2023年工业园区体育场拉索工程施工方案

完整版（2023年）

工业区体育场拉索工程

施工方案

目录

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

1工程概况......................................................10

1.1屋盖几何尺寸..............................................11

1.2结构特点..................................................13

1.3钢结构和拉索材料和规格....................................18

1.4环索连接夹具..............................................21

2方案编制依据..................................................22

3结构设计对拉索及其相关施工的要求..............................25

3.1钢索的种类与规格.........................................25

3.2索体及索头材料...........................................25

3.3拉索的加工及运输.........................................25

3.4索结构的安装..............................................27

4工程特点和施工难点及对策......................................28

4.1工程特点..................................................28

4.2工程施工难点和对策........................................29

4.2.1索网施工方法........................................29

4.2.2索网施工分析........................................31

4.2.3结构施工误差控制....................................33

4.2.4索力监测...........................................34

4.2.5索夹抗滑...........................................36

5预应力施工实施的思路..........................................37

6结构施工总体方案...............................................39

6.1全结构总体施工方案........................................39

6.2索网总体施工方案.........................................40

6.2.1索网施工顺序.......................................40

6.2.2索网施工控制原则....................................46

7施工现场平面布置..............................................48

7.1拉索进场场内平面布置.....................................48

7.2拉索地面安装场内平面布置..................................52

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

8结构拉索材料和制作............................................54

8.1结构设计对拉索及其相关施工的要求..........................54

8.1.1钢索的种类与规格....................................54

8.1.2索体及索头材料......................................54

8.1.3拉索的加工及运输....................................55

8.1.4钢索的锚具及夹具....................................57

8.1.5索结构的安装........................................59

8.2结构拉索规格和索头形式....................................60

8.2.1热铸锚材料.........................................63

8.2.2Galfan光面索制作辘...............................64

8.2.3Galfan光面索制作要求...............................65

9工装索的材料..................................................67

10拉索施工......................................................69

10.1索网的低空组装..........................................70

10.1.1拉索安装前的先序工作...............................70

10.1.2索网低空组装总体原则...............................71

10.1.3索网组装施工顺序...................................71

10.2索网的牵引提升..........................................81

10.2.1索网牵引提升的先序工作.............................81

10.2.2索网牵引提升施工原则...............................83

10.2.3索网牵引提升施工工序...............................84

10.2.4索网牵引提升机具..................................101

10.2.5提升张拉施工要点及注意事项........................103

10.2.6提升张拉设备使用..................................104

10.2.7提升张拉调整措施..................................106

10.2.8提升张拉应急措施..................................106

11索斯滑移能力减佥...........................................109

12施工组织.....................................................109

12.1预应力工程施工总体设想..................................109

12.2工程组织管理的设想......................................110

12.3工程进度的设想.........................................111

12.4管理组织................................................111

12.4.1劳动力安排........................................112

12.4.2设备安排..........................................112

12.5预应力施工与其它专业施工的协作配合......................112

13预应力施工质量管理...........................................113

13.1质量方针.................................................113

13.2质量目标...............................................113

13.3质量管理组织机构.......................................114

13.4质量控制程序............................................114

13.4.1质量检查程序......................................114

13.4.2质量保证程序......................................115

13.5质量保证措施............................................115

13.5.1切实可行的施工方案保证............................115

13.5.2工艺施工保证......................................116

