大跨度钢网壳外扩拼装与拔杆接力提升结合安装技术

企业自创新技术1大跨度钢网壳外扩拼装与拔杆接力提升结合安装技术本文详细介绍了自行车馆工程大跨度钢网壳屋架外扩拼装与拔杆接力提升结合安装技术，从质量、安全、工期、经济性等方面综合分析了其应用效果。一概况**自行车馆圆形钢结构屋盖水平投影直径149.536m，钢网壳跨度133.06m，矢高14.69m，网壳厚度2.8m，顶标高35.29m，整个屋盖系统是由双层球面焊接球网壳、全封闭相贯线节点环形管桁架、24组向外倾斜15°、高度10.35m的人字柱以及24组球铰可转动铸钢支座组成的组合结构体系。整个屋盖系统总重量约2000吨。图1钢网壳外观图2网壳主要外形尺寸示意图施工中为便于区分，将整个屋盖系统分为A、B、C三个区，其中：A区为焊接球网壳部分，B区为环梁系统，C区为人字柱和铸钢支座（如下图示）。图3屋盖系统分区图A区网壳覆盖直径133.06m，正放四角锥焊接球节点，网格尺寸约4m，总重量570吨。二施工方法概述钢网壳安装采用外扩拼装与拔杆接力提升相结合的施工方法，逐圈外扩、逐步提升，提升系统采用由绞磨牵引的独脚拔杆系统。首先，在高度5.0m的混凝土平台上放出中心控制点和控制轴线，砌设支撑砖墩，由中心开始拼装网壳，逐圈向外扩散，当周围无法向外继续拼装时开始提升，每次提升高度满足外扩2-3圈的要求，依次循环。提升拔杆系统由内环、中环、外环三圈拔杆组成。其中，内环共设置8根拔杆，采用Φ325×8钢管，布置在直径约40m的圆环上，提升网壳最大直径范围为72m，重量190吨；中环共设置14根拔杆，采用Φ450×10钢管，布置在直径约70米的圆环上，提升网壳最大直径范围为103m，重量400吨；外环共设置24根拔杆，采用Φ450×10和Φ480×8钢管，布置在直径约90m的圆环上，提升网壳最大直径范围为125m，重量520吨。随着网壳的外扩拼装，三圈拔杆以接力的方式完成网壳的提升任务。内环、中环拔杆分别在中环、外环拔杆完全受力后退出工作并拆除，整个网壳共分六次完成提升就位。图5钢网壳安装方法示意图三施工重点难点分析1．钢网壳跨度大、高度大，安装精度控制和焊接质量保证存在一定难度。2．网壳在施工时的受力状态和受力模型处于不断变化之中，施工前必须全面考虑施工过程中的各种不利工况并进行验算。3．拔杆群为临时支撑系统，柔性拉结体系，须长时间承受网壳自重，抵抗施工期间可能出现的各种荷载，保持自身的安全和稳定性。4．拔杆转换过程中网壳及拔杆系统的受力状况复杂，应力变化大，存在一定的安全风险。遣5隔．拔杆数滚量多，每马根拔杆的岔提升动力头由两台绞附磨牵引，蹄提升中的想统一指挥碑、同步控肚制难度大质。哑6暖．网壳逐名圈外扩，施分次提升暖，最大直纹径套为售125宅m茂，重厦量旦52袋0继吨，空中策微调难度挺大。肝四闲琴末网壳拼装坛提升施工傅工艺酒1尿．施工工扒艺流程歌测量放防线矩→竹砖墩砌安设财→汁网壳从中协心开始外属扩拼装补至溪72桂m巧→往内环拔杆液架旬设轿→由提愤升短→茫继续向外脏扩散拼装练至蛙103画m镰→嘱中环拔杆棚架殊设筋→暗提岁升团→卵继续向外贺扩散拼装娱至推130垂m堆→丑外环拔杆卸架翅设奇→内提毁升便蔽2未．测量放突线眼首先在混掩凝土结厘构慰5莫m串平台上利统用统一的进基准控制庄点引测网魄壳中心控狮制点和控裁制轴线，鸭该控制点抗和控制轴捧线应与混达凝土结构梨施工控制罢网校核一叨致，利用乔该控制网悔引测网壳刺中心下弦弃球控制线难，作为砌皆设砖墩的微控制线。纳3州．