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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

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:35:06 [收藏]
（所屬科學技術領域、主要內容、保密要點、與國內外同比情況、經濟效益、應用推廣情況）
    關鍵詞：錨栓 中央電視臺 預應力
    （所屬科學技術領域、主要內容、保密要點、與國內外同比情況、經濟效益、應用推廣情況）

    1、所屬科學技術領域
    　　在房屋建筑施工領域中，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，國內和國際上無成熟的設計和施工規范，且尚無先例可以借鑒。在CCTV主樓工程實施過程中，中建三局技術人員對高強預應力錨栓的材料檢驗、裝配設計、精確預埋、張拉和灌漿等進行了深入研究，編制了可行的技術方案，精心組織以100%的合格率順利完成。其埋設技術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，技術先進、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錨栓應用的空白，向全國建筑行業研究、設計和施工等領域工程積極推廣具有重要價值。

    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筒等施工方法，可以實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行預應力張拉；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項技術標準。

    主要開展了以下技術攻關工作：
    　　1）CCTV主樓大直徑高強預應力錨栓的裝配設計技術
    　　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。裝配構造設計即滿足結構設計傳力要求，同時又便于施工，可操作性強，在實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，同時可以消化錨桿安裝誤差，技術較為先進。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，對全國建筑行業研究、設計和施工等領域工程具有重要參考價值。
    　　2）CCTV主樓大直徑高強預應力錨栓埋設技術
    　　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、較重和傾斜等特點，其埋設技術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，無一柱底板擴孔現象，在國內鋼結構行業也少有，具有很大的推廣價值。
    　　3）高強預應力錨栓張拉施工技術
    　　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筒等施工方法，可以實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行預應力張拉；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行張拉，實現了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量與理論計算相符，經驗收100%一次質量合格，張拉施工技術具體重要的技術參考價值。
    　　4）高強預應力錨栓灌漿技術
    　　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，采用手動灌漿機進行灌漿，實現了在2~4mm間隙的微小空間內長達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主樓外框柱腳高強預應力錨栓檢驗技術
    　　本工程中采用的高強預應力錨栓，由于國內沒有成熟的產品，也沒有相應的質量驗收規范和標準，需要從國外進口。通過招標，采用了法國公司產品。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項標準，標準編制主要依據為國內外類似規范和標準、國內行業專家的意見、設計圖的技術要求、CCTV主樓外框柱腳高強預應力錨栓的結構特點等。本標準僅適用于中央電視臺的材料檢驗和驗收。該項技術綜合國內外各項相關技術和指標，對國內材料研究和規范標編制具有極大的參考價值。

    3、保密要點
    　　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，同時可以消化錨桿安裝誤差；
    　　３）采用套架和錨桿共同安裝的方法，能夠實現復雜錨栓的準確定位；
    　　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，在國內房屋建筑領域為首次應用，無現成規范可循（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域大直徑預應力高強度錨栓應用的空白。
    　　2）由工程實踐總結，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，技術先進、操作性強、易保證質量且成本較低，達到國內領先水平。
    　　3）高強度預應力錨栓較長、較重和傾斜等特點，其埋設技術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、到錨栓灌漿的一個整套系統，技術包含全面，操作性強，該項技術成果達到了國內領先、國際先進水平。

    5、經濟效益及社會效益
    　　經濟效益：
    　　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，并且操作簡單，大大減少了施工工期、人力和物力的投入，直接產生經濟效益160萬元。
    　　社會效益：
    　　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。
    　　經深入研究和開發，形成了錨栓裝配設計技術、錨栓精確定位埋設技術、預應力張拉技術、灌漿技術和高強錨栓檢驗技術等成套施工技術，經專家鑒定：該項科技成果填補了國內外空白，達到國際先進水平。該項雙向斜傾大直徑高強預應力錨栓安裝成套技術研究成果具有很大的社會效益。

    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。在工程實施過程中，中建三局技術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行了深入的研究和攻關，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值。
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