中央電視臺新臺址建設工程雙向傾斜大直徑高強預應力錨栓安裝技術(shù)

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:35:06 [收藏]
（所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要內容、保密要點(diǎn)、與國內外同比情況、經(jīng)濟效益、應用推廣情況）
    關(guān)鍵詞：錨栓 中央電視臺 預應力
    （所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要內容、保密要點(diǎn)、與國內外同比情況、經(jīng)濟效益、應用推廣情況）

    1、所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域
    　　在房屋建筑施工領(lǐng)域中，本工程采用的直徑為75mm高強度預應力錨栓（抗拉極限強度為1030N/mm2，屈服強度為835N/mm2）在國內為首例，國內和國際上無(wú)成熟的設計和施工規范，且尚無(wú)先例可以借鑒。在CCTV主樓工程實(shí)施過(guò)程中，中建三局技術(shù)人員對高強預應力錨栓的材料檢驗、裝配設計、精確預埋、張拉和灌漿等進(jìn)行了深入研究，編制了可行的技術(shù)方案，精心組織以100%的合格率順利完成。其埋設技術(shù)同國內高層房屋建筑中的普通錨栓埋設工藝相比，難度明顯提高。本工程的雙向傾斜大直徑高強度預應力錨栓施工，技術(shù)先進(jìn)、可操作性強，不僅填補了國內房屋建筑中大直徑預應力高強度長(cháng)錨栓應用的空白，向全國建筑行業(yè)研究、設計和施工等領(lǐng)域工程積極推廣具有重要價(jià)值。

    2、主要內容
    　　1）設計高強度預應力錨栓裝配圖能適用于各種預應力錨桿的安裝；其中錨桿張拉端采用球形螺母，可以適應不同傾斜角度錨桿的安裝，可使配件標準化，同時(shí)可以消化錨桿安裝誤差；
    　　2）傾斜的高強度預應力錨栓埋設，采用套架和錨桿共同安裝的方法，并且套架與筏板墊層埋件焊接連接，以實(shí)現錨桿初步定位；在混凝土澆注前，精細調節套架與錨桿的連接，以實(shí)現準確定位；
    　　3）高強度預應力錨桿張拉，采用的小直徑千斤頂和接長(cháng)筒等施工方法，可以實(shí)現狹窄空間的錨桿張拉。小直徑千斤頂張拉可以直接設置在狹窄空間內進(jìn)行預應力張拉；采用接長(cháng)筒措施，將千斤頂布置在狹窄空間以外，通過(guò)長(cháng)筒將錨桿與外部千斤頂連接進(jìn)行張拉；
    　　4）錨栓灌漿采用灌漿管和護筒形成連通，采用普通硅酸鹽水泥并增加減水劑，以適用在小孔道空間內的長(cháng)距離灌漿；
    　　5）編制適用于CCTV主樓外框鋼柱腳高強預應力錨栓的材料檢驗和驗收的專(zhuān)項技術(shù)標準。