13.5.3劳务素质保证......................................116

13.5.4成品保护..........................................117

13.5.5经济保证..........................................117

14预应力施工安全生产...........................................117

14.1安全管理的方针.........................................117

14.2安全生产目标............................................117

14.3安全组织保证体系.......................................118

14.4安全教育程序............................................118

14.5安全管理制度............................................119

14.6安全措施.................................................121

15文明施工.....................................................121

15.1文明施工目标............................................121

15.2文明施工措施............................................122

15.3文明施工管理机制.......................................123

16预应力工程分项验收资料.......................................123

17预应力施工全过程分析.........................................123

17.1施工分析内容............................................123

17.2分析软件和方法.........................................124

17.2.1分析方法..........................................124

17.2.2分析软件..........................................125

17.2.3单元类型..........................................125

17.2.4材性..............................................126

17.2.5荷载..............................................126

17.2.6结构建模..........................................127

17.3结构自重下初始态分析....................................128

17.4钢结构安装分析.........................................132

17.4.1恒载态找形分析目标...............................133

17.4.2零状态找形分析...................................133

17.4.3环境温度对钢结构安装位置的影响分析...............144

17.4.4单根不承受竖向荷载立柱连接套筒分析...............155

17.5索网施工过程分析.......................................156

17.5.1索网牵引提升和张拉顺序............................156

17.5.2索网牵引提升和张拉过程位形变化....................165

17.5.3索网牵引提升和张拉过程索力变化....................175

17.6索网牵引提升过程对周边钢结构影响.......................187

17.6.1钢结构在索张拉过程中各工况应力分析................187

17.6.2钢环梁在索张拉过程中各工况位移分析................197

17.6.3支撑胎架在索张拉过程中受力分析....................209

17.7索长误差和周边节点安装误差的影响分析....................211

17.7.1径向索索长误差分布模型............................212

17.7.2径向索索长误差下拉索应力统计......................215

17.7.3径向索节间长度允许误差............................217

17.7.4径向索外联节点安装允许误差........................220

17.7.5结论221

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较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,整个屋盖的展开面积达到外圈的倾斜型柱

25m31600m2oV

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

张

的全

平衡

力自

预应

，属于

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

张拉

通过

必须

体系

结构

张力

系，全

构体

力结

状。

持形

和维

荷载

承受

度，以

构刚

有结

，才具

应力

辐

称轮

系也

网体

闭索

全封

理是

计原

系设

构体

面结

的屋

育场

1）体

式结构体系,内部的受拉环以及外侧的受压环通过对径向索施加预应

力而形成预应力态。

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夕M则受压

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，红色的立柱为承重及抗侧

力体系柱，承受结构整体荷载；绿色的立柱为抗侧力体系柱，不承受

竖向荷载；蓝色的立柱为幕墙立柱，只承受径向荷载。

下图为1/4局部的不同类型立柱布置图。

columnswithgloballoadcarryingacton

columnswithoutgloballoadcarryingaction

%

AXIS

图1-61/4局部的不同类型立柱布置图

为了实现结构柱的特定受力，在相应较支柱底设置相关销轴来实

现。体育场用了关节轴承较支座、可以上下滑动的关节轴承较支座、

可以上下左右滑动的关节轴承较支座、V形柱其中一根柱的套筒滑动

支座。具体柱脚节点示意图如下。

图1-7固定双向狡接柱脚节点示意图

图1-8双向钱接+竖向滑动柱脚节点示意图

图1-9双向钱接+竖向滑动+切向滑动柱脚节点示意图

13钢结构和拉索材料和规格

钢结构材料及规格：钢柱和受压外环梁主要采用圆钢管截面，部

分柱采用圆钢管和方钢管组合截面。

拉索材料和规格：共有40根径向索，内侧受拉环由8根环向索

组成，所有索均采用全封闭索，对钢索进行防腐处理，内层采用热镀

锌连同内部填充，外层采用锌-5%-铝混合稀土合金镀层。

径向索根据不同的受力部位共有三种直径：100mm,110mm,

120mm（内环曲率大的地方预应力大，故采用索直径大），内环索采

用8根直径为100mm的全封闭索。

表1-1拉索、索头材料和规格表

索体索头

拉索级别索体锚连调

规格

/MP防护具接节

a/件装

固(置

固

y而

麻

)

9/10/11/12/13八执、、叉

100GALFA

29/30/31/32/31670铸耳无

mmN

索3轴锚式

径

网5/6/7/8

向执，、、、叉

结14/15/16/17110GALFA

索1670铸耳无

构25/26/27/28mmN

锚式

34/35/36/37轴

1/2/3/41670120GALFA八执、t叉无

18/19/20/21mmN铸耳

22/23/24锚式

38/39/40轴

执

八、，叉

8*100mGALFA

环索1670铸耳无

mN

锚式

定义法兰连接

压环聚的体系节点

0590100和耳板平面

的体系节点

立柱的体系节点

0500101

0400190

压环集

10.9ftM36■栓，

借轴节点MSUlOOWIffi力

0500900剪切・处螺栓杆不允许设置媒蚊

"146MM

开口浇■式索头

压环饕的法兰连按

及径向索取瓦Q345C,法兰连接

几何与开口浇一式案头

和龄定的体系点有关

耳板承吸力与径向*设计值等强

连接板

图1-10索端节点构造图

1.4环索连接夹具

索夹径向索和环向索的铸钢节点，8根环向通过环索索夹与径向

索相连；为减小铸钢重量、减少铸钢模具，降低造价，本工程环索径

向索连接节点中间耳板与加强板采用钢材焊接，再将铸钢索夹