深圳宝安体育场屋盖系统钢结构施工技术:3万农村钢结构房图片

时间：2019-04-01 03:19:05　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：深圳宝安体育场屋盖系统为车辐式张拉[1]结构，用钢量小，施工速度快，造型轻盈。但大量的销轴连接、外压环采用超大法兰端板通过高强螺栓[2]对接，加之索结构定尺定长的设计，对钢结构的制作和安装精度提出了极高的要求。本文针对该工程的这一特点，对如何确保钢结构的顺利施工及精度控制进行了研究和讨论。
　　关键词：外压环；张拉；精度
　　Abstract:As a spoke style tension structure，The roof of Shenzhen Baoan stadium with a light modeling which comsumes a small amount of steel, can be quickly constructed. But a large number of pin connections, and the adoption of large flange connected by high-strength bolts , what"s more, the length of the cable is unchangeable, these made very high accuracy requirements of the fabrication and installation of steel structures. In this paper, , how to ensure the smooth steel construction and precision control are studied and discussed on account of the characteristics of the project.
　　 Key words: compression ring；tension；accuracy
　　中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
　　
　　一工程概况
　　深圳宝安体育场作为2011年深圳大学生运动会比赛场馆（图1），工程总用地面积为12.3565万m2，总建筑面积为10.0491万m2，地下室2.6625万m2，设计座位4万个，设计使用年限为50年。宝安体育场屋盖系统采用先进的张拉索膜结构，立面柱子交错布置形成“竹林”效果，既承受屋盖的重量，又有节节高的寓意。宝安体育场由柔性屋盖结构与支承柱组成。柔性屋盖结构由外压环、内拉（索）环以及连接内外环的索桁架组成，两个轴的长度为237m×230m。环平面投影尺寸为129m×122m。外环梁最高点和最低点之间高差为9.65m；钢箱梁[3]截面呈“目”字形，尺寸1.8m×1.1m且水平放置。由于外环梁轴线并非在一平面内，径向索力作用使环梁下的支承柱部分承受拉力作用。柔性索桁架共36榀，其上下弦布置呈内凹形，最大跨度54m，由飞柱、上下弦索以及连接上下弦的竖向拉索组成。飞柱18m，采用圆钢管截面。内环采用两层柔性索，每层水平放置3根，分别连接在索桁架飞柱的上下两端。整个屋盖结构基本是一个张拉成型自平衡受力体系，放置在36根环形布置的支承柱上。支承柱并非竖直放置，而是向外侧倾斜，均为圆形钢管制成，支承柱中包括8根A字形柱，即由两个分肢组成，在与外环梁连接处交会。A字型柱在整体屋盖结构中主要提供抗侧刚度。
　　1效果图
　　
　　a)深圳宝安体育场效果图 b)平面尺寸
　　图 1深圳宝安体育场
　　屋盖造型呈马鞍面并覆盖白色PTFE膜，类似片片“白云”。“竹林”与“白云”（图1a）的有机结合使整个建筑显得非常轻盈通透，无压迫感。
　　2主要剖面图及其主要参数
　　宝安体育场的屋盖是双层车辐式张拉结构，由柔性屋盖结构与支承柱组成。柔性屋盖结构由外压环体系（包括压环箱梁及支撑柱）、内拉（索）环以及连接内外环的索桁架组成（图2a）。外环梁是一个位于马鞍面上的空间曲梁，钢结构最高点标高35.2m；外环梁为单层钢箱梁，内设加劲板，截面呈倒放的“目”字形。由于外环梁轴线并非在一平面内，径向索力作用使环梁下的支承柱部分承受拉力作用。柔性索桁架共36榀，其上下弦布置呈内凹形，最大跨度54m，由飞柱、上下弦索以及连接上下弦的竖向拉索组成。外压环外侧由起装饰作用的幕墙柱、幕墙环梁组成（图2b），与外压环一起形成“竹林”的效果。
　　
　　a)结构整体剖面示意图 b)钢结构剖面图
　　图2 结构剖面图
　　飞柱（图2a Flying column）高18m，采用圆钢管截面。内环（图3a）采用两层柔性索，每层水平放置3根，分别连接在索桁架飞柱的上下两端；两个相邻径向索桁架之间还布置有多道环向索以及圆管截面的钢拱，钢拱上覆PTFE膜。整个屋盖结构基本是一个自平衡受力体系，支撑在36根环形布置的主结构柱上。主结构柱并非竖直放置，而是向外侧倾斜，均为圆形钢管制成，支承柱中包括8根A字形柱，即由两个分肢组成，在与外环梁连接处交会。A字型柱在整体屋盖结构中主要提供抗侧刚度。
　　
　　图 3屋盖主结构单元示意图
　　3主要构件及节点形式
　　3.1压环箱梁箱体翼缘与腹板之间焊缝如下图所示，箱体与法兰端板之间的焊缝为二级焊缝。
　　
　　a) 压环箱梁端部 b) 压环箱梁法兰端板
　　
　　c) 压环箱梁截面尺寸d) 压环箱梁组合焊缝
　　图4 压环箱梁
　　压环箱梁长度长，重量重，加之法兰端板与箱体之间的角度变化不一而巨大的法兰端板之间采用高强螺栓连接（图4a、b），要求法兰端板之间贴合紧密，还要保证压环箱梁的角度和合拢精度。另外，索结构定长索的采用，也在客观上提高了对钢结构安装精度的要求，因此压环箱梁的制作和安装精度控制对宝安体育场屋盖系统工程施工的成败至关重要。
　　
　　图5 主结构柱A型与压环箱梁连接节点图 6 法兰端板定位示意图
　　3.2主结构柱A型（图5）与压环箱梁之间节点形式复杂，采用超大法兰端板通过高强螺栓连接，既要保证端板贴合紧密，又要确保钢柱之间的角度正确，稍有不对，要么柱脚无法安装，要么柱顶节点无法准确对位，制作安装难度大。
　　宝安体育场屋盖结构独特的马鞍面的造型、竹林柱的支承效果，使得车辐式张拉结构的设计与施工具有较大的难度。同时由于这类结构“形”与“力”的紧密相关性，造就了其结构设计与施工之间的紧密相关性。
　　
　　二钢结构施工
　　1安装总体思路
　　针对本工程精度要求高，国内相关经验缺乏的现状，我们根据以往其他钢结构工程施工的经验，为保证钢结构安装的安全和质量，结合现场实际与索结构施工工艺流程（图7）进行方案比对，确定了“分区施工、流水作业，先内后外、先主后次，分段吊装、高空成型，大型吊机、场外作业”的施工总体思路，有序组织，合理穿插，确保工程快速、顺利进行并满足设计和规范规定的质量要求，为下道工序——索膜张拉创造有利的条件。
　　钢结构安装前，对结构进行电脑模拟计算，设计承载力满足施工荷载及便于施工操作的临时支撑胎架，并结合计算结果对局部结构进行加固处理。使结构在交付给索膜专业时保证其空间稳定性。钢结构卸载采用双轴对称同步卸载，胎架拆除后，移交给索膜专业使用。

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