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中央電視臺新臺址建設(shè)工程雙向傾斜大直徑高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓安裝技術(shù)

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)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(nèi)容、保密要點(diǎn)、與國內(nèi)外同比情況、經(jīng)濟(jì)效益、應(yīng)用推廣情況）
    關(guān)鍵詞：錨栓 中央電視臺 預(yù)應(yīng)力
    （所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要內(nèi)容、保密要點(diǎn)、與國內(nèi)外同比情況、經(jīng)濟(jì)效益、應(yīng)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(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓（抗拉極限強(qiáng)度為1030N/mm2，屈服強(qiáng)度為835N/mm2）在國內(nèi)為首例，國內(nèi)和國際上無成熟的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，且尚無先例可以借鑒。在CCTV主樓工程實(shí)施過程中，中建三局技術(shù)人員對高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的材料檢驗(yàn)、裝配設(shè)計(jì)、精確預(yù)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(shè)技術(shù)同國內(nèi)高層房屋建筑中的普通錨栓埋設(shè)工藝相比，難度明顯提高。本工程的雙向傾斜大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓施工，技術(shù)先進(jìn)、可操作性強(qiáng)，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)房屋建筑中大直徑預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度長錨栓應(yīng)用的空白，向全國建筑行業(yè)研究、設(shè)計(jì)和施工等領(lǐng)域工程積極推廣具有重要價(jià)值。

    2、主要內(nèi)容
    　　1）設(shè)計(jì)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓裝配圖能適用于各種預(yù)應(yīng)力錨桿的安裝；其中錨桿張拉端采用球形螺母，可以適應(yīng)不同傾斜角度錨桿的安裝，可使配件標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)可以消化錨桿安裝誤差；
    　　2）傾斜的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓埋設(shè)，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(xiàn)錨桿初步定位；在混凝土澆注前，精細(xì)調(diào)節(jié)套架與錨桿的連接，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；
    　　3）高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨桿張拉，采用的小直徑千斤頂和接長筒等施工方法，可以實(shí)現(xiàn)狹窄空間的錨桿張拉。小直徑千斤頂張拉可以直接設(shè)置在狹窄空間內(nèi)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉；采用接長筒措施，將千斤頂布置在狹窄空間以外，通過長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(hù)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(nèi)的長距離灌漿；
    　　5）編制適用于CCTV主樓外框鋼柱腳高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的材料檢驗(yàn)和驗(yàn)收的專項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

    主要開展了以下技術(shù)攻關(guān)工作：
    　　1）CCTV主樓大直徑高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的裝配設(shè)計(jì)技術(shù)
    　　本工程高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓系統(tǒng)主要由直徑為φ75mm高強(qiáng)錨桿、護(hù)管、灌漿管、螺母、墊板和石棉墊片等配件組成。裝配構(gòu)造設(shè)計(jì)即滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳力要求，同時(shí)又便于施工，可操作性強(qiáng)，在實(shí)際施工中也得到了驗(yàn)證，原設(shè)計(jì)單位也非常認(rèn)可。尤其是在錨桿張拉端設(shè)計(jì)了球形螺母，可以適應(yīng)不同傾斜角度錨桿的安裝可使配件標(biāo)準(zhǔn)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(diào)節(jié)的角度θ范圍較大為：-4°<θ< 3 °，楔形墊板統(tǒng)一按傾斜6°設(shè)計(jì)），節(jié)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(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨桿的裝配構(gòu)造設(shè)計(jì)方法在國內(nèi)為首次采用，對全國建筑行業(yè)研究、設(shè)計(jì)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(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓埋設(shè)技術(shù)
    　　雙向傾斜高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓埋設(shè)，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(xiàn)錨桿初步定位；在混凝土澆注前，精細(xì)調(diào)節(jié)套架與錨桿的連接，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；并且應(yīng)用端球形螺母消化錨桿安裝角度偏差。錨栓埋設(shè)需投入的設(shè)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(jié)約一定成本。
    高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓較長、較重和傾斜等特點(diǎn)，其埋設(shè)技術(shù)同國內(nèi)高層房屋建筑中的普通錨栓埋設(shè)工藝相比，難度明顯提高。從外框筒鋼柱安裝結(jié)果看，100%鋼柱的柱腳預(yù)埋錨栓定位準(zhǔn)確，無一柱底板擴(kuò)孔現(xiàn)象，在國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)也少有，具有很大的推廣價(jià)值。
    　　3）高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓張拉施工技術(shù)
    　　高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨桿張拉控制力為1451KN，采用的小直徑千斤頂和接長筒等施工方法，可以實(shí)現(xiàn)狹窄空間的錨桿張拉，即小直徑千斤頂張拉可以直接設(shè)置在狹窄空間內(nèi)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉；采用接長筒措施，將千斤頂布置在狹窄空間以外，通過長筒將錨桿與外部千斤頂連接進(jìn)行張拉，實(shí)現(xiàn)了275X275mm狹小空間內(nèi)的M75大直徑的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的張拉。從工程拉張記錄結(jié)果表明伸長量與理論計(jì)算相符，經(jīng)驗(yàn)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(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓灌漿技術(shù)
    　　錨栓灌漿采用灌漿管和護(hù)筒形成連通，采用普通硅酸鹽水泥并增加減水劑材料，采用手動灌漿機(jī)進(jìn)行灌漿，實(shí)現(xiàn)了在2~4mm間隙的微小空間內(nèi)長達(dá)12m的水泥灌漿，并采用了獨(dú)根錨栓灌漿體積定量的方法。該技術(shù)操作簡單、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(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓檢驗(yàn)技術(shù)
    　　本工程中采用的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓，由于國內(nèi)沒有成熟的產(chǎn)品，也沒有相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，需要從國外進(jìn)口。通過招標(biāo)，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(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的材料檢驗(yàn)和驗(yàn)收的專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)編制主要依據(jù)為國內(nèi)外類似規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、國內(nèi)行業(yè)專家的意見、設(shè)計(jì)圖的技術(shù)要求、CCTV主樓外框柱腳高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。本標(biāo)準(zhǔn)僅適用于中央電視臺的材料檢驗(yàn)和驗(yàn)收。該項(xiàng)技術(shù)綜合國內(nèi)外各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)和指標(biāo)，對國內(nèi)材料研究和規(guī)范標(biāo)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(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓裝配圖能夠適用于各種預(yù)應(yīng)力錨桿的安裝；
    　　2）錨桿張拉端采用球形螺母，可以適應(yīng)不同傾斜角度錨桿的安裝，可使配件標(biāo)準(zhǔn)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?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜錨栓的準(zhǔn)確定位；
    　　４）采用的小直徑千斤頂和接長筒等施工方法，可以實(shí)現(xiàn)狹窄空間的錨桿張拉；

