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双扭曲空间钢管桁架屋面结构工程
作者:admin 单位:金沙娱樂城
沧州体育场位于狮城沧州市运河区北京路北侧,占地约343621平方米,总建筑面积63626万平方米,总座椅数31836个。该体育场主体形象采用沧州铁狮子的莲花宝座造型,由20片莲花瓣形状的PTFE膜材罩棚构成。
沧州体育场主体结构为钢筋混凝土框架结构,地上四层,屋盖结构为椭圆形空间钢管桁架结构体系。屋盖的椭圆形结构长轴长271米,短轴长231米。整个屋盖结构由20组环形桁架单元体沿椭圆形结构布置而成。每组环形桁架通过斜撑支撑在看台E轴的三层结构柱上,底脚支座位于F轴一层结构柱上。每组环形桁架单元体由2榀主桁架、2榀次桁架、2榀封边桁架和系杆组成。每榀桁架均由空间三维曲线组成,截面呈倒三角形,最大截面高4.5米、宽3米。钢桁架最高点中心标高达42.1米。上、下弦杆主要截面为Φ273×8~Φ273×18,腹杆主要截面为Φ168×8、Φ219×12,材质均为Q345B。屋盖钢结构工程用钢量约4000吨。
 
沧州体育场双扭曲空间钢管桁架屋面结构工程
 
沧州体育场钢结构吊装完成
 
结构形式复杂,安装难度大,需设置大量临时支撑
 
主、次桁架弧长最长达65米,投影长度达48米,桁架顶标高最高为42.1米,单榀最重达50吨,支点分别支撑于一层和三层结构柱上,每榀桁架均为空间三维构造,空间定位困难,且桁架吊装到位后,需设置可靠的支撑。如何确保吊装安全可靠且保质保量地完成钢结构安装是本工程最难、最重要的一点。
解决对策:使用大型的履带吊车进行吊装,并将桁架进行合理的分段,在分段点处设置支撑。桁架的支撑选用标准长度的Φ609×16圆管,圆管间使用Φ133×12钢管作为系杆进行拉结。根据支撑高度的不同,Φ609×16圆管作为主桁架的支撑时可组拼成两种形式:一种为门式,设置在主桁架以及次桁架两个分段之间,组成门式框架结构;另一种为三角形,设置在主桁架与内封边桁架接口位置。由于门式支撑设置在看台结构上,为保证结构安全,在门式支撑架下设置横向转换梁,并在下部混凝土梁使用碗扣脚手架进行加固。另外,该工程要在支撑顶部焊接操作平台,保证施工人员的操作安全。
 
桁架均为双扭曲空间桁架,截面较大且为弧形,如何保证拼装精度,且拼装成适合吊装的分段是本工程的难点
 
本工程主要杆件均为钢管,最大的钢管直径达到273毫米。按照设计要求,所有桁架的上下弦杆均需按照圆弧曲管加工和焊接,而弦杆弯曲质量的好坏将直接关系到结构坐标定位的准确与否,以及整个建筑造型的和顺美观。
解决对策:施工中将弦杆进行小拼接长,然后分段就位在拼装胎架上,通过控制关键点坐标进行拼装。为保证拼装质量,主桁架采用立拼方法,次桁架和封边桁架采用卧拼方法。
 
受土建结构影响,选择吊装机械困难
 
进行钢结构施工时,混凝土结构柱已经全部施工完毕。由于柱距较小,吊车的选择受到很大限制,成为本工程的一大难点。
解决对策:在施工中,预留结构外侧G~H轴间一层顶梁和楼板暂不施工,将G~H轴间作为履带吊车在结构外侧的行驶通道。G~H轴间柱距为9米,实际净距只有8米,而且在吊装作业时,吊车需前后移动,以避免在转臂作业时后部配重碰撞框架柱。根据实际情况,满足宽度和可移动性要求的最大吊车是250吨履带吊,因此,可以在外侧G~H轴布置一台250吨履带吊车进行钢桁架吊装作业。
 
存在大量高空作业工程,施工难度大
 
由于钢桁架截面较大,且分段点均在高空,桁架间背部系杆均为弧形单杆,施工中存在高空作业难题。
解决对策:需做好安全防护,在分段点的临时支撑处使用型钢平台作为安装、焊接作业的施工平台,系杆作业点均悬挂吊篮;为保证施工人员的通行安全,在桁架弯曲段悬挂爬梯,在桁架平直段绑扎脚手板作为施工人员的通道。
 
来源:钢构地图