大跨度柱面网架折叠展开提升技术

大跨度网壳安装中脚手架滑移法的应用与发展目前，国内大跨度网壳结构常用的安装方法根据其受力和结构特点，一般分为高空散装法、网壳高空积累滑移法、脚手架滑移法三种方法。这三种方法各有其优越性及缺点。依据工程特点科学地选择合理的安装工艺对于钢结构质量的保证以及同时达到安全及经济合理有着重要的意义。该公司在湖南某电厂扩建工程2X600MW机组干煤棚网壳的高空安装中，采用了网壳结构高空安装，脚手架滑移的施工方法，它充分发挥了脚手架滑移的优点而最大程度降低了成本。现就该工程施工中脚手架滑移方法及特点进行详细的评述。工程概况该电厂扩建工程设计建设规模为2X600MW机组。配套的干煤棚采用落地式双层三芯圆网壳结构，形式为正放四角锥螺栓球结点网架结构，长度168m，跨度96m（下弦支座球中心之间），壳体高度（铰点至拱顶）32.664m，上弦网格尺寸4.0mX4.0m，剖面为三芯圆：大圆弧半径R=85.369m,小圆弧半径R=38.584m。对边下弦单排支撑，设计共92个承压平板支座，同时为消除抵抗支座处水平推力，加设92个水平抗力平板支座。设计采用螺栓球2957个，材质45号钢，杆件11574根，材质Q235钢或20号优质碳素钢，高强度螺栓采用40Cr钢，钢结构总用钢量约875t，网架覆盖面积15800m2。方案选择高空散装法该工程网壳覆盖面积大，经济与工期要求均不允许搭设满堂脚手架，所以选用满堂脚手架，高空散装方法显然行不通。网壳高空积累滑移法因本网壳主结构部分设计为螺栓球球结点结构，在施工方案的选择上应尽量避免采用网壳主结构滑移。因此，此方案被最先否决。脚手架滑移方案优越性：1）网架原位安装，最大程度地遵循设计意图，不改变设计的原始受力模型；2） 脚手架为专业人员设计，可进行各种工况的受力验算，技术上可靠，其安全性、适用性很高；3） 脚手架材料为国标扣件节点脚手架材料，可就地取材（采用租赁方式获得），现场安装时间短，施工方便，可缩短工期；4）在大跨度，纵向多单元的网壳施工中，其经济上的优越性体现更为明显。施工方案该工程施工方法采用脚手架高空，网架高空安装的施工方法。工程主体网壳分15个安装单元，每个安装单元的完成均在脚手架操作平台上完成，一个拼装单元完成后，脚手架滑移至预定位置进行下一个安装单元，脚手架滑移14次，最后一个单元补空完成，不再滑移。网壳构件材料垂直运输使用一台25t汽车吊（主要考虑移动方便）来完成，其吊臂接长37m。脚手架滑移方案的应用特点4.1脚手架设计特点该脚手架经专业设计人员设计及分析计算，采用普通扣件管件材料。脚手架跨度为86m，宽度12m（沿网架纵方向），最高处29.50m,顶部根据网架结构特点呈圆弧形；下底部根据脚手架滑移要求共设置12条滑移轨道，整体脚手架自重约220t，脚手架设计承载力270kg/tf。该脚手架设计主要特点：整个脚手架重量落在6个支架承台（平均间距17m）上，每个支架承台承重面积为3.0mX12m,用［300型槽钢焊接为格构式，具有良好的强度与刚度；每个支架承台下部焊接连接8个滚轮，每侧4个；滑移轨道选用16号非对称工字钢（轨道专用工字钢），每根长度12m,滚轮两侧设置挡板，同滑移轨道之间为滚动摩擦。脚手架在搭设过程中，按照设计要求，滑移轨道之间部分脚手架留置适当高度及宽度的三角形门洞，极大地减轻脚手架自重；在脚手架同承台连接部位采用焊接连接，为保证脚手架整体稳定性，在纵横向加设斜支撑，纵向斜支撑间距1.2m,横向斜支撑间距1.5m。为保证脚手架滑移同步性及减小摩擦力，脚手架在中间部位分隔为左右两部分，中间设置50cm宽间距，在网架结构安装过程中，左右两部分临时连接；在脚手架滑移时，保证两部分完全独立。脚手架立面图见1800now圉1脚手衆立面图0.0)1800now圉1脚手衆立面图0.0)工—擦9怦图1脚手架立面图4.2脚手架应用的先进性1)本工程中网壳跨度96m(下弦支座球心距离)，脚手架跨度达到85.5m，为降低脚手架造价，采用支架承台支撑，中间留置门洞，实际节约架管材料70t〜80t,节省费用约8万元。脚手架在中间部位分隔为左右两部分，可最大限度保证脚手架滑移过程中各支架承台同步性，避免脚手架在纵向产生扭曲。同时，脚手架左右两侧部分可以先后独立滑移，可分别计算其滑移摩阻力。