上海f1國際賽車場鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

1、上海fl國際賽車場鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)1工程基本情況1.1 工程概況上海F1國際賽車場位于上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)，是一座具有世界一流水準(zhǔn)的公共建筑。整個賽車場包括賽道、主、副看臺、新聞中心、空中餐廳等各種配套設(shè)施。圖1上海F1國際賽車場主看臺和新聞中心、空中餐廳看臺部分及新聞中心、空中餐廳是整個工程的主體結(jié)構(gòu)，造型新穎別致。主、副看臺屋蓋均為懸臂鋼結(jié)構(gòu)，其中主看臺為獨(dú)立大鋼柱與大懸臂工字形鋼梁、連接梁組成，空間結(jié)構(gòu)總重量為5800to新聞中心和空中餐廳的上部結(jié)構(gòu)為大跨度鋼桁架空間體系，無論在跨度覆蓋空間和使用功能上都具有極大的優(yōu)越性和競爭性，空間桁架結(jié)構(gòu)具有受力合理，抗震性能好的特點(diǎn)。新聞中心、空中

2、餐廳總重量為5700t。1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主看臺設(shè)計采用一般體育場大跨度、大空間的特點(diǎn)，與以往工程不同的是整個屋蓋設(shè)計成兩頭懸臂式樣，中間采用獨(dú)立勁性鋼柱為支承點(diǎn)。整個屋蓋系統(tǒng)荷載全靠獨(dú)立勁性鋼柱承擔(dān)及平衡，對結(jié)構(gòu)整體撓度及安裝要求非常高。在主看臺兩端各有一座輔助建筑：新聞中心和空中餐廳。這兩個建筑為對稱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上部呈梭形狀，為鋼框架體系，梭形的兩端分別座落在主看臺及硅塔樓頂上。梭形結(jié)構(gòu)由兩根巨型鋼桁架及鋼桁架之間的聯(lián)系梁組成。結(jié)構(gòu)的全部荷載通過兩根鋼桁架傳給硅筒體與主看臺結(jié)構(gòu)。為了使力傳遞明確，在鋼桁架兩端各設(shè)置了一道轉(zhuǎn)換桁架，利用轉(zhuǎn)換桁架直接將荷載傳給硅立柱。由于荷載明確從而有利于巨型桁架

3、的設(shè)計，可以降低整個建筑的含鋼量指標(biāo)。圖2主看臺懸臂結(jié)構(gòu)和新聞中心、空中餐廳桁架結(jié)構(gòu)圖3主看臺懸臂鋼結(jié)構(gòu)安裝3.3巨型鋼桁架的安裝巨型鋼桁架兩端通過轉(zhuǎn)換桁架與主看臺及硅塔樓連接，兩根鋼桁架之間通過聯(lián)系梁連接，組成一個空間框架體系。巨型鋼桁架為箱型截面，跨度達(dá)135.73米，單根重量在550噸左右，跨中頂標(biāo)高40.633米，底標(biāo)高28.326米，賽道從跨下橫穿而過。對于這樣的鋼桁架，我們首先想到地面組裝、空中整體安裝的方法，既能保證施工質(zhì)量，又能滿足進(jìn)度要求，但是該方案馬上被否定，原因是要將550噸重的鋼桁架一次安裝到位，沒有超大起重量的吊機(jī)是不行的，根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備考慮，決定放棄該方案。于是

4、，我們又提出采用提升工藝，但是經(jīng)過仔細(xì)分析，這種工藝不太適合本工程，因?yàn)殇撹旒芤欢耸撬牵鳛樘嵘Ъ苁菦]問題的，而另一端是主看臺，側(cè)向都是空的，沒法作為提升支架用，如果要加固的話，工作量肯定很大，從經(jīng)濟(jì)上分析是不合算的。唯一可行的辦法只能采用分段安裝。雖然分段安裝的方案是可行的，但是真正實(shí)施是有一定難度的。因此，在施工過程中我們盡量從以下幾方面下工夫：a）我們要求工廠進(jìn)行鋼桁架的預(yù)拼裝，以便保證現(xiàn)場施工質(zhì)量。b）嚴(yán)格控制鋼桁架連接點(diǎn)的位移及標(biāo)高，包括與硅連接處的位移及標(biāo)高，這是直接影響安裝質(zhì)量的因素。c）臨時支架使用前對承受荷載的路基一定要進(jìn)行處理，使路基地耐力及平整度達(dá)到使用要求。d）為了

