工业园区体育场拉索工程施工方案

工业园区体育场拉索工程

施工方案

目录

目录.....................................................................2

1工程概况.............................................................8

1.1屋盖几何尺寸..................................................9

1.2结构特点......................................................11

1.3钢结构和拉索材料和规格.......................................15

1.4环索连接夹具..................................................17

2方案编制依据........................................................18

3结构设计对拉索及其相关施工的要求..................................20

3.1钢索的种类与规格.............................................20

3.2索体及索头材料................................................20

3.3拉索的加工及运输............................................21

3.4索结构的安装..................................................22

4工程特点和施工难点及对策...........................................23

4.1工程特点.....................................................23

4.2工程施工难点和对策...........................................24

4.2.1索网施工方法...........................................24

4.2.2索网施工分析...........................................25

4.2.3结构施工误差控制..................................26

4.2.4索力监测................................................27

4.2.5索夹抗滑................................................28

5预应力施工实施的思路...............................................29

6结构施工总体方案....................................................31

6.1全结构总体施工方案..........................................31

6.2索网总体施工方案.............................................31

6.2.1索网施工顺序..........................................32

6.2.2索网施工控制原则.....................................36

7施工现场平面布置....................................................38

7.1拉索进场场内平面布置........................................38

7.2拉索地面安装场内平面布置.....................................41

7.3操作平台验算.................................................42

8结构拉索材料和制作.................................................43

8.1结构设计对拉索及其相关施工的要求...........................43

8.1.1钢索的种类与规格......................................43

8.1.2索体及索头材料........................................43

8.1.3拉索的加工及运输......................................44

8.1.4钢索的锚具及夹具......................................45

8.1.5索结构的安装..........................................47

8.2结构拉索规格和索头形式......................................48

8.2.1热铸锚材料.............................................50

8.2.2Galfan光面索制作流程...................................51

8.2.3Galfan光面索制作要求...................................52

9工装索的材料........................................................54

10拉索施工............................................................55

10.1索网的低空组装................................................56

10.1.1拉索安装前的先序工作..................................56

10.1.2索网低空组装总体原则...................................56

10.1.3索网组装施工顺序.......................................57

10.2索网的牵引提升................................................66

10.2.1索网牵引提升的先序工作................................66

10.2.2索网牵引提升施工原则...................................68

10.2.3索网牵引提升施工工序...................................69

10.2.4索网牵引提升机具.......................................82

10.2.5提升张拉施工要点及注意事项............................83

10.2.6提升张拉设备使用.......................................84

10.2.7提升张拉调整措施.......................................85

10.2.8提升张拉应急措施.......................................86

11索夹抗滑移能力试验.................................................87

12施工组织............................................................88

12.1预应力工程施工总体设想.......................................88

12.2工程组织管理的设想...........................................88

12.3工程进度的设想................................................89

12.4管理组织......................................................89

12.4.1劳动力安排.............................................90

12.4.2设备安排................................................90

12.5预应力施工与其它专业施工的协作配合..........................90

13预应力施工质量管理.................................................91

13.1质量方针......................................................91

13.2质量目标......................................................91

13.3质量管理组织机构.............................................91

13.4质量控制程序..................................................92

