弦支穹顶钢结构施工技术

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1、弦支穹顶钢结构施工技术的浅述关键词：弦支穹顶结构、温度应力、变形监测一、概述因弦支穹顶屋盖钢结构具备自重轻、跨度大、结构可塑性强等技术特点，目前在我国在体育设施、重大公益式建筑和标志性建筑的屋盖系统已经广泛使用。本文拟针对弦支穹顶屋盖钢结构的施工技术、主要施工程序进行探讨。弦支穹顶屋盖钢结构一般由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成。本文介绍的深圳龙岗坪山体育中心的弦支弓顶结构体系钢结构为空间圆形钢结构屋盖，跨度72米，高度28.81米，上部单层网壳网格布置形式为葵花型布置形式。下部弦支索杆体系为肋环型布置，设置二道环索，局部布置构造钢棒。屋盖大部分节点为相贯焊节点，部分

2、采用了铸钢节点。二、弦支穹顶屋盖钢结构的施工技术方案选型和相关的重点、难点通常弦支穹顶屋盖钢结构施工采用吊装、升顶和常规脚手架散装等施工方法；由于本次弦支穹顶工程是在土建结构上安装，土建先行施工后，吊车无法进入吊装点，故吊装方案不可采用；因体育馆内土建看台及相关设施均施工完毕，升顶施工需搭设超高的制作平台，费用太高，故采取升顶方法也不可；因此，本次工程拟定采取脚手架空间散装的施工方案。弦支穹顶具备跨度大、高度高、焊接量大的空间圆形工程特点，采取脚手架空间散装的施工方案，须控制如下主要重点和难点：a.钢结构屋盖弦支穹顶焊接温度应力和变形的预控；b.钢结构屋盖弦支穹顶下弦环

3、索张拉和拉杆张紧工艺；c.张拉过程中的变形监测与控制；d.超高脚手架的安装与拆除施工与安全防护措施。三、弦支穹顶组装安装及环索张拉施工程序的简述1、穹顶安装施工顺序：深化设计——结构施工图放样——号料——调直校正——单片支架组装焊接——中间检查——校正、调直构件——安装平台搭设——分段钢架组装焊接——支座、联结座焊接——拉杆及铸钢结点安装——环索安装张拉——构件变形监测——构件校正——中间检查——补充涂装——交付下道工序施工2、结点、拉杆和环索安装工序：外环竖杆焊接——铸钢结点焊接——拉杆安装——穿环索——调整收紧环索、拉杆（监测控制调整竖向吊杆的垂直度）——中环竖杆焊

4、接——铸钢结点焊接——拉杆安装——穿环索——调整收紧环索、拉杆（监测控制调整竖向吊杆的垂直度）——中心竖杆焊接——铸钢结点焊接——拉杆安装——调整收紧环索、拉杆（监测控制调整竖向吊杆的垂直度）——测量穹顶结构——拆除结构临时支撑——复测穹顶结构——（进入张拉工序）3、弦支穹顶拉杆环索施工程序：施工模拟计算（优化提供控制数据）——测量网布设——弦支穹顶网架安装阶段监测、相惯线量测——结点和拉杆安装——穹顶临时支架拆除前后复测——穿环索——外环对称张拉环索（20%设计拉力）——调匀环索拉力（控制点拉力形状测量）——内环对称张拉环索（20%设计拉力）——调匀环索拉力（控制点拉

5、力形状测量）——第2次对称张拉（50%设计值）——再次调匀环索拉力（控制点拉力形状测量）——第3次对称张拉（80%设计值）——再次调匀环索拉力（控制点拉力形状测量）——第4次对称张拉（100%设计值）——再次调匀环索拉力（控制点拉力形状测量）——环索拉力调整。四、弦支穹顶上弦杆件组装焊接温度应力和变形的控制弦支穹顶跨度大、焊接量大的空间圆形工程特点，组装焊接时必然会产生大量的温度收缩变形；因此在组装焊接时，必须采用对称跳跃式的安装程序来控制和消除弦支穹顶钢结构安装焊接的应力变形。1．采用网片对称跳跃式分组组装焊接控制温度应力变形网片外环和中环带各分为12个区片，内穹分为

6、6个区片进行组装（如下图示）；按照总体组装顺序即：A--1__A--2__A--3__A--4__A--5__A—6安装焊接。首先安装24个穹顶网架支座，拧固紧螺栓，随后依次焊接好外环钢管；间隔式焊接安装A—1网片，利用脚手架平台临时支撑牢固网片端部结点；依次间隔式焊接安装A—2网片，临时支撑牢固网片端部结点；间隔跳跃对称式焊接A—3网片，临时支撑和校正网片端部结点；对称式焊接A—4网片，临时支撑和校正牢固网片端部结点；跳跃对称式焊接组装A--5__A—6网片，总体校正上弦穹顶；由外向内安装吊杆和拉杆，穿预应力钢绞线；待穹顶弦支架施工和检验完毕，进行环索张拉工艺。弦支穹

7、顶上弦网壳效果模型图如下：2．网片及拉杆、环索制作安装的质量控制要点：a.零部件采用数控切割机进行无余量一次下料（零件加放焊接补偿量），坡口采用三维切割设备开制，保证坡口开制质量和板材外形尺寸。b.规范制造工序、焊接程序及参数，控制焊接变形进而减少矫正工作。采用CO2气体保护半自动焊对称施焊，控制焊接变形。c.采用先装单片支架主杆和斜向杆件，对称点焊接后依次对称焊接的装焊程序，保证焊接质量。制作专用组装胎具和焊装胎具，提供良好施工条件。d.弦支穹顶下部索杆体系的各构件的制作和加工应满足《建筑结构用索应用技术规程》(DG/TJ08-019-