大跨度网壳（架）外扩拼装－拔杆接力转换整体提升施工工法（2008年）.doc

- PAGE 8 - 大跨度网壳（架）外扩拼装－拔杆接力转换整体提升施工工法 1.前言 2008年奥运会**馆钢屋盖为双层焊接球球面网壳结构，跨度133.06m，网壳厚度2.8m，矢高14.69m，顶标高为35.29m，屋盖下方为看台等混凝土结构。钢结构施工前先后论证了满堂红脚手架散拼法、微单元拼装法、整体顶升法、高空滑移法计算机动态控制的整体提升、吊装和计算机动态控制相结合等目前国内主要采用的网壳安装方法，都存在着措施费高，施工周期长，安全风险大等问题。根据该工程特点，最终确定采用网壳逐步外扩拼装，三圈拔杆群接力转换整体提升到位的安装方法，使得网壳拼装作业均在地面或低空进行，无需搭设大量的脚手架平台，措施费用低，降低了施工安全风险，保证了工程质量和进度，从而形成了一种新型的适用于大跨度网壳（架）安装的施工工法。2006年3月，经过北京市科技成果鉴定，评定该项施工技术达到国际先进水平。2007年4月，以该技术为核心的《巨型钢网壳综合安装技术研究》获北京市科学技术进步奖三等奖。该工法将传统的拔杆提升工艺与现代技术巧妙结合，适应于大跨度网壳（架）结构的安装，能够节约大量的措施费、节能环保效果显著。 2.工法特点 2.1采用独脚拔杆作为承载装置，便于安装和拆卸，拔杆采用圆管截面，便于在网格间自由穿插。 2.2采用滑轮组传动系统作为提升装置，操作简便，便于控制调整。 2.3 该工法可确保网壳（架）在结构面或地面位置拼装，减少高空作业，降低了措施费用和安全风险。 2.4网壳提升过程中的受力状态与设计工况受力状态相近，接力提升转换过程中可自动逐步卸载。避免了由于集中卸载对结构产生的不利影响。 3.适用范围 适用于网壳（架）高度在10m～40m之间、投影面积在3000㎡以上、形状基本对称的大型网壳（架）结构安装，包括焊接球网壳（架）和螺栓球网壳（架）结构。 4.工艺原理 利用网壳（架）由中心开始对称外扩拼装形成的空间刚度单元，以拔杆相互拉结形成的稳定体系为承重机构，以滑轮组为提升装置，网壳（架）外扩拼装与提升交替进行，各组拔杆逐步接力提升，将网壳（架）提升到位。装置示意图简图4.1，提升过程示意见图4.2。 图4-1 拔杆接力提升工艺图示 图4-2 拔杆接力提升过程图示（逐步外扩、接力提升） 5.工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程图（见图5.1） 图5.1施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 1、拔杆组数的确定 根据场地因素和结构外形特点，确定拔杆组数，在满足网壳可以在地面或低空拼装和结构安全的前提下，拔杆的组数应尽量少。 2、每组拔杆的数量和间距 根据施工验算结果确定，在满足网壳（架）变形和杆件应力的前提下，拔杆数量应尽量少，但不得少于4根，拔杆间距应尽量大。 3、拔杆位置 每组拔杆中各拔杆位置应在满足均匀对称的原则下，尽量设置在混凝土柱或梁上（当下部有混凝土结构时），同时严禁与网壳（架）球节点冲突，尽量避免与网壳杆件冲突（无法避让时按实际验算加固）。 4、拔杆截面及长度 拔杆长度根据网壳（架）提升高度确定，拔杆截面根据每根拔杆承载力和计算长度按稳定性验算确定。 5、滑轮组及钢丝绳（跑绳）选择 滑轮组及钢丝绳规格根据每根拔杆承担荷载进行选择。 5.2.2 5.2.3 网壳（架）拼装：根据网壳（架）下弦球的位置设置稳定的支撑装置，从壳体中心开始采用散拼法拼装 5.2.4 根据拔杆设置方案吊装、设置拔杆。拔杆底部设置支座，以避免拔杆对支承面的压强过大，防止拔杆下端移动。底座放置在混凝土结构面或地面上。如果拔杆设置在混凝土结构面上，应尽量设置在混凝土柱或梁上，并通过验算确定是否需要对结构加固。如果不能落到混凝土柱或梁上，可在楼板上预留洞口，拔杆穿过洞口立到地面上，此时需对地面的承载力进行验算，确保沉降量不影响施工质量和安全。 每一组拔杆顶部之间通过绷头绳互相拉结，如图5.2.4-1所示，每根拔杆均要设置由顶部拉结到混凝土结构或地锚上的缆风绳。缆风绳与地面的夹角不应大于45°。地锚的做法也要根据缆风绳受力情况进行验算确定。每根拔杆顶端设置对称的两个吊耳，每个吊耳上设置一组滑轮组。滑轮组跑绳在穿过楼板或转向时，严禁与混凝土结构摩擦；跑绳与滑轮所在平面的夹角必须小于5°。 图5.2.4-1 拔杆顶部绷头绳拉结示意图 每根拔杆顶部对称设置两个吊耳，如图5.2.4-2所示，在拔杆验算时应考虑两侧吊耳受力不均匀的影响，并采取相应措施。每个滑轮组与网壳（架）节点绑扎固定的位置和数量必须按方案执行。同一个滑轮下的各个球节点采用同一根钢丝绳穿过卡环拉结，使每个球节点受力均匀。钢丝绳的道数需根据承载力确定。 图5.2.4-2 拔杆顶部吊耳设置示意图 5.2.5安全检查：检查提升系统的拔杆、绞磨、钢丝绳、跑绳、缆风绳等安装就位。除了检查提升