大跨度穹顶钢结构提升施工技术

大跨度穹顶钢结构提升施工技术　陆海翠　中铁建工集团有限公司国际工程公司　北京　１００１６０　摘要：大跨度空间钢结构在建筑设计中使用得越来越多，整体提升技术作为钢结构在施工中的重要工艺也越来越关　键。以京津城际延伸线于家堡站房工程为例，通过对大跨度穹顶钢结构的合理分区、拼装，科学布设提升点位，实现　了钢结构精准提升，对保证施工质量及安全具有重要意义。　关键词：大跨度穹顶　钢结构　拼装　整体提升　中图分类号：ＴＵ７４１．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—１００１（２０１４）０５—０５４６—０３　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｌｉｆｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｌｏｎｇ・Ｓｐａｎ　Ｖａｕｌｔ　ＳｔｅｅＩ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｌｕ　Ｈａｉｃｕｉ　Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　００１　６０　１　工程概况　京津城际延伸线于家堡站房工程为全地下高铁站房，　地上部分为贝壳形穹顶采光屋面，结构形式为大跨度单层　网壳结构，它是由７２根正反螺旋形钢箱梁相互交叉编织而　成，纵向跨度约１４２　ｍ，横向跨度约８０　ｍ，矢高约２４　ｍ。　该施工方案避免了大型吊装设备的应用（４　５００　ｋＮ履　带吊），占用施工场地少，节约安装措施费用。同时，中　部提升区网格密度相当大（网格跨度最小为７００　ｍｍ），地　面拼装施工使网架拼装、焊接质量有更好的保证，增加了　工人施工的安全度。　在网壳的顶部设置有顶环结构，底部设置有箱型环梁，分　别对单层网壳顶端、底端起连接和约束作用。　３　提升区域网架的拼装　３．１支撑胎架的设置”｛　根据网架分块，提升区共设置４４个临时支撑供结构拼　装使用，为了保证支撑的稳定，各支撑之间采用连系桁架　２　穹顶安装施工思路　穹顶外围构件密度较小，单根弦杆质量较大，吊装　半径较小，且结构平缓，竖向刚度偏柔；中部构件密度较　大、吊装半径较大、竖向刚度较大。根据以上工程结构体　系特点，结合现场条件，选取“中部提升、外围吊装”的　连接成一个整体，支撑体系布置如图２所示。设置临时支　撑架体过程中，首先务必确保支撑架体的稳定性。支撑架　体的整体稳定性是确保钢结构能否顺利提升的关键前提之　一总体施工思路。中间穹顶提升分块采用２台８００　ｋＮ汽车吊　进行构件的地面拼装，然后用液压提升设备同步提升；外　围吊装分段在下部圈梁支座外侧顶板混凝土板上采用２台　２　５００　ｋＮ履带吊直接吊装，如图１所示。　。本工程在进行临时支撑的固定过程中主要采用两种方　法：一是利用刚度较大的横向桁架将４４个临时支撑进行水　平连系，确保支撑架体的整体稳定性。二是对单个支撑架　体在安装过程中通过缆风绳将支撑架体临时固定在结构楼　板上，如图３所示。　图１吊装方案　ａ　—一　作者简介：陆海翠（１９７５一），女，本科，高级工程师。　通讯地址：天津市塘沽区福建北路６９号（３００４５　１）。　收稿日期：２０１４－０３—０５　图２临时支撑布置　３．２网架拼装流程　５４６ｌ建筑施工第３６卷第５期　可靠连接，做到安全有保障（图６）。　求，各种现场安全施工措施到位，本工程塔楼双层屋面连　体大悬挑钢结构施工得以顺利完成。针对吊装、焊接以及　ｌ　墅　ｌ畦自　组装完成后施工活荷载可能产生的挠度值，通过工厂试配　变形值、设计院提供起拱值加上现场精确测量控制，确保　了安装质量。　ｊ　目　，…　！…　。　　ｒ一　啦鸡　ｌ　Ｘ（　Ｉ　图６横向悬空段生命线设置　・・０　０　０　０　［１１谢伟，】苏勇敏．