滚动净摩擦系数取0.10，滚轮与钢轨之间可取0.5mm，滚轮的外圆半径rl=150mm,滚轴的半径r2=40mm，则单侧最大摩阻力为：Ft=(k/rl+'“ .r/r) •Gok21=(0.5/150+0.10X40/150)X110=3.30t。在单侧脚手架滑移过程中实际选用3副5t手动倒链，可轻松牵引滑移。3)选用的5t手动倒链为同一规格型号，滑移控制速度50mm/min,滑移作业过程协调一致，统一指挥，滑移的不同步严格控制在20mm以内，平稳滑移，滑移的安全性大大提高。该脚手架滑移方案最大限度的利用了原有的施工场地的优越条件，根据建设单位场地堆煤的要求，施工场地按照设计要求全部推平碾压后，浇筑150mm素混凝土地面，更利于脚手架的滑移。)脚手架门洞的留置，在施工期间建设单位可以继续安装斗轮机及其辅助设施。这一点对建设单位的同步施工，有着积极的意义。5工程效果采用该脚手架滑移方案，仅用78d就完成了800多吨钢结构安装工作，取得了圆满成功。同时，最大限度节约了成本及满足了建设单位的总施工进度协调要求，为以后的类似工程提供了宝贵经验。国内首次采用大跨柱面网壳“机构f结构”整体提升施工方法取得圆满成功河南省鸭河口电厂干煤棚跨度108米，采用三心圆柱面双层网壳的结构形式，是目前亚洲跨度最大的柱面网壳。该工程在施工中采用“机构一结构”整体提升方法，提升工作于2001年5月31日一天内完成。全国空间结构学术委员会和全国升板建筑和提升技术学术委员会的14位国内著名专家现场指导考察。现场召开了柱面网壳“机构一结构”整体提升施工方法的研讨会，与会专家对该种施工方法的技术先进性和经济性给予了充分的肯定。柱面网壳“机构一结构”整体提升施工方法的基本思想是将网壳去掉部分杆件，使一个静定结构变成一个可以运动的机构，这样就可以将柱面网壳在地面折叠起来，最大限度的降低安装高度；然后将折叠的网壳提升到设计高度；最后补缺未安装的构件，机构又变成静定的结构。所以，整个施工过程是机构一结构的变化过程。由图1可以看出，提升过程是一个机构运动的过程，这是此方法与一般网架提升法的本质区别。柱面网壳“机构一结构”整体提升施工方法的优点是大部分构件的安装工作都在贴近地面处完成，可以保证安装质量，加快安装速度，保障施工人员安全，并且节省大量脚手架。鸭河口电厂干煤棚网壳整体提升的施工技术在国内尚属首次采用，并取得了圆满成功，为该项技术应用于大跨度结构的施工积累了宝贵的经验。本工程由浙江大学空间结构研究中心设计并提出施工方法，浙江东南网架集团公司承接施工。图1柱面网壳“机构—结构”整体提升施工过程示意图大跨度柱面网架折叠展开提升技术1、工程概况和技术原理河南南阳鸭河口电厂原有露天的煤炭堆场，场内有斗轮机和输煤栈道。近年来因雨水增多，为防雨水冲淋煤炭需要在煤场上建造一个干煤棚。干煤棚的结构形式为钢结构的柱面网架,纵向90m、跨向108m、高38.8m、重505t，是国内最大跨度的干煤棚。口干煤棚网架的安装采用地面折叠拼装、整体提升展开的新工艺。其技术原理：拼装时抽掉一些杆件后将网架结构分成5块，块与块之间以及网架根部基础采取铰连接，使结构成为一个折叠式可在地面拼装的可变机构。网架的大部分杆件、设备安装以及部分装修工作在地面完成，然后采用钢铰线承重、计算机控制、液压千斤顶集群整体提升等先进工艺，将该机构展开提升到预定高度后装上补缺杆件，使之形成一个稳定、完整的网架结构。口2、施工难题和控制要求1） 网架是可变机构网架在地面拼装后是一个折叠的可变机构，展开提升过程中水平方向很容易失稳，因此必须采取技术措施使之转化为一个稳定结构，才能进行展开提升。2） 提升负载呈动态变化以往网架是完全悬空提升的，其质量全部由提升千斤顶承受，只要提升时控制好同步，提升力相对来说是一个常数。而这次提升时网架根部始终与基础铰接，其质量由提升千斤顶与基础共同承受，在提升过程中千斤顶的提升负载随着提升高度的变化而变化，负载动态均衡的控制难度很大。□3） 内应力控制是一个关键难题网架提升时共有6个铰轴，各铰轴之间必须相互平行，每一铰轴上的铰必须多铰同轴（同轴度误差应V3mm）,否则会产生过大的内应力，严重时将发生网架变形，甚至损坏。因此网架的拼装精度必须严格符合要求，提升中网架内应力控制是一个关键的难题。