某工程预应力索桁架玻璃幕墙施工技术的探讨

1 前言

预应力索桁架玻璃幕墙是一种新型的玻璃幕墙，它改传统玻璃幕墙由框支承为点支承，以其轻盈的外形及通透的视觉效果和视觉空间，越来越多地赢得了建筑师及各方人士的青睐。因此，也越来越多地运用于实际的建筑工程当中。但是，由于它是一门较新的技术，许多工程技术人员不能非常全面地弄清其工作原理以及其施工方法，因此，本文以福地广场玻璃幕墙工程为研究对象，就其具体施工期间一些质量控制方面的技术问题进行了研究。

2 工程概况

某工程工程建筑总面积约为26875.7平方米。其中地下室建筑面积为4903.5平方米,地下室一层，地上十七层，钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,基础采用桩筏形式，建筑高度75.80米。建筑立面大面积采用玻璃幕墙，主立面虚实相结合，为中环线上属城市地标型建筑。

3 张拉索桁架点支式玻璃幕墙的施工

3.1施工总则

索桁架点支式玻璃幕墙的施工主要是预应力张拉索桁架结构体系的施工。索桁架预应力张拉施工的关键是如何处理索。处理索的内容包括钢索的制作与施工。与传统的刚性结构不同的是预应力索桁架结构的分析设计、制作与施工应一体化考虑。这也就意味着在设计过程中必须考虑制作和安装过程，而制作与安装过程中，必须考虑设计的要求和规定，预应力结构中处理索的关键体现在预应力过程当中。

索桁架结构是柔性钢索与刚性杆件(撑杆)结合的结构。柔性钢索结构中节点的偏差可以调节，但索桁架撑杆等刚性杆件却缺乏调节功能，因此刚性杆件必须做得十分精确，才能与钢索准确配合。因此，预应力索桁架的施工的关键是刚性杆件的制作和安装精度，也可以说是该集成体系中的一个关键。

预应力索桁架刚性杆件和索的制作一般在专业工厂进行，制作完成后再进行施工现场的安装。

预应力索桁架的架设必须首先建立锚定结构，把己经拼装、己经预拉并按准确长度准备好的张拉索杆就位，调整到规定的初始位置并安上锚具初步固定，然后按规定的顺序进行应力张拉。预应力张拉一般采用各种专门的张拉设备(千斤顶)进行操作比较方便，而且易于控制预应力的大小。在施加预应力过程中要随时监测钢索系统的位置变化，同时采用测力计测定预拉力，必要的时候在征得设计人员同意后做适当调整，使整个预应力索桁架玻璃幕墙完成时达到预定位置。

为了使预应力均匀分布、双层索(承重和稳定索)应该同时张拉。比较理想的预应力张拉工艺方案是将全部预应力分三个循环来完成:

第一个循环完成预应力值的50%。

第二、三个循环分别完成预应力值的25%。

三个循环张拉完成达到100%的预应力。采用这种循环张拉完成全部的预应力，索桁架的形状基本保持不变，这样可以使点支式玻璃幕墙的驳接爪支座标高的变化控制在很小的范围内。

3.2施工安装

点支式预应力索桁架玻璃幕墙工程的施工安装工艺流程为:测量定位 锚定结构的安装 索桁架结构体系的安装 索桁架的张拉 玻璃面板的安装 质量控制 竣工验收。

3.2.1测量定位

根据玻璃幕墙施工图所表示的设计轴线和标高，分别测量主体结构及各楼钢索水平撑杆的轴线位置及标高，形成三维空间控制网，从而满足玻璃幕墙、支撑结构、索桁架结构，驳接爪定位等要求。

3.2.2锚定结构的安装

根据幕墙施工图在主体结构梁或柱相应位置上，设置悬挂钢索的锚墩，根据钢索的空间位置计算出各种角度后与主体结构梁或柱上的预埋铁件焊接成整体。特别需注意的是，在主体结构进行设计时，幕墙专业施工图应予以配合，将索桁架张拉时预应力值，幕墙自重等荷载提供给结构专业人员，以使得在进行主体结构设计时进行反变形预调。

