预应力索幕墙施工技术

【摘 要】：本文结合某农科院农业科技信息中心工程实例，介绍预应力索幕墙施工技术操作要点和施工过程质量控制。该工程结构新颖，施工难度较大，施工技术较先进，为类似工程提供借鉴。

【关键词】：预应力 索幕墙 施工技术 质量控制

随着建筑技术的进步，各种大跨度空间逐年增多，例如各种展览馆、交易中心、科研院所等。为了使建筑物更加精干、美观，建筑师在设计该类建筑时往往采用大面积玻璃幕墙，为了使幕墙更通透，幕墙主骨架采用索结构。在我国索结构使用量较少，施工工艺还不是很成熟，且索结构是未来幕墙结构的发展趋势，研究总结索结构的施工工艺很有必要。

1、工程概况

农科院农业科技信息中心工程，总建筑面积23103.36。地下一层，地上十二层，位于东侧的31米高预应力索幕墙，通过对索的定位、撑杆的安装、索的张拉顺序等过程控制，完成了该索幕墙的安装。虽然预应力索幕墙量不是很大，又是该幕墙设计的点睛这之作，包括桁架安装、索网系统布置及拉索施力都要在空中完成，给操作施工带来难度。

2、工程特点及难点

2.1预应力索幕墙施工技术解决了张拉跨度大、张拉高度高及索结构面积大的问题

2.2运用全站仪、反射贴片进行三维坐标实测，测量准确、方便、直观，解决了对索幕墙的平整度、垂直度要求高的问题

2.3采用多点内控法，以九宫格的形式进行划分，减少安装尺寸误差积累，有利于安装精度的控制与检测。

2.4工程场地狭窄，外墙面采用的全玻璃幕墙，脚手架的搭拆施工及安全防护难度大。

3、施工技术

3.1索幕墙对土建结构相关尺寸要求较高，为保证玻璃幕墙安装安装施工的质量，安装幕墙的土建结构尺寸和平面形状，应精确符合设计图纸和有关施工及验收规范的要求。

3.2所有预埋件就按照的尺寸规格精确切割，焊好铁脚，预埋前复核土建的结构尺寸是否与图纸相符，按照尺寸精确放线，准确定位，并固定牢靠。

3.3钢索作为桁架体系中的拉杆，与受压杆相结合作为玻璃的支承结构，通过施加预应力产生平面内刚度，构成预应力索杆结构体系。预应力拉杆结构的受力、支撑系统是由受拉杆件经合理组合，并施加一定的预应力所形成的。

4、施工工艺流程及操作要点

4.1施工工艺流程

4.1.1该幕墙结构为拉索点式玻璃幕墙结构，拉索为双向双层柔性索网。该结构是一种区别于钢桁架，网架的支撑结构。通过对索网施加预应力，使结构具有足够的刚度，保证玻璃幕墙在自重和风荷载的作用下不发生超过设计允许值的变形。

4.1.2整个系统从预埋件施工开始，至玻璃安装结束，各种类型的构件除预埋件外均为不锈钢材质。受力顺序为玻璃―驳接头―驳接爪―支撑杆―拉索―锚具―连接件―预埋版―混凝土结构（钢结构）。在各种力的作用下能形成稳定系统。

4.1.3在双向柔性拉索的交点固定支撑杆，在支撑杆上安装驳接爪、驳接头，玻璃安装在驳接头上。支撑杆的长度可调，保证玻璃幕墙垂直平整。

4.2施工操作要点

4.2.1施工准备：①为了保证玻璃幕墙安装施工的质量，要求安装幕墙的主体工程应符合有关结构施工及验收规范的要求。②根据建设方提供的基础验收资料复核各项数据，并标注在检测资料上。预埋件和支座面的位置、标高的尺寸偏差应符合相关的技术规定及验收规范。

4.2.2测量放线：①施工测量按照设计板块位置，板块位置，采用经纬仪放线、钢尺量距、钢丝准确挂线定位的办法，测量误差应及时调整，不得累计，使其符合幕墙的设计要求。②以确定好的控制点为基准，将每对水平控制点用钢丝拉线连接。连接后的钢丝拉线在空中形成网面，用笔将每个交叉点作上标记以确保在施工过程中拉线的交叉点不变。③检查预埋件的数量，并复测其位置尺寸。