□4） 研究抗结构瞬变技术提升过程中提升力随着提升高度的增加而变小，如果不采取技术措施，网架提升将到位时提升力会突然消失，在反拱力和水平力的作用下结构将发生瞬变，因此必须研究抗瞬变技术。□5） 保证临时提升架的稳定问题该网架是无柱落地网架，跨内没有结构梁柱可作支架，需在跨内设置临时提升架，提升架除了能承受竖向荷载外还需承受一定的水平力。由于构件制作误差、地面拼装误差以及液压系统离散性等问题，同一提升架上两侧提升千斤顶的动态负载会有差异，如果此差异值过大将使提升架弯曲，甚至失稳而发生重大事故，因此要采取措施保证提升架的稳定和安全。口6）同步控制要求高提升时如果各个吊点不同步，除了网架会发生变形外还会由于两边不同高差引起的水平力而偏移，甚至失稳。在提升过程中网架两端是固定铰支座，中间是不固定的铰支座，这种结构提升时如果同步控制不好将增加结构的不稳定性，因此在展开提升中对各吊点的动作同步、高度偏差、负载均衡的控制要求都很高。3、施工技术研究3・1提升系统设计通过对提升力的计算分析得出网架提升过程中提升力随着提升高度的变化而变化的规律，据此确定提升吊点的分布，完成提升系统的设计和布置。口3・2临时提升架设计临时提升架的设计既要考虑提升架的承载能力（包括压力与变矩），更要考虑本身的稳定问题，为此选择TQ80/60塔机的塔身作为提升架，每个提升架由2个塔身组成，塔身底下做砼基础。口在提升过程中严格控制同一提升架上两个吊点的负载差异，专人观测提升架垂直度变化和两吊点液压千斤顶压力差。一旦压力差达到警戒值必须立即停机调整，确保压力差在安全范围内。口3.3网架稳定措施口1） 在网架的关键位置拉上若干浪索，采取合理的浪索形式，精确计算浪索拉力，并且设计提升过程中浪索同步调整的步骤和要求。提升中使网架两边浪索的张紧程度基本相同，必要时通过浪索的张驰纠正网架的水平偏移。口2） 在每个提升架上各安装一条垂直滑道，滑道与网架之间设置导轮，导轮固定在网架杆件上，与提升架间有20mm间隙，使网架既能上下移动又有水平方向约束，从而由可变机构转化为稳定结构。在提升时滑道又可以兼作观测提升过程中网架晃动幅度的参照物。口3）为确保提升时网架的稳定，提升日的风力应小于4级。口3.4内应力控制技术1）严格控制网架制作和拼装误差，网架在地面拼装后各铰轴必须相互平行，同一铰轴上各个铰的同轴度误差＜3mm0口2） 提升中严格控制各吊点负载的变化差异，使网架保持动态平衡。口3） 解决网架提升到位后提升千斤顶的同步卸载问题以及随着补缺杆件的安装和紧固网架内力的重新分布问题，以确保网架结构安全。口3.5抗结构瞬变措施口1）进行机构分析，明确提升中可能发生瞬变的阶段和高度，以利及时采取针对性的防范措施。口2）在铰支座处设置限位装置，克服或限制提升中将要发生的瞬变反拱。口3）在提升进入瞬变阶段时采取短行程提升，每次行程为20mm，每升一次就观测校正一次，使网架两边浪索的调节容易和精确，确保提升安全。口3・6测量和监测口提升前，严格复测网架拼装情况，如发现铰座同轴度误差超标必须进行调整。提升中，虽然各提升点的偏差受计算机控制，但为保险起见必须人工辅助监测。监测的方法简单可靠，内容包括网架提升高度、水平偏移，提升架垂直度以及液压千斤顶压力等，如发现超标立即通知提升控制室及时调整。口提升结束后，在提升系统卸载前对提升吊点作最后一次标高测量作为提升施工的验收依据。口4、提升系统构成提升系统由液压子系统、计算机子系统和电气子系统构成。口1） 液压子系统液压子系统是网架提升的动力和承载系统，根据计算机系统的控制指令进行提升作业。液压子系统主要由4个临时提升架、8套液压提升器、4台液压泵站以及提升承重的钢铰线组成。每个提升架上布置2个提升吊点，配置2套液压提升器和1台液压泵站，液压提升器由1台液压千斤顶和相应的液压阀组组成。口2） 计算机子系统其主要任务是通过顺序控制技术驱动液压子系统按规定作业流程进行网架提升，通过偏差控制技术控制提升过程中的高差和负载，在必要时进行网架姿态和提升负载的调节修正和点动短距提升计算机子系统还负责提升系统的操作台控制，供操作人员对提升作业实施总控。该子系统由顺序控制计算机、偏差控制计算机、操作台控制计算机以及相应的输入输出设备构成。口3） 电气子系统电气子系统根据计算机指令驱动液压子系统，并且采集提升工作状态和吊点数据反馈给计算机子系统。电气子系统还负责提升系统的供配电管理，并提供多种安全连锁控制以确保施工安全。