大跨度双层空腹异形桁架整体提升施工工法.doc

大跨度双层空腹异形桁架整体提升施工工法

1前言

随着城市中心商业综合体的蓬勃发展，恢宏、大气的设计创新也日益突显，在满足功能要求的前提下，逐步向美观、新颖、独特的方向发展，大跨度钢桁架结构已成为现代商业群体建筑的时尚并引领潮流，外形由单一的平面规则形状向复杂的三维空间造型迈进，于是出现了大跨度双层空腹异形桁架结构。但往往由于大跨度双层空腹异形桁架结构施工方法不当，易导致钢结构施工精度低、施工速度慢、安全性能差、建造成本高，施工方法的选择成为制约大跨度双层空腹异形桁架结构施工工期和成本的重要因素，随之也面临大跨度双层空腹异形桁架结构施工的难题。

南沙青少年宫项目中庭为大跨度双层空腹异形桁架结构，中庭桁架部分分为3层、4层两部分，3层与4层之间由内环洞口跨层桁架和跨层弧形桁架连接。3层/4层由箱型钢梁、组合T型钢梁、H型钢梁；内环洞口跨层桁架由箱型上下弦杆、圆管斜腹杆组成；跨层弧形桁架由箱型上下弦杆、圆管斜腹杆组成，两端与圆管钢柱连接，最大跨度为50米。

依托南沙青少年宫项目，对大跨度双层空腹异形桁架的深化设计、加工制作、现场地面拼装、整体提升等进行研究，确保工程安全、快速施工的同时，降低施工成本，提高施工质量。保证项目施工的正常进行，并积累相关经验。并形成系统完善的技术，为类似大跨度双层空腹异形桁架施工应用提供技术指导。

中建三局第一建设工程有限责任公司在总结南沙青少年宫项目大跨度双层空腹异形桁架结构施工技术的基础上，形成了大跨度双层空腹异形桁架结构施工工法，并为今后类似结构施工起指导作用。

图1.1广州南沙青少年宫项目整体模型图

图1.2大跨度双层空腹异形桁架整体实体图

2工法特点

2.1采用BIM技术，解决钢结构施工难题

利用BIM技术进行三维建模，对整个大跨度双层空腹异形桁架结构施工进行全过程吊装模拟，对钢结构起重吊装方案进一步分析验证，确定最优的施工顺序和钢结构

吊装方案，保证施工质量和安全。

采用BIM技术对大跨度双层空腹异形桁架结构进行三维建模深化设计，将构件的整体形式、分段情况、尺寸和要求、连接方法等详细地表现到深化设计图纸中，用于构件工厂加工制作并辅助现场安装有效解决构件加工制作及安装难题。

2.2采用三维空间定位测量技术，保证施工精度

采用一种可拼装可调节的拼装胎架进行桁架的地面拼装，实现桁架拼装合格率≥95%。

采用BIM技术在三维空间模型提取构件理论测量坐标控制点，采用全站仪和三维坐标相结合的方式进行三维空间定位测量，控制大跨度双层空腹异形桁架结构拼装精度，偏差值≤3mm，安装标高准确，控制在±3mm。

2.3采用整体提升施工技术，保证施工质量、进度、安全

采用“超大型液压同步提升施工技术”将其整体提升到设计标高，再进行对口处的杆件焊接，将大大降低现场高空的施工量和施工难度。

2.4采用全过程监测技术，保证施工质量和安全

采用变形和应力监测技术，可以对结构安装过程中的变形和应力进行实时监测，保证施工质量和安全。施工完成后进行同步分级卸载，并做好卸载过程的跟踪测量和沉降观测，保证施工质量和安全。

3适用范围

本施工工法适用于大跨度双层空腹异形桁架结构施工，亦适用于其他大跨度桁架整体提升施工技术指导。

4工艺原理

4.1采用BIM技术，解决钢结构施工难题

利用BIM技术进行三维建模，对整个大跨度双层空腹异形桁架结构施工进行全过程吊装模拟，对钢结构起重吊装方案进一步分析验证，确定最优的施工顺序和钢结构吊装方案，保证施工质量和安全。

采用BIM技术对大跨度双层空腹异形桁架结构进行三维建模深化设计，将构件的整体形式、分段情况、尺寸和要求、连接方法等详细地表现到深化设计图纸中，用于构件工厂加工制作并辅助现场安装有效解决构件加工制作及安装难题。

采用BIM技术对现场作业人员进行三维可视化技术交底和安全交底，使作业人员理解大跨度双层空腹异形桁架结构施工要点，施工过程中做好安全防护，保证施工安全。

4.2采用MidasGen有限元分析技术，保证施工安全

采用MidasGen有限元软件对临时支撑胎架、大跨度双层空腹异形桁架结构进行施工验算分析，确定最优的临时支撑胎架设计。大跨度双层空腹异形桁架结构施工前搭设的支撑胎架和支撑卸载后的钢桁架结构在荷载最不利组合下的竖向位移、变形、应力，通过MidasGen有限元软件建模进行全过程模拟分析，再根据分析结果调整施工措施，提高钢桁架结构的施工安全和施工质量。

4.3采用三维空间定位测量技术，保证施工精度

采用一种可拼装可调节的拼装胎架进行桁架的地面拼装，实现桁架拼装合格率≥95%。

采用BIM技术在三