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张拉膜结构施工与制作安装

AoGuLandscapeSteel 2020-07-10 65 0


张拉膜结构施工与制作安装


 


一、钢索与锚具的选配




张拉膜结构钢索的种类与制作



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(1)钢索的种类钢索一般采用平行钢丝束、钢绞线或钢绞线束等。
1)高强钢丝(用符号φp表示)。高强钢丝是用优质高碳钢盘条经多次冷拔,并经矫直回火处理制成。平行钢丝束是由多根高强钢丝制成。近年来,开发的新品种有低松弛钢丝和镀锌钢丝。
高强钢丝的直径常用的有5mm、6mm和7mm,强度标准值为1570MPa与1670MPa,高强钢丝的性能应符合《预应力混凝土用钢丝》(GB/T5223-1995)的规定。
2)钢绞线(用符号φs表示)。钢绞线是用多根高强钢丝在绞线机上成螺旋形绞合,并经回火处理制成。常用的1×7钢绞线是由6根外层钢丝围绕着一根中心钢丝绞成。近年来,开发的新品种有低松弛钢绞线、镀锌钢绞线、铝包钢绞线和模拔钢绞线等。
钢绞线的直径常用的有12.7mm和15.2mm,强度标准值为1720MPa和1860MPa。钢绞线的截面面积:φ12.7为98.7mm2,对φ15.2为139mm2,重量分别为0.774kg/m和1.101kg/m。φ15.2模拔钢绞线的截面面积为2,重量为1.295kg/m。钢绞线的性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-1995)的规定。
(2)钢索的制作一般须经下料、编束、预张拉及防护等几个程序。编束时,不论钢丝柬或钢绞线束均宜采用栅孔梳理,以使每根钢丝或多股钢绞线保持相互平行,防止互相交错、缠结。成束后,每隔lm左右要用铁丝缠绕拉紧。钢索的张拉一般取极限强度的50%~55%。
钢索在下料前应抽样复验,内容包括外观、外形尺寸、抗拉强度等,并出具相应的检验报告。下料前先要以钢索初始状态的曲线形状为基准进行计算,下料长度应把理论长度加长至支承边缘,再加上张拉工作长度和施工误差等。另外在下料时还应实际放样,以校核下料长度是否准确。
钢索应采用砂轮切割机下料,下料长度必须准确。在每束钢索上应标明所属索号和长度,以供穿索时对号入座。
钢索的防护有以下几种做法:
1)灌水泥浆法。钢索张拉后,在钢套管内进行压力灌浆,钢套管外表面刷防锈漆。
2)涂油裹布法。钢索表面涂防锈油脂,裹麻布或玻璃布。涂油、裹布应重复2~3道。每道包布的缠绕方法与前一道相反。
3)涂油包塑法。采用机械化涂抹防锈油脂并外包热挤成型的高密度聚乙烯(PE)套管,商品化生产单根钢绞线或7q)5钢丝束无粘结预应力筋。必要时,可在整束钢索上加包PE套管,采用双层做法。一般内层PE套管厚1.2mm,外层PE套管厚0.4~0.8mm。
4)PE料包覆法。钢索用PE料进行包覆,PE料厚度一般为5mm,机械化生产,成品索供应。
5)多层防护做法。采用镀锌钢绞线或涂环氧钢绞线,再灌水泥浆或涂油包塑;在无粘结钢绞线束外加钢套管或PE套管,内灌水泥浆或液体氯丁橡胶。
钢索的防护做法应根据钢索所在的部位、使用环境及具体施工条件选用。不论采用哪种方法,在钢索防护前均应做好除污、除锈工作。


2、钢索的锚具注意事项


 