该子系统由总控操作台、总电气柜、电液控制台、各类传感器、吊点控制箱、泵站控制箱、各类控制和信息传输电缆以及供配电线路和各类电源装置等组成。口5、 控制技术创新本项目与一般的网架整体提升方法有很大不同，需要针对其特点和难点在现有的整体提升控制技术的基础上进行创新，主要创新点如下。口1） 高精度的偏差控制技术采用多因素模糊控制逻辑，集成和调度PID控制、步进控制、数字滤波等多种算法，实现高精度的偏差控制，基本消除控制过程中常见的超调、欠调现象，使各提升点高度差始终控制在设辻所要求的3mm以下，满足了安全施工需要。由于高精度控制对提升效率有所影响，因此设计了控制精度可调功能，操作人员可根据实际需求设定合理的控制精度。口2） 高稳度的负载调节技术综合应用泵源调压、过载溢流、增益补偿以及提升姿态调整等控制技术，以计算机控制和人工控制相结合，实现平稳、精确的提升负载调节，并且做到实时的在线调节（边提升边调节），满足了提升全过程的负载控制要求。口3） 多点同步调整技术多点同步调整是在控制系统原有单点调整功能上的改进，在需要进行吊点高度或网架姿态调整时，计算机子系统可根据要求对所有吊点参数进行计算、生成各点调整量（也可由操作人员输入），提升系统就可一次同步地完成所有吊点的调整工作。这一功能缩短了因调整而停机的时间，提高了效率，并且提高了调整工作本身的可靠性和安全性。口4） 点动短距提升技术网架提升进入抗瞬变阶段时要求进行短行程提升，以便于观察、测量以及浪索调节等工作。为此研究开发了点动短距提升技术，启动提升开关一下网架就平稳缓慢地提升一次，提升高度可在10〜270mm范围内自行设定。网架提升到位后进行杆件安装时也可应用此功能进行精确定位。口6、 结语本项目突破了传统的大跨度网架安装方法，在国内是首创，在国际上100m以上跨度的大型柱面网架采用折叠展开提升法安装也是第一次。由于坚持技术领先、安全第一，施工方案切实可行，在实施阶段又及时调整和优化，在设计、总包、业主、监理的密切配合下，比原计划提前15天安全优质地完成了网架的展开提升工程。口在展开提升过程中，当3个铰轴移到一直线上时出现了瞬变，由于技术措施正确有效顺利地克服了瞬变现象。在展开提升过程中，前28m用了约7h,而最后不到1m的距离却用了将近4h,可见最后阶段为了抗瞬变提升速度很慢、难度也最大。口在展开提升过程中各吊点的高差始终控制在3mm以下，提升架两侧提升力的差异控制在2〜3t,网架到位的安装精度完全符合设计要求。本项目的成功不仅发展了企业的核心技术，增强了企业在空间结构和钢结构施工技术领域的竞争力，而且是对我国钢结构施工技术的创新和发展。口本项目共节省项目建设费用80多万元（主要是脚手架费用、斗轮机和输煤栈道搬迁费、煤场地基加固费等），更重要的是减少了高空作业，降低了劳动强度，提高了施工安全性，施工质量更容易控制和保证。我国已建网壳结构工程的施工安装方法归纳起来有以下几种（1） 高空散装法。一般需采用满堂脚手架作为安装和操作平台来组装网壳结构，该法散件多、且在高空作业，要特别注意节点和杆件的空间定位及焊接节点的焊缝质量。（2） 高空分块安装法。一般采用少量立承架，把在地面上已组装好的小块网壳吊装到设计标高就位，然后与相邻的小块网壳连接成整体。石家庄新华集贸中心营业厅双曲扁网壳的施工安装便采用这一方法。（3） 高空滑移法。可在地面上组装成条状的网壳，吊装后在高空滑移就位并连成整体。也可在网壳一端高空组装一段网壳，滑移后让出该段网壳的组装平台，便可组装第二段网壳并与第一段网壳连成整体，再高空滑移一段距离，再组装一段网壳，如此重复，直至组装最后一段网壳，即完成整个网壳的安装工作。这种网壳的施工安装方法称为高空积累滑移法。北京奥林匹克体育中心综合体育馆的斜拉网壳便采用这种四支点三滑道高空积累滑移法。（4） 整体吊装法。网壳在地面上组装，然后采用把杆或其它起重设备整体吊装就位。如汾阳网架公司铸造车间双曲扁网壳是采用这种安装方法施工的。（5） 整体提升法。网壳在地面上组装，然后采用升板机或其它提升设备把整个网壳提升到设计标高就位。杭州钱江海岸实验室钢筋混凝土联方型圆柱面网壳采用了这种安装方法，提升总重量600t。