4.2.3拉索支座安装：在主体混凝土柱，楼板面的预埋件上，焊接拉索支座、耳板，形成倒T形连接件，焊接前要进行测量放线定位，所有的耳板位置定位误差在±5mm以内，拉索支座耳板是拉索系统的直接受力件，焊接必须饱满密实，且经检验合格。

4.2.4双向索的安装顺序：在施工时搭设双排落地脚手架，在安装索之前需完成预埋件的除锈防腐工作。首先安装水平单索，并对水平索张拉初始拉力，使其水平稳定，从下向上逐层张拉，然后在水平索上安放支撑拉杆，按玻璃分格线放置，再从上向下将竖向索穿入拉杆中，初步完成竖向索的定位。

4.2.5竖向索的张拉：竖向索张拉顺序为从两端向中间张拉，先完成竖向索的初张拉，形成索网骨架。张拉机械为索专用张拉器，并有测力装置，严格按设计要求完成初张拉，初张拉完成后安装驳接爪和驳接头。

4.2.6水平竖向索的终张拉：初张拉完成后开始安装玻璃，玻璃为中空钢化玻璃，玻璃从上向下安装，在安装过程中同时用测力装置监测索的受力情况，待玻璃装完后，按设计要求对索完成终张拉，最后对驳接头驳接爪进行微调，使玻璃的平整度垂直度及玻璃胶缝顺直。

5、质量控制

5.1拉索系统的质量要求

5.1.1钢索施加预应力将使玻璃幕墙支承索桁架产生挠曲，在控制索桁架标高时，应预以反变形预调控制，以保证幕墙安装完成后，索桁架上端在同一水平位置上。

5.1.2拉索原材料按国家标准进行验收，并强度复查，逐根进行外观检查。

5.1.3对索头的预紧应力及钢索张拉后的延伸长度进行试验检测。

5.2玻璃的安装质量控制

5.2.1对玻璃的材料质量进行检查，点式玻璃幕墙表面应平整、洁净，整幅玻璃的色泽应均匀一致，不得有污染。

5.2.2玻璃板块的周边必须按设计要求进行机械磨边、倒棱、倒角等精加工处理玻璃边缘不得出现爆边、缺角等缺陷。

5.3密封胶的施工质量控制

5.3.1密封胶表面应光滑，不得有裂缝现象，接口处厚度和颜色应一致。

5.3.2注胶应饱满、平整、密实，无缝隙。

5.3.3密封胶粘结形式、宽度应符合设计要求，厚度不应小于3.5mm。密封胶的检验，应采用观察检查、切割检查的方法，并应采用分辨率为0.05mm的游标卡尺，测量密封胶的宽度和厚度。

5.4工程监测与结果

5.4.1测量人员对已安装完毕的桁架进行了实地测量，检查10条桁架，中心线偏差平均1.5，最大偏差1.8均符合设计要求。

5.4.2采用电脑对玻璃进行模拟下料后，发现安装完毕的玻璃进行实地测量，发现150片玻璃的尺寸误差均在0.5以内。

5.4.3规范拉索预应力张拉步骤后，使安装后的玻璃面平齐，未出现因拉力不均导致的下沉现象。而对十条拉索的应力进行测量，应力值均在设计允许范围，合格率100%。

6、安全措施

6.1严格执行各项安全法规、安全技术规程的各项规定组织施工，做到安全文明施工，对操作人员进行安全教育，掌握和了解安全操作规程，做好安全技术交底工作，严禁违章作业。

6.2钢架的切割、焊接时，应有安全防护措施。并应在焊件下方加设接火斗。设专职安全员进行监督和巡回检查。

6.3幕墙安装上部结构施工交叉作业时，结构施工层下方须架设挑出3m以上的防护装置。建筑在距地面3m左右，应搭设宽6m的水平安全网。

7、结语

本工程索幕墙的使用取得了良好的效果，缩短了工期，降低了成本预应力索幕墙工程在省内施工尚属首次，其索桁架空间定位和索体系的布设、施工无现成的规范可遵循，通过预应力索幕墙的施工为类似工程提供了参考依据，具有良好的推广价值。

参考文献：

1、《钢结构设计规范》GB50017

2、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018

3、《点式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001

作者简介：姓名：张敬中 性别：男 职称：高级工程师 出生年月日：1964.8工作单位：山西省建设工程质量监督管理总站。