南通體育場活動(dòng)屋蓋網(wǎng)殼安裝技術(shù)

1、    南通體育場活動(dòng)屋蓋網(wǎng)殼安裝技術(shù)    張智勇浙江精工鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)有限公司 浙江紹興 312030摘要：南通體育場活動(dòng)屋蓋的安裝控制對以后活動(dòng)屋蓋的順利開啟起著至關(guān)重要的作用，通過對活動(dòng)屋蓋安裝方案的選擇，為鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)屋蓋的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：活動(dòng)屋蓋網(wǎng)殼；安裝技術(shù)1.工程概況南通體育會(huì)展中心體育場位于南通市新城區(qū)，是江蘇省第十六屆運(yùn)動(dòng)會(huì)主會(huì)場，目前亞洲最大的開閉頂系統(tǒng)體育場。鋼結(jié)構(gòu)工程由我司施工，本文主要介紹了鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)屋蓋網(wǎng)殼的施工技術(shù)。2.活動(dòng)屋蓋網(wǎng)殼安裝方案選定活動(dòng)鋼屋蓋是整個(gè)開合屋蓋關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)形式為單層網(wǎng)殼，如圖1所示；通過臺(tái)車及

2、軌道梁坐落在固定屋蓋上。整個(gè)單層網(wǎng)殼呈月牙形，由兩片完全對稱的網(wǎng)殼組成。網(wǎng)殼由人字斜桿組成菱形網(wǎng)格，并在南北向加設(shè)連桿，使網(wǎng)格成三角形。網(wǎng)殼東西向邊界為三角形截面封邊桁架，所有單層網(wǎng)殼桿件軸線節(jié)點(diǎn)均位于半徑為206.8m的球面上。活動(dòng)屋蓋由移動(dòng)臺(tái)車多點(diǎn)支撐，臺(tái)車軌道位于固定屋蓋的主拱上。軌道共有對稱的6道，南北邊兩道不設(shè)牽引裝置，僅在中間4道設(shè)牽引。臺(tái)車支點(diǎn)共44個(gè)，每片22個(gè)。圖1 活動(dòng)屋蓋網(wǎng)殼活動(dòng)屋蓋的投影長度201.92m，閉合后的寬度120.466m，沿徑向的最大高差8.86m，沿環(huán)向的最大高差27.481，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由大直徑鋼管相貫連接組成，鋼管最大直徑630×30位于活動(dòng)屋

3、蓋的對接直邊，中間部分為450×1216，收邊采用351以下的鋼管組成的三角形桁架。由于活動(dòng)屋蓋通過臺(tái)車連接固定屋蓋，采用怎樣的順序安裝活動(dòng)屋蓋及臺(tái)車，如何消除活動(dòng)屋蓋安裝對臺(tái)車及屋蓋開合的影響成為確定安裝方案的關(guān)鍵。針對活動(dòng)屋蓋的布置條件及特點(diǎn)，初步設(shè)想兩種方法安裝活動(dòng)屋蓋：一是采取分片累積滑移方案；二是采用高空拼裝方案?？紤]到所有單層網(wǎng)殼桿件軸線節(jié)點(diǎn)均位于半徑為206.8m的球面上，為分片累積滑移提供了條件。分片累積滑移總的思路是低位拼裝，分片累積滑移。該方案優(yōu)點(diǎn)是在一次性搭建好的平裝平臺(tái)上進(jìn)行吊裝，焊接，極大減少了高空焊接量，節(jié)點(diǎn)比較好定位，同時(shí)可利用現(xiàn)有的牽引和滑移裝置。高空

4、拼裝方案是比較常規(guī)的安裝方法，在高空對一根一根的桿件進(jìn)行原位吊裝，焊接，有利條件是下部固定屋蓋可以為活動(dòng)屋蓋提供支撐，節(jié)省工期，等標(biāo)高安裝滿足結(jié)構(gòu)安裝精度高的要求。仔細(xì)考慮兩種方案，分片累積方案采用先連接分片區(qū)與臺(tái)車，利用臺(tái)車滑移，但這樣導(dǎo)致了滑移到位后，活動(dòng)網(wǎng)殼產(chǎn)生的水平位移對臺(tái)車產(chǎn)生較大的水平力，給臺(tái)車帶來不利影響，這一點(diǎn)無法克服，導(dǎo)致分片滑移方案不可行。高空拼裝方案可以利用臨時(shí)支撐將整個(gè)活動(dòng)網(wǎng)殼支撐住，而不利用臺(tái)車支撐，在整個(gè)活動(dòng)網(wǎng)殼拼裝完成，水平位移發(fā)生后，再安裝臺(tái)車，這樣保證了活動(dòng)網(wǎng)殼的水平位移不對臺(tái)車產(chǎn)生影響，基于這一點(diǎn)，最終選擇高空拼裝方案。3.活動(dòng)屋蓋網(wǎng)殼安裝1）總體安裝思路設(shè)