    主要開(kāi)展了以下技術(shù)攻關(guān)工作：
    　　1）CCTV主樓大直徑高強預應力錨栓的裝配設計技術(shù)
    　　本工程高強預應力錨栓系統主要由直徑為φ75mm高強錨桿、護管、灌漿管、螺母、墊板和石棉墊片等配件組成。裝配構造設計即滿(mǎn)足結構設計傳力要求，同時(shí)又便于施工，可操作性強，在實(shí)際施工中也得到了驗證，原設計單位也非常認可。尤其是在錨桿張拉端設計了球形螺母，可以適應不同傾斜角度錨桿的安裝可使配件標準化（錨桿的傾斜角度范圍在6°~8.45°之間，且錨桿張拉端球形螺母可調節的角度θ范圍較大為：-4°<θ< 3 °，楔形墊板統一按傾斜6°設計），節約成本，同時(shí)可以消化錨桿安裝誤差，技術(shù)較為先進(jìn)。大直徑高強度預應力錨桿的裝配構造設計方法在國內為首次采用，對全國建筑行業(yè)研究、設計和施工等領(lǐng)域工程具有重要參考價(jià)值。
    　　2）CCTV主樓大直徑高強預應力錨栓埋設技術(shù)
    　　雙向傾斜高強預應力錨栓埋設，采用套架和錨桿共同安裝的方法，并且套架與筏板墊層埋件焊接連接，以實(shí)現錨桿初步定位；在混凝土澆注前，精細調節套架與錨桿的連接，以實(shí)現準確定位；并且應用端球形螺母消化錨桿安裝角度偏差。錨栓埋設需投入的設備少，成本較低，采用的錨桿套架上部分待混凝土澆注完后可切除回收，可節約一定成本。
    高強度預應力錨栓較長(cháng)、較重和傾斜等特點(diǎn)，其埋設技術(shù)同國內高層房屋建筑中的普通錨栓埋設工藝相比，難度明顯提高。從外框筒鋼柱安裝結果看，100%鋼柱的柱腳預埋錨栓定位準確，無(wú)一柱底板擴孔現象，在國內鋼結構行業(yè)也少有，具有很大的推廣價(jià)值。
    　　3）高強預應力錨栓張拉施工技術(shù)
    　　高強度預應力錨桿張拉控制力為1451KN，采用的小直徑千斤頂和接長(cháng)筒等施工方法，可以實(shí)現狹窄空間的錨桿張拉，即小直徑千斤頂張拉可以直接設置在狹窄空間內進(jìn)行預應力張拉；采用接長(cháng)筒措施，將千斤頂布置在狹窄空間以外，通過(guò)長(cháng)筒將錨桿與外部千斤頂連接進(jìn)行張拉，實(shí)現了275X275mm狹小空間內的M75大直徑的高強預應力錨栓的張拉。從工程拉張記錄結果表明伸長(cháng)量與理論計算相符，經(jīng)驗收100%一次質(zhì)量合格，張拉施工技術(shù)具體重要的技術(shù)參考價(jià)值。
    　　4）高強預應力錨栓灌漿技術(shù)
    　　錨栓灌漿采用灌漿管和護筒形成連通，采用普通硅酸鹽水泥并增加減水劑材料，采用手動(dòng)灌漿機進(jìn)行灌漿，實(shí)現了在2~4mm間隙的微小空間內長(cháng)達12m的水泥灌漿，并采用了獨根錨栓灌漿體積定量的方法。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單、施工速度快且成本較低，對其它工程具有較大的借鑒作用。
    　　5）CCTV主樓外框柱腳高強預應力錨栓檢驗技術(shù)
    　　本工程中采用的高強預應力錨栓，由于國內沒(méi)有成熟的產(chǎn)品，也沒(méi)有相應的質(zhì)量驗收規范和標準，需要從國外進(jìn)口。通過(guò)招標，采用了法國公司產(chǎn)品。公司編制了適用于CCTV主樓外框鋼柱腳高強預應力錨栓的材料檢驗和驗收的專(zhuān)項標準，標準編制主要依據為國內外類(lèi)似規范和標準、國內行業(yè)專(zhuān)家的意見(jiàn)、設計圖的技術(shù)要求、CCTV主樓外框柱腳高強預應力錨栓的結構特點(diǎn)等。本標準僅適用于中央電視臺的材料檢驗和驗收。該項技術(shù)綜合國內外各項相關(guān)技術(shù)和指標，對國內材料研究和規范標編制具有極大的參考價(jià)值。

    3、保密要點(diǎn)
    　　1）完成的傾斜高強度預應力錨栓裝配圖能夠適用于各種預應力錨桿的安裝；
    　　2）錨桿張拉端采用球形螺母，可以適應不同傾斜角度錨桿的安裝，可使配件標準化，同時(shí)可以消化錨桿安裝誤差；
    　?。常┎捎锰准芎湾^桿共同安裝的方法，能夠實(shí)現復雜錨栓的準確定位；
    　?。矗┎捎玫男≈睆角Ы镯敽徒娱L(cháng)筒等施工方法，可以實(shí)現狹窄空間的錨桿張拉；