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钢索的锚具有钢丝束镦头锚具、钢丝束冷铸锚具与热铸锚具、钢绞线夹片锚具、钢绞线挤压锚具、钢绞线压接锚具等。
1)钢丝束镦头锚具。钢丝束镦头锚具是利用钢丝的镦粗头来锚固钢索的一种支承式锚具。常用的锚具类型有锚杯型(A型)与锚板型(B型)。
A型锚具用于张拉端,张拉时利用工具式拉杆拧在锚杯的内螺纹上,将钢丝束拉出来用螺母固定。
B型锚具一般用于固定端。如用于张拉端,锚板要带外螺纹,锚固时可用半圆环固定。
2)钢丝束冷铸锚具与热铸锚具。钢丝束冷铸锚具的构造。锚环内壁呈锥台型,灌环氧铁砂冷铸料。当钢丝受力时,借助于楔形原理,对钢丝产生夹紧力。钢丝尾部镦头,形成抵抗拉力的第二道防线。锚杯利用梯形螺纹与螺母固定。张拉端锚具要有内螺纹,以便于张拉杆连接。
钢丝束热铸锚具的原理同上,但在锚环内浇锌铜合金,温度以450oC为宜。尾部有镦头和不镦头两种方法。
3)钢绞线夹片锚具。钢绞线夹片锚具是利用夹片来锚固钢绞线的一种楔紧式锚具,常用的是多孔夹片锚具,也称群锚。在锚板的每一个锥形孔内装一副夹片夹紧一根钢绞线。夹片有二片式和三片式,夹片内表面为倒锯形细齿,自锚性能好。在低应力状态下,夹片的齿形应特制,并用防松装置压紧。如仅夹持单根钢绞线,可采用单孔夹片锚具。
多孔夹片锚具的型号主要有XM、QM、OVM、YM、I'M、HVM等,可锚固1860MPa的钢绞线束,每束钢绞线根数一般为3~12根,也可更多些。
4)钢绞线挤压锚具。钢绞线挤压锚具是利用挤压机推动挤压套通过喇叭型模具挤压在钢绞线端头的一种握裹式锚具,仅用于固定端。.
5)钢绞线压接锚具。钢绞线压接锚具是利用压力机将套筒径向压接在钢绞线端头的一种握裹式锚具。钢绞线压接锚具的端头为螺杆(用于张拉端)或耳环(用于固定端)。
上述各类锚具的锚固性能,应符合国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370-2000)的规定。


二、钢索安装方法

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1、预埋索孔钢管的制作


 
对于混凝土支承结构(柱、圈梁或框架),在其钢筋绑扎完成后,先进行索孔钢管定位放线,然后用钢筋井字架将钢管焊接在支承结构钢筋上,并标注编号。模板安装后,再对钢管的位置进行检查和校核,确保准确无误。钢管端部应用麻丝堵严,以防止浇混凝土时流进水泥浆。
对于钢构件,一般在制作时先将索孔钢管定位固定,待钢构件吊装时再测量对正,以保证索孔钢管角度及位置准确;也可在钢构件上焊接耳板,待钢构件吊装定位后,将钢索的端头耳板用销子与焊接耳板连接。


2、挂索细节


当支承结构上预留索孔安装完成,并对其位置逐一检查和校核后,即可挂索。在高空架设钢索是悬索结构施工中难度较大、并且很重要的工序。挂索顺序应根据施工方案的规定程序进行,并按照钢索上的标记线将锚具安装到位,然后初步调整钢索内力及控制点的标高位置。
对于索网结构,先挂主索(承重索),后挂副索(稳定索),在所有主副索都安装完毕后,按节点设计标高对索网进行调整,使索网曲面初步成型,此即为初始状态。索网初步成型后开始安装夹具,所有夹具的螺母均不得拧紧,待索网张拉完毕经验收合格后再拧紧。