砖墩砌喉设斧在下弦球辱控制线位互置楼板上届砌设高度攀为再200-黄500m答m妹的砖墩，沾砖墩截面午为面240m俩m×24芒0m访m蜡。网架拼渠装时用水墙准仪找平铲，用木楔杜子垫实。扇图皇6茅粘下弦临时肚支撑砖垛辩做法准4.鸭找网壳从中顺心开始外纱扩拼装贩混凝土楼测面六个砖眠墩上分别锄测定中心摩十字线，章将网架下并弦球节点廊放在相应钟的位置，趋并连接拼机装节点间拢杆件，形牛成下弦六栋边形单元昼网格，再闹用三根腹楼杆将上弦闷中心球定脂位，使上稠弦球中心兵与地面投吴影中心位换置吻合，融连接拼装稼其它三根抬腹杆，形帽成一个小扰单元基准弱控制点。估中心区拼战装焊接完割成后，利愈用球和杆绍之间的相灰互定位逐喝渐向外扩毕展拼装，砌杆件和球门就位后先拳点焊固定河，每圈闭词合后方可精进行下一劫圈亏的拼装。例外围构件惹采用类似劈的方法扩搞展拼接。枣5渠．涌球诞-杆杆焊接埋设计要求底球－杆焊球缝为二级呜焊缝，按着照规范要眠求，二级猎焊缝可抽子查帝20%仁进行超声萍波探伤，递本工程为历了确保焊波缝质量，挪都进行全100%畜的超声波躺探伤。版竹帖图扑7区漂球插-雪杆焊接操唯作恼薪耐图不8遣仍焊缝质量殿图配9怀殿对焊缝进毒行超声波施测试窄图梦10暑母球节点区饥除锈蓄图弄11两偷油漆补涂温5掠．拔杆架冶设楚拔杆的架能设与网壳婶拼装穿插琴同步进行尸，提升前作完成拔杆插系统的安悄装、调试茄和验收等干工作，拔浴杆的设置脸位置应避元开网架节忙点、杆件拜位置，尽蜂可能的沿叮圆周均匀卸布置，同坟时应尽量虑落在混凝朋土柱头或杂梁上，减伙少对混凝衔土结构的印加固工作键量。拔杆谁底部自由土坐落于地齿基上，相浴邻拔杆之舟间用钢丝献绳拉结，昆拔杆顶部请用钢丝绳忌相互拉结事，每一组冠拔杆形成帮柔性封闭仁圈，每根胳拔杆外测国沿径向用内缆风绳拉探结，使拔毒杆形成理后想的两端粮铰支结构禽。每根拔题杆顶部设傍两个对称甲吊耳，每剧个吊耳设绪一套六门络滑轮组，嚼通过底部厉导向滑轮向由一台绞卫磨牵引。陈拔杆的高妇度由网壳忆提升最大遥高度确定共，断面尺械寸通过稳丰定性验算封确定。根惩据以上原息则，内环疏拔杆尘由纯8墨跟宿Φ吩325×棋8轿钢管组成树，全部坐松落于混凝产土柱头上厅，单根拔社杆最大承漆重量柔为权2从5娘吨；中环峰拔杆群掩由磨1狮4指根烛Φ盾450×宅1忧0泼钢管组成槽，其便中云4倾跟落在混讽凝土柱头论上绩，怨4撤跟落在混耳凝土梁上妻，钓6助根穿过后镜浇带落在档地面上；特外环拔杆袍群锈由昏2奇4张根业Φ安480×介8认钢管组成亡，其筋中钳1润2秀跟落在混叫凝土柱头包上笋，木1盐2仅根落在混播凝土梁上隔。猜图也12顾盛拔杆平面站位置布置沿图寨6汽．分次提筝升唐6.1边瑞当网壳下袜弦扩展至果第五圈时陡。第一圈泻拔杆与网隆壳形成穿烘插，此时饼进行第一卵次网壳的括整体提升蛙。右6.2蜂桐当网壳下水弦扩展至检第七圈时始，第二圈香拔杆与网门壳形成穿超插。第一渗圈拔杆和鲁第二圈拔丛杆共同承注担网壳结砌构重量，缘提升后，丸第一圈拔勺杆退出工焦作，所有脖重量由第抚二圈拔杆鼻承担。以由此类推，溪第三圈拔陷杆开始参帆与工作后示，第二圈新退出工作疤。下图示影出雕了纳“钢网壳逐圈篇外扩、逐苗级提升、碗最终整体油提升到位材，与环形萍桁架空中拍合似拢弄”颂的过程。喉图谈13驰惑逐圈外扩品逐步提升皆示意图罗6.3贤讽网壳共分糠六次提升便到设计标奉高，随着抚网壳外扩洽，拔杆数兼量和提升挨人员不断丝增加。最锈后一次提稿升违在画200秤6寨年猫1栏月勺1天2仙日完成，加提升网壳牧直牵径太12谱5抚米，重给量宰52零0蜻吨，提升炕高勇度坟1掉2俊米，共动封用耀60袭0勇人同步推找动庄5奖2完台绞磨完浸成提升任微务。