    4、與國內(nèi)外同比情況
    　　1）直徑為75mm、長度為6307mm，抗拉強(qiáng)度為1030N/mm2，屈服強(qiáng)度為835N/mm2的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨桿，在國內(nèi)房屋建筑領(lǐng)域?yàn)槭状螒?yīng)用，無現(xiàn)成規(guī)范可循（英國、日本等國家的規(guī)范僅覆蓋至直徑為40mm），本次應(yīng)用填補(bǔ)了國內(nèi)房屋建筑領(lǐng)域大直徑預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度錨栓應(yīng)用的空白。
    　　2）由工程實(shí)踐總結(jié)，包括高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓的裝配設(shè)計(jì)、套架埋設(shè)、精確定位調(diào)整、錨桿張拉、到錨栓灌漿等一整套系統(tǒng)，技術(shù)先進(jìn)、操作性強(qiáng)、易保證質(zhì)量且成本較低，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
    　　3）高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓較長、較重和傾斜等特點(diǎn)，其埋設(shè)技術(shù)同國內(nèi)高層房屋建筑中的普通錨栓埋設(shè)工藝相比，難度明顯提高；并且預(yù)應(yīng)力錨栓在狹窄空間張拉，比一般預(yù)應(yīng)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(shè)計(jì)、套架埋設(shè)、精確定位調(diào)整、錨栓張拉、到錨栓灌漿的一個(gè)整套系統(tǒng)，技術(shù)包含全面，操作性強(qiáng)，該項(xiàng)技術(shù)成果達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。

    5、經(jīng)濟(jì)效益及社會效益
    　　經(jīng)濟(jì)效益：
    　　施工中采用球形螺母以標(biāo)準(zhǔn)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等措施，適應(yīng)狹窄空間錨栓張拉的工藝，能有效的保證高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的埋設(shè)精度和張拉控制應(yīng)力，并且操作簡單，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(jì)效益160萬元。
    　　社會效益：
    　　中央電視臺新臺址建設(shè)工程CCTV主樓中采用的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓直徑為75mm，最大長度為6307mm，抗拉極限強(qiáng)度為1030N/mm2，屈服強(qiáng)度為835N/mm2，此種大直徑的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨栓在國內(nèi)房屋建筑中為首次使用。
    　　經(jīng)深入研究和開發(fā)，形成了錨栓裝配設(shè)計(jì)技術(shù)、錨栓精確定位埋設(shè)技術(shù)、預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)、灌漿技術(shù)和高強(qiáng)錨栓檢驗(yàn)技術(shù)等成套施工技術(shù)，經(jīng)專家鑒定：該項(xiàng)科技成果填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，達(dá)到國際先進(jìn)水平。該項(xiàng)雙向斜傾大直徑高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓安裝成套技術(shù)研究成果具有很大的社會效益。

    6、應(yīng)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(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨桿（抗拉極限強(qiáng)度為1030N/mm2，屈服強(qiáng)度為835N/mm2）在國內(nèi)為首例。在工程實(shí)施過程中，中建三局技術(shù)人員對預(yù)應(yīng)力錨栓材料性能、裝配設(shè)計(jì)、精確預(yù)埋、預(yù)應(yīng)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(shè)計(jì)、支撐套架埋設(shè)、精確定位調(diào)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(jié)構(gòu)、特殊高層建筑、塔結(jié)構(gòu)等抗拔支座連接施工，也可以適用于橋梁結(jié)構(gòu)、高速鐵路等土木工程支座連接施工。在國內(nèi)和國際上房屋建筑工程中極少采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿的連接節(jié)點(diǎn)形式，以后復(fù)雜工程設(shè)計(jì)中此種施工方法和相應(yīng)裝配設(shè)計(jì)具有很大的參考價(jià)值。
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