阶梯式肋环形网格管桁架结构组合安装.doc

浅谈阶梯式肋环形网格管桁架结构组合安装摘 要：随着社会主义现代化建设的推进，城市场馆应运而生。阶梯式肋环形网格管桁架由于其低碳环保、经济实用、制作方便、整体性强而被应用于场馆工程中。城市场馆的改建工程、新建工程，若吊装条件允许，采用传统的单榀吊装能够满足要求，但需要投入临时支撑等，措施较大，对场地使用面积较大，高空作业定位点较多。组合单元安装法适合于城市场馆的改建、新建工程和受现场场地限制无法散件吊装时的情景，特别适合阶梯式肋环形网格管桁架工程的安装。关键词：城市场馆；阶梯式肋环形网格管桁架1 工程概况江阴市民水上活动中心钢结构工程，其投影面积为12 000 m2，东西方向长150 m，南北向宽124 m，最高点高度为32 m，54榀管桁架由中心点成放射状向外布置。钢结构总重量约为3 200 t，主要材质为q345b。建筑总体为蘑菇状，整个结构为阶梯式肋环形网格结构，结构体系非常复杂，整体不规则。江阴市民水上活动中心工程钢结构由钢柱、屋盖系统、门厅、马道和零星钢结构几部分组成。钢结构采用钢管相贯通过焊接形成的片状结构，整个钢结构采用阶梯式肋环形网格钢管桁架结构体系。2 安装方法2.1 计算机模拟组合安装法本工程在钢结构施工时采用了计算机模拟组合单元安装法，缩短了大型机械使用的周期，减少了高空作业的内容，降低了高空安全风险，保证了安装过程的安全。具体步骤如下：2.1.1 确定组合单元在确定组合单元时，按“保证径向桁架侧向稳定性、尽量减少高空焊接工作量、加快施工进度”的原则，将相邻两榀径向桁架组装成一个空间稳定组合单元，整个钢桁架结构共划分为40个组合单元。每个组合单元包括两榀径向桁架、径向桁架间的环向桁架以及系杆支撑等，该组合单元为空间稳定结构，保证了施工的安全，加快了施工进度。2.1.2 进行坐标定位由于结构安装过程中单榀桁架侧向稳定性差以及单榀径向桁架在地面没有足够的支撑点，所以该工程采用现场组合单元拼装、焊接，然后进行安装。在现场利用胎架将阶梯式肋环形网格管桁架的径向桁架和环向桁架在地面组合拼装焊接，但需要将关键点的坐标进行精确定位。由于整个结构为阶梯式肋环形网格管桁架结构，结构体系非常复杂，每榀桁架都呈不规则设计，每榀桁架参差不齐、高低不平，采用传统的cad平面放样方法很难找到两榀桁架之间的相互关系，并且后续测量工作很大。为了使组合单元的拼装精度和拼装速度得到进一步提高，我们利用cad三维线形模型将关键点坐标进行空间定位，为组合单元的拼装精度和拼装速度提供了准确的技术依据，避免了传统繁琐的放样工作，该方法对于阶梯式肋环形网格管桁架的组合单元拼装有明显的效果。根据阶梯式肋环形网格管桁架的特点，采用以下步骤进行坐标定位：第一步：利用计算机在线型模型中将其中一榀阶梯式肋环形网格管桁架下弦钢管的两端连线，形成辅助线。第二步：再将两榀阶梯式肋环形网格管桁架的端点连线，形成x坐标轴。第三步：以辅助线和x轴形成xy平面，汇交点为原点， 以右手法则建立空间坐标系。根据阶梯式肋环形网格管桁架的特点，利用计算机在线型模型中对分段点和关键点进行空间定位。2.1.3 组合单元拼装首先在计算机中进行模拟组装，然后根据坐标定位数据进行组合单元杆件拼装。2.1.4 组合单元安装利用计算机模拟每个组合单元吊装过程的状态，确保吊装过程中吊装单元的整体稳定。吊装机械沿建筑物外围环形路线行走，依次安装各个组合单元，确保组合单元和临时支撑处于安全状态。2.1.5 卸载运用计算机进行卸载全过程模拟，对卸载分区、次序、每次卸载量以及卸载点等进行多次的优化计算，最终确定卸载方案。经过计算分析，整个钢结构分为3个区分步卸载。首先逐步切割1区临时支撑与桁架连接的短柱，其次逐步卸载2区千斤顶，最后逐步卸载3区千斤顶。在临时支撑分区卸载时利用螺旋式千斤顶，多次微量下降，逐步实现荷载平稳转换。2.2 阶梯式肋环形网格管桁架组合单元安装法采用阶梯式肋环形网格管桁架组合单元安装法进行钢结构施工时，采用以下步骤进行：确定组合单元，对阶梯式肋环形网格管桁架进行组合拼装；安装临时支撑系统，阶梯式肋环形网格管桁架组合单元安装；钢结构卸载。3 技术难点阶梯式肋环形网格钢管径向桁架从中心点成放射状向外布置，位于池底、看台、平台上方，由于池底、看台、平台上方的楼板或次梁只能承受较小的外力，并且此区域其他专业也要进行穿插施工，径向桁架下方无法安装临时支撑，场地条件极为有限。另外该工程工期要求很紧。由于结构安装过程中单榀桁架侧向稳定性差以及单榀径向桁架在地面没有足够的支撑点，故传统的单榀吊装方案受到限制，且施工速度慢。为了加快施工进度，保证施工质量，实现精细化施工和施工全过程的可控，利用计算机模拟及验算指导施工。经公司专家讨论，决定采用计算机模拟组合安装法进行安装，该方法存在以下技术难题：地面组合拼装时，阶梯式肋环形网格管桁架的空间坐标定位；安装过程变形量、临时支撑变形量以及卸载变形量的控制；卸载次序的确定；阶梯式肋环形网格管桁架多管汇交处落地支座形式的确定。4 结束语阶梯式肋环形网格管桁架结构是一种新型的结构形式，具有较强的建筑表现力，且利于采光。其结构性能介于单、双层网壳之间，具有良好的承载力。组合单元安装法适合于城市场馆的改建、新建工程和受现场场地限制无法散件吊装时的情景，特别适合阶梯式肋环形网格管桁架工程的安装。abstract: with the advance of socialist modernization, the city stadium came into being. stepped rib ring mesh tube truss due to its lowcarbon environmentally friendly, economical and practical, to facilitate production, strong integrity and is applied to the stadium project. the reconstruction works of city venues, new construction, if the lifting conditions allow, the use of traditional single specimens of lifting to meet the requirements, but need to put a temporary support, measures to use the larger venues, aerial work more anchor points. the combination unit installation method is suitable for venues in the city rebuilt, new construction and site venues limit can not be parts when lifting the