1、 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 以 人 为 本 、科 技 领 先 河南省郑州机场收费站 钢结构 预应力拉索 施工方案 编制人： 王虎龙 审核人： 裴刚俭 审定 人： 吴伟强 徐州通域空间结构有限公司 二一 一 年 八 月郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 2 以 人 为 本 、科 技 领 先 一、工 程概况 本工程为河南省机场高速收费站（中州第一门）钢结构工程， 屋盖结构体系为预应力空间桁架，长轴向跨度为 71m,短轴方向跨度为 42m。四角布置钢筋混凝土柱（柱顶设置滑动支座）以支撑整个结构，屋盖外包开孔金属板。 本工程主受力部分为双层空间拱桁架结构体系，屋盖其余部分为梁式结
2、构体系。钢屋盖平面投影为梭形，长约 200m,宽约 70m。结构布置如下图。 工程总体结构图 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 45 以 人 为 本 、科 技 领 先 二、 预应力拉索 安装 及张拉施工方案 （一） 放 索 本工程采用的是 5*151 型拉索，最长 37 米左右，重量较轻。有以下 2 种方式放索： （ 1） 直接采用吊机或卷扬机辅助放索，直接将索吊起。 （ 2） 采用放索盘在地面水平将索放开。 （二） 导引 本工程拉索在空间桁架内，采用辅助溜绳导引法进行，用 3t 卷扬机进行牵引。在每个拉索转角处，设置临时转向装置，避免拉索与钢桁架的摩擦，从而避免损伤索体。 （三） 安
3、装索头 当上端拉索索头牵引至耳板附近，将索端调节量 调 至最大，用手拉葫芦调整位置，将索销插上即可。两端索头 安装完毕后，进行拉索的预紧。 （四） 张拉前的准备工作 （ 1） 根据钢结构安装方案和拉索施工方案，进行施工过程的精细化分析，掌握施工过程的结构状态和结构特性，为拉索施工提供参数（如拉索施工张拉力），为施工监测提供理论参考值，确保施工安全。 （ 2） 拉索张拉前屋盖主体钢结构应全部安装完全，合拢为一整体。检查构件之间以及支座连接就位，考虑张拉时结构状态是否与计算模型一致，以免引起安全事故。 （ 3） 直接与拉索相连的节点，其空间坐标精度需严格控制。节点上与索相连的耳板方向也应严格控制，
4、以免影响拉索施工和结构受力。 （ 4） 将阻碍结构张拉变形的非结构构件 与结构脱离。 （ 5） 拉索张拉前，为方便工人张拉操作，事先搭设好安全可靠的操作平台、挂篮等。 （ 6） 拉索张拉时应确保足够人手，且人员正式上岗前进行技术培训与交底。设备正式使用前需进行检验、校核并调试，确保使用过程中万无一失。 （ 7） 拉索张拉设备须配套标定。 （ 8） 千斤顶和和油压表须每半年配套标定一次，且配套使用。标定须在有资质的试验单位进行。 （ 9） 根据标定记录和施工张拉力，计算出相应的油压表值。现场按照油压表读数精确控制张拉力。 （ 10） 索张拉前，应严格检查临时通道以及安全维护设施是否到位，保证张拉
5、操作人员的安全。 （ 11） 索张拉前应清理场地，禁止无关 人员进入，保证索张拉过程中人员安全。 （ 12） 在一切准备工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后，现场安装总指挥检查并发令后，才能正式进行预应力索张拉作业。 （五） 拉索张拉方法 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 46 以 人 为 本 、科 技 领 先 拉索张拉总体方案为：在主体桁架安装完成之后对拉索进行安装，斜索分两次、对称张拉，具体张拉顺序及要求如下： S7 S8 S5 S6 S3 S4 S1 S2 拉索平面示意布置图 张拉批次和顺序 （ 1） 第一次张拉 同步主动张拉 S1、 S2、 S3、 S4 至 100%。
