20施工技术CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2012年5月上第41卷第364期大连北站大跨度张弦桁架施工技术王玉生1，高良2，黄利顺2（1.中铁建工集团有限公司北京分公司，北京100070； 2.浙江精工钢结构有限公司，浙江绍兴312030）［摘要］大连北站屋架主体为跨度72m 的预应力张弦桁架结构，主桁架间距为21.5 28.45m 。
由于桁架跨度及间距均较大，张拉过程中容易出现整体稳定性差及结构构件横向失稳现象。
通过合理的张拉施工工艺有效地保证了单榀桁架3根拉索张拉同步性，同时采用特殊的插板节点处理以及合理的张拉施工顺序，很好地解决了预应力张拉施工过程中的一些难点问题。
［关键词］火车站；钢结构；屋架；张弦桁架；张拉；插板；节点［中图分类号］TU758.11［文献标识码］A［文章编号］1002-8498（2012）09-0020-03Construction Technology on a Large-span Truss String Structurein Dalian North Railroad StationWang Yusheng 1，Gao Liang 2，Huang Lishun 2（1.Beijing Branch ，China Railway Construction Engineering Group ，Beijing 100070，China ；2.Zhejiang Jinggong Steel Building Co．，Ltd．，Shaoxing ，Zhejiang312030，China ）Abstract ：The roof of Dalian North Railroad Station is a 72m-span prestressed truss string structure ，whose distance is about 21.5m to 28.45m．Because of large span and distance of main trusses ，so their whole stability is poor during tensioning．By using reasonable tensioning construction process ，the stretching synchronism of the three cables in one truss is effectively ensured．Meanwhile ，some difficulties during the prestressed tensioning construction are well resolved by application of special plug plate connections and rational stretch-draw construction sequences．Key words ：railroad stations ；steel structures ；roofs ；truss string structures ；tension ；plug-plate ；joints ［收稿日期］2012-01-02［作者简介］王玉生，中铁建工集团有限公司北京分公司高级工程师，北京市丰台区丰台东路10号100070，电话：（010）63712210，E-mail ：wangyshjn@yahoo．com．cn1工程概况大连火车北站位于哈大线终点，地处辽东半岛南端的辽宁省大连市，是连接海陆空运输的枢纽（见图1）。
该站房屋架主体为预应力钢结构张弦桁架结构（○S4 ○S7轴），张弦主桁架跨度为72m ，主桁架间距为21.5 28.450m ，共9榀。
由于主桁架间距较大，因此在主桁架之间布置了纵向平面次桁架，○S4，○S7轴上的空间托桁架支撑在钢管混凝土柱上，如图2所示。
2预应力张弦桁架施工难点分析2.1施工难点1）该预应力张弦桁架跨度及横向间距均较大，张拉过程中容易出现整体稳定性偏弱及结构构件横向失稳现象。
2）为减少张拉预应力对柱的额外影响，施工过图1大连北站Fig．1Dalian North Railroad Station图2张弦桁架结构示意Fig．2Truss string structure程中需将支座全部做成滑动支座，待屋面围护结构安装完成后，再将○S4与○S7轴滑动支座固定成铰支座。
3）预应力张拉过程中，应采取可靠措施，保证3根拉索同步对称张拉，撑杆受力均匀。
2012No．364王玉生等：大连北站大跨度张弦桁架施工技术212.2总体施工思路1）搭设张弦梁跨中支撑架。
2）分段吊装主桁架。
从主桁架吊装开始，当完成相邻2榀主桁架吊装后，要及时校正，然后安装2榀主桁架间的次桁架、托架、檩桁架、边桁架、檩条等，以形成稳定的单元结构体系。
后续的屋架钢结构安装，将以此单元结构体系为基础，逐步扩大。
3）当每榀主桁架吊装完毕后，跟进安装主桁架下方的撑杆及拉索。
4）当前3榀主桁架及次桁架、托架等组成稳定的单元结构体系后，先张拉第1榀（○CD轴桁架）张弦梁拉索至50%张拉控制力。
每榀张弦梁的3根拉索同时张拉，采用两端张拉的方式。
○CD轴桁架张拉完成后，再张拉○CE轴桁架至100%张拉控制力。
5）吊装第4榀主桁架，并安装其与第3榀主桁架之间的联系构件，以形成新的、稳定的单元结构。
6）张拉第3榀张弦梁到100%。
7）吊装第5榀主桁架，并安装其与第4榀主桁架之间的联系构件，以形成新的、稳定的单元结构。
8）张拉第4榀张弦梁到100%。
9）其余依此类推。
所有张弦梁张拉完成后，若情况需要，对部分拉索索力进行调整。
