9.2超大空間單層斜交網(wǎng)殼施工

筑造】超大空間單層斜交網(wǎng)殼施工這樣做，學(xué)到了！體育文化與會展建筑作為城市文化的重要載體，已成為衡量城市開放度、活力和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志之一。為推動該類建筑高質(zhì)量發(fā)展，提高綠色化、工業(yè)化、數(shù)字化建造水平，“施工技術(shù)”公眾號將以“筑造·城市活力地標(biāo)”欄目形式分享近年來典型工程的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。1施工圖階段的設(shè)計(jì)管理深圳國際會展中心項(xiàng)目由18個(gè)20000座展廳（16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)展廳及2個(gè)具有會議功能的展廳）、1個(gè)50000座展廳、貫穿南北的中央廊道及南北登錄大廳組成。C10登錄大廳位于項(xiàng)目東北側(cè)，下部為鋼框架，地下1層，地上4層，屋蓋為樹杈柱+單層斜交網(wǎng)殼。登錄大廳屋蓋如圖1所示。圖1登錄大廳屋蓋2施工技術(shù)施工方案C10登錄大廳屋蓋網(wǎng)殼采用片狀單元地面拼裝+胎架臨時(shí)支撐+高空原位安裝的方法。施工時(shí)將屋蓋劃分為59片網(wǎng)片單元（見圖2），最長39.8m，最重60.8t。網(wǎng)片單元拼裝在地下室頂板使用50t汽車式起重機(jī)完成。圖2屋蓋網(wǎng)殼分片施工前對屋蓋網(wǎng)殼進(jìn)行三維建模，以網(wǎng)格斜交點(diǎn)坐標(biāo)作為測量控制點(diǎn)來保證施工精度，同時(shí)因屋蓋網(wǎng)殼分片高低起伏較大，為降低地面拼裝難度，對網(wǎng)片控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換，使各測量控制點(diǎn)盡量貼近一個(gè)平面，降低網(wǎng)殼拼裝高差，減小高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。支撐胎架體系根據(jù)分片情況，設(shè)計(jì)成胎架柱+頂端分配梁的形式（見圖3）。胎架柱共122根，采用圓管支撐+標(biāo)準(zhǔn)格構(gòu)式支撐組合的形式，圓管支撐截面為Ф609×16，由多段組合而成；標(biāo)準(zhǔn)式格構(gòu)支撐胎架為2m×2m四肢格構(gòu)柱形式，根據(jù)需要，將胎架制作成4，2，1m3種標(biāo)高進(jìn)行組合。在支撐柱頂，設(shè)置8排雙拼HM588×300×12×20通長分配梁，網(wǎng)片單元由分配梁上工裝立柱進(jìn)行支撐，共126個(gè)支撐點(diǎn)。圖3支撐胎架施工流程登錄大廳下部鋼框架密集，屋蓋網(wǎng)殼凈空高，地上部分施工時(shí)，優(yōu)先施工屋蓋及其支撐結(jié)構(gòu)，待網(wǎng)殼卸載后，再插入鋼框結(jié)構(gòu)施工。網(wǎng)殼分為2個(gè)階段進(jìn)行卸載，第1次卸載完成后，下部鋼框結(jié)構(gòu)即可插入施工。網(wǎng)殼施工為自西向東。圖4重合區(qū)及卸載線示意整體施工流程為：網(wǎng)片單元拼裝→支撐柱、支撐胎架施工→鑄鋼件施工→網(wǎng)片單元吊裝→網(wǎng)殼桿件嵌補(bǔ)→樹杈柱安裝→第1階段卸載→重合區(qū)框架穿插施工→第2階段卸載→施工完成。支撐體系設(shè)計(jì)1）胎架整體設(shè)計(jì)將屋蓋網(wǎng)殼劃分為7排共59片，每排網(wǎng)片南北兩側(cè)設(shè)置通長分配梁，分配梁共8排，由圓管支撐胎架柱或四肢格構(gòu)式支撐胎架柱支撐。胎架設(shè)計(jì)如圖5所示。