国家会议中心二期屋盖预应力拉索施工关键技术研究
三圣山90
2022年11月17日 13:30:30
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国家会议中心二期屋盖采用张弦拱壳结构,拱壳结构由屋面钢结构、拉索和拉杆组成,沿跨度方向长72?m,长度方向长252?m,如图1所示。索体采用 ? 110和 ? 95密闭索。 跨中2根拉杆采用 ? 40和 ? 45钢拉杆,其中 ? 40钢拉杆对应 ? 95索, ?

国家会议中心二期屋盖采用张弦拱壳结构,拱壳结构由屋面钢结构、拉索和拉杆组成,沿跨度方向长72?m,长度方向长252?m,如图1所示。索体采用 ? 110和 ? 95密闭索。 跨中2根拉杆采用 ? 40和 ? 45钢拉杆,其中 ? 40钢拉杆对应 ? 95索, ? 45钢拉杆对应 ? 110索(图2)。

图1?屋盖结构三维示意

图2 单榀张弦拱壳结构示意

1 预应力拉索安装及张拉施工流程

预应力检索屋盖施工流程如图3所示。

图3 预应力拉索屋盖施工流程

2 钢结构滑移及安装过程

本工程钢结构安装采用“累计滑移为主,吊装为辅,分级张拉”的施工方案,将钢结构体系分为3大块,每大块又分为3个区域,两2个滑移区域和1个补缺区域(图4)。滑移部分在操作平台上安装,然后进行滑移施工。

图4 滑移顺序

图4以北区为例,3个区域同时安装,安装方法基本一致。

在屋盖网壳结构滑移施工阶段,为方便表示滑移过程,本文将网壳按主杆分为“南1~南4”“北1~北4”和“中间合龙段”(图5、图6)。

(a)       (b)

图5?滑移施工分段

(a)滑移方向;(b)北区各榀拱壳命名

(a)      (b)

(c)      (d)

(e)

(f)

(g)

图6 滑移施工过程

(a)拼装拱壳北1、北2和南1;(b)拆拼装支撑,进行北1拉索第一级张拉;(c)北侧滑移4.5?m;(d)重复1~3步安装张拉滑移剩余张弦拱壳;(e)安装中间拱壳及安装张拉中间张弦拱壳拉索;(f)南1、南2和北区安装完成后进行合龙并安装支座(支座与下部结构不固定);(g)按中间向两侧的顺序对41榀桁架拉索进行第二级张拉至100%设计拉力值

3 预应力拉索张拉临时设施

在主体结构顶层搭设操作平台,包括张拉平台、连接通道、展索平台及网壳西侧贯通南北的走道。其中张拉平台需在钢结构胎架上搭设,待每榀预应力第一级张拉结束后随钢结构滑移;展索平台位于各铺索平台西侧,用于放置放索盘及预应力索;东西连接通道位于展索平台东侧,用于展索平台及张拉平台;南北连接通道位于网壳结构西侧,供施工人员行走至张拉平台(图7)。

图7 预应力拉索张拉临时设施

屋盖网壳结构共41榀拉索,每榀索东西两侧各设一个张拉平台,如图8所示。

图8 张拉平台

4 结束语

在张弦拱壳结构张拉成形过程中,因结构的形状需与预应力分部相匹配,故需确定成形过程的次序和步骤、采用的机械设备、每次预应力过程的张拉量值,同时控制结构的形状变化。本工程分两级缓慢张拉预应力拉索,采取双控原则,以索力控制为主,监测结构变形为辅。

完成拱壳结构张拉后,还需注意其他荷载施加过程,后续结构施工中,如屋面荷载、悬挂荷载的施加应尽量均匀、对称、匀速,以免使集中荷载过大。

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