5、保證鋼桁架對接口位置準(zhǔn)確，臨時支架的高度必須進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)算，而且支架表面平整度要好。e）為了解決臨時支架的穩(wěn)定問題，我們擬采用型鋼及浪風(fēng)鋼絲繩進(jìn)行加固?？拷杞Y(jié)構(gòu)的臨時支架通過型鋼與結(jié)構(gòu)內(nèi)埋件連接固定，其余獨(dú)立支架可用浪風(fēng)鋼絲繩臨時固定，并且相鄰兩個支架之間還可用型鋼進(jìn)行拉接。分段安裝方案至少有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：a）通過對鋼桁架進(jìn)行分段，減少吊裝起重量，在施工機(jī)械的選用上有更大的余地。b）可以保證連續(xù)施工，滿足工廠的制作、拼裝周轉(zhuǎn)時間。為保證施工方案能夠有效實(shí)施，在施工前須經(jīng)過一些驗(yàn)算分析：a）對鋼桁架分段后的確切重量一定要核實(shí)。b）對節(jié)點(diǎn)處支架的受力情況要掌握清楚。c）300t履帶吊的工況性能通過

6、驗(yàn)算要如實(shí)反映。圖4空中餐廳巨型桁架吊裝3.4臨時支撐卸載為了確保卸載過程的安全，首先，我們將整個結(jié)構(gòu)，包括臨時支架在內(nèi)，建立一個模型，通過計算軟件分析得出卸載前每個臨時支架的受力情況。其次，根據(jù)計算確定支架拆除順序及卸載量，由于考慮支架的承受能力，拆除過程分幾次完成。最后，通過計算我們還可以知道在卸載過程中荷載是如何轉(zhuǎn)換的，又是如何回歸至零。卸載時荷載對整個結(jié)構(gòu)的沖擊力比較大，因此卸載前一定要確保整個結(jié)構(gòu)已連成一個整體，防止結(jié)構(gòu)局部受力不均，造成破壞。4工程實(shí)施與效益上海F1國際賽車場鋼結(jié)構(gòu)工程具有施工難度大、施工工期緊、設(shè)計要求高、技術(shù)含金量高等特點(diǎn)。針對大跨度、大噸位、超長懸臂鋼結(jié)構(gòu)和巨

7、型空中桁架結(jié)構(gòu)的工程特點(diǎn)和施工難點(diǎn)，經(jīng)過研究開發(fā)和技術(shù)方案優(yōu)化，在主看臺鋼結(jié)構(gòu)安裝中采用“單機(jī)起吊、空中接力、雙機(jī)抬吊”的施工工藝，在新聞中心、空中餐廳的鋼結(jié)構(gòu)安裝中采用“分段雙機(jī)抬吊安裝，支架承重；空中對接，整體卸載”的施工工藝，解決了施工場地限制、施工機(jī)械能力限制等問題，攻克了特殊施工工藝的一些關(guān)鍵難點(diǎn)，達(dá)到了業(yè)主和設(shè)計要求，通過大家一致努力，順利完成該工程，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。4.1 經(jīng)濟(jì)效益在主看臺懸臂主梁的安裝中，由于施工方案的優(yōu)化，在確保安全的前提下改進(jìn)臨時支撐措施，降低施工成本數(shù)十萬元。在新聞中心、空中餐廳巨型鋼桁架的安裝中，利用公司廢舊的塔吊設(shè)備，作為臨時支撐，取代原設(shè)計采用鋼管或型鋼作為臨時支撐，既經(jīng)濟(jì)又安全，節(jié)約成本四十多萬元。另外，原方案新聞中心、空中餐廳鋼桁架在隧道頂板上進(jìn)行拼裝，因此需對頂板進(jìn)行加固，加固材料采用型鋼。后來通過驗(yàn)算優(yōu)化，利用腳手管加固就能滿足荷載要求，比原方案節(jié)約了三分之一成本，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。4.2 社會效益主看臺懸臂主梁安裝時，270t履帶吊行走道路與外圍排架腳手相碰