某体育馆钢结构施工技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 某体育馆钢结构施工技术 摘要：结合某体育馆屋盖钢结构 工程施工的特点和难点，以及屋盖安装 施工工艺，可供同行参考。 中国论文网 /2/view-12910617.htm 关键词：体育馆；钢结构；安装 施工 1 工程实例 某体育馆工程主要由比赛馆和训 练馆组成，占地面积约 7.86hm2，总建 筑面积 31410m2。比赛馆地下 1 层、地 上 4 层。整个工程总投资约 3.2 亿元。 本工程比赛馆屋盖采用由双向桁架构成 的球面网壳结构体系，总用钢量约 3380t。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 2 工程重点与难点 比赛馆屋盖结构为双轴对称结构， 屋盖高 27.8m，跨度 97.2m。整个屋盖 结构由沿圆周均匀分布的 24 榀径向桁 架和 6 榀环向桁架或环向钢梁组成，采 用环向和径向钢管桁架交叉体系，且最 外一环环向桁架为预应力空间钢管桁架 结构。主体钢结构如图一所示。 比赛馆在第 5 道环桁架（三角截 面）上下弦处分别设置 15.212 和 15.224 预应力拉索（1860MPa 级高强 钢丝拉索） 。预应力拉索设在环桁架的 上弦杆和下弦杆中，每圈分 8 段张拉。 预应力拉索在管桁架 5 的外圈上弦杆中 设置了 12 根 1860MPa 级 15.2mm 无黏 结高强低松弛钢绞线，下弦杆中设置了 24 根 15.2mm 同样材料的钢绞线。锚具 采用防松夹片锚，外设密封罩，罩内注 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 入建筑 1 号油脂防腐。 施工前要对设计图纸深化，制订 专业施工方案，并经过专家审查通过、 经设计人员认可后方可施工；施工方案 应包括支承胎架的设计、预应力加载方 案(加载制度和加载顺序等)、卸载方案、 对各种施工工况进行分析模拟计算，确 保结构安全。 预应力钢结构采用多次张拉技术。 首次张拉可采用胎架张拉，根据预应力 损失情况，在不同的施工阶段予以补偿。 有效预应力分别为：下弦钢丝束 3350kN 和上弦钢丝束 1565kN。预应 力索采用高强低松弛无黏结钢绞线束， 1860MPa。锚具采用 40Cr 钢制造， 并满足多次张拉及锁定要求；预应力 索和锚具的耐久性使用年限必须高于主 体结构的使用年限（50 年） 。 预应力张拉时采用对称、同步进 行的方式。预应力钢索的出口方位与该 部位桁架斜腹杆方位空间对称。 3 比赛馆施工技术 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 由于施工现场的西南角有山体遮 拦外围起重机行走路线，比赛馆外围吊 装非常不利，并且工期紧张。结合其自 身的结构特点，采取双向旋转累积滑移 的施工方法。双向滑移即把比赛馆屋盖 结构一分为二，同时对称旋转施工，节 约了工程措施费，并且加快了工程施工 工期。比赛馆施工完成以后，补装相应 的连系部分构件，然后进行钢结构预应 力工程施工。 比赛馆的具体安装施工流程如下： 安装中心压力环，搭建内圈滑移轨道及 支撑胎架（见图二 a） 搭建滑移分段 高空拼装平台（见图二 b）滑移单元 高空拼装，双向旋转累积滑移（见图二 c）滑移完成，安装拼装缝、合拢缝 （见图二 d）预应力张拉施工（见图 二 e） 。 4 钢丝束预应力技术 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 4.1 预应力工程概况 钢结构环向桁架管内预应力钢丝 束布置如图三所示。 4.1.1 钢结构设计对拉索的要求 本工程属于大跨度预应力钢 结构。钢管内施加预应力技术复杂，需 根据技术规范要求和试验确定预应力张 拉技术参数。 应对设计图纸进行深化，设 计满足预应力索布置的专用节点和构件， 并制定预应力加载方案（加载制度和加 载顺序等） 、卸载方案，对各种施工工 况进行分析模拟计算，确保结构安全。 应进行预应力索张拉力和预 应力损失的动态监测。 执行预应力钢结构技术规 程CECS212 2006。 4.1.2 拉索张拉施工难点和解决 措施 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 张拉时机和张拉力 张拉可选择在支撑胎架还未落架 前进行，也可在拆除支撑胎架后进行。 