环桁架拱支单层网壳施工关键技术□文/张妍妍 于 博 吕 媛 【摘 要】：文章针对天津商业大学新建体育馆钢结构工程环桁架、拱支单层网壳高空和大跨度的结构特点和难点，进行施工前详细的分析和对比，制定了简单有效的制作工艺、安装方案并取得了较好的技术、经济效果。 【关键词】：环桁架；拱支；单层网壳 1 工程概况天津商业大学新建体育馆项目总建筑面积12 837 m2，占地面积7 869 m2，钢结构工程主要是钢屋盖结构，见图1。钢屋盖采用环桁架拱支单层网壳结构体系，见图2。支撑在周围钢筋混凝土柱上，柱顶标高为16.70 m，结构顶标高为25.70 m。结构平面投影为椭圆形，长轴118.9 m、短轴71.7 m。在屋盖长轴方向设置一对拱桁架，在柱位置和周围悬挑处设置环桁架，配合马道位置，网壳局部加肋。  图1 钢屋盖  图2 环桁架拱支结构 因为单层网壳为环桁架拱支结构体系，在施工时考虑到网架球节点定位、高空作业等不利因素，采用分块吊装的方法比较合理，在保证施工安全的同时，能更好地加快施工进度，保质保量完成施工内容。 2 工程重点与难点1）工程节点及杆件结构数量大且尺寸不一，现场安装精度控制是本项目安装重点。 2）工程采用分块吊装的施工方法，地面搭设拼装胎架分块吊装时搭设临时支撑架。 3）施工工期紧张，对环桁架拱支单层网壳结构体系施工进度要求较高。 4）网壳结构的专业性较强，网壳杆件之间通过焊接球节点相连，杆件与球节点之间的连接角度及精度要求较高，在安装时保证杆件与球节点的定位是关键。 5）现场采用分块吊装的方法进行安装，在安装时需要保证钢屋盖在吊装过程中的变形控制，在吊装时采用四点吊装的方法进行安装作业。 6）占用施工场地小，尽量采用原位拼装，原位吊装的方法。 3 操作要点3.1 钢结构安装的总体思路 钢桁架、网架杆件运输至施工现场拼装，在现场进行分块拼装，见图3。  图3 网架分块 3.2 钢结构屋盖网架安装流程 1）设置临时支撑架，第一段环桁架吊装。 2）设置临时支撑架，两侧进行环桁架吊装。 3）同样方法，进行环桁架的安装。 4）设置临时支撑架，主拱形桁架的分段吊装。 5）侧面拱形桁架的分段吊装及桁架焊接。 6）进行一侧的单层网壳安装及焊接。 7）继续进行一侧的单层网壳的安装焊接。 8）继续进行一侧的单层网壳的安装焊接。 9）继续进行一侧的单层网壳的安装。 10）继续进行环桁架的吊装。 11）设置临时支撑架，进行最后一段环桁架安装。 12）环桁架吊装完成，设置临时支撑架，进行另一侧拱形桁架的吊装。 13）分别进行侧面拱形桁架的分段吊装，桁架吊装焊接。 14）进行端头中间单层网壳的安装。 15）中间网壳吊装完成继续桁架间网壳安装。 16）继续进行桁架间单层网壳的安装。 17）进行抬吊中间拱形桁架部分。 18）继续进行抬吊中间拱形桁架部分。 19）继续进行桁架间单层网壳的吊装。 20）利用外侧吊装中间外侧网壳，进行合龙。 21）临时支撑架的卸载拆除。 3.3 网架安装工艺 拼装主要在现场地面平台上进行，网架拼装施工过程见图4-图14。 1）设置可调节支架，确定支架弦位置及标高，见图4。  图4 步骤1 2）地面平台上第一排网架球及杆构件安装就位，见图5。  图5 步骤2 3）第二排网架球及弦杆构件安装就位，见图6。  图6 步骤3 4）安装第一、二排间的网架腹杆，见图7。  图7 步骤4 5）安装第三排网架球及弦杆构件，见图8。  图8 步骤5 6）安装第二、三排间网架腹杆，见图9。  图9 步骤6 7）安装第四排网架球及弦杆构件，见图10。  图10 步骤7 8）安装第三、四排间网架腹杆，见图11。  图11 步骤8 9）安装第五排网架球及弦杆构件，见图12。 图12 步骤9 10）安装第四、五排间的网架腹杆，见图13。 图13 步骤10 11）重复前面的施工步骤，完成一钢屋盖网架的拼装分块。 图14 步骤11 3.4 提升方案 1）液压提升设备。液压提升承重设备主要采用穿芯式液压提升器，YS-SJ-45型液压提升器的额定提升质量为45 t。 2）提升平台形式。提升平台设置的基本原则：对结构安装影响最小。结合本工程现场情况，吊点提升平台利用提升架设置，见图15。 图15 提升架 3）临时承重支撑架设置。每个分块吊装单元下部设置2榀临时支撑架。 3.5 支撑架卸载方案 钢屋盖安装完成后，首先卸载环桁架的支撑架，对环桁架的支撑进行同时卸载；环桁架支撑架卸载完成后，对中间拱之、单网壳支撑架进行卸载，至此支撑架卸载完毕。 卸载施工工艺流程：工况验算选择卸载点与千斤顶型号→计算机控制联动调试→将卸载量和顶升力输入计算机系统→分段切割或拆除临时支撑使千斤顶受力→千斤顶同步下落→根据数据反馈信息判断是否进入下一卸载行程→卸载完成。 4 结语对于环桁架拱支单层网架、高空、大跨度钢结构工程，施工前应充分理解设计意图详细划分结构组成。结合现场实际工况，应对多种方案进行综合对比分析，制定合理的加工工艺和有效地施工措施。本工程利用MSTCAD软件检验和校正所有杆件尺寸角度并检验相互是否碰撞；根据工程特点采用设置临时支撑架体，屋盖分块吊装的方法保证了施工进度及安装精度；采用高空四点吊装及合拢确保了构件施工过程中变形控制，确保工程顺利完成。 □于 博、吕 媛/天津三建建筑工程有限公司。 □中图分类号：TU758.11 □文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2017）02-01-03 □DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2017.02.001 □收稿日期：2016-11-29 □作者简介：张妍妍/女，1977年出生，工程师，天津三建建筑工程有限公司，从事技术管理工作。 |
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