【大中小发布时间：2005-09-1211:32:11浏览次数：219】一、 网壳结构液压整体提升法概述对于超大型空间结构，在施工方案的选择上一般基于以下原则：①确保安装精度；②尽量减少高空作业量；③尽量减少支撑架的量；④尽量缩短工期；⑤尽量降低施工成本。液压提升法是一种用于超大、超重型结构施工的现代化施工方法，该工法的基本过程是先在地面组装完成一个完整的结构，再把提升支点和液压千斤顶设在建筑物的上部，施工时用液压千斤顶连接的钢索把结构整体平稳地提拉上去，然后把网壳结构固定在支座上。液压提升法的特点是提升设备起重能力很大而设备本身的重量却相对较轻，而且提升高度几乎不受限制。把该工法应用于大跨度网壳结构施工的主要优点是：由于组装工作几乎全部在地面或靠近地面的位置进行，所以高空作业量大大减少，这对方便施工操作、提高施工质量和保障施工安全有利，同时也方便了施工检查与管理工作。除网壳结构外，地面组装还包括屋面、设备等其它材料，使安装总工作量明显减少。脚手架用量最少，节省了支架材料租用与装拆费用，也节省了装拆脚手架的时间。由于钢结构网壳与土建可同步施工，所以对大跨度空间结构以及高度较大的空间结构来说，该施工方法总工期最短，成本最低。在准备工作充分、操作过程规范的前提下，液压提升法是工效最高、最省力和最安全的施工方法。因此，它具有很好的推广应用价值。二、国外网壳结构工程施工应用实例鉴于液压整体提升法的巨大优越性，国外一些巨型空间结构施工应用了该方法，以日本为例，90年代建成的几个大跨度的巨型穹顶都采用了液压整体提升施工法。例如：矢高36.2m、直径187.2m的名古屋穹顶是当今世界上最大跨度的单层网壳，该网壳结构及其屋面全部组装完成后的总重量达10300吨，于1995年12月15日从上午开始到下午结束总共花费近8个小时的时间，垂直提升距离30.7m就顺利完成了提升工作。于1997年2月建成位于日本大阪市的大阪穹顶，直径210m，顶部标高83.7m,建筑面积34450m?,是一座可用于体育比赛和大型展览会、音乐会的综合型场馆，见图1。建筑屋盖部分为一直径为166.5m的联方网格型圆形穹顶，支座36点。穹顶底部一圈为Y字型钢筋砼材料构件，中间部分为一直径134m部分为钢网壳结构，杆件采用型钢材料，节点为特制铸钢材料，杆件与节点采用焊接方式连接。大阪穹顶的施工方案是：土建部分(包括钢筋砼材料的Y字型构件)采用现场浇筑方法；钢网壳部分(包括屋面材料与照明设备)采用先地面组装，然后液压提升的施工方案。由于土建钢筋混凝土现浇工作与钢结构拼装工作分别处在不同的工作面上进行，两个工种可平行施工，所以工程的施工总工期大大缩短。液压提升施工过程见图(abed)。图1大阪穹顶土建施工与网壳结构地面组装网壳安装完毕并开始提升网壳提升完毕并与支座连接工程全部竣工需进行提升的钢网壳以及屋面材料和照明设备等的总重量达5500吨，向上垂直提升的距离达48.97m。通过施工设计，最后确定采用18个提升点，即间隔一个支座设一个提升点。提升施工于1996年1月25日上午开始，提升速度为6m/h，历时近9个小时，于当日下午提升到位并固定结束。在提升施工前，进行了结构施工分过程的力学分析。由于设计时的力学模型与施工时的力学模型不同，所以两种状态，即安装完成时构件的内力计算值与施工过程中构件的内力计算值完全不同。以吊点所在位置的第七榀水平构件为例，设计时的内力计算值为受压力－852吨，而在施工时的内力计算值为受拉力613吨。除内力值应分别计算外，施工过程中的变形也进行了计算，尤其是连接部位的变形值，因为这与施工的顺利实施有直接关系。经计算在提升到位放下网壳时，连接部位的水平变位§H=32mm,垂直变位§V=65mm,如图4所示。为保证施工的安全，对施工过程中的风速、结构内力、变位等进行实时自动监测，平均每2秒读数一次，以监测提升过程中结构实际受力情况施工非常顺利,最后的结果是令人满意的。图3结构施工时的变位图三、我国空间结构液压整体提升施工技术现状及与国外的差距液压整体提升法在我国的一些重型钢结构工程施工中已经得以成功应用,比如：450吨重的上海东方明珠电视塔上部钢结构桅杆的整体提升施工、1200吨重的北京西客站钢门楼、上海歌剧院5800吨重钢结构屋盖以及其它一些平板网架均采用了液压整体提升施工法。这些成功的工程实践说明我国的液压整体提升施工技术已经有了较好的基础,国内的液压起重设备的起重能力完全可以胜任大吨位的吊装工作,但是,我们也应该看到,我国的这些工程都是结构刚度很大的钢结构工程,不是网壳结构工程。