具体采取哪种方法需根据支架拆除前后 索力、结构竖向位移、支座反力以及钢 结构应力等变化量来综合考虑。另外拉 索在支架上张拉，与设计状态也不同， 因此须进行详尽的分析，保证拉索张拉 完毕、支架拆除后，索力达到设计要求。 拉索张拉端钢绞线回缩和摩 擦损失 由于预应力张拉过程中钢绞线与 钢管之间存在摩擦损失、千斤顶回油等， 须进行超张拉，克服由于钢绞线摩擦和 回缩导致的预应力损失。预应力超张拉 系数应通过试验确定。 4.2 预应力拉索施工要点 4.2.1 预应力张拉施工流程 搭设工作平台钢绞线下料和穿 索在钢管节点段内安放转向器，并焊 接牢固安装端部锚具拉索分两批、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 逐根同步对称一端张拉，另一端补足。 4.2.2 张拉原则 张拉方法：a 钢绞线束拉索分 两批、逐根张拉；b 将上、下弦环管内 的拉索分为两批，下弦管内拉索为第 1 张拉批，上弦管内拉索为第 2 张拉批； c 同批内的拉索同步张拉；d 同束内的 钢绞线依照对称的原则逐根张拉；e 单 根钢绞线一端张拉，另一端补足。 待张拉完成后，切除多余钢绞 线，外露长度30mm；安装防松夹板， 端部锚具用密封罩，密封罩安装前内涂 建筑 1 号油脂防腐。 模拟张拉过程，进行施工全过 程力学分析，预控在先。 拉索张拉控制采用双控原则控 制结构内力和变形，其中以控制张拉点 的索力为主。 预应力张拉前屋盖结构形成整 体且支座固定。 待网壳主体钢结构和拉索全部 安装完成后进行张拉。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 4.2.3 主动张拉索的张拉力确定 设计有效预应力 设计要求的有效预应力分别为:下 弦钢绞线束 3350kN 和上弦钢绞线束 1565kN。则下弦单根钢绞线为 140kN， 上弦单根钢绞线为 130kN。 施工张拉力 对于单根钢绞线张拉的孔道摩擦 损失和锚固回缩损失，通过超张拉来弥 补预应力损失，超张拉系数为 1.09。 4. 3 环向桁架管内钢丝束预应力 施工监测 预应力钢结构拉索预应力施工常 规监测内容包含: 索力和关键节点位移。 索力监测点各主动张拉点的索力监测 点布置如图四所示。关键节点位移监 测点主要是网壳中点的竖向位移和环桁 架 5 的径向水平位移。 4.4 钢结构预应力效应分析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 本工程钢绞线穿在环向管桁架 5 中，预应力对整体结构影响和环向管桁 架的影响需进行比较分析，以明确预应 力的分布和效率。 1) 预应力对结构竖向位移的影 响结构未施加预应力时中央压力环最大 竖向位移为 50. 84mm，施加后最大位 移为 15. 275mm，中部球形屋面各个位 置的位移在施加了预应力后位移也显著 减小。 2) 预应力对环向管桁架的影响 预应力张拉前钢结构的最大应力为 83. 56MPa，张拉后管桁架 5 中的弦杆应力 最大，为 96. 20MPa，钢结构其他部分 的应力变化不大，可见预应力钢绞线的 张拉对管桁架的应力影响较大，对整体 结构的影响不是很大。 4. 5 钢丝束预应力分步分段张拉 过程影响分析 本工程每环钢绞线分为 8 段，2 环共 16 根钢绞线。张拉方案: 先同步 张拉管桁架 5 上弦杆的 8 根预应力钢 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 绞线，再同步张拉下弦杆的 8 根预应力 钢绞线，即先上弦 8 根后下弦 8 根。 当张拉完上弦杆的 8 根拉索后，上弦钢 绞线的拉力为 1 615. 4kN，下弦钢绞线 的索力为 463. 4kN。当张拉完下弦杆的 8 根拉索后，上弦钢绞线的拉力为 1 575. 1kN，下弦钢绞线的索力为 3 366. 2kN。 当张拉完上弦杆的 8 根拉索后， 中央压力环向下的最大位移为41. 8mm，管桁架产生的向下的位移值为 3. 79mm。当张拉完下弦杆的 8 根拉 索后，中央压力环向下的最大位移为 15. 49mm，管桁架产生的向上的起拱 值为 8.74mm。 由以上张拉方案对钢绞线的索力 及对钢结构的挠度影响来看，张拉过程 对钢结构的位移影响不大，分析结果显 示各拉索之间的索力几乎不相互影响， 直接达到目标索力，且工序简单实用， 满足设计要求。 5 结束语 -精选财经经济类