6、 （ 2） 第二次张拉 同步主动张拉 S5、 S6、 S7、 S8 至 100%。 单次张拉分级完成 为保证各主动张拉的同步性，单次张拉分五级完成： 0%25%50%70%90%100%。 主动张拉点：斜拉索均为一端张拉，主动张拉点均为斜拉 索 的下端。 拉索张拉控制项目及其目标 拉索张拉控制采用控制索力为主 、 变形为辅的原则。 张拉过程分析 模拟张拉过程，进行施工全过程力学分析，预控在先。 （六） 主动张拉索的施工张拉力 根据钢结构总体施工方案和拉索张拉顺序，以关键施工阶段索力满足设计要求为目标，进行了详细的拉索张拉过程分析，确定每根拉索的理论施工张拉力，见施工 分析。 郑州市机场收费站（
7、中州第一门）钢结构工程 47 以 人 为 本 、科 技 领 先 为弥补短期的锚固预应力损失和长期的松弛预应力损失，实际张拉时在理论施工张拉力的基础上超张拉 3%。 （七） 张拉机具 （ 1） 张拉工装和设备 张拉机包括：液压千斤顶、油泵、油管、油压表、反力架、工具螺杆等。 张拉点为 4 个，每个张拉点需 2 台千斤顶，千斤顶采用 60t 型，张拉最多大可至1200KN。 （ 2） 张拉设备使用 1.施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理，并定期维护和校验。进场后，对千斤顶和压力表进行配套标定，确定压力表和张拉力之间的关系曲线。标定在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备
8、与锚 具配套使用，根据索的类型选用合适的千斤顶及油泵。进场后，试运行确保正常后，方可调至工作台面。对长期不使用的张拉机具设备，在使用前进行全面校验。 2.施工现场机具要配套完整，千斤顶与油压表须经过国家有关质检部门进行配套标定，标定数据的有效期在 6 个月以内。使用时千斤顶要与其对应标定好的油压表配套使用，不能混淆乱用。严格按照标定记录，计算与拉索张拉力一致的油压表读数，并依次读数控制千斤顶实际张拉力。 3.将施工机具和工作锚板 运 到工作现场，用棉纱头清理工作锚板内孔的灰尘和油渍。 4.张拉机具按顺序安装好以后，尽量使 千斤顶的张拉作用线与索的轴线重合一致，以使受力合理。 5.把千斤顶张和油
9、管连接好，安装与千斤顶所对应配套标定的油表，油泵电源接好，试好油泵的开机和关机，确保机具能正常使用，并注意油泵液压油是否够用。 6.千斤顶张拉过程中，油压应缓慢、平稳。对于有调节装置的拉索，应边张拉边旋转调节位置。 7.张拉过程中，没个张拉点由一至两名工人看管，每台油泵均由一名工人负责，并由一名技术人员统一指挥。 8.拉索张拉过程中应停止对张拉结构进行其他的施工。 a) 拉索张拉过程中若发现异常，应立即暂停，查明原因，进行实时调整。 （八） 张 拉调整措施 当张拉后出现索力或结构形状与理论值出现较大偏差时，应采取以下措施予以调整： （ 1） 、重新检查分析模型和分析数据 在合理范围内，调整计算
10、参数，进行分析对比，明确理论值的可变范围。 若施工偏差在理论值的可变范围内，说明施工偏差仍处于正常理论值范围内，施工正常。 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 48 以 人 为 本 、科 技 领 先 （ 2） 若主动张拉拉索的索力到，而被动张拉索的索力偏差较大。 首先采取的措施为：在主动索的合理索力范围内，对主动索的索力予以调整，以使被动索的索力满足要求。 若仍无法满足要求，则可以针对性的对个别索直接施加预应力进行调整。 调整原则：控制索力。 （ 3） 若主动张拉 索的索力到，而结构形状偏差较大。 张拉后索杆系形状，是由被动索和桅杆的安装长度以及主动索的张拉力决定的。若主动张拉索的索力到