13.4.1质量检查程序...........................................92

13.4.2质量保证程序...........................................93

13.5质量保证措施..................................................93

13.5.1切实可行的施工方案保证.................................93

13.5.2工艺施工保证............................................94

13.5.3劳务素质保证...........................................94

13.5.4成品保护................................................94

13.5.5经济保证................................................94

14预应力施工安全生产.................................................95

14.1安全管理的方针................................................95

14.2安全生产目标..................................................95

14.3安全组织保证体系.............................................95

14.4安全教育程序..................................................96

14.5安全管理制度..................................................96

14.6安全措施......................................................98

15文明施工............................................................98

15.1文明施工目标..................................................98

15.2文明施工措施..................................................98

15.3文明施工管理机制.............................................99

16预应力工程分项验收资料............................................99

17预应力施工全过程分析..............................................100

17.1施工分析内容...............................................100

17.2分析软件和方法.............................................100

17.2.1分析方法...............................................100

17.2.2分析软件...............................................101

17.2.3单元类型...............................................101

17.2.4材性..................................................101

17.2.5荷载..................................................102

17.2.6结构建模...............................................102

17.3结构自重下初始态分析........................................104

17.4钢结构安装分析.............................................107

17.4.1恒载态找形分析目标..................................107

17.4.2零状态找形分析.......................................108

17.4.3环境温度对钢结构安装位置的影响分析.................116

17.4,4单根不承受竖向荷载立柱连接套筒分析.................126

17.5索网施工过程分析...........................................127

17.5.1索网牵引提升和张拉顺序..............................128

17.5.2索网牵引提升和张拉过程位形变化.....................135

17.5.3索网牵引提升和张拉过程索力变化.....................144

17.6索网牵引提升过程对周边钢结构影响..........................154

17.6.1钢结构在索张拉过程中各工况应力分析..................154

17.6.2钢环梁在索张拉过程中各工况位移分析..................163

17.6.3支撑胎架在索张拉过程中受力分析.......................173

17.7索长误差和周边节点安装误差的影响分析.......................175

17.7.1径向索索长误差分布模型...............................176

17.7.2径向索索长误差下拉索应力统计........................179

17.7.3径向索节间长度允许误差...............................180

17.7.4径向索外联节点安装允许误差..........................182

17.7.5结论..................................................184

1工程概况

**工业园区体育中心位于**工业园区内，基地西距金鸡湖2.5公

里，北部靠近中央文化区和湖东核心区，南部与斜塘河景观相邻。项

目占地47.25公顷，总建筑面积约35万平方米。

体育场建筑面积81,000平方米，为地上五层混凝土结构加钢结

构屋面，钢结构除在混凝土结构三层设置铁接柱脚及于上层看台侧向

设置连杆外，自成平衡体系。混凝土看台高度31.8米，钢结构屋面

高度52.0米。体育场无地下室，仅有局部地下通道与车库相连。

体育场的屋面结构体系是中间开孔的单层索网体系，设计思路来

自于预张拉钢条的自行车车轮，主要包括结构柱、外压环、径向索以

及内环索。屋盖外边缘压环几何尺寸为260mX230m,马鞍形的高差

为25m,整个屋盖的展开面积达到31600m2。外圈的倾斜V型柱在空

间上形成了一个圆锥形空间壳体结构，从而形成刚性良好的屋盖支承

结构，直接支撑顶部的外侧受压环。

体育场主体结构体系包括结构柱、受压环梁、径向索与内环索，

全封闭索网屋面支撑于外侧的受压环梁与内侧受拉环之间，索网结构

屋面采用上覆膜结构，上覆膜结构是基于轮辐的原理发展而来的，结

构的外侧为整个体育场的幕墙。

体育场结构模型图如下图。

图1-1体育场结构模型简图

1.1屋盖几何尺寸

体育场屋盖外边缘压环几何尺寸为：长轴260m,短轴230m;马

鞍形屋面的高差25m,其中压环梁低点标高+27m,压环梁高点处标高

+52m,体育场的立面高度在27到52m间变化，形成了轻微起伏变换

的马鞍形内环，屋盖上的轴线是基于体育场看台的轴线而相应布置的。

体育场平立面尺寸示意图及屋盖平面轴线分布图如下。

图1-2体育场平立面尺寸示意图

低低

占点

Z压压

环环

梁梁

图

分布

轴线

平面

屋盖

育场

3体

图1-

特点

结构

1.2

全张

衡的

自平

应力

于预

，属

结构

索网

单层

构为

钢结

应力

程预

本工

的预

必要

建立

构中

在结

拉，

过张

须通

系必

构体

力结

全张

系，

构体

力结

状。

持形

和维

荷载

承受

，以

刚度

结构

具有

，才

应力

称

，也

体系

索网

封闭

是全

原理

设计

体系

结构

屋面

场的

体育

1)

加

索施

径向

过对

环通

受压

侧的

及外

环以

受拉

部的

系，内

构体

式结

轮辐

。

力态

预应

形成

力而

预应

屋盖结构简图如下图。

图1-4体育场屋盖结构简图

2)主要的结构体系包括结构柱、外压环、径向索以及内环索。

施加在屋盖上的荷载，通过径向索传递到外压环上。如果径向索的拉

力增大，则意味着外压环的压力和内拉环的拉力均会增加。

3)外圈倾斜的V型柱在空间上形成了一个圆锥形的空间壳体

结构，从而形成刚度良好的支撑结构，直接支撑设置于顶部的外侧受

压环。所有的屋盖结构柱支承在混凝土结构上，屋盖结构柱下同时设

置有混凝土柱，如下图所示。

图1-5体育场结构柱及环梁简图

设置的V型立柱对于基础沉降较为敏感，为了减小基础沉降差的

影响，对于结构柱的设置进行了方案优化的比较，且为了节约钢材,

让特定部位的立柱承受指定的荷载。其中，红色的立柱