大跨度异形装饰钢桁架分区同步与非同步结合的统筹卸载技术（论文）.pdf

大 跨 度 异 形 装 饰 钢 桁 架 分 区 同 步 与 非 同 步 结 合 的 统 筹 卸 载 技 术 粱 军 上海建工七建集团有限公司 上海 200050 摘要：以上海市静安区体育中心工程外框装饰桁架钢结构施工为背景，通过在后期的卸载工作中采用一系列合理的策 划和部署，综合钢结构吊装分区施工的特点。在有着较高安全管控要求的前提下，按照既定的工况条件和变形值精准 地完成了多级卸载任务。总结出的分区同步与非同步相结合的统筹卸载技术 ，可为类似大跨度异形装饰钢桁架的卸载 施工提供借鉴。 关键词：大跨度钢结构；分区卸载；同步；非同步；安全管控 中图分类号 ：TU758 文献标志码 ：A 文章编号：1004．1001(2018)O5—0709—04 D0I：10 14144／j cnki．jzsg．2018．05．026 Partition Synchronization and Non-Synchronization Com bined Coordinated Unloading Technology for Long—-Span Special--Shaped Decorative Steel Truss Lb~NGJun Shanghai Construction No．7(Group)Co．，Ltd．，Shanghai 200050，China 1 工 程 概 况 t海市静安区体育中心工程总用地面积61 733．8 m ， 总建筑面积7l 291．17 m：，地上建筑面积44 880．91 m ，地下 建筑面积26410．26m (图1)。 图1静安体育中心工程效果图 工程主要由4个单位工程组成：A楼、B楼、地下室和 配套辅助用房 。其中，体 育中心 由A楼 、B楼及地 下室组 成 ，A楼为二类高层，B楼为多层建筑，两楼地下室连通， 在地上通过连廊连通。 整 个体育场馆西半侧屋顶景观 装饰为外框钢桁架结 构 ，该部分结构由外围钢管柱和屋顶钢桁架组成，覆盖范 围为2l4 m×99 m，钢结构顶部高度32～42 m不等。主要 受力钢 构件包括焊接矩形管 、焊接 圆钢管、热轧无缝钢 管、热轧矩形管 ，钢材均采用Q345B。钢桁架构件尺寸为 作者简介： 通信地址： 电子邮箱： 收稿 日期： 梁 军 (1975一 )，男，本科，高级工程师 上海市武夷路1 50号 (200050) 251 6561 50@qq．com 201 8—03．01 口60 mmX4 mm～口18O mmX300 mm×35 mmX 30 mm、 89 mm×4 mm～ 500 mmX35 mm，总用钢量约2 700 t (图2、图3)。 图2装饰钢桁架结构整体三维BIM模型 图3 部分桁架构件三维BIM模型 2 钢 结构 工 程 特 点 和 施 工 难 点 平面投影呈半圆形的外框装饰钢桁架吊装和卸载施工 难度极高。装饰构架覆盖整个体育馆A楼，悬挑 部位延伸 至B楼屋顶足球场 上空，南北向最大跨度2l4 m，东西向最 大跨度99 m。大跨钢构架采用双向平面桁架结构体系，整 个钢架支承在三部分竖向构件上：外围弧形区域混凝土 钢 柱 、体育馆柱顶伸 出钢柱和分叉钢支撑、半圆形两端2个分 叉柱。在空间上与体育馆脱离无附庸，而在视觉效果上环 抱体育馆 。同时，为达到经济性效果，设计钢构件单肢截 面尺寸相对整个体系而言较小，施工前的策划和过程中的 建筑施工 ·第40卷 ·第5期 _固 7 I 梁 军：大跨度异形装饰钢桁架分区同步与非同步结合的统筹卸载技术 控制对项 目实施至关重要。 外框装饰桁架整体具有大位移非线性效应 ，卸载结束 后的结构形态对使用过程 中的受力具有一定的影响【1 】，因 此结构形态和构成对卸载精度要求较高，卸载难度大，卸 载过程中结构受力状态 复杂且转换次数多 ，从而必须着重 思忖结构体系在实施各阶段的整体和局部稳定性 。通过理 论建模和精细计算，对钢结构体系的卸载过程进行深入研 究和探索 ，将分区同步卸载和非同步卸载相结合，具体细 化至倒三角桁架 (环形 、南北 )、径向桁架、悬挑桁架等 各个施工节点的工况，确保整个卸载过程安全可控。 3 卸 载 施 工 原 则 和 流 程 3．1 卸载前的结构状态 1)所有钢柱 、环形主桁架、南北向主桁架安装完成 。 2) 轴线与 轴线之间所有径向桁架 以及相 应的次桁架与连系杆安装完成。 3)图4中的阴影区域 内为2条施工缝，施 工缝处次桁 架、连系杆待径 向桁架卸载完成后安装 (为减少大面积平 面桁架卸载不均衡性和相互牵制作用)。 @ 图4 外框装饰钢架卸载前结构施工状态 4)外框斜柱临时支撑全部卸载并拆除。 3．2 卸载准备工作 1)完成卸载区域 内所有主体结构 的安装、焊接并且探 伤合格。 2)所有主桁架的球形支座限位解锁 ，主桁架 亘 临 时支撑拆除。 3)检查所有塔架支撑缆风绳是否拉紧。 4)完成 同步卸载支撑点位节点加固。 5)完成局部腹杆加固。 6)完成局部支撑下方混凝土结构加固措施。 3．3 卸载施 工原则 先分 区非同步跳帮卸载径 向桁架 ，然后 同步卸载环形 主桁架。桁架卸载点位支撑按照 “多次循环、微量下降” 的原则，使用氧气割刀切割的方法进行卸载。 径向桁架卸载流程为：跳帮卸载非同步卸载点位的所 有临时支撑一径 向桁架分3块区域依次同步卸载一安装施工 缝 内次桁架及连系杆件 。