5、想a、在活動(dòng)屋蓋節(jié)點(diǎn)（鑄鋼件）位置布置支撐胎架，胎架設(shè)置通過兩根h型鋼臨時(shí)固定在屋蓋上弦桿上，臺(tái)車處單獨(dú)設(shè)置臨時(shí)支撐，確?；顒?dòng)屋蓋臨時(shí)支撐拆除前，活動(dòng)屋蓋拼裝完成，臺(tái)車不承擔(dān)荷載，活動(dòng)屋蓋單根構(gòu)件原位散拼到位。支撐布置如圖所示：b、活動(dòng)屋蓋安裝在活動(dòng)屋蓋處于全開狀態(tài)的位置進(jìn)行活動(dòng)屋蓋構(gòu)件拼裝，然后在固定網(wǎng)殼上搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)，用150噸履帶吊將鑄鋼件吊至安裝位置的平臺(tái)上定位固定好后，再安裝與鑄鋼件連接的管構(gòu)件，構(gòu)件安裝就位后與鑄鋼件焊接好。c、鑄鋼件及管構(gòu)件的吊裝選擇兩臺(tái)150t履帶吊機(jī)，分別在場內(nèi)、場外吊機(jī)行走路線上吊裝鑄鋼件和管構(gòu)件。d、考慮到如果不拆除固定屋蓋支撐，活動(dòng)屋蓋的重量將傳遞到固定

6、屋蓋支撐上，故在安裝活動(dòng)屋蓋時(shí)，先拆除固定屋蓋支撐?；顒?dòng)屋蓋自重荷載傳遞到固定屋蓋本身，通過計(jì)算表面，固定屋蓋完全可以承受活動(dòng)屋蓋荷載。2）臨時(shí)支撐的選用在活動(dòng)屋蓋節(jié)點(diǎn)（鑄鋼件）及臺(tái)車位置布置支撐胎架，支撐采用四肢格構(gòu)式形式，支撐通過兩根h型鋼臨時(shí)固定在屋蓋上弦桿上，支撐布置如圖所示，共設(shè)置320個(gè)支撐。通過計(jì)算，拱間支撐立柱采用單角鋼l140×14，主拱、次拱頂部支撐及活動(dòng)網(wǎng)殼周邊支撐四根立柱采用雙角鋼2l140×14，立柱間橫向及斜向采用角鋼l90×8進(jìn)行連接，頂部橫梁采用l140×14連接。四根主立柱垂直于大地支撐在固定網(wǎng)殼的球面上，固定網(wǎng)殼懸空的

7、地方由h型鋼h350×300×10×12與網(wǎng)殼支管連接，形成平面。臨時(shí)支撐四個(gè)定點(diǎn)與固定網(wǎng)殼用角鋼l100×10斜撐。臺(tái)車位置的鑄鋼件也采用雙角鋼2l140×14支撐，支撐在主拱弦桿上，保證臺(tái)車位置的豎向及側(cè)向荷載由支撐構(gòu)件而非臺(tái)車承擔(dān)。高空拼裝支撐點(diǎn)布置圖（單片網(wǎng)殼）3）施工平面布置圖及施工區(qū)域劃分主拱架和固定網(wǎng)殼安裝完成并且拆除固定屋蓋支撐后，開始安裝活動(dòng)屋蓋，活動(dòng)屋蓋在安裝過程中，施工作業(yè)面小，吊裝工程量大，根據(jù)構(gòu)件特征及選擇的吊裝方案，將本活動(dòng)屋蓋工程分成四個(gè)施工區(qū)，即施工a區(qū)、施工b區(qū)、施工c區(qū)、施工d區(qū)、施工a區(qū)d區(qū)這四個(gè)施工區(qū)相互對稱，兩臺(tái)履帶吊對稱施工。施工平面布置圖如下施工平面布置圖4）安裝步驟整個(gè)活動(dòng)屋蓋的安裝按以下步驟進(jìn)行：第一步：在下部固定屋