3、钢索与中心环的连接尺寸


对于设置中心环的悬索结构体系,钢索与中心环的连接可采用两种方法,即钢索在中心环处断开并与中心环连接;钢索在中心环处直接通过。


三、施加预应力工具


施加预应力是悬索屋盖结构施工的关键工序。通过施加预应力,可使各索内力和控制点标高或索网节点标高都达到设计要求。对于混凝土支承结构,只有在混凝土强度达到设计要求后才能进行此项工作。
在悬索结构中,对钢索施加预应力的方式有张拉、下压、顶升等多种手段。其中,采用液压千斤顶、手动葫芦(倒链)等张拉钢索是最常用的一种方式;采用整体下压或整体顶升方式张拉,是一种新颖的施工方法,具有简易、经济、可靠等优点。如安徽体育馆、上海杨浦体育馆等索桁屋盖,利用钢桁架整体下压在悬索上,对悬索施加预应力。具体做法是借助于边柱顶部预埋螺杆,通过拧紧螺母将每榀桁架端支座同时压下。
张拉千斤顶常用的有:100~250t群锚千斤顶(YCQ、YCW型)、60t穿心千斤顶(YC型)、18~25t前卡千斤顶(YCN、YDC型)等。前两者可用于钢绞线束与钢丝束张拉,后者仅用于单根钢绞线张拉。
钢索的张拉顺序应根据结构受力特点、施工要求、操作安全等因素确定,以对称张拉为基本原则。
钢索的张拉方法:对直线束,可采取一端张拉;对折线束,应采取两端张拉。张拉力宜分级加载;采用多台千斤顶同时工作时,应同步加载。实测张拉伸长值与计算值比较,其允许偏差为-5%~10%。
张拉结束后切断两端多余钢索,但应使其露出锚具不少于50mm。为保证在边缘构件内的孔道与钢索形成有效粘接,改善锚具受力状况,要进行索孔灌浆和端头封裹。这两项工作一定要引起足够的重视,因为灌浆和封裹的质量直接影响到钢索的防腐措施是否有效持久,从而影响到钢索的安全与寿命。


四、高空作业的安全性


1、高处作业要定期进行体检,凡有高血压、心脏病、贫血、癫痫病者不得从事高空作业。
2、高处作业要系好安全带,拴好挂牢,不准穿硬底鞋、带钉易滑鞋登高作业。
3、在框架上作业要设计搭设安全网,在檩条上行走要铺跳板,走人马道应加设防滑条。
4、高处作业的工具、材料不准上下抛掷,应用绳索索吊,高处作业要有专人指挥。
5、梯子、升降架等脚手架应按规定要求设置,并经检查验收后方可使用。
6、及时清理高处及安全网上的杂物和垃圾。
 


张拉膜膜结构的制作安装



1.1   膜结构制作技术要求和条件
1.1.1  膜结构制作应在(专业化)工厂进行,应具备洁净、干燥、避免阳光直射的环境条件,应具备膜的制作专用设备和专用车间,室内工作温度保持在5-30
围内,应避免热源对膜材的热辐射影响。
1.1.2  膜结构制作应具备专业工艺流程线、必要的裁剪、热合设备及测试设备。同时应具备经鉴定或专业评定的膜结构裁剪设计软件。
1.1.3  制作膜结构所使用的测试设备、工具、量具应按国家有关规定,经计量鉴定合格,量具应一次标定。
1.1.4  膜结构加工操作人员必须有经专业培训的上岗证,上岗证应明确其岗位及技能要求。
1.1.5  膜结构的制作分为膜的裁剪、连接、配件的制作加工、包装、运输。制作应符合以下工艺流程:膜材验收,技术参数的确定,膜的裁剪,裁剪膜片的几何尺寸的检验,膜片的连接,连接强度的检验,膜体的几何外形的检验,连接件定位固定,膜体的清理,膜体的包装,标记。
1.1.6  膜结构的制作应编制工艺设计文件,内容应包括:膜材检验,设备及量具检验,裁剪膜片的确定,裁剪方法,张拉伸长量的预调整,制作质量标准、工序兼验收方法,包装及运输。
1.2     膜结构的材料检验

1.2.1  膜结构制作前必须对所用膜材料及配件按设计和工艺要求进行检验。
1.2.2  检验对象应包括下列的材料及零部件:膜材、索、五金件、缝制线类。
1.2.3  检验内容包括:外观检查、尺寸检查、材性检查。
1.2.4  检验方法:验审供货商提供的质保书材料性能表;按批量进行抽样复验。膜材的力学性能、非力学性能的复验按每卷膜材、每种复验项目抽样一组,每组三个试件。
1.3 膜结构连接与节点的设计和构造
1.3.1  膜结构的连接节点包括膜片与膜片连接节点和膜面与支承结构连接节点。根据支承体系的不同,可分为膜面与柔性支承结构节点和膜面与刚性支承结构节点。按照所处部位不同,可分为中间节点和边界节点。
1.3.2  膜结构的连接构造设计应考虑结构的形状、荷载、制造、安装等条件,使结构安全、可靠、确保力的传递,并能适应可能的位移和转动。
1.3.3  形状设计与荷载分析时对节点所作的假定宜与实际构造相一致。节点设计和验算时应考虑计算时的各种简化的影响。
1.3.4  节点设计时宜考虑结构安装偏差的影响。
1.3.5  膜面与支承结构连接节点必须具有足够的强度和刚度,不得先于连接的构件和膜材而破坏,也不应产生影响受力性能的变形。
1.3.6  膜片连接处应保持高度水密性,应进行抗剥离测试,并应防止织物磨损、撕裂。连接处的金属构件应有防止腐蚀的措施,连接构造应充分考虑膜材蠕变的影响。
1.4   膜的裁剪和节点制作