    4、與國內外同比情況
    　　1）直徑為75mm、長(cháng)度為6307mm，抗拉強度為1030N/mm2，屈服強度為835N/mm2的大直徑高強度預應力錨桿，在國內房屋建筑領(lǐng)域為首次應用，無(wú)現成規范可循（英國、日本等國家的規范僅覆蓋至直徑為40mm），本次應用填補了國內房屋建筑領(lǐng)域大直徑預應力高強度錨栓應用的空白。
    　　2）由工程實(shí)踐總結，包括高強度預應力錨栓的裝配設計、套架埋設、精確定位調整、錨桿張拉、到錨栓灌漿等一整套系統，技術(shù)先進(jìn)、操作性強、易保證質(zhì)量且成本較低，達到國內領(lǐng)先水平。
    　　3）高強度預應力錨栓較長(cháng)、較重和傾斜等特點(diǎn)，其埋設技術(shù)同國內高層房屋建筑中的普通錨栓埋設工藝相比，難度明顯提高；并且預應力錨栓在狹窄空間張拉，比一般預應力張拉的技術(shù)難度有明顯的增大。
    　　本研究成果從錨栓裝配設計、套架埋設、精確定位調整、錨栓張拉、到錨栓灌漿的一個(gè)整套系統，技術(shù)包含全面，操作性強，該項技術(shù)成果達到了國內領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。

    5、經(jīng)濟效益及社會(huì )效益
    　　經(jīng)濟效益：
    　　施工中采用球形螺母以標準化不同角度配件、采用錨栓套架定位傾斜錨桿、采用小直徑千斤頂和張拉接長(cháng)等措施，適應狹窄空間錨栓張拉的工藝，能有效的保證高強預應力錨栓的埋設精度和張拉控制應力，并且操作簡(jiǎn)單，大大減少了施工工期、人力和物力的投入，直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益160萬(wàn)元。
    　　社會(huì )效益：
    　　中央電視臺新臺址建設工程CCTV主樓中采用的高強預應力錨栓直徑為75mm，最大長(cháng)度為6307mm，抗拉極限強度為1030N/mm2，屈服強度為835N/mm2，此種大直徑的高強度預應力錨栓在國內房屋建筑中為首次使用。
    　　經(jīng)深入研究和開(kāi)發(fā)，形成了錨栓裝配設計技術(shù)、錨栓精確定位埋設技術(shù)、預應力張拉技術(shù)、灌漿技術(shù)和高強錨栓檢驗技術(shù)等成套施工技術(shù)，經(jīng)專(zhuān)家鑒定：該項科技成果填補了國內外空白，達到國際先進(jìn)水平。該項雙向斜傾大直徑高強預應力錨栓安裝成套技術(shù)研究成果具有很大的社會(huì )效益。

    6、應用推廣情況
    　　中央電視臺新臺址工程CCTV主樓中采用了直徑為75mm的雙向高強度預應力錨桿（抗拉極限強度為1030N/mm2，屈服強度為835N/mm2）在國內為首例。在工程實(shí)施過(guò)程中，中建三局技術(shù)人員對預應力錨栓材料性能、裝配設計、精確預埋、預應力張拉和灌漿等進(jìn)行了深入的研究和攻關(guān)，精心組織以100%合格率順利完成586根錨栓的安裝。
    　　本研究成果從錨栓裝配設計、支撐套架埋設、精確定位調整、錨桿張拉、到錨栓灌漿的一整套工藝，適用于房屋建筑大跨度結構、特殊高層建筑、塔結構等抗拔支座連接施工，也可以適用于橋梁結構、高速鐵路等土木工程支座連接施工。在國內和國際上房屋建筑工程中極少采用高強預應力錨桿的連接節點(diǎn)形式，以后復雜工程設計中此種施工方法和相應裝配設計具有很大的參考價(jià)值。
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