11、，而结构形状偏差较大，则说明被动索或桅杆安装长度出现问题。 采取的措施是：采用监测仪器（如全站仪），量取形状偏差较大的局部的节点坐标，计算相应索段或拉索的长度，与理论值对比，确定索长安装偏差。对索长安装偏差大的拉索直接进行张拉调整，调整其索长至合理值。 调整原则是：控制拉索长度。 （九） 张拉紧急措施 （ 1） 索张拉的风险 索张拉的风险主要有： a）张拉设备故障，包括油管漏油，设备故障； b） 现场突然停电； c）张拉过程不同步； d）张拉后结构变形、应力、伸长值与设计计算不符； e）张拉后支座位移发生较大偏移。 （ 2） 张拉设备故障 张拉过程中如油罐发生漏油、损坏等故障，在现场设备三名专
12、门修理张拉设备的维修工，在现场备好封圈、油管，随时修理，同时在现场配备 2 套备用设备，如果不能修理立即更换千斤顶。 （ 3） 张拉过程断电 张拉过程中，如果突然停电，则停止索张拉施工。关闭总电源，查明停电原因，防止来电时张拉设备突然启动，对桁架结构产生不利影响。同时在张拉时的把锁紧螺母拧紧，保证索力变化根张拉过程是同步的 ；突然停电状态下，在短时间内，千斤顶还是处于持力状态，并且油泵回油还需要一段时间，不会出现安全事故。处理好后在现场值班的电工立刻进行查找原因，以最快的速度修复。为避免这种情况，在现场的二级箱要做到专用，三级箱按照要求安装到位。 （ 4） 张拉过程不同步 由于张拉没有达到同步
13、，造成结构变形，可以通过控制给泵油压的速度，使索力小的加快给油速度，索力比较大的减慢给油速度，这样就可以到达同一根索的索力相同的目的。 （ 5） 张拉时结构变形、伸长值预警 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 49 以 人 为 本 、科 技 领 先 某根拉索张拉结束后未达到设计力，可以通过个别施加预应力进行补偿的方法。 如果结构变形 、伸长值与设计计算不符，超过 20%以后，应立即停止张拉，同时报请设计院，找出原因后再重新进行预应力张拉。找出原因后再进行张拉。 （ 6） 张拉后支座位移发生较大偏移 张拉前应比较张拉时结构支座布置及约束情况是否与设计模型相符，应尽量避免由于索张拉造成结构支
14、座发生较大的偏移。如果张拉后支座的确存在较大的偏移，应组织相关单位讨论解决。 （十） 拉索施工监测 拉索预张力 施工 过程是个动态的结构变化过程，是结构从零状态向成形初始态转变的过程。由于钢构安装误差、拉索制作、安装和张拉误差、分析误差以及环境影响等原因，实际结构状态与分析模型 是有差异的。因此，有必要对拉索预应力施工过程予以监测，对比理论分析值和实际结构相应的差异，即时掌握各关机施工阶段的结构状态，保证拉索施工全过程处于可控状态，保证施工过程结构安全，为下阶段施工和最后的施工验收提供依据。 此部分内容仅限于由施工单位承担的常规施工监测内容，不包含第三方监测内容。 （ 1） 监测内容和监测点
15、预应力钢结构拉索预应力施工常规监测内容包括：索力和关键节点位移。 1）索力监测点 各主动张拉点的索力 2）关键节点位移监测点 跨中支座的竖向位移 （ 2） 监测方法和设备 1） 索力监测 采用标定的千斤顶 索力控制采 用配套标定的千斤顶。 现场张拉的千斤顶均在有资质的实验室与油压表进行配套标定。 2） 位移监测仪器 全站仪 全站仪式目前在大型工程施工现场采用的主要的高精度测量仪器。全站仪可以单机、远程、高精度快速放样或光测，并可结合现场情况灵活的避开可能的各种干扰。 施工测量控制网是施工放样和施工中变形测试的基准，为了确保测量精度，一般需要在原有控制网的基础上进行网点加密，并对其进行严密平差及