圾图敌14袄谅网壳提升拍的过程讲五禁蓄柱技术保证畜措施腥1修．在详图返设计时，连根据钢管诱规格预留讲焊接收缩叹余量，抵炒消焊接收蜻缩变形。卧2辅．对网壳脖提升过程颈中的各种争受力工况畏进行了结洁构验算，翁控制了杆露件应力比厅，对应力弓比超宋过黑0.致7致的杆件进凡行了代换卖或加固。案3厕．对拔杆骄系统各种争受力状态导进行了验借算，根据鸟验算结果软确定拔杆锡截面，保糊证拔杆系牌统杂提升丝过程中的蔽稳定性。拐4粒．增加了石拔杆转换悉过程中的虏结构受力凡分析验算改，保证拔选杆接力过克程中结构石的安全。苹六杜柿倚质量控制必措施圣1铃．严格控凝制网壳杆贷件下料尺宾寸精度，威确保下料蜡偏差不超域过吃±拦1m寿m缸，保证了咐网壳拼装竞及焊接后深的总体尺犁寸精度。滨2趋．加强测母量复验制录度，保证非测量基准蛇的统一。景对中心控旨制点、控坐制轴线由镜不同的人凭员，采用惭不同的方暖法反复复缴核无误后尾做好永久姻性控制标板记，作为排控制基准南。在3丛．网壳逐苍圈外扩施萌工，每一退圈的安装征、焊接、稍涂装工序田都作为一梁个单独验柄收批独立摆验收，保她证检查、浊验收的及某时跟进。肉4演．加大了急焊缝抽查鞠比例，所酱有球杆对愚接二级焊猛缝全部进巨行预了执100旗%海超声波监约测。档5延．编制了占冬施方案猜，进行了冠低温焊接长工艺评定捆，指导现薄场冬施焊到接工作。妇6竿．每一圈旨拔杆系统扮架设后，锅作为专项罪内容单独痛验收，加针强观测。片七负梁掀安全措施铺1愧．根据吊麻装验算结毙果，施工亭中对网壳事关键杆件贡和拔杆系疲统进行了逝应力应变肌监测，保商证施工中挠网壳结构即和拔杆系怜统应力处忆于受控状逐态。吴2礼．对提升刻系统钢丝倦绳进行了融现场拉力卫试验，对侮拔杆地基团进行了钎勉探和试压敢3民．对拔杆堪底部混凝款土结构进迟行了支撑萍加固，保欣证混凝土怠结构只受等压，不受雾弯。桥图殿15鞭汁对拔杆底粗部的混凝伏土梁进行榜支撑加固林4峡．加强了坛施工过程帖中拔杆垂骨直度和地手基沉降的骡监测。捎5户．每次提忍升前逐级润报批，建薪立统一指扔挥系统，乒职责分工串明确，保浓证提升过萌程的协调黄统一。趣八阳秩锹应用效果惨1捡．质量方慕面脚所有焊缝造100嘉％通过超巩声波检测嚷合格；胀520牢吨重、扒125洒米跨度的掀网壳，提肆升佣12棉m仅到位，竖铃向变形哀50绸m土m据，中心偏壳差拨15悄m罩m俯，（规范呢规定允许绢竖向变形肥71尼m盆m仅，中心偏博差粉30裳m赞m炭）。斤2性．工期方胜面街“裹外扩拼装邻、逐级提唱升否”理的方法使亏钢网壳与储周边混凝垮土结构可狡以交叉施叼工，与混暑凝土结构害完成后再论整体拼装挠提升钢网尖壳相比较孔，进度明刚显加块。熊本工程借勉助成功的狐管理和先柴进的施工摘技术，在壮所有新建培奥运场馆证中第一个证完成主体理结构的施今工，得到剪了建设单科位的好评弊。电3旅．安全方智面倒绝大部分胜安装都在后低空作业糊，避免了矩高空作业岭，施工安绝全得到了揉有效保障邻。薪4斗．经济性跟方溪面省:荷该方法采灶用人工推锤动绞磨提献供动力，碍无大型机恶械的投入散；逐级外燃扩拼装，障无须搭设镜满堂红脚订手架；钢称网壳与混验凝土结构芹同时施工改，节约工懒期，这些游都为降低员工程成本窑，提高经现济效益起弟到了积极皆和显著的肆作用。翁九萄辅业施工体会尝*送*犹自行车馆杯工程的钢它网壳屋架丝是迄今为雁止我国跨赢度最大的姨双层球面纳网壳结构范，其中心代网壳的提何升是施工倍的难点之予一，我们秘在进行了进大量调研催和多次专盏家论证的仗基础上，讽创造性的夕提坦出械