3.3.3预应力索桁架体系的安装

根据玻璃幕墙施工图中钢索的设计长度及在设计预应力作用下钢索的延伸长度下料，然后再按照施工图进行单福索桁架结构的组装，并初步固定连系杆。安装好索桁架结构的上索头和下索头，并将上索头固定在锚墩上，下索头固定在地锚加劲板件上，用张拉设备(千斤顶)将索桁架进行张拉。接下来安装平衡索，根据施工图调正连系杆的水平位置并进行固定。然后测量和检查驳接爪中心的整体平面度、垂直度、水平度并调整到满足设计精度要求，最终固定整体索桁架结构。

3.3质且控制

3.3.1预理件安装的质量控制

预埋件应在主体结构施工时按照设计要求埋设。预埋件应牢固，位置准确，预埋件的位置误差应按设计要求进行复查，如果设计没有明确要求时，预埋件的标高偏差不应大于10rnm，预埋件位置差不应大于20mm。因此，质量检查时应重点检侧其预埋件位置及标高。

3.3.2主体结构梁或柱质量控制

检测主体结构纵横轴线位置，尤其检查主体结构梁上锚墩等位置偏差，以确保日后安装索桁架结构的垂直精度及幕墙立面的定位精度。同时还应检测主体结构梁为防止钢索预应力产生挠曲而实施的予拱度，以确保幕墙安装完成后，张拉索杆结构上端在同一水平位置上。

3.3.3地锚安装质量控制

施工前应检查其轴线位置及其与上锚墩间的位置偏差，以确保预应力索桁架结构的垂直度及墙体定位精度，并且应检查地锚加劲板件螺孔的标高是否一致以及预埋件底板与加劲板的焊接质量。

3.3.4钢索的安装质量

钢索制作前应对原材料按国家标准进行验收，并进行强度复查，且进行外观核查。对索头的制作质量进行检查同时还应对索头的预应力及钢索张拉后的延伸长度进行实验检测。

每一预应力张拉循环完成后，都应检查张拉索桁架结构的垂直水平系杆的间距、标高、水平度，索桁架结构安装完成后，对索桁架结构的整体平面度进行检查。

3.3.5璃幕培面板的安装质量检查

玻璃面板进入施工现场以后，应对其材料质量进行检查，包括各种材质报告。对玻璃面板的加工质量包括尺寸、磨边、安装孔眼的位置偏差，精度及研磨质量进行检查。玻璃面板安装完成后应对玻璃表面平整度，玻璃接缝宽度，顺直、高差等偏差进行检侧，同时核查玻璃面板固定件的紧固程度，以免在各种荷载作用下，玻璃面板发生松动，甚至脱落。

3.4验收

索桁架点支承式玻璃幕墙工程施工过程及竣工验收内容:

⑴定位轴线及标高的测量验收；

⑵预埋件的隐蔽验收及地锚埋件的拉拔试验；

⑶锚定结构(主体结构)的质量验收；

⑷钢索的原材料力学性能试验及外观质量验收；

⑸索析架的张拉及安装精度验收；

⑹玻璃面板安装质量验收；

⑺幕墙的物理性能试验验收；

⑻竣工资料审核。

4 结论

综上所述，为了达到理想的外观效果和取得最佳的经济效益，在预应力索桁架结构的设计中，最好的方法不是增加稳定索和承力索的截面，而是改变索析的形态，改变其刚度，即选择合适的矢高。在索桁架预应力张拉过程中，钢索应力应变的控制及张拉步骤极其重要，在实际施工中，比较理想的预应力张拉工艺方案是将全部预应力分三个循环来完成:第一循环完成预应力值的50%;第二、三个循环分别完成预应力值的25%，在此期间，须通过测力计来对应力及应变进行过程监测控制，以防因超张拉而引起钢索的破断。

点支式预应力索桁架玻璃幕墙工程的完成需要设计与施工相协调统一，如果施工方法和过程与理论分析时的假定和计算方法不相符合，那么可能形成的结构体系改变了原设计的结构状态而不能达到设计的预期效果，反过来，理论分析必须用工程实践来检验，两者相辅相成，相互完善。以工程理论分析和设计来指导施工，同时又以工程实践经验来对理论进行补充和完善。