网壳结构的受力特点不同于网架或其他重型钢结构,盲目简单照搬以前的技术和经验是不行的。1963年1月的一个夜晚，作为当时罗马尼亚的标志性建筑物之一，93.5m跨度的布加勒斯特穹顶,在它建成两年后轰然倒塌。它失败的主要原因是设计者与施工者在没有完全研究清楚力学机理的情况下，盲目照搬当时捷克斯洛伐克的布鲁诺穹顶的结构设计方案与施工方案。这是一个很典型的失败案例，我们应当从中吸取教训。作者认为，就我国目前相关的技术水平而言，对大跨度网壳结构液压整体提升施工技术的研究工作还需进一步深入，研究的内容主要包括以下几个方面：1．针对施工过程的网壳结构设计，这样的结构设计应对结构施工进行全过程的跟踪分析。采用以使用状态的力学模型作为计算对象的常规设计方法的计算结果将有很大的误差，可采用施工阶段内力与变位叠加法进行结构在施工阶段和使用阶段的受力分析［5］，根据这样的分析计算结果来设计确定构件的选择方案。同时，作为施工方案还应包括提升时网壳结构的局部加固方案和支承被提升结构的结构设计方案。2．国内液压起重设备的起重能力可以满足数千吨重结构的整体提升工作，所以说设备起重量已不是问题。但是，国内液压提升设备在提升过程中动作的连续性、和缓性以及各吊点提升同步性控制方面还需要作进一步的研究工作，网壳结构在提升时的受力状态是它承载能力最差的状态，它对支承边界条件的敏感性远远大于平板型的钢结构，因此不能简单照搬以前的施工经验。3．液压提升施工过程中对支承结构及网壳结构的内力、变形等进行跟踪监测与控制工作是非常重要和必不可少的。在现有技术的基础上，对这种监控方法与监控技术的可靠性与精确性等方面进行系统研究是非常必要的，它是保障施工安全的必要条件。4．对施工时可能遇到的意外情况应有相应的应急措施，同时，应采取有效措施对提升到位后的连接点实行精确连接。四、结束语1．我国在重型结构整体液压提升施工技术上有良好的技术基础与应用经验，把该技术应用于大跨度网壳结构的整体提升施工是有可能的。2．我国的相关技术与发达国家相比较还有较大的差距，这些差距主要体现在考虑施工过程影响因素的结构设计、提升设备的工作性能及相应的监测与控制技术的水平。这些研究工作的完成是大跨度网壳结构整体液压提升技术应用的技术保证和前提条件。3．在针对液压整体提升施工技术的大跨度网壳的结构设计中，一些参数的设定与所使用的设备性能密切相关，同时，施工质量与施工安全与所采用施工监测与控制方法的技术水平直接有关。大跨度空间结构的主要形式及特点1网架结构由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构，其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。网架结构的形式（1） 平面桁架系组成的网架结构。主要有：两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。（2） 四角锥体组成的网架结构。主要有：正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。（3） 三角锥组成的网架结构。主要有：三角锥网架、抽空三角锥网架（分I型和II型）、蜂窝形三角锥网架等型式。（4） 六角锥体组成的网架结构。主要形式有：正六角锥网架。网架结构的主要特点空间工作，传力途径简捷；重量轻、刚度大、抗震性能好；施工安装简便；网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工厂中成批生产，有利于提高生产效率；网架的平面布置灵活，屋盖平整有利于吊顶、安装管道和设备；网架的建筑造型轻巧、美观、大方，便于建筑处理和装饰。网壳结构曲面形网格结构称为网壳结构，有单层网壳和双层网壳之分。网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。网壳结构的形式主要有球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳等。