10）安装其他附属结构。
具体施工过程如图3所示。
3预应力张拉施工技术及要点3.1预应力张拉施工全过程计算模拟分析根据总体施工思路，采用Midas有限元分析软件对整个张拉施工全过程进行了计算模拟分析，结果表明：从张拉施工开始到屋面板安装完成，张弦桁架单索索力变化在453 1640kN，张弦桁架跨中竖向位移变化值在－43 128mm，张弦桁架撑杆处竖向位移变化值在－20 126mm，整个施工过程中构件的强度及结构的整体稳定性均能满足设计要求，整个张拉施工工艺在合理可控范围。
3.2预应力张拉工艺1）张拉方式每榀张弦梁采用3根拉索。
施加预应力时，3根拉索同时张拉，采用两端端部张拉的方式。
2）张拉控制索力与张拉同步根据现场施工工艺顺序及设计要求，通过施工模拟分析，得出每榀张弦桁架张拉施工时的控制索力及单榀桁架张拉时对周边桁架的索力影响。
如表1所示。
为保证张拉同步，分6级张拉：0ң25%ң50%ң75%ң90%ң100%，最后超张拉到105%。
为保证单榀桁架下3根拉索张拉同步，要求张拉时6台油泵统一指挥，严格按照张拉控制原则中图3施工过程Fig．3Construction process6级分步张拉，4台油泵步伐一致。
共有8个千斤顶同时张拉，因此控制张拉同步是保证结构受力均匀的重要措施。
控制张拉同步有2个步骤：①张拉前调整索体锚杯露出螺母的长度，使露出的长度相同，即初始张拉位置相同；②在每级的张拉过程中尽量使千斤顶给油速度同步，张拉完成每小级后，所有千斤顶停止给油，测量索体的伸长值。
如果同一索体两侧的伸长值不同，则在下一级张拉时，伸长值小的一侧首先张拉出这个差值，然后另一端再给油。
如此通过每一个小级停顿调整的方法来达到整体同步的效果。
3）钢索张拉控制预应力钢索张拉采用双控，即控制钢索的拉力及钢结构变形值，最终以控制变形值为主，但以张拉力不超出设计值的15%为宜。
预应力钢索张拉完成后，应立即测量校对。
如发现22施工技术第41卷表1张弦桁架索张拉力控制值Table 1Tensioning force controlling values of truss string cable施工过程张弦桁架下单索的索力/kN○CD 轴○CE 轴○CF 轴○CG 轴○CH 轴○CJ 轴○CK 轴○CC 轴○CB 轴张拉○CD 轴至50%508————————张拉○CE 轴453841———————张拉○CF 轴473737880——————张拉○CG 轴480743779875—————张拉○CH 轴479751786771890————张拉○CJ 轴479751793777782898———张拉○CK 轴4767497927847867801082——张拉○CC 轴45676479678378578010821022—张拉○CB 轴46877179678378578010868821175张拉○CD 轴至100%88070080278978678110868351181安装檩条、屋面板140211701275127012701274148913811644异常，应暂停张拉，待查明原因并采取措施后，再继续张拉。
3.3细部节点处理为保证主桁架在张拉预应力施工中既能滑动，同时又能保证其侧向稳定，需在○S4与○S7轴支座处设置穿心插板及侧向限位加劲板与主桁架上、下弦杆连接，同时穿心板在整体张拉完成后，与主桁架上、下弦杆进行全熔透焊接，如图4所示。
图4张弦主桁架支座节点Fig．4Joint of main truss support3.4预应力张拉施工监测施工常规监测内容包括张弦桁架关键节点位移和索力，实行位移和索力双控。
监测时要注意监测室外温度变化。
选择白天温度最高时和凌晨温度最低时分别进行监测。
1）对于正在张拉的张拉索的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，张拉前预先制定施工控制表格，明确油压表读数和张拉力的关系，施工时严格按表格数值控制油压表读数。
对于张拉完成的索力监测利用频率法，采用无线加速度传感器进行监测。
监测每个施工阶段各索力变化是否与计算分析相一致。
2）位移监测采用全站仪及标尺，张弦桁架变形监控位置为：桁架上若干点的竖向位移，单榀张弦桁架上共3个点（见图5）。
张拉时预先在上述3个位置悬挂钢丝及标尺，同时每个点安排专人监测标尺数值变化从而得知位移情况，每个施工阶段用全站仪监测各点位移变化情况。
图5张弦桁架变形监控点位置Fig．5Displacement monitoring points of truss4结语预应力张弦桁架施工中，通过合理的张拉施工工艺有效地保证了单榀桁架3根拉索张拉的同步性，同时采用特殊的插板节点处理以及合理的张拉施工顺序，很好地解决了预应力张拉施工过程中的一些难点问题，为大跨度预应力张拉施工提供了良好的范例。
参考文献：［1］施工技术杂志社．建筑钢结构施工新技术［M ］．北京：中国建筑工业出版社，2009．［2］北京钢铁设计研究总院．GB50017—2003钢结构设计规范［S ］．北京：中国计划出版社，2003．［3］冶金工业部建筑研究总院．GB50205—2001钢结构工程施工质量验收规范［S ］．北京：中国计划出版社，2002．［4］中冶集团建筑研究总院．JGJ81—2002建筑钢结构焊接技术规程［S ］．北京：中国建筑工业出版社，2003．［5］陈绍蕃．钢结构稳定设计指南［M ］．北京：中国建筑工业出版社，2004．［6］饶益民，焦挺，钱建，等．银川火车站雨篷大跨度张弦桁架施工技术［J ］．施工技术，2011，40（22）：17-19，46．［7］李维滨，高飞，施骏．超大跨度预应力张弦桁架结构施工［J ］．施工技术，2003，32（7）：12-14．。