16、定期复测。高程控制网的两端必须进行水准校测，以保证两端高程的统一。高程控制网的布设应与平面控制网的布设同时进行，采用全站仪时放样用的主要平面控制点应纳入高程控制网，统一联测平差。高程控制网的基本网和加密网精度保持一致，其精度根据规范确定。复测精度与建网精度相同。 为保证施工放样或观测的精度和速度，对放样或观测的主要控制点应设强制对中固定观测墩座；对于其他控制点也应尽量设强制对中固定 标志杆，以便于精确照准。 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 50 以 人 为 本 、科 技 领 先 采用全站仪可直接由控制点进行三维放样，可以达到很高的精确效果。 （ 3） 监测制度 预应力施工监测应贯穿整
17、个施工过程。各施工阶段的监测内容如下。 1） 每次张拉前，应首先检查测试仪器是否正常工作，并读取初读数。 2） 在每一批张拉过程中，不得移动测试仪器，如百分表、全站仪、反光片、振弦式应变仪等。一旦移动，则必须停止张拉，重新调整测试仪器，再次读取初读数后方可张拉，并将情况记录。 3） 张拉完一批次后，应及时读取数据，进行分析，并与理论值比较，确定结构状况正常后，方可继续张拉下一批次。如有问题，应及时会同有关 人员进行解决。 4） 测试人员须固定，即要有专职人员进行测试工作。 （十一） 测试时机 设计所提供的而每个施工节段的相应标高和其他变形值，一般是基于某种标准气温下的设计值，而大型结构往往跨季
18、节、跨昼夜施工。温度变化，特别是日照温差的变化对于结构变形的影响是复杂的，将温差变化所引起的结构变形从实测变形值中分离出来相当困难。因此，应尽量选择温度变化小的时机进行测量，力求将温度、日照对施工控制的影响降低到最小限度。对一些大型结构温度影响的测试表明，在气候条件最不利的季节，凌晨日出之前的气温较均匀，且最接近季节平均气温，是 测量的最好时机。 目前，温度对大型结构控制的影响很难精确地描述。 在大型结构的施工控制中，温度影响可以分为两种：一种是昼夜温差的影响，另一种是季节温差的影响。无论是昼夜温差还是季节温差对索拱标高控制均有较大影响。 昼夜温差的影响一般在索力和标高控制中多采用回避的做法，
19、即对标高和索力起控制作用的施工工序，均要求在温度较均匀的凌晨日出前进行。但遇连续高温的天气情况，由于凌晨的温度仍难均匀，温度的影响难以完全避免，在此情况下，宜采用标高的修正公式来减少日照温差的影响。 季节温差的影响，应设定一个标准温度，将施工过 程中实际季节温差对结构的影响在施工控制计算中考虑。 三、 工程质量检测及质量保证措施 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 51 以 人 为 本 、科 技 领 先 （ 一 ） 、质量要求 根据业主统一要求，质量标准为：力争优质工程。 （二）、 质量保证体系 公司质量保证部 国家质量标准ISO-9002 现场经理 项目经理 项目总工程师 专业责任工程
20、师 合约部门 质量部门 工程部门 技术部门 作业班组 作业班组 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 52 以 人 为 本 、科 技 领 先 管 理 目 标 杜绝重大人身伤亡 和机械事故 轻伤事故率控制在 1.5 以下 确保“ 郑州 市安全文明工地” 四、 安全文明施工保证体系及措施 在施工管理中，我们要以安全促生产，以安全保目标。要坚持科学的发展观，以人为本，全面落实安全质量、效益和工期的统一协调。要充分认识 “ 安全第一、预防为主 ” 的重要性，坚持工期服从安全质量，要逐级落实安全生产责任制。 管理方针 ： 始终如一地坚持 “ 安全第一、预防为主 ” 的安全管理方针。 管理目标 ： 杜