网壳结构主要特点兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性，杆件比较单一，受力比较合理；结构的刚度大、跨越能力大；可以用小型构件组装成大型空间，小型构件和连接节点可以在工厂预制；安装简便，不需大型机具设备，综合经济指标较好；造型丰富多彩，不论是建筑平面还是空间曲面外形，都可根据创作要求任意选取。膜结构薄膜结构也称为织物结构，是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式。它以性能优良的柔软织物为材料，由膜内空气压力支承膜面，或利用柔性钢索或刚性支承结构使膜产生一定的预张力，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。膜结构的主要形式主要有空气支承膜结构；张拉式膜结构；骨架支承膜结构等形式。膜结构主要特点自重轻、跨度大；建筑造型自由丰富；施工方便；具有良好的经济性和较高的安全性；透光性和自结性好；耐久性较差。悬索结构悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件，并将索按照一定规律布置所构成的一类结构体系悬索屋盖结构通常由悬索系统，屋面系统和支撑系统三部分构成。用于悬索结构的钢索大多采用由高强钢丝组成的平行钢丝束，钢绞线或钢缆绳等，也可采用圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。悬索结构形式悬索结构按索的布置方向和层数分为：单向单层悬索结构；辐射式单层悬索结构；双向单层悬索结构；单向双层预应力悬索结构；辐射式预应力悬索结构；双向双层预应力悬索结构；预应力索网结构等。悬索结构的特点悬索结构的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用，结构中不出现弯距和剪力效应，可充分利用钢材的强度；悬索结构形式多样，布置灵活，并能适应多种建筑平面；由于钢索的自重很小，屋盖结构较轻，安装不需要大型起重设备，但悬索结构的分析设计理论与常规结构相比,比较复杂，限制了它的广泛应用。薄壳结构建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构（学术上把满足t/RWl/20的壳体定义为薄壳）。薄壳结构的形式薄壳结构按曲面形成可分为旋转壳与移动壳；按建造材料分为钢筋混凝土薄壳、砖薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳等。薄壳结构的特点壳体结构具有十分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的荷载。壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性，以材料直接受压来代替弯曲内力，从而充分发挥材料的潜力。因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。除以上几种空间结构外，尚有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹顶结构等几种常用空间结构，都有自身的特点和实用范围。比如点连接式玻璃幕墙支承结构能利用玻璃的透明特性追求建筑物内外空间的沟通和融合，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃面板的整个结构系统，使这种结构系统不仅起到支承作用，而且具有很强的结构表现功能；索穹顶结构则完全体现了fuller关于“压杆的孤岛存在于拉杆的海洋中”的思想，是由连续的拉索和不连续的压杆组成的一各受力合理、结构效率极高的结构体系。结束语在人类社会的发展历程中，能够提供更大跨度和空间的结构常常是人们追求的梦想和目标，空间结构的发展很大程度上反映了人类建筑史的发展。空间结构设辻应正确合理地运用不同的计算理论和程序方法进行精确的分析，同时在空间结构的形体设计中不能只注重美观，还必须注重结构受力的合理性和工程成本的等因素。东南网架重点工程－－国家羽毛球馆（北京工业大学体育馆）施工技术本工程为2008年奥运会比赛场馆，承担着奥运会羽毛球和艺术体操比赛的重任。该工程分为比赛馆和热身馆两部分。其中比赛馆是目前世界上最大跨度的弦支穹顶结构。