节点板附近位置，最后用手拉葫芦调整叉耳位置，将销棒插入销孔。连接好索固定端与张拉端，需要调整时用葫芦或于斤顶收紧，以调节长度。安装时与汽车吊等配合。钢索安装后。用5 t葫芦预紧，以减小钢索在自重下的挠度，利于整个结构成为整体。
4、总体原则
（1）张拉控制采用双
控：控制索力和结构变形。其中以控制索力为主。变形控制为辅。
（2）整个结构张拉顺序的原则为对称和均匀。
（3）通过张拉承重索和稳定索在结构中建立预应力。
（4）承重索两端同时进行张拉。稳定索一端张拉。
六、现场测控
现场预应力正式张拉时采用索力和变形双控，索力控制为主，变形控制为辅。其中，索力通过油压表读数加以控制，变形则通过标高控制。考虑到预应力损失，进行超张拉，超张拉值为控制索力的5%。张拉索力满足设计索力要求。
现场张拉过程中，对每榀梁关键点的标高监测结果显示。最大起拱为16mm，出现在梁的跨中，和计算结果（跨中最大起拱15 mm）基本相等。满足预应力张拉完毕对结构形状的要求。
七、结束语
目前，在大跨度工程施工中，预应力张弦梁结构应用得十分的广泛，它不仅有效的提高了建筑结构的稳定性和可靠性，还有效的提高了建筑工程的质量。不过，随着时代的不断变化，预应力张弦梁在工程施工中存在的弊端越来越明显，这就需要对其施工技术进行一定的改革创新，只有这样才能有效地提高建筑工程的施工质量，推动我国建筑行业的发展。
参考文献
[1] 王秀丽，丁南生，柴宏. 大跨度张弦梁结构非线性地震响应及参数分析[J]. 空间结构. 2006（02）
[2] 吴杰，张其林. 基于混合变量的张弦梁结构优化设计研究[J]. 四川建筑科学研究. 2006（02）
