胡涛 童海杰 郭婵嫣
浙江精工钢结构集团有限公司 浙江绍兴 312000
摘要:本文采取案例分析的方式,以xxx体育馆张弦梁无盖钢结构作为主要的研究对象,从多个角度展开分析与讨论,分析其施工管关键技术,为他人带来理论基础。
关键词:体育馆;张弦梁无盖钢;施工技术
1、工程概述
xxx体育馆的主体结构属于钢筋混凝土框架结构,其建筑面积为3567m2,体育馆的屋盖为倾斜9.6%的平面屋面,采取张弦梁无盖钢结构,其中在该工程中张弦梁钢结构材质为Q345B,其结构模型见图1.
图1 xxx体育馆屋盖张弦梁结构模型
2、本工程的重点
从整体角度分析,在本工程的施工过程中受到主客观因素的影响,导致各类问题层出不穷,其中主要包括四点:第一是张弦梁跨度比较大,并且吊装质量大;第二是张弦梁组装精度以及焊接质量要求比较高;第三是屋盖形状是倾斜平板,虽然跨度相同,但是张弦梁拉锁张力却不尽相同;第四是因为多方面的限制,其施工工期比较紧张,现场拼装以及吊装的构建比较多,交叉施工十分严重。
3、张弦梁无盖钢结构的流程与安装技术
3.1 安装工艺
从整体角度分析,屋盖钢结构安装工艺流程涉及到的内容比较多,包括了施工准备、组装场地整理、放线、焊接、防火涂料涂装、面漆涂装、张弦梁组合件吊装、金属屋面板的安装、竣工。
3.2 施工准备
积极做好施工准备意义重大,其中张弦梁钢结构的吊装主要采取了工厂加工、分段运输、现场组装等各方式,其中需要在体育馆的操场上整理出一块拼装场地,保证场地的平整性,并且在拼装的时候需要严格按照实际的发展情况将钢板箱进行铺设,保证其平整性与稳固性。
3.3 吊机的选择与吊装顺序
在选择吊机的时候需要严格按照屋盖张弦梁无盖钢结构的形式以及相关的数据,并且在经过论证之后采取跨外机械吊装的方式,简而言之便是需要将屋盖钢结构划分为多个吊装单位,在地面拼装之后应用吊机进行吊装到位,并且在空中安装各个单元件的杆件。其中需要注意的一点是张弦梁组合单元最大的吊装质量是35t,并且吊机需要选择LTM1500型5000kN全液压汽车式起重机进行吊装,此外还需要配备一台汽车式起重机,将其应用在现场构件卸车以及构件组装,还有是在吊装的时候,构件吊离胎架50cm的时候则需要停止提升,要对张弦梁的挠度进行检查,这样在没有问题之后才可以继续进行起吊,等到张弦梁组合件安装完成之后,需要做好杆件等的安装,并且要实现其稳定性,保证其安全。
3.4 张弦梁组合单元吊装工况盈利以及变形分析
通常情况下在进行吊装之前需要采取大型的通用有限元软件实现变形与应力的验算与检查,其中依据有限元分析可以了解到,在吊装状态下构件最大应力为120n/mm2,且满足基本的吊装设计要求。
4、拉索施工工艺流程与技术
4.1 施工顺序
毋庸置疑,在该体育馆的施工过程中需要多角度的进行分析与探究,积极做好拉索施工,并且还要进一步确定拉索的张拉顺序,其中在一个吊装单元地面拼装完成之后要进行拉索的张拉,以此控制吊装单元的跨中挠度,其中经过计算分析可以了解到各个吊装单元拉索张拉所里是440kN,并且在准备吊装的时候,需要保证各个单元间构件的安装,其中需要注意的一点是第8榀和第9榀主梁之间的杆件以及两边 端部杆件未安装之前,进行除吊装单元的拉索外的其余拉 索的安装和张拉,继而进行吊装单元下拉索的第2次张拉。最后进行第8榀和第9榀主梁之间的杆件以及两边端部杆件的安装。在安装第11榀主梁时,在跨中设置临时支撑胎架,在屋盖结构全部安装完成且拉索张拉完成后拆除。
4.2 拉索张拉施工流程
从本质上分析,在地面吊装单元下拉索安装与张拉的时候,需要将其张拉索力设定在440kN,且在进行第二批拉索张拉的时候,需要严格遵循相应的顺序,并且保证从中间向两边对称张拉,第一步是在地面进行吊装单元的拼装,并且安装和张拉下拉索,第二步是将各个吊装单元逐渐吊装就位,安装中间杆件;第三步是按照该规律进行安装;第四步是按照相应的顺序进行第二批张拉索张拉;第五步是按照顺序进行第一批张拉索张拉;第六步是安装剩余的杆件。
4.3 拉索张拉施工技术
在拉索张拉之前,需要采取大型结构分析软件对张拉过程加以分析,并且模拟张拉的过程,并且对施工全过程进行力学分析,经过分析得知,等到拉索全部完成之后,其结构最大下挠位移接 近于0 mm,说明拉索张拉基本能平衡结构自重。在安装 剩余杆件后最大下挠位移为-13.5 mm,该点出现在剩余 杆件的悬挑部位。总体来说,整体结构施工全过程中钢结 构最大等效应力、最大上拱位移、最大下挠位移分别为 76.0 MPa、19.9 ml/l、-67.6 mm,其中在张拉过程中钢结构的等效应力需要维持在较低的水平,其中张拉设备见图2
图 张拉设备
在整个张拉过程中需要多角度的分析与研究,对诸多因素加以分析,比如有的张拉设备可以会发生故障,或者突然停电,张拉过程不同步,结构变形超限等等,所以需要全面分析,制定切实有效的对策,这样才能从本质上保障张拉的安全性与可靠性。
5、做好监测工作
无论从宏观角度还是微观角度分析均可以清楚的了解到拉索过程是动态的过程,其过程是从零状态朝着初始态进行转变的,其中钢结构安装误差、拉索制作安装误差等多个因素的影响,会在一定程度上导致实际结构状态与分析模型之中有着一定的差异,所以在新时期需要从本质上出发,实现对拉索预应力施工的检测,并且利用检测对拉索张拉索力、关键节点位移等加以对比,分析其中所存在的差异,掌握施工阶段的各项结构状态,这样才能从根本上保证拉索施工处于可控状态,才能从本质上保障施工的安全性,为后期施工奠定基础与保障。
结语:
在体育馆建筑屋面中张弦梁结构是较为常见的一种形式,需要加以重视,其中要根据实际的发展情况明确安装工艺,并且还要从自身结构特点、周边环境、安装设备等诸多内容加以分析与确定,其中在本次研究中从多个方面进行了分析与研究,包括了张弦梁无盖钢结构的流程与安装技术、拉索施工工艺流程与技术,以此为同类工程的发展提供理论基础与保证。
参考文献:
[1]薛伟辰,刘晟,苏旭霖,陆平. 上海源深体育馆预应力张弦梁优化设计与试验研究[J]. 建筑结构学报,2008(01):16-23.
[2]赵思远,郭彦林,张旭乔,张博浩. 张弦梁平面外弹性稳定性能研究[J]. 工程力学,2013,30(12):49-56.
论文作者:胡涛,童海杰,郭婵嫣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/30
标签:拉索论文; 结构论文; 钢结构论文; 体育馆论文; 单元论文; 位移论文; 组合论文; 《防护工程》2018年第8期论文;