比赛馆屋顶为球壳形，长约150m，宽约120m，主体结构采用弦支穹顶结构，上弦为单层网壳，下弦环向为拉索，径向为钢拉杆；外挑部分采用悬挑变截面H型钢梁。热身馆屋顶为球壳形，长约62m，宽约47m，主体结构采用单层网壳结构；网壳外挑部分采用悬挑变截面H型钢梁。图16国家羽毛球馆效果图图17国家羽毛球馆结构布置图工程特点和难点1）本工程所采用的弦支穹顶结构跨度世界第一，目前无成熟的经验可供参考，给施工带来了极大困难。（2）该结构类型对变形较为敏感，对加工、安装精度要求高。（3）本工程采用了大量铸钢节点及拉索节点，其设计和加工要求均相当高。（4）预应力索体是本工程的关键构件，其加工精度和施工方案是本工程的重点。（5）为了使张拉过程中索体与结构协调工作，应通过计算确定张拉方案，并严格监测张拉时的应力、位移。图18撑杆上、下节点图安装方案本工程比赛馆采用了大跨度弦支穹顶结构，其预应力索网布置相当复杂，施工技术难度非常大。针对本工程结构特点，采取了以下关键技术措施，以确保工程顺利完工。（1）验收标准编制国内对于弦支穹顶结构没有现成的施工验收规范和标准，为此专门编制了施工质量验收规范作为工程的检查和验收依据。（2）施工全过程仿真分析计算对整个结构按不同施工阶段在各工况下进行仿真验算，明确预应力张拉方法、顺序，张拉力大小；同时分析单层网壳结构的初始缺陷对预应力张拉的影响及下部支承架对张拉的影响等，使施工过程完全得到控制。（3）考虑预应力施工的二阶平台设计预应力索与网壳的施工是一个交替过程，且网壳安装过程的支承条件对预应力索穿索、张拉存在影响。胎架设计过程中考虑分两阶段搭设，并且采取措施避免与环向索和径向钢拉杆相碰。（4）保证钢结构安装精度的统计值测量方法本工程钢结构安装过程中，其测量是一个反复观测的过程。在施工过程中利用统计方法进行精度对比。按定位、定位焊、焊接后三个过程进行测量，并且根据实测数据分析对结构精度的影响。每安装完一圈网壳后，进行数据统计、分析，确定焊接变形的影响。并为后续施工提供经验值。测量过程中考虑温度对结构变形的影响，以确定铸钢节点最佳焊接时间。（5）区分主次节点安装要求，消除累积误差根据工程特点，本工程钢结构施工过程中节点控制精度最主要是与预应力索和撑杆相连的铸钢节点的安装精度，其次是网壳焊接球节点的安装精度。根据网壳铸钢节点周围均为焊接球节点的特点，以铸钢节点安装精度为主要控制目标，将安装过程中的累积误差通过其周围的焊接球节点调整来消除误差，避免将误差累积到下一圈网壳节点上去，同时确保铸钢节点的安装精度。张拉施工方案根据本工程结构形式特点,需先安装上部单层网壳,然后再施工预应力索。在安装单层网壳的同时将索放开，等单层网壳全部安装完毕后，再安装径向钢拉杆、撑杆及撑杆下节点，同时进行索就位。全部连接完毕后，开始索张拉，直至符合设计要求。环向索和径向拉杆依次从外环向内环安装；同一环内，先将各圈环向索放置在撑杆下节点的下方，再安装径向拉杆，最后安装环向索。网壳安装结束后，在脚手架支撑作用下的位形要跟设计图纸相吻合。施加预应力的方法为张拉环向索，并且分三级张拉，张拉采用以控制张拉力为主、监测伸长值为辅的双控原则；张拉顺序为第一级由外向内张拉至设计张拉力的70%，第二级由外向内张拉至设计张拉力的90%，最后由内向外张拉至设计张拉力的110%。预应力张拉张拉设备选用经计算，环向索最大张拉力约2661,因此同一张拉点需两台150t千斤顶。由于同一圈环向索四段同时张拉，故选用8台1501千斤顶，使用4套张拉设备。同步张拉要求为满足同一圈的钢索和径向拉杆均匀受力，张拉环向索时采用四个点同步张拉，4台油泵(附带4个油压传感器)、八个千斤顶同时使用，保证张拉同步，环向索分三级张拉，每级又分为4〜10小级，确保张拉均匀同步。施工仿真分析张拉前模拟张拉过程进行施工全过程力学仿真分析，为后续施工提供参考值；确定撑杆张拉前初始位置张拉前撑杆都是向外偏斜的，图中虚线位置为撑杆张拉前状态，张拉结束后撑杆竖直，具体参图19撑杆初始偏位图2833342817表1撑杆下端偏移距离（mm）（5）张拉技术参数根据张拉过程仿真计算，确定环向索预应力张拉值，见表2环向索第1圈环向索第2圈环向索第3圈环向索第4圈环向索第5圈环向索第1级张拉力值（70%设计张拉力）1693KN860KN534KN249KN118KN第2级张拉力值（9