1.4.1  进行裁剪前应验证膜材的生产批号、出厂合格证明及有关的复验合格报告。同一单体膜结构的主体宜使用同一批号生产的膜材。
1.4.2  裁剪设计软件提供的裁剪图应根据材性试验的结果经设计同意后进行调整。
1.4.3  裁剪膜片时,应避开原膜材的织造伤痕、纱结及其它疵点。
1.4.4  在裁剪作业中,不得发生折叠弯曲的现象。
1.4.5  膜片搭接次序应根据建筑美观、排水、膜片连接的要求来确定。
1.4.6  裁剪操作应严格按照裁剪下料图进行。对切割子膜片和拼接后的组合膜片应分别进行检验和编号,作出尺寸、位置、实测偏差等的详细记录。
1.4.7  膜片的拼接应保证接缝的强度要求、防水要求。
1.4.8  采用热融合法拼接应根据不同膜材类型确定热融合温度,还应避免过热烫伤,并严格控制热融合中产生的收缩变形,确保膜片、膜面平整。
1.4.9  在热融合加工时,不应让尘埃、垃圾等污物沾附在膜材料上。
1.4.10  热融合加工时,热融合部不得出现明显厚薄不均。
1.4.11  热融合作业中的热融合温度、热融合压力以及热融合时间,应根据工艺设计和设备调试定好标准值。
1.4.12  缝制应做到缝制宽度、针幅等均一。严禁发生跳缝、脱线等现象。同时应避免缝制中引起膜片的扭曲、皱纹等现象。
1.4.13  附属部件的安置应根据图纸和裁剪尺寸等正确安装。开孔应采用开孔夹具,不得有卷曲、歪斜等现象。打扣眼时,不得有脱落,裂纹。
1.4.14  有特殊要求的膜片连接可考虑现场加工制作,并制定相应工艺要求以确保质量。
1.5   制作成品膜体的包装和运输
1.5.1  经过成品检查合格后的膜体,在包括前膜面应清洗干净。包装时不得污染和损坏,且应编号入库。
1.5.2  膜结构打包时,宜包上缓冲材料以防止对膜体造成折弯压坏等损伤。聚四氟乙烯为涂层玻璃纤维作基材的膜材料应采用蕊棍,以卷的方式打包,蕊棍的直径应大于等于100mm。对于无法卷成滚筒状的制品,应在各折叠处充填缓冲材料。
1.5.3  加工完成的膜体,应根据膜材特性确定包装方式。对不适合折叠的立体膜
体应在膜体内衬填软质填充物后再包装。
1.5.4  在运输中为防止附属品和小型零件丢失,宜将其整理成包装袋,安放在硬纸箱内固定于运输工具上。
1.5.4  在运输前,宜在产品包装件外罩布上粘贴产品标签。产品标签应记入包装内容及膜体折叠方式与展开方向。
1.5.6  膜体成品在堆放、装卸、运输过程中不得碰撞损坏,宜用防尘布进行遮盖,底部应辅设隔离垫层。
1.5.7  包装好的膜体成品应放在指定地点,定期进行检查。出厂前还应进行复查,确定型号、数量是否正确、外包装是否破损,发现不符合的情况,要开包确认产品的状况,若质量受影响必须与有关方面共同协商后,根据协商结果进行修整。
1.5.8  运输过程中不得出现膜体的挤压、弯折、破损。运输应考虑安装次序。
1.6   膜结构的安装施工准备
1.6.1  膜结构工程安装前,应按膜结构设计图和安装工艺流程来编制施工组织设计文件。
1.6.2  安装应符合以下工艺流程:检查膜体的出厂证及质量保证书,支承结构及预埋构件的质量检验及校正,铺展膜体和膜体的连接零件的安装及校正,按设计要求张拉膜体形成膜面,并按设计要求施加预张力,膜面与支承结构固定,检验连接件及节点,对完成的膜结构进行检测和记录。
1.6.3  施工安装前,应对膜体及零配件的出厂报告、产品质保书、检测报告以及品种、规格、色泽、数量进行验收。安装前应检查项目:
1    膜体外观质量应无破损、无明显折痕、无难于清除的污垢及无明显色差。
2    膜体上所有的拼缝及结合处无裂缝、无分离剥落及无明显褶皱。
3    螺栓、垫圈及铝合金、不锈钢压条无拉伤和锈蚀。
4    索、锚具无涂层破坏及锈蚀,缆绳无污损。
1.6.4  支承构件防锈面漆、防火涂层在施工前,必须将支承骨架与膜面的连接部位以圆角处理打磨光滑,确保连接处无毛刺、棱角。膜体安装前,支承骨架应已完成防锈、防火涂层的施工工作,以免污染膜面。
1.6.5  工程现场的膜体应安放在搭设的辅助架上,如室外堆放进应采取保护措施,保证安全,防止膜体污损。
1.6.6  膜的紧固夹板在安装前必须倒角打磨平整,不应有锐角锐边。螺栓不应有飞刺。所有与膜体接触的金属件不应有尖锐棱角。
1.6.7  膜面与骨架之间的隔离塑胶条应按规定设置。
1.6.8  膜面展开时,应采取有效的保护措施以保护膜材不受损伤。
1.7    膜体的安装


