中建八局第三建设有限公司 江苏省南京市 210046
摘要:拉索施工在体育场馆的应用,此施工技术节省体育场用钢量,与传统钢结构体育场馆比较,该施工技术工期快、成本低,技术先进。
关键词:体育场;拉索;工期; 钢结构
一、概况
体育场屋盖投影宽度约253m,屋盖投影总长度约265m,屋盖最高点标高约42m。根据屋面的建筑形态和下部混凝土结构的支承条件,并综合考虑各结构体系的适用性,体育场选择轮辐式索承网格结构。
建筑平面图 一组悬挑结构体系构成图
本工程屋盖索由1道环向索、68根径向索、144根环向索支撑及径向斜拉索组成;环索为上下二排共6根索,径向索和折线柱间索为单根索,索夹采用铸钢件。索头锚固形式采用热铸锚固。各索规格见下表。其中径向索索长18m~36m,环向索支撑及径向斜拉索共144根。
二、体育场的整体安装方案
1、钢结构安装概况和支撑布置
由于本项目只布置了一圈支承胎架用于支撑屋面钢结构,而且与在环索靠场外的一圈联系梁的下部,因此对场内展索相对有利,而且环索上部的主压力环梁与胎架对应的环梁相聚10米左右,因此在环索的展索安装和提升过程中均不会发生碰撞。
2、环索胎架
场内南北高低差接近10米,环索拼装脚手架平面布置要考虑钢结构支撑架位置,不互相影响;钢构支撑架需在拉索全部张拉完毕后方可拆除;考虑环索拼装时的要求,环索胎架需向场内偏移2.0m;根据空间模型放样可得偏移后的胎架中心线总长度为516米,拉索总长526米,环索对接时索体呈松弛状态,正好可以放松对接,环索胎架在地面和看台过渡的区域通过搭高环索胎架实现平缓过渡。
环索展开效果图
3、环索展索
多台汽车吊车配合卷扬机展索的方案如下,用80吨汽车吊将环索卷盘和放索盘吊至环索起点位置的胎架和最内侧施工胎架之间,用卷扬机牵引固定环索起点,吊车摆臂至相邻区间,吊车换位至相邻区间吊起环索卷盘和放索盘摆臂(同时也是展索过程)至下一个区间,如此重复,直至环索全部展开。
环索展索示意图
4. 环索的提升
由于现场的实际条件比较复杂,一个环索的高低不平,另一个是屋盖本身东西区有10米左右的高差。因此在实际的环索提升中将采用如下策略。
分批提升,现场将根据环索提升点的实际情况将环索提升点间隔分为4批,每批17个点,分批提升,最终整体提升到位。由于拉索本身是柔性的,允许有较大的变形,根据液压千斤顶的行程200mm,允许相邻的提升点有4-5个行程的高差。整个提升将分为初步调平,分批提升,南北就位,东区就位,最终西区就位几个步骤。
提升点示意
5、径向索安装:
在体育场内平地上展索,据拉索打标位置安装径向索索夹,径向索张拉端工装安装,通过吊车及卷扬机配合张拉端先挂索,吊装径向索到空中,工人通过相应的吊篮或者吊笼操作平台完成径向索索夹与撑杆的连接,径向索挂索完毕,固定端暂时悬吊,上面留工装带待后续安装牵引用,待环索提升到位,通过设备将固定端与环索索夹进行连接,完成拉索的安装。
三、拉索张拉流程
径向索分四级循环张拉,每级分6批张拉,张拉前先将径向索进行预紧,绷紧成形,然后开始分级分批张拉,第1级张拉到设计张拉力的30%,第2级张拉到设计张拉力的50%,第3级张拉到设计张拉力的80%,第4级张拉到设计张拉力的100%(同时超张拉5%),在第4级张拉的过程中对位形的控制非常严格,这一级需要再细分为多步进行,以控形为主多步缓慢张拉。
同时,为保证张拉的同步性,每级张拉又细分三批完成,并事先模拟张拉过程,进行施工全过程力学分析,预控在先,确保张拉的万无一失。此张拉方法及步骤已经过设计院的确认。
分级张拉示意
径向索未张拉时,结构为一单层网格,经计算分析可知,张拉到105%时除短轴悬挑看台,大部分结构将主动脱胎;为保证施工阶段结构安全性,待张拉完毕结构稳定以后,再拆除剩余胎架。
四、拉索施工监测
对变形的监测采用高精度全站仪,在张拉前测量一个初始值,然后每级张拉完成后测量一次。选取34榀径向桁架设置变形测点,每榀对应布置4个变形测点,对应布置一个棱镜,共136个测点。
选取34榀径向桁架设置变形测点,每榀对应布置4个变形测点,对应布置一个棱镜,共136个测点。
参考文献
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[2]何平 江阴体育中心体育场顶蓬结构设计《建筑结构》2017年第S1期
[3]蔡建国、韩运龙 空间张弦结构抗震性能研究 《工程科学与技术》2010年第05期