21、绝重大伤亡，死 亡率为零；减少轻伤，负伤率不大于 1.5 。 管理目标分解图 ： 一、 安全管理 施工现场安全生产管理是施工企业和施工现场整个管理体系的一个重要组成部分。施工现场安全生产管理体系的建立不仅是为了满足工程项目部自身安全生产的要求，同时也是为了满足相关方对施工现场安全生产管理体系的持续改善和安全生产保证能力的信任。 1、 组织机构 以钢结构部经理为首，由生产经理、技术经理、质安经理、安全员及施工队等各方面的管理人员组成本工程的安全管理组织机构。 安全管理机构如下图示： 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 53 以 人 为 本 、科 技 领 先 二 、 安全管理制度 1、组织安
22、全活动 安全活动是现场施工安全管理的一项重要工作，是向施工人员介绍最新安全规定、安全文件、安全事故以及施工现场安全事项的主要手段，是现场施工人员及时了解最新安全信息的重要途径，可以加强施工人员的安全意识，促进安全生产。 2、安全检查 （ 1） 为了及时发现施工生产中存在的各种隐患，采取有效措施制止违章作业，不断提高项目安全防护水平和安全管理水平，搞好项目的安全生产工作，根据国家有关规定，特制定安全生产检查制度。 （ 2） 安全生产检查要贯彻边检查边整改的精神，对查出的隐患下隐患通知 单，定人、定措施、定完成日期尽快进行整改，一时不能整改的要建立登记、整改、检查、消项制度，在隐患没有消除前，必须
23、争取可靠的防护措施，如有危及人身安全的紧急地方或上级安全主管部门 业主工程指挥部 监理 项目经理部 质安监察 技术经理 项目专业安全员、工长 相关部门 施工队伍 生产经理 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 54 以 人 为 本 、科 技 领 先 隐患和重大隐患，应立即停止作业。 （ 3） 各施工区域、班组要做好班前、班中、班后和节假日前后的安全检查，特别是必须对作业环境进行认真检查，发现问题要立即或及时上报，解决后方可开始作业，下班后要对作业现场清理，不得留有任何隐患。 3、管理制度 （ 1） 安全技术交底制，根据安全措施要求和现场实际情况 ,各级管理人员需亲自逐级进行书面交底。严格实
24、行逐级安全技术交底制度 。 （ 2） 开工前，安装工人、焊接工人及其他作业人员必须经安全培训合格。技术负责人要了解工程概况、施工方法、安全技术措施等情况，向工地负责人、工长详细交底，并向全体职工交底。 （ 3） 交叉作业、工种配合时，生产经理、技术经理、工长要按工程进度定期或按期向有关班组进行交叉作业的安全书面交底。 （ 4） 工长安排班组长作业前都必须进行书面安全技术交底。 （ 5） 班组每天要对工人进行施工要求、作业环境的安全交底，工程量大、技术复杂、连续几天从事一项工作的要进行书面交底。 （ 6） 各级书面交底，要有交接时间、交接内容、交接人签 字，交底书要按单位工程归放在一起，以便备查
25、。 （ 7） 班前检查制，工长、安全员必须督促与检查各专业对安全防护措施是否进行了检查。 （ 8） 周一安全活动制，项目部每周一要组织全体工人进行安全教育 ,对上一周安全方面存在的问题进行总结 , 对本周的安全重点和注意事项做必要的交底。 三 、 安全 措施 （一） 、安全防护 1、正确使用个人防护用品 必须佩戴安全帽，并系好帽带。 必须系好安全带。 郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 55 以 人 为 本 、科 技 领 先 高空作业时， 安全带高挂低用，且必须系在固定物上。临边作业， 2m 以上高空作业必须使用安全带。 高空作业 必须穿 防滑 鞋。 高空作业时， 在桁架的下方铺设水平安