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1.7.1  膜结构的安装包括膜体展开、连接固定和张拉成形三个部分。
1.7.2  膜结构安装时,应在膜面上安设爬用安全网,作业人员必须系安全带。在安装过程中,作业人员在膜面上行走时应穿软底鞋,不应佩挂钥匙等硬物。
1.7.3  膜结构的安装宜在风力不大于四级的情况下进行。在安装过程中应充分注意风速和风向,避免发生颤动现象。发生强风时,应采取中止作业措施,并采取安全防护措施。
1.7.4  膜结构安装过程中不应发生雨水积存现象。同时应根据降雨的程度决定工程的中止和继续。
1.7.5  张拉时应确定分批张拉的顺序、量值,控制张拉的速度,并根据材料的特性确定超张拉量值。
1.7.6  当下道工序或相邻工程开始施工时,对膜结构已完成部分必须采取保护措施,防止损坏。无有效保护措施时,严禁在膜材周边2m范围内做焊接、切削作业。
1.7.7  膜体辅设过程中必须做好成品保护,不应损坏膜面。膜面与支承结构之间必须设隔离层,不得直接接触。
1.7.8  膜面展开前应首先安装紧固的夹板,夹板的间距不应大于2m,根据膜结构的跨度大小,调整夹板中心的间距,夹板的螺栓螺母必须拧紧到位。
1.7.9  膜结构脊索、谷索的安装应按施工组织设计要求进行。在膜结构安装过程中在脊索、谷索安装之前宜采用临时脊、谷压绳,以防止未完工膜结构在风载下产生过大晃动。
1.7.10  膜结构的脊索、谷索其锚头的组装必须严格按工艺标准执行,脊索、谷索应张拉到位。对有控制要求的张力值应作施工记录,对无控制要求的应作张拉行程记录。
1.8   安装要求。质量控制
1.8.1  膜面不得有渗漏现象,无明显褶皱,不得有积水。
1.8.2  膜面表面应无明显污染串色。
1.8.3  连接固定节点应紧密牢固、排列整齐。
1.8.4  缝线无脱落断线,无超张拉现象,膜面匀称,色泽均匀,排水通畅,封檐严密。
1.8.5  安装过程中局部拉毛蹭伤尺寸不应大于20mm,且每单元膜体不应超过2个。对膜体破损可在现场暂时修补,修补应采用专用工具和工艺进行。对不影响安全、美观的小的破损可将暂时性修补作为永久性修补;对影响安全、美观的破损应作永久性修补,其要求应由业主、设计、施工三方协商决定。并作竣工验收的档案。
1.9   膜体的清洁保护
1.9.1  膜结构的所有部分在安装完毕后应清洁干净。
1.9.2  膜面不得接触任何对膜面有损的化学试剂,清洁时应使用膜供应商许可的、安全性好的专用清洁剂。
 




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