双塔楼商业裙房温度应力分析及构造措施［Ｊ］．山西　建筑，２０１３（２０）：２９—３０．　［２］蔡振，谭可可，同东东．不对称双塔楼结构连接控制方案比较研究　［Ｊ］＿华中科技大学学报：城市科学版，２０１０（３）：５６－６１．　４．３纵向外挑结构处生命线施工做法　桁架安装前可在混凝土柱顶预先安装一个临时三角　架，生命线安装在临时三角架下面，施工人员在高空安装　的任何Ｂ，－ｊ￣０，必需确保安全带与生命线可靠连接，做到安　【３】朱宏平，陈晓强，张世顺．大底盘非对称双塔楼高层建筑动力响应　分析［　华中科技大学学报：自然科学版，２００６（７）：１０４—１０７．　［４］张喜，楼梦麟，林巧．多雏地震下双塔楼结构框架梁行波效应分析　［ＪＪ．工程力学，２０１２（￥２）：１３３—１３８．　【５】马岷成．高位大悬挑混凝土结构支模平台施工技术［ＪＪ＿中国建材　科技，２０１３（４）：１０３—１０５．　全有保障。　４．４焊接施工时，下方收集焊接气割等火花飞溅物　在钢结构需焊接或气割之前，必须在作业点的下方悬　挂专用的挂箱，收集焊接气割等火花飞溅物，防止发生火　灾等意外事故。　［６］辛久彬．浅谈高空大悬挑结构的施工［Ｊ］．甘肃科技，２０１３（１１）：１２３—　１２５．　【７】吴延峰．联桥及大悬挑区域的结构舒适度研究［Ｊ］，山西建筑，　２０１３（９）：２６—２８．　５　结语　由于节点设计合理，现场吊装设备满足垂直运输要　［８］明山，王斌，蒋开先．高空大悬挑混凝土结构模板支撑体系设计　【Ｊ］，施工技术，２０１２（１２）：９４—９６．　（上接第５４７页）　全，对今后类似工程具有一定的参考价值。　载偏差在允许范围内），而且要监控结构的空中位置姿态　（通过长距离传感器和全站仪等观测设备观察每个点位移　是否同步）。通过比较实测数据与理论数据的差异，及时　进行分析，判断是否可以继续提升或进行调整后再提升。　・・９　０　０　０　［１］任自放，颜勇．中国国家博物馆改扩建工程钢结构桁架整体提　升施工技术［Ｊ】．工程科技Ⅱ：建筑科学与工程，２０１０（１０）：６５．６９．　４．５结构就位　穹顶钢结构提升区域通过分级加载提升至设计标高位　置后，需对提升区域的平面位置进行精确测量。必要时，　应多设置几个测站，进行测量数据的相互校核，确保提升　［２］聂永明，盂履祥，朱莹．北京科技大学综合楼钢结构连廊整体提升　技术［Ｊ］．工程科技１１：建筑科学与工程，２０１０（Ｓ１）：３８２—３８５．　［３】张宇鹏，王涛，廖维张．某大跨度钢结构连廊整体提升施工技术　［Ｊ］．施工技术，２０１３（２１）：１０１—１０４．　区域定位；隹确。提升区域通过定位调整至设计坐标后，与　外围拼装区段进行嵌补杆件的焊接。在提升区域钢结构就　［４】范重，刘先明，胡天兵，等．国家体育场钢结构施工过程模拟分析　［Ｊ１．建筑结构学报，２００７（２）：１３６—１４５．　位调整时，需注意各点的负载和位移控制，油缸反力与提　升时偏差不超过１　Ｏ％，提升点位移差不超过１　０　ｍｍ，确保　提升平台和结构的安全。　【５］张文学，卞友明．国家图书馆钢结构万吨整体提升施工技术［Ｊ】．　建筑技术，２００８（４）：５５－５９．　［６］周观根，陈志祥，朱乾，等．厦门西站屋面铜结构施工关键技术．施　工技术，２０１０（８），１　１３—１　１６，１３０．　５　结语　于家堡屋面穹项安装已完成近半年时间，变形、内力　［７］郭彦林，田广宇，周绪红，等．大型复杂钢结构施工力学及控制新　技术的研究与工程应用［Ｊ］．施工技术，２０１１（１）：５４—６２，９６．　等各项监测数据均符合设计、规范要求，效果良好。大跨　度穹顶钢结构提升技术从根本上保证了施Ｔ　Ｂ，－］的质量和安　［８】俞嫒妍．大跨度单榀桁架整体提升中的上弦稳定性研究［Ｊ］．建筑　施工．２０１３（５）：３９１—３９２．　　Ｉ２０１４・５　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｉ　５５３