26、全网，在桁架的水平向腹杆上铺设木跳板，在桁架上弦杆上设置水平安全绳。 （ 5）现场应该有专职电工负责施工用电。 （ 6）安装和张拉时应搭设牢固的操作平台，平台上应铺满脚手板。 （ 7）拉设安全警戒线，张拉时千斤顶两端严禁站人，闲杂人员不得围观，预应力施工人员应在千斤顶两侧操作、不得在端部来回穿越。 （ 8）高空作业时防止高空坠落。 （二） 、 施工用电安全措施 1、工地采用三相五线制保护接零系统，具有专用保护的 TN-S 线路（即保护零线专用，不得与工作零线相混用，所有保护零线均应与专用保护零线 相联接）。 2、装置或检修设备时应先切断电源切勿带电作并挂警示牌，遇有人进行电工作业时应于接通电源
27、前告知他人 ，电源线严禁破皮外露。 3、橡皮电缆架空敷设时应沿墙壁或电杆设置，严禁用金属裸线作为绑线，电缆的量子最大弧垂距地 2.5m。 4、各工作操作人员使用手持电动工具必须穿绝缘鞋，戴绝缘手套。 5、用电设备要有各自专用的电源控制，必须严格实行 “ 一机一闸一漏一箱 ” 制，严禁一闸多机及超负荷运行。 6、施工所用电动工具，所引的电源线的拆接，均由电工操作。电源导线不准拖地，必须架空 2 米以上。 （三） 文明施工措施 文 明施工的程度体现了综合管理水平。整洁文明的施工现场、井然有序的平面布置，给人的将是焕然一新的感觉。因此，我们将以文明施工为突破口，全面抓好施工现场管理。 郑州市机场收费
28、站（中州第一门）钢结构工程 56 以 人 为 本 、科 技 领 先 四 、文明施工目标 (1)确保达到 “ 郑州 市安全文明样板工地 ” 要求并获得相关荣誉称号。 (2)做到 “ 五化 ” ：亮化、硬化、绿化、美化、净化。 五 、文明施工管理机构 安全文明施工管理机构图： 1、场容管理措施 大门口设置 “ 一图六板 ” 施工标牌，主要包括：施工总平面布置图，项目部组织机构，安全生产制度，文明施工制度，环境保护制度，质量控制制度，材料管理制度等； 场容场貌整齐、有序，材料区域堆放整齐，并有门卫值班。设置醒目安全标志，在施工区域和危险区域设置醒目安全警示标志； 建立文明施工责任制，划分区域，明确管
29、理负责人，实行挂牌制，做到现场清洁整齐； 2、施工人员着装形象 全体员工树立遵章守纪思想，采用挂牌上岗制度，安全帽、工作服统一规范。安全值班人员佩戴不同颜色标记，工地负责人戴黄底红字臂章，班组安全员戴红底黄郑州市机场收费站（中州第一门）钢结构工程 57 以 人 为 本 、科 技 领 先 字袖章。 安全帽 施工管理人员和各类操作人员佩戴不同颜色安全帽以示区别； 在安全帽前方正中粘贴或喷绘企业标志，标志尺寸按项目规定； 胸卡统一 编号，贴个人一寸彩色照片，服从项目统一安排。 3、现场机械管理措施 现场使用的机械设 备 ，要在干面固定点存放，遵守机械安全规程，经常保持机身等周围环境的清洁。机械的标记
30、、编号明了，安全装置可靠； 机械排出的污水要有排放措施，不得随地流淌； 需要搭设 护 棚的机械，搭设护棚要牢固、美观，符合施工平面布置的要求； 各种电箱式样标准统一，摆放位置合理便于施工和保持。 4、现场生活卫生管理措施 工地办公室应配备各种图表、图牌、标志。室内文明卫生、窗明几净，秩序井然有序； 本工程现场施工人员住在工地，有专职卫生 管理人员和保洁人员，制订卫生管理制度，设置必须的卫生设施； 食堂管理符合食品卫生法，有隔绝蝇鼠的防范措施，有盛残羹的加盖容器，内外环境清洁卫生； 现场排水沟末端设沉积井，并定期清理沉积片内的沉积物，食堂下水道和厕所化粪池要周期清理并消毒，防止有害细菌的传播。