圖5胎架設(shè)計(jì)登錄大廳地下室頂板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在高低跨、洞口、室外地面等，為使支撐胎架柱能穩(wěn)定安裝，針對不同類型地面進(jìn)行柱腳分類設(shè)計(jì)（見圖6）。圖6支撐柱腳設(shè)計(jì)支撐胎架柱頂部與分配梁采用圍焊形式，并使用精軋螺紋鋼貫穿，增加側(cè)向穩(wěn)定性。支撐柱與分配梁連接節(jié)點(diǎn)如圖7所示。圖7支撐柱與分配梁連接節(jié)點(diǎn)胎架柱間設(shè)置水平支撐桁架，以提升體系穩(wěn)定性。桁架主桿為HN300×150×6.5×9，為加強(qiáng)水平方向抗風(fēng)強(qiáng)度，主桿腹板按水平方向放置。分配梁頂端設(shè)置H型鋼工裝立柱，使用碼板與網(wǎng)片臨時(shí)連接。3）登高設(shè)施因胎架體系較高，施工時(shí)設(shè)置垂直樓梯，供操作人員上下。網(wǎng)片單元地面拼裝網(wǎng)殼深化分片時(shí)，以網(wǎng)片長度方向構(gòu)件作為主桿，斜交方向作為嵌補(bǔ)次桿，拼裝時(shí)網(wǎng)格片橫放調(diào)平，盡量減小高低差，胎架底座根據(jù)放線設(shè)置，優(yōu)先對接主桿，并控制其關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，無誤后再進(jìn)行次桿拼裝。網(wǎng)片單元吊裝網(wǎng)片單元采用四點(diǎn)吊裝方法（見圖8），吊耳根據(jù)計(jì)算合理設(shè)置在斜交點(diǎn)上，吊耳與網(wǎng)殼全熔透焊接。履帶式起重機(jī)選用塔式工況，具有足夠的起重性能和吊裝半徑，仰角87°，能避免高聳胎架體系卡桿問題。網(wǎng)片卡桿碰撞分析如圖9所示。圖8網(wǎng)片四點(diǎn)吊裝圖9網(wǎng)片卡桿碰撞分析鋼絲繩選擇型號為6×37S+FC，公稱抗拉強(qiáng)度為1700MPa，直徑為56mm鋼芯。選擇強(qiáng)度等級為六級、極限工作荷載400kN的卡環(huán)。因網(wǎng)片拼裝時(shí)為水平橫放，吊離胎架后，需在低空使用手拉倒鏈?zhǔn)蛊湎鄬ψ鴺?biāo)恢復(fù)。鑄鋼件吊裝登錄大廳鑄鋼件共計(jì)24個(gè)，構(gòu)件管徑為1300mm，管徑最大厚度為80mm；最大構(gòu)件外接尺寸為2.15m×2.46m×3.25m，最大構(gòu)件重23.2t。鑄鋼件采用2根鋼絲繩兜吊形式（見圖10），鋼絲繩型號為6×37S+FC，直徑28mm。圖10鑄鋼件兜吊3施工仿真分析采用有限元分析軟件MIDAS/Gen，對登錄大廳整個(gè)施工過程進(jìn)行仿真分析。履帶式起重機(jī)樓板作業(yè)驗(yàn)算1）模型建立登錄大廳地下室頂板為400～450mm厚無梁樓蓋，分析采用400mm厚板，模型采用4×7跨平板結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)藍(lán)圖驗(yàn)算配筋。平面板網(wǎng)格劃分寬度為0.6m，柱頭連接采用柱截面尺寸。2）邊界概況登錄大廳地下室1層所有柱底固定6個(gè)方向自由度。3）荷載概況及組合恒荷載（D）：結(jié)構(gòu)自重，軟件自動計(jì)算；活荷載（L）：取履帶式起重機(jī)吊裝工況臂桿與履帶垂直情況進(jìn)行計(jì)算；荷載組合（履帶式起重機(jī)吊裝工況）：1.2×恒荷載（D）+1.4×活荷載（L）。模型計(jì)算中采用2組履帶式起重機(jī)荷載進(jìn)行對比分析（見圖11，圖中左側(cè)為最大履帶式起重機(jī)荷載布置在跨中，右側(cè)為最大履帶式起重機(jī)荷載布置在兩柱上托板之間）。圖11荷載布置計(jì)算結(jié)果針對地下室頂板室內(nèi)與室外區(qū)域1.2m高低跨，設(shè)計(jì)履帶式起重機(jī)行走坡道。坡道結(jié)構(gòu)形式采用HW400×400×13×21工字